173196. lajstromszámú szabadalom • Villamos teljesítménykapcsoló
5 173196 6 kapcsolószerkezetekhez képest — jelentősen csökkenthetjük oly mértékben, hogy a 12 mozgóérintkező és a 30 sarok elektromos kapcsolatát egyszerű módon fémes 32 sodronyfonattal lehet megvalósítani és így kiküszöböljük a kapcsolószerkezetekben általában szükséges csúszó érintkezőket. A 2 kapcsolóház olyan tömítetten zárt teret határol, amelyet nyomás alatt álló folyékony dielektrikummal töltünk fel. A nyomás fenntartását biztosító eszközöket az alábbiakban ismertetjük részletesen: Általában folyékony dielektrikumok egyszerűen nyomás alatt álló olajat használhatunk, de a találmány szerinti kapcsolószerkezetben előnyösebb, ha a kapcsolóház terét nyomás alatt álló, cseppfolyósított dielektrikum gázzal töltjük fel és ezt a gázt állandóan folyékony halmazállapotban tartjuk. Ebből a célból legelőnyösebb SF6, cseppfolyósított kénhexafluoridot használni. A következőkben még részletesen rátérünk az ilyen dielektrikummal járó műszaki előnyökre. A 2 kapcsolóház 8 fenékrésze alatt 34 szigetelőtest helyezkedik el, amelyet folyékony vagy gázhalmazállapotú dielektrikummal, pl. olajjal vagy kis nyomás alatt álló kénhexafluoriddal töltünk fel. A 34 szigetelőtest alsó része a talaj szintjén támaszkodó 38 támaszra illeszkedő 36 alaphoz csatlakozik. A 12 mozgóérintkezőt mechanikusan, pl. a 34 szigetelőtest belsején áthaladó 40 mozgatórúddal kapcsoljuk olyan oldható kapcsoló elemekhez, amelyek a mozgóérintkező és az állóérintkező lekapcsolása irányában ható rugalmas elemekkel szemben 12 mozgóérintkezőt a 10 állóérintkezőhöz nyomják és ezt a nyomást fenntartják. Az ilyen kapcsolóelemek hagyományosan ismertek a kapcsolószerkezetekben, és ezért elégséges ezeket csak az 1. ábra szerinti példaképpeni kiviteli alak kapcsán ismertetni. A szigetelőanyagból készült 40 mozgatórúd alsó vége 42 dugattyúhoz csatlakozik, amely a 36 alap által hordott 44 emelő hengerben mozog. A dugattyú és henger között 46 tömítés van. A 44 emelőhengert a kapcsolószerkezetekben hagyományosan alkalmazott 48 hidraulikus vezérléssel működtethetjük, ami természetesen nem képezi a találmány tárgyát. Ezek az elemek lényegében pneumo-hidraulikus 50 munkahengerből, 52 olajszivattyúból, alacsony nyomású 54 olajtartályból és hidraulikus járatrendszerből tevődnek össze, amelyeket az ábrán az egyszerűség kedvéért 56 háromutas szeleppel jelöltünk. A tömítetten zárt 2 kapcsolóházban a nyomás alatt álló dielektrikumot töltő szelepet vagy egyszerű beömlőnyílást helyezhetünk el, továbbá a mindenkor ható lekapcsoló rugalmas elemeket a 2 kapcsolóházban lévő összenyomott folyékony dielektrikum térfogati rugalmasságával helyettesítjük. Ha feltételezzük azt, hogy a kapcsolószerkezet állandó hőmérsékletű környezetben van, akkor a szerkezet az előzőkben leírt lényeges elemekkel egyedül működhet, miután a 2 kapcsolóházat nyomás alatt álló folyékony dielektrikummal töltöttük fel. Számottevő (pl. -50 °C-tól +60 °C-ig) hőmérsékletingadozások kiegyenlítésére, amelyek a kapcsolószerkezet külső felületére hatnak, kiegyenlítő szerkezetet kell alkalmazni, amelyek egyúttal