173196. lajstromszámú szabadalom • Villamos teljesítménykapcsoló
173196 4 lasztásával egyszerű módon a lekapcsolást végző rugalmas elemeket a folyékony dielektrikum térfogati rugalmassága helyettesíti. A fenti célkitűzést olyan találmány szerinti nyomás alatt álló folyékony dielektrikumot tartalmazó áramlekapcsoló-szerkezet valósítja meg, amely álló- és mozgó- érintkezővel felszerelt, nyomás alatt álló folyékony dielektrikumot magába foglaló, tömítetten zárt kapcsolóházból, a mozgóérintkezőt az álló érintkezőhöz szétválasztható módon kapcsoló és a két érintkező szétválasztásával szemben ható kapcsoló elemekből tevődik össze, amelyek hidraulikus elemek gyanánt működnek, és kizárólag a kapcsolóházban nyomás alatt álló folyékony dielektrikum térfogati rugalmasságára működnek. Eddig már ismert volt olyan megoldás, hogy mozgó érintkezőt kizárólag a dielektrikumnak a kapcsolószerkezet házában a mozgóérintkező nyitásának irányában ható rugalmasságának hatására működtettek. Ezt a megoldást legfeljebb olyan kapcsolószerkezetekben lehet megvalósítani, amelyeknek házát nagy ívoltóképességű, összenyomható gáz, pl. SF6 kénhexafluorid tölti ki. A gyakorlatban azonban ez a megoldás csak akkor alkalmazható, ha a gázt kielégítően nagy hőmérsékleten tudják tartani, mégpedig oly módon, hogy szélsőségesen alacsony külső hőmérsékletek mellett is a gáz nyomása nagyobb maradjon a légköri nyomásnál annak érdekében, hogy a szerkezet üzembiztosán kapcsolja le az áramot. Ennek következtében az ilyen kapcsolószerkezeteket járulékos fűtőrendszerrel kell ellátni, ami az üzembiztonság szempontjából hátrányt jelent. A gyakorlatban bebizonyosodott, hogy az ilyen fűtőrendszerek meghibásodásánál a kapcsoló nem tudott nyitni, ha a külső hőmérséklet szélsőségesen alacsony értéket vett fel. Ekkor ugyanis a kapcsolóházban levő gáz nyomása elégtelennek bizonyult. Ezzel szemben a találmány szerinti kapcsolószerkezetben kizárólag a cseppfolyós állapotban levő, tehát nem gázhalmazállapotú dielektrikum tárfogati rugalmasságát használjuk fel, így bármilyen külső hőmérsékletnél is az üzemi nyomás elegendő ahhoz, hogy járulékos fűtőrendszer nélkül a zavartalan áramlekapcsolást megvalósítsuk. A gázhalmazállapotú dielektrikumnak a találmány szerinti nyomás alatt álló, folyékony dielektrikummal történő helyettesítését, amint azt a továbbiakból látni fogjuk, nagy összenyomhatósággal rendelkező gáz cseppfolyósításával biztosítjuk, ami jelentős műszaki előnyöket eredményez, és a szerkezet összetételének egyszerűsége és üzembiztonsága szempontjából váratlan hatást eredményez. A találmány szerinti megoldás egyik előnyös kiviteli példájában folyékony dielektrikumnak nyomás alatt cseppfolyósított dielektrikum gázt, nevezetesen SF6 kénhexafluoridot használunk, amelynek dielektromos tulajdonságai igen előnyösek és összenyomhatósága a folyadékok, pl. olaj összenyomhatóságánál több nagyságrenddel nagyobb. A találmány szerinti kapcsolószerkezetben a dielektrikum rugalmassága elegendő ahhoz, hogy az eddig ismert áramlekapcsoló szerkezetben használt rugalmas elemeket helyettesítse. Természetesen itt olyan hagyományos kapcsolószerkezetekre