183976. lajstromszámú szabadalom • Vákuum-kamrás megszakító
1 183 976 2 À találmány tárgya vákuum-kamrás megszakító, amely egy pár összetett elektródát tartalmaz, amelyek vákuum-kamrán belül vannak elhelyezve. Ezek az összetett elektródák egy fó'elektródából és egy tekercs-elektródából állnak, amelyek arra a célra szolgálnak, hogy párhuzamosan a főelektródák között képződő ívvel egy mágneses térerőt hozzanak létre arra az esetre, ha az öszszetett elektródák eltávolodnak egymástól. Általánosságban egy vákuum-kamrás megszakító egy hengeralakú kamrából és egy pár fó'elektródából áll, amely elektródák egymással összekapcsolódnak, és amelyek villamosán vezető rudakkal vannak összekapcsolva, és ezek a villamosán vezető rudak a vákuum-hengerből kinyúlnak. A főelektródák az áram vezetésekor egymással összekapcsolódnak, de abban az esetben, ha valamilyen külső áramkörben hiba lép fel, ezek a főelektródák egymástól szétválnak, hogy megvédjék az adott villamos berendezést az esetleges meghibásodástól. Az érintkezők szétválása során a főeleketródák között ív alakul ki, amelyet a lehető legrövidebb időn belül szét kell szórni, vagy ki kell oltani. Különböző kísérletek történtek ívkioltás megvalósítására, amelyeket szabadalmi leírások is ismertetnek. Ilyen ívkioltási eljárást ismertet a 3 946 179 sz., valamint a 4 196 327 sz. amerikai szabadalmi leírás. Az ezekben a szabadalmi leírásokban az ívvel párhuzamos térerő segítségével szórják szét az ívet finom szálrészekre. A 3 946 179 sz. szabadalmi leírás szerint egy-egy összetett elektródát helyeznek el a villamosán vezető rúd csúcsaira és az összetett elektródák egy-egy főelektródából és egy-egy tekercs-elektródából vannak kialakítva, és ezek a tekercs-elektródák a főelektróda mögött vannak elhelyezve. A tekercs-elektróda áramvezető karokat tartalmaz az áramnak az elvezetésére, amely áram a központi áramvezető rudakból sugárirányban kifelé halad, és további kerületen elhelyezett vezető elemeket is tartalmaz, amely a sugárirányban folyó áramot egy olyan hurokárammá alakítja át, amely hurok a vezetőrúddal párhuzamos mágneses térerőt hoz létre, amelynek a polaritása a vezetőrúd polaritásával megegyezik. Az összetett elektródák úgy vannak elhelyezve, hogy a sugárirányú áramok, amelyek a vezetőrúd felé haladnak, illetőleg a vezetőrúdból kifelé haladnak, semlegesítsék egymást. Ha tehát az egyik összetett elektródában létrejövő sugárirányú áram nagysága ugyanakkora, mint a másik összetett elektródában létrejövő sugárirányú áramok nagysága, és csak az irányuk különböző, a két áram által létrehozott mágneses térerő semlegesíti egymást. Vagyis a tekercs-elektródák által létrehozott mágneses térerő a kerület mentén elhelyezett vezetőkben a keletkező hurokáramok hatására ugyanolyan irányú lesz a két összetett elektródban. Az összetett elektródák tekercs-elektródái által gerjesztett párhuzamos mágneses térerő polaritása megegyezik és az erővonalak sugárirányban hatnak. Az erővonalak a főelektróda és a vezetőrúd egy központi területén a legsűrűbbek, mivel a mágneses térerő ezen a központi területen a legerősebb. Ahogy sugárirányban kifelé haladunk, a mágneses térerő csökken. Ezzel a szerkezeti kialakítással, abban az esetben, hogyha a főelektródákat különválasztja valamilyen hirtelen fellépő rendellenesen nagy árain, akkor igen nagy intenzitású mágneses térerő hat az