189470. lajstromszámú szabadalom • Tekercselt kondenzátor, háromfozisú kondenzátortelep, valamint eljárás a tekercselt kondenzátor, illetve a háromfázisú kondenzátortelep előállítására
1 189 470 2 « kapacitású kondenzátor készletezése mellett, a másik előny pedig az egyszerűbb szerelés. Az alábbiakban konkrét példán keresztül hasonlítjuk össze a hagyományos és a találmány szerinti háromfázisú kondenzátortelepeket. Vegyünk például egy 4 kvar teljesítményű, 380 V névleges feszültségű kondenzátort. A hagyományos kétpólusú tekercselt kondenzátorokból 18 darabot kell egy házba rakni, ha egy kondenzátor kapacitása 4,9 pF. A három fázisnak megfelelően 10 tehát 6-6 darab szükséges, ennyit kell egy csoporton belül egymással párhuzamosan kötni. A magyar szabvány szerint a háromfázisú hálózatokban alkalmazott háromfázisú kondenzátorok megengedhető aszimetriája (két-két kapocs között 15 mérhető legnagyobb és legkisebb kapacitásérték hányadosa) 1,08. Mivel a hagyományos háromfázisú kondenzátortelep gyártása közben eleve fellép bizonyos mértékű aszimetria, ha az egyik csoportban valamelyik kondenzátor meghibásodik, a gya- 20 korlatban ez azt jelenti, hogy az ennek következtében fellépő aszimetria nagyobb lesz a megengedettnél. A fenti példánál maradva a kiindulási kapacitásértékek a következők: 25 C,_2 = 6x 4,9+ = 44,1 pF = C23 = Ha üzem közben az egyik kondenzátor meghibásodik, akkor az egyes kivezetések között mérhető kapacitásértékek esetünkben a következőképpen 30 alakulnak: C,_2 = 5x4,9 + ^y^ = :39,2 pF- 3~C2 _ 3»6 x 4,9 + 6x4,9x5x4,9 6x4,9+5x4,9 = 42,763 pF 35 Ebből az aszimmetria : c_ 42,763 39,2 = 1,09 A kondenzátor teljesítménye: Q = 3,77 kvar Abban az esetben, ha még egy további kondenzátor meghibásodik és a tekercsbiztosító kiold, akkor a kapacitások az alábbi értékűek lesznek : C,_2 = 4x4,9 + 6x4,9 C1_3«C2_3«6x4,9 + Ebből az aszimmetria : = 34,3 pF 4x4,9x6x4,9 4x4,9+6x4,9 = 41,16 pF 40 45 50 S = 41,16 34,3 = 1,2 A kondenzátor teljesítménye: 3,55 kvar • Látható, hogy ez utóbbi esetben az aszimmetria 55 mértéke már jóval meghaladja a megengedett 1,08- as értéket. A találmány szerinti kondenzátor esetében, amely három, egymás felett elhelyezkedő, párhuzamosan tekercselt fegyverzetet tartalmaz, a gyártás 60 közben kedvezőbb szimmetriatulajdonságok érhetők el, mivel a három fegyverzetet egyszerre tekercselve a három fázisban lévő aktív kondenzátorfelületek azonos nagyságúak lesznek, amiből következik, hogy az egyes fázisokban lévő kondenzátor- 65 elemek kapacitásai is egyformák, azaz a kondenzátor szimmetrikus lesz. A találmány szerinti kondenzátortelep további előnyös tulajdonsága még, hogy meghibásodás esetén bármelyik két fegyverzet között fellépő villamos ív hatására több rétegen átjön létre zárlat, így biztos, hogy a tekercsbiztosítók mindhárom fázisban kioldanak, és így a kondenzátortelep egyik kondenzátora teljesen kikapcsolódik. Igaz, hogy a kondenzátortelep teljesítménye egy kondenzátor teljesítményével kisebb lesz, de az eredeti szimmetria megmarad. Vegyük most az előbbi számpéldát : Készítsünk egy 4 kvar teljesítményű kondenzátortelepet 18 darab kondenzátorból, melyek mindegyike három fegyverzetet tartalmaz. Ekkor egy kondenzátor két pólusa között mérhető kapacitása 2,45 pF, így ha ebből 18 darabot kapcsolunk a 8. ábrán látható elvi kapcsolás szerint párhuzamosan, a kapott kondenzátortelep két-két pólusa közötti kapacitás értéke: Ci -2= C] 3= C2 3 = 44,1 pF Ha meghibásodás miatt egy kondenzátor kiesik, akkor a maradék kapacitás természetesen C,_2 = C^3 = C2 3 = 41,65 pF A kondenzátortelep teljesítménye ebben az esetben Q = 3,77 kvar. Ha a fenti adatokat összehasonlítjuk a hagyományos kondenzátortelepre kapott adatokkal, láthatjuk, hogy az egy kondenzátor kiesésekor bekövetkező teljesítménycsökkenés azonos, a szimmetria viszont csak a hagyományos kondenzátortelep esetében romlik. Az állandó szimmetriára vonatkozó fenti körülmények egyaránt érvényesek akkor, ha a kondenzátortelepet alkotó kondenzátorok három, illetve ha négy fegyverzetet foglalnak magukban. Az első esetben ugyanis a három fázishoz tartozó fegyverzetet képező rétegek olyan közel helyezkednek el egymáshoz a tekercsben, hogy zárlat esetén mindenképpen átütés jön létre mindhárom fázisban. Ha a kondenzátor négy fegyverzetet foglal magába, amelyek úgy helyezkednek el, hogy három fegyverzet azonos hosszúságú, és együttes hosszuk megegyezik a negyedik fegyverzet hosszával, és a három egyforma hosszúságú fegyverzet negyedik fegyverzettel szemben, egymás után helyezkednek el (2. ábra), akkor is kiiktatódik a kondenzátor mindhárom fázisa. Ugyanis ebben az esetben a tekercsbiztosító a közös negyedik fegyverzettel van összekötve, és így ha a tekercselés bármelyik részén is lép fel a zárlat, a tekercsbiztosító mindenképpen kiold, és kiiktatja a kondenzátor közös csillagpontját képező leghosszabb fegyverzetet az áramkörből. All. ábrán látható egy összehasonlító diagram, amelyben a hagyományos és a találmány szerinti háromfázisú kondenzátortelepek szimmetriájának változását tüntettük fel a kieső tekercskondenzátorok számának függvényében. Az ábrán a függőleges tengelyen az S szimmetriát (S = CmJCm,n), a vízszintes tengelyen pedig a közös házban lévő lekercskondenzátorok n számát vettük fel, S,-S4- gyel pedig a szimmetriaeltérést jelöltük. Az ábrán az Sj szimmetriaeltérés a találmány szerinti háromfázisú kondenzátortelep szimmetriájának változá5
