PL B1. Wyłącznik próżniowy z napędem elektromagnesowym i kompensatorem elektrodynamicznym INSTYTUT TECHNIK INNOWACYJNYCH EMAG, KATOWICE, PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl. H01H 47/32 ( ) H01H 33/66 ( ) Opis patentowy przedrukowano ze względu na zauważone błędy (54) Wyłącznik próżniowy z napędem elektromagnesowym i kompensatorem elektrodynamicznym (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 06/06 (73) Uprawniony z patentu: INSTYTUT TECHNIK INNOWACYJNYCH EMAG, KATOWICE, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 04/10 (72) Twórca(y) wynalazku: BOGDAN MIEDZIŃSKI, WROCŁAW, PL ANDRZEJ SZYMAŃSKI, WROCŁAW, PL ZBIGNIEW KOWALSKI, KATOWICE, PL WIESŁAW SARNA, SOSNOWIEC, PL JAN BRZEZINA, KATOWICE, PL PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest wyłącznik próżniowy z napędem elektromagnesowym i kompensatorem elektrodynamicznym przeznaczony do samoczynnego wyłączania prądów zwarcia i zapewniający wyłączanie prądów zwarcia niezależnie od działania zastosowanego systemu zabezpieczeń nadprądowych. Dotychczas do ochrony stacji transformatorowych i napędów przed skutkami zwarć i przeciążeń stosowane są wyłączniki zamkowe firmy ABB SH-630/M, Westinghause, LAM-630, SIEMENS, 3WJ13, MERLIN-GERIN C-630 wyposażone w mechanizmy zamkowe, wyzwalacze prądowe i wyzwalacz napięciowy oraz układ stykowo-gaszeniowy w powietrzu. Wyłączniki charakteryzują się małą trwałością łączeniową i mechaniczną, a ze wzrostem cykli łączeniowych powodują pogorszenie struktury powierzchniowej układu izolacyjnego stwarzając zagrożenie zwarć doziemnych i międzyfazowych. To główna wada tych aparatów i z uwagi na brak obiektywnej oceny stopnia zużycia prowadzi do łączeń awaryjnych. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr niskonapięciowy wyłącznik próżniowy z elektrodynamicznym układem rekonwersyjno-relaksacyjnym ma część czynną kompensatora elektrodynamicznego połączoną z jednej strony z napędem, korzystnie elektrodynamicznym próżniowej komory gaszeniowej, a z drugiej strony połączoną przesuwnie ze sprężyną zwrotną próżniowej komory gaszeniowej za pomocą wspornika części czynnej tego kompensatora. Część bierną tego kompensatora połączono z prętem styku ruchomego tej próżniowej komory, zaś między częścią czynną a bierną usytuowano powietrzną strefę aktywną przemieszczania części czynnej względem części biernej tego kompensatora elektrodynamicznego. Niedogodnością tego rozwiązania jest opóźnianie wyłączenia prądu w obwodzie elektrycznym sterowania, zwiększenia prądu w tym obwodzie i zmniejszeniu prędkości otwierania styków ruchomych podczas samoczynnego zwalniania elektromagnesu. Wyłącznik próżniowy z napędem elektromagnesowym i kompensatorem elektrodynamicznym, według wynalazku, w swojej istocie polega na tym, że elektromagnes ma cewkę rozruchową i cewkę podtrzymania, które włączone są do obwodu szeregowo połączonych łącznika sterującego, zbocznikowanego filtrem, prostownika obwodu podtrzymania i zacisków. Do tych zacisków szeregowego obwodu sterowania elektromagnesu galwanicznie włączona jest zwora, pokryta na powierzchni walcowej materiałem izolacyjnym i jarzmo - elementy elektromagnesu. Jednocześnie cewka rozruchowa i styk rozwierny łącznika sterującego włączone są do obwodu szeregowo połączonego prostownika obwodu rozruchowego z rezystorem i tyrystorem-diodą. Prostownik obwodu rozruchowego połączony jest z rezystorem w obwodzie prądu stałego, do którego włączony jest kondensator, a do obwodu prądu przemiennego obwodu rozruchowego włączony jest styk rozwierny łącznika sterującego. Zaletą układu, według wynalazku, jest zapewnienie samoczynnego wyłączenia prądu zasilania w obwodzie elektrycznym w chwili zwalniania elektromagnesu, co ogranicza wpływ energii źródła zasilania na prędkości otwierania elektromagnesu i styków ruchomych w stanach oraz czasie, gdy nie występuje jeszcze działanie obwodów sterowniczych - zabezpieczeniowych. Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania, na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia biegun wyłącznika a fig. 2 - schemat elektryczny sterowania elektromagnesu. Wyłącznik próżniowy z napędem elektromagnesowym i kompensatorem elektrodynamicznym wg fig. 1 ma próżniową komorę gaszeniową 1 i kompensator elektrodynamiczny 2 z częścią czynną 3 tego kompensatora elektrodynamicznego 2 połączoną z elektromagnesem 4 z jednej strony a z drugiej strony przesuwnie połączony jest ze sprężyną zwrotną 5 próżniowej komory gaszeniowej 1 za pomocą wspornika 6 części czynnej 3 kompensatora elektrodynamicznego 2. Część bierna 7 kompensatora elektrodynamicznego 2 jest połączona z prętem styku ruchomego 8 próżniowej komory gaszeniowej 1, zaś miedzy częścią czynną 3 i częścią bierną 7 kompensatora elektrodynamicznego 2 znajdują się powietrzna strefa aktywna a przemieszczania części czynnej 3 względem części biernej 7 kompensatora elektrodynamicznego 2, strefa oddziaływania b kompensatora elektrodynamicznego 2 oraz w próżniowej komorze gaszeniowej 1 biegunowa przerwa zestykowa c. Elektromagnes 4 ma także cewkę rozruchową d i cewkę podtrzymania e, a elementy elektromagnesu 4, zwora f, której powierzchnia walcowa boczna pokryta jest izolacyjnym teflonem i jarzmo h są galwanicznie połączone z zaciskami g szeregowego obwodu sterowania tym elektromagnesem.

