142372. lajstromszámú szabadalom • Villamos kapcsoló, főként egyenáramhoz
Megjelent 1954. évi augusztus hó 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 142.372. SZÁM. 21. c. 68-72. OSZTÁLY. - ZA-62. ALAPSZÁM. Villamos kapcsoló, főként egyenáramhoz Zajíc Vladislav mérnök, Praha A bejelentés napja: 1951. november 20. Egyenáramú hálózatokban a rövidzárlati áraim exponenciális görbe szerint növekszik, mimellett a kezidieti emelkedés sebessége., vagyis e görbének kezdőponti érintője, nagyságrendjét tekintve, 106 — —2.107 Amp./sec. körül jár, és a irövidEárlati árjaimnak, vagyis annak az áramnak stabilizált erőssége, amely a rövidzárlati körben néhány másodperc aJiatt keletkeznék, rendszer int 20.103 ;—100.10s határértébek közé esik. Egyenáramú gyorskapcsolók főfeladata, hogy oly gyorsasággal korlátozzák ezeket az áríamokat, hogy az áram legnagyobb erősiségei néhányszor kisebbek legyenek, mint a stabilizált érték. Ez aninyit jelent, bogy a kapcsolónak oly gyorsan kell működnie, hoigy a rövidzárílati áramot határoló fényívellianállás már' azalatt aa idő alatt bekapcsolódjék az áramkörbe, amely a rövidzárlati göflbe emelkedő részének felel meg. A leírás jobb megértetése végett a najz 1. ábrája diagrammban érzékelteti ezekEit a viszonyokat, mégpedig az időfolyamat függvényében. A vízszintes —1—• tengely az időt jelenti, a függélyes —2— tengely pedig az áramerősséget. A rövidzárlati áram lefolyását a —3— görbe mutatja, amely eleinte egybeesik a —4— érintővel, utóbb pedig, bizonyos . időköz elmúltával, a stabilizált —6— erősséget éri el. Ha az áramkörben nem volna biztonsági kapcsoló, akkor ,az árain a —3— görbe szerint változnék. Ha azonban biztonsági kapcsoló van az áraimkörben, akkor az áram csupán a —6—• pontig, vagyis lapüa pillanatig követi a —3— görbét, amikor az érintkezők szétválnak és fényív keletkezik. . Ettől a pillanattól kezdve a fényív egyre jobban behatárolja az áramerősséget, aimely így a —7— görbe mentén csökken a —8— pantig; ahol a fényív kialszik, és az áramkör végleg megszakad. A 2. ábra a kapcsoló feszültségfolyamatát tünteti fel, az előbbi ábráéval la'zonos időléptékiben. A -—6— pillanattól, vagyis ez érintkezők szétválásának időpontjától kezdve a fényív feszültsége a —10— görbe — 8— pontjáig a—11—' vonallal jellaett, visszatérő stabilizált feszültségre növekszik. Természetesen az iá1 célunk, hogy a rövidzárlati áramerősségnek (az 1. ábrában) —9*— ordinátával jelzett csúcsértékét minél lejjebb sízorítsuk, mert az áramerősségnek ez az értéke mérvadó a rövidzárlati áramkör dinamikus, vatelmint termikus .megterhelése tekintetében. Különösképpen megérthetjük, hogy milyen fontos ezen áramerősség csökkentése, ha meggondoljuk, hogy az említett dinamikus, valamint a termikus megterhelés az áramerősség négyzetével arányos. Az 1. ábrából következtethető, hogy la rövidzárlati áramerősséget egyediül azon a réven csökkenthetjük, hogy a kikapcsolást gyorsítjuk. Egyszersmind láthatjiuk azonban, hogy nem volna értelme annak, sőt éppen ellenkezőleg, ártalmas lenne, hia a. fényív égési idejét hatályosabb oltóimódszerek köare vonás aval lerövidítenők, mert hiszen ezzel csupán kedvezőtlen fessültségfolyamatot idéznénk elő a fényívben. A fényívbeli áramerősségnek akkor gyorsabban kell csökkennie, pl. a —12— görbe szerint, és tehát vele együtt annak a mágneses mezőnek is hamarabb kell elmúlnia, amely ezzel az áramerősséggel kapcsolatos. Ez azonban csupán a fényívifeszültség fokozódásával lehetséges, úgy, hogy —15— görbe (2. ábra) szerinti túlfesaültségek keletkeznek. A fényívnek ily módon 'gyorsított kioltása azonban, amint láthatjuk, semmiféle befolyást sem gyakorol a rövidzárlati áramerősség csúcsértékére. Amint az elmondottaktól következtetíhetjük, csakis azon a réven csökkenthetjük a rövidzárílati áramerősség csúcsértékét, hogy lerövidítjük a ikikapcsolóimüvelet első részét, vagyis a rövidzárlat létrejötte, és az érintkezők szétválása közötti időközt (az „erőművi időkö'z"-t). Az eddig ismeretes gyorskapcsolóik legrövidebb erőművi időközei kb. 3.10-3 sec. mérvűek, és amellett a lekapcsolt áram erősségétől függetlenek voltak. A találmány oly gyorskapcsolómű, amellyel 1.10-4 sec. nagyságrendű erőművi időközöket érhetünk el oly nagy rövidzárlati áramerősségeknél, amelyek kezdetben 107 Amp./sec. nagyságrendű sebességgel növekednek, tehát éppen oly esetekben, midőn igen nagy erősségű rövidzárlati áramok keletkeznének, és ezért rendkívül fontos ezen áramerőisségeket leszorítanunk. Lassabban növekvő áramerősségek esetében kisebb a biztonsági kapcsoló gyorsasága, de ez korántsem hátrány. A'z új gyorskapcsolómű mozgatószerkezetének .üzembe-