gondolunk, amelyeknek belsejét nyomás alatt álló, folyékony dielek3 trikum tölti ki, és a kapcsolóházat elméletileg tökéletesen tömitettre kell méretezni. A környező hőmérsékletingadozások következtében azonban a dielektrikumból eredő nyomásváltozásokat kiegyenlítő elemeket is kell alkalmazni. Ezek a kiegyenlítő elemek előnyösen munkahengerből, pl. pneumo-hidraulikus munkahengerből állnak, amelyek csak lassú hőingadozásokat képesek kiegyenlíteni. A munkahengert a kapcsolóházhoz az előállítható legszűkebb keresztmetszetű csőrendszerrel kötjük össze. A csőrendszert képező járatokat úgy alakítjuk ki, hogy elkerüljük a nagy csőhosszakkal járó hátrányokat. Ennek következtében a munkahengert a talaj szintjén helyezhetjük el, ezáltal elkerülve az eddig hagyományos kapcsolószerkezetek előbb ismertetett hátrányait. Lehetséges továbbá a munkahengert a talaj szintjén tölteni és ellenőrizni, ami sokkal gazdaságosabb és megbízhatóbb, mint a kapcsolószerkezet feszültség alatt álló részén. Végül az ilyen szűk keresztmetszetű csőrendszerek jóval megbízhatóbbak és gazdaságosabbak az alkalmazott nyomásértékeknél, mint az eddigi hagyományos szerkezetekben alkalmazott nagykeresztmetszetű csőjáratok. A találmány szerinti kapcsolószerkezetet az alábbiakban kiviteli példákban részletesebben ismertetjük, a mellékelt ábrák segítségével: — az 1. ábra a találmány szerinti villamos teljesítmény kapcsoló keresztmetszetét tünteti fel vázlatosan,- a 2. ábra nagyítva tünteti fel a találmány szerinti kapcsolószerkezet mozgóérintkezőjének egyik előnyös kiviteli alakját. Az 1. ábrán látható megszakító szerkezet bontott helyzetben van. A 2 kapcsolóház a 4 hengeres köpenyből, a tömítően záró 6 fedélből és a 8 fenékrészből áll. A 2 kapcsolóház 10 állóérintkezőt és 12 mozgóérintkezőt foglal magába. A 10 állóérintkezőt szigetelő anyagból készült 14 karmantyú tartja, amely 16 síkfelületével a 2 kapcsolóház 6 fedelének belső felületéhez illeszkedik, és így a kapcsoló bekapcsolt helyzetében a 10 állóérintkezőhöz illeszkedő 12 mozgóérintkező lökő hatásának ellenáll. A szigetelő anyagból álló 14 karmantyú cső keresztmetszetű 18 nyakrészben folytatódik, amelynek hosszát a kapcsolószerkezetre kapcsolható feszültség függvényében választjuk. A nyakrész 20 vezetőrudat burkol, amelynek 22 felső vége a lekapcsolásra kerülő 24 vezetékhez kötött kapcsolószerkezet egyik sarkát alkotja. A 12 mozgóérintkezőnek a 2 kapcsolóházban lévő 88 fejrésze és 90 szára van, amely a 26 tömítésen keresztül (előnyösen rugós tömítés) nyúlik át a kapcsolóház 8 fenékrészén, és a 10 állóérintkezőhöz viszonyított térköz löketét behatároló ütköző elemekkel van felszerelve. Ezeket az ütköző elemeket pl. a 12 mozgóérintkezőn kialakított 28 váll képezi, amely a szerkezet lekapcsolt helyzetében a kapcsolóház 8 fenékrészéhez illeszkedik. A 12 mozgóérintkező elektromosan kapcsolódik a szerkezet második 30 sarkához, amelyhez a lekapcsolásra kerülő 24’ vezetékszakasz van kötve. A továbbiakban látni fogjuk, hogy a 12 mozgó érintkező löketét, vagyis a 10 álló érintkezőhöz viszonyított legnagyobb térközt — különösen a hagyományos 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