ívre. Például 63 kA áramlökésnél a mágneses térerő az 1000 T értéket is elérheti. Ilyen nagy mágneses térerő hatásakor az ívet rendkívül gyorsan szét kellene szórni a főelektróda központi része felől a kerületi rész felé egy megfelelően erős párhuzamos mágneses térrel. Az ismert berendezéseknél azonban az ív csak a központi részen alakul ki és a nagy ív hatására az elektróda központi része megolvadhat vagy az elektródák összeolvadhatnak, aminek következtében a megfelelő megszakítás nem valósítható meg. A találmány célja, hogy olyan vákuum-kamrás megszakítót hozzon létre, amellyel az elektródák összeolvadását vagy megolvadását, és ezzel az elektróda károsodását a főérintkező felületek középső részén csökkenteni lehet, azáltal hogy párhuzamos mágneses erőteret hozunk létre, és megjavítjuk a megszakítás minőségét. A találmány szerinti vákuum-kamrás megszakító tartalmaz egy vákuum-kamrát és legalább egy pár villamosán vezető rudat, amelyek a vákuum-kamra belsejéből kinyúlnak. A találmány szerinti vákuum-kamra lényege abban van, hogy egy pár szétválasztható összetett elektróda van a villamosán vezető rudakra a vákuum-kamra belsejében elhelyezve, és ezek az összetett elektródák egy-egy főelektródából és egy-egy, a megszakításkor képződő ívvel párhuzamos mágneses térerőt létrehozó tekercselektródából állnak. A főelektródák központi részén, azok főérintkező felületén egy-egy mágneses teret elnyomó fojtó elem van az érintkező felületéből a másik elektróda irányába kinyúlóan elhelyezve. A párhuzamos mágneses térerő így most sokkal intenzívebb, mint a fojtó elemnek a mágneses térereje, és ezáltal csökkenteni lehet íz összeolvadási veszélyt, és javítani lehet a megszakítás minőségét. A találmány szerinti vákuum-kamrás megszakítót a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével ábrákon ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a találmány szerinti vákuum-kamrás megszakító egyik előnyös kiviteli alakjának metszeti rajzát mutatja, a 2. ábra a szétszedett mozgó elektróda térbeli rajzát mutatja, a 3a. ábra a mágneses térerő eloszlási karakterét mu■atja, a 3b. ábra a 2. ábrán bemutatott érintkező oldalmetszet ét mutatja, a 4a, 4b és 4c ábrák az elmozdítható összetett elektróda további előnyös kiviteli alakjainak részmetszetét mutatja, az 5. ábra a találmány szerinti mozgatható összetett elektróda térbeli rajzát mutatja egyik további előnyös kiviteli alakjában, a 6. ábra az 5. ábrán bemutatott összetett elektródában az áramok irányát mutatja. Az 1. ábrán látható 1 vákuum-kamrás megszakító, amely tartalmaz egy 4 vákuum-kamrát, amely 4 vákuumkarnra egy szigetelő 2 hengerből és 3A és 3B zárólemezekből áll, amelyek a szigetelő 2 henger két végén vannak elhelyezve, és amelyek a 4 vákuum-kamra tömítésére szolgálnak a levegő beszivárgásával szemben. Egy pár 5 és 6 összetett elektróda van a 4 vákuum-kamrán belül elhelyezve. Ezek az 5 és 6 összetett elektródák a vezető 7 és 8 rudakhoz vannak erősítve. Az 5 összetett elektróda rögzítetten, a 6 összetett elektróda pedig mozgathatván van a 4 vákuum-kamrán belül elhelyezve, tehát az 5 és 6 összetett elektródák egymáshoz képest elmozdíthatok. A villamosán vezető 7 és 8 rudak a 4 vákuumkamra belsejéből kinyúlnak. A villamosán vezető 8 rúdra egy fémből készült 9 csőrugó van szerelve, amely fémből 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