a töltő- és szabályozó elemeket is magukban foglalják. Erre a célra a kapcsolóházban beömlőnyílást, pl. 58 vezetéket alakítunk ki a ház 8 fenékrészén át, amely kis keresztmetszetű 60 vezetékhez kapcsolódik. A 60 vezeték a 34 szigetelőtest belsejében van elhelyezve, és a 36 alapban kialakított 62 vezetéken keresztül a nyomás alatt álló folyékony dielektrikumot tartalmazó 66 folyadékkamrához csatlakozik, amelyet pl. 64 munkahenger alkot. A 64 munkahengerben lévő 66 folyadékkamra tartalmazza a nyomás alatt álló folyékony dielektrikumot, továbbá 68 gázkamra zárja magába az összenyomott gáz, pl. előnyösen nitrogén vagy hélium rugalmas párnáját. Ezeket az elemeket még 70 töltőcső, 72 nyomásmérő és 74, 76, 78 zárószelepek egészítik ki. Amikor a 64 munkahengert és a 2 kapcsolóházat előnyösen nyomás alatt álló folyékony dielektrikummal töltjük fel, a kapcsolószerkezet a következők szerint működik, kezdve az 1. ábrán látható lekapcsolt helyzetéből. A merülő dugattyút alkotó 12 mozgóérintkezőt legalsó helyzetében a dielektrikum nyomása tartja. Az áram bekapcsolásánál a hidraulikus 44 emelőhengerbe olajat táplálunk és 56 háromutas szelepen át addig adagoljuk az olajat, amíg a 42 dugattyú a szigetelt 40 mozgatórúdon át a 12 mozgóérintkezőt a 10 állóérintkezőhöz nem nyomja. Addig, amíg a 44 emelő hengert tápláljuk, tehát általában az önfenntartó hidraulikus teljes ciklus idejének megfelelően, a kapcsolószerkezet bekapcsolva marad. A lekapcsoláshoz azután egyszerűen a nyomás alatt álló folyékony dielektrikum térfogati rugalmasságát használjuk fel, mégpedig a 2 kapcsolóházban lévő dielektrikum ezen hatása a 12 mozgóérintkezőt működteti, mégpedig oly módon, hogy a 64 munkahenger felé a 60 vezetéken át nagyobb áramlás ne következzen be. Ekkor - és feltételezve azt, hogy a külső hőmérséklet állandó marad - 74 zárószelepet zárhatjuk. Különösen előnyös cseppfolyósított kénhexafluorid (SF6) gázt dielektrikumnak felhasználni, pl. 200—400 bar közötti nyomáson (1 bar=l,02 kg/cin). Ilyen dielektrikummal az érintkezők nyitott helyzetben szükséges szétválasztását jelentősen csökkenthetjük, pl. 200 kV feszültségnél 10 mm-re. A 12 mozgó érintkező mozgása következtében szállított dielektrikum térfogata ekkor kb. 20 cm3. Annak következtében, hogy a cseppfolyósított SF6 gáz összenyomhatósága igen nagy, (kb. 10""3 kg/cm3-ként szemben az olaj 5-7 x 10~5) elegendő a kapcsolóházba kevesebb dielektrikumot tölteni (pl. 4000 cm3), mert állandó hőmérséklet mellett az érintkező mozgása következtében fellépő nyomásingadozások is csekélyek, és kb. 5 bar nagyságrendűek. A folyékony dielektrikum tartálynak minősíthető 64 munkahenger tehát a 2 kapcsolóháztól távol is elhelyezhető, a folyadék áramlása a 64 munkahengertől a 2 kapcsolóházig és fordítva a hőmérsékletváltozások függvényében csak lassan megy végbe. A dielektrikum nyomását 72 nyomásmérővel ellenőrizhetjük. Abban az esetben, ha dielektrikumként nyomás alatt álló olajat használunk, a körülmények már kevésbé előnyösek, mert az olaj sokkal kevésbé összenyomható, mint a cseppfolyósított SF6 gáz, és 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