3 PL B1 3 Na fig. 2 zaciski g połączone są z jarzmem h i zworą f i stanowią część szeregowego obwodu elektrycznego zawierającego cewkę rozruchową d, cewkę podtrzymania e, styk zwierny łącznika sterującego 9, zbocznikowany filtrem 10 oraz prostownik obwodu podtrzymania 11. Cewka rozruchowa d i styk zwiemy łącznika sterującego 9 są połączone z szeregowym obwodem zawierającym prostownik obwodu rozruchowego 12, rezystor 13 i tyrystor - diodę 14, zaś do prostownika obwodu rozruchowego 12 i rezystora 13 w obwodzie prądu stałego jest przyłączony kondensator 15, a w obwodzie prądu przemiennego tego prostownika obwodu rozruchowego 12 jest włączony styk rozwierny łącznika sterującego 9. Zasada działania wyłącznika próżniowego polega na tym, że w przypadku zwolnienia zwory f wskutek zmniejszenia przechyłu styku ruchomego w przerwie zestykowej c, styczność między i jarzmem h a zworą f zostaje utracona, co w konsekwencji powoduje przerwanie obwodu elektrycznego podtrzymania i wyłączenie prądu w cewkach rozruchowej d i podtrzymania e. Zamknięcie przerwy zestykowej c z niezbędnym przechyłem styku ruchomego dokonuje się przez połączenie jarzma h elektromagnesu 4 ze zworą f przy pomocy cewki rozruchowej d energią z zasobnika kondensatora 15 i łącznikiem sterującym 9. Stan podtrzymania realizuje się za pomocą cewki podtrzymania e połączonej z prostownikiem 11 poprzez galwaniczne połączenie jarzma h ze zworą f elektromagnesu 4. Zastrzeżenie patentowe Wyłącznik próżniowy z napędem elektromagnesowym i kompensatorem elektrodynamicznym zawierający próżniową komorę gaszeniową połączoną elektromagnesem z częścią czynną kompensatora elektrodynamicznego z jednej strony, a z drugiej strony połączoną przesuwnie sprężyną zwrotną tej próżniowej komory za pomocą wspornika części czynnej tego kompensatora elektrodynamicznego, zaś częścią bierną połączoną z prętem styku ruchomego próżniowej komory gaszeniowej i zawierający pomiędzy częścią czynną i częścią bierną powietrzną strefę aktywną przemieszczania części czynnej względem części biernej kompensatora elektrodynamicznego, znamienny tym, że elektromagnes (4) ma cewkę rozruchową /d/ i cewkę podtrzymania (e), które włączone są do szeregowo połączonych i łącznika sterującego (9) zbocznikowanego filtrem (10), prostownika obwodu podtrzymania (11) i zacisków (g), do których galwanicznie włączone są zwora (f), pokryta na powierzchni walcowej materiałem izolacyjnym i jarzmo (h), a jednocześnie cewka rozruchowa (d) i styk rozwierny łącznika sterującego (9) włączone są do obwodu szeregowo połączonego prostownika obwodu rozruchowego (12), z rezystorem (13) i tyrystorem-diodą (14), przy czym prostownik obwodu rozruchowego (12) połączony jest z rezystorem (13) w obwodzie prądu stałego, do którego włączony jest kondensator (15), a do obwodu prądu przemiennego obwodu rozruchowego (12) włączony jest styk rozwierny łącznika sterującego (9).

4 4 PL B1 Rysunki

5 PL B1 5

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.