PL B1 (13) B1. (54) Wysokonapięciowy bezpiecznik gazowydmuchowy

Transkrypt

1 RZECZPO SPO LITA POLSKA(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl6: H01H 85/42 (54) Wysokonapięciowy bezpiecznik gazowydmuchowy (73) Uprawniony z patentu: Politechnika Gdańską Gdańsk, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 16/93 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 10/95 (72)Twórcy wynalazku: Andrzej Wolny, Gdańsk, PL Benedykt Kacprzak, Gdańsk, PL Kazimierz Pierściński, Sopot, PL Stefan Kubiak, Gdańsk, PL (74) Pełnomocnik: Popławski Czesław, Politechnika Gdańska PL B1 (57) 1. Wysokonapięciowy bezpiecznik gazo-- wydmuchowy składający się z rurowej, dwuwarstwowej komory gaszeniowej, zawierającej warstwę nośną i warstwę gazującą, wyposażonej w styki górny i dolny, wymienny element topikowy i sprężynę wyrzutową, przy czym wymienny element topikowy zawiera topik, otulinę gazującą oraz elektrody górną i dolną do połączenia ze stykami, znamienny tym, że wymienny element topikowy (10) jest wyposażony w korek (13) z tworzywa sztucznego zamykający górny otwór komory gaszeniowej (1) oraz elektrodę rurkową (12) umocowaną w korku (13) a warstwy: gazująca (2) i nośna (3) są wykonane z materiałów termoplastycznych o dużej udarności. Fig. 1.

2 Wysokonapięciowy bezpiecznik gazowydmuchowy Zastrzeżenia patentowe 1.Wysokonapięciowy bezpiecznik gazowydmuchowy składający się z rurowej, dwuwarstwowej komory gaszeniowej, zawierającej warstwę nośną i warstwę gazującą, wyposażonej w styki górny i dolny, wymienny element topikowy i sprężynę wyrzutową, przy czym wymienny element topikowy zawiera topik, otulinę gazującą oraz elektrody górną i dolną do połączenia ze stykami, znamienny tym, że wymienny element topikowy (10) jest wyposażony w korek (13) z tworzywa sztucznego zamykający górny otwór komory gaszeniowej (1) oraz elektrodę rurkową (12) umocowaną w korku (13) a warstwy: gazująca (2) i nośna (3) są wykonane z materiałów termoplastycznych o dużej udarności. 2.Wysokonapięciowy bezpiecznik gazowydmuchowy według zastrz. 1, znamienny tym, że elektroda rurkowa (12) wystaje z korka (13) do wnętrza komory gaszeniowej (1) na taką odległość, aby dolna część komory gaszeniowej (1) znajdująca się między dolnym końcem elementu topikowego (10) i dolnym otworem wylotowym, miała długość wystarczającą do zgaszenia łuku. * * * Przedmiotem wynalazku jest wysokonapięciowy bezpiecznik gazowydmuchowy o zwiększonej mocy wyłączalnej chroniący transformatory i odgałęzienia od pnia linii w rozdzielczych sieciach napowietrznych, wiejskich przed skutkami zwarć i przeciążeń. Znany jest bezpiecznik gazowydmuchowy przedstawiony w polskim opisie patentowym nr , składający się z komory gaszeniowej, styków: górnego i dolnego oraz wymiennego elementu topikowego, przy czym komora gaszeniowa jest rurą zamkniętą na swym górnym końcu zbiorniczkiem chłodzącym gazy. Element topikowy posiada dwie elektrody do połączenia ze stykami komory: górną - grzybkową oraz dolną - linkową i jest wyposażony w krótką rurkę o małej średnicy wewnętrznej z materiału gazującego nasadzoną na topik, służąca do gaszenia małych prądów. Komora gaszeniowa jest dwuwarstwową rurą izolacyjną, przy czym warstwa zewnętrzna jest sztywnym nośnikiem o dużej wytrzymałości mechanicznej w postaci laminatu chemoutwardzalnego wzmocnionego włóknem szklanym, zaś warstwa wewnętrzna wykonana jest z materiału dobrze gazującego pod wpływem ciepła łuku elektrycznego oraz nie tworzącego grubych osadów przewodzących składającego się z lepiszcza organicznego i nieorganicznego utleniacza. Zbiornik chłodzący gazy jest rurą metalową szczelnie połączoną z rurą komory gaszeniowej, zamkniętą szczelnie także na swym drugim końcu przy pomocy wkręcanej metalowej zaślepki pełniącej równocześnie rolę elementu dociskającego górny styk elementu topikowego do umieszczonego w tym zbiorniku górnego styku komory. Druga, dolna elektroda elementu topikowego jest wykonana z linki miedzianej i jest łączona z dolnym stykiem bezpiecznika zaciskiem śrubowym. Elektroda ta jest napinana sprężyną wyrzutową umożliwiającą jej wyciągnięcie z komory po przetopieniu się topika. Bezpiecznik ten przy wyłączeniu dużych prądów, ze względu na jednostronny wylot gazów, wytwarza zwiększoną siłę odrzutu obciążającą niebezpieczne górne styki i izolator podstawy. Duże ciśnienie wymaga znacznej wytrzymałości komory na rozrywanie utrudniając osiągnięcie dużej mocy wyłączalnej. Ponadto kruchy materiał warstwy gazującej stawia zwiększone wymagania wytrzymałościowe zewnętrznej warstwie nośnej obniżając dodatkowo zdolność wyłączalną. Nie toleruje on najmniejszych szczelin między warstwami rury komory gaszeniowej, co jest trudne technologicznie, a więc i kosztowne. Znany jest także bezpiecznik typu DJP firmy General Electric Company z komorą gaszeniową w postaci prostej rury dwustronnie otwartej, dwuwarstwowej z warstwą zewnętrzną, nośną z laminatu termoutwardzalnego wzmocnionego włóknem celulozowym i warstwą gazującą z fibry.

3 Pełne, dwustronne otwarcie komory gaszeniowej utrudnia wyłączanie prądów niewielkich, gdyż ciśnienie jest wówczas bardzo małe i w związku z tym chłodzenie łuku może być niedostateczne. Ponadto użyte tworzywa warstwowe, bardzo higroskopijne, zmieniają w warunkach napowietrznych po pewnym czasie swe wymiary powodując powstawanie szczelin między warstwami, będących powodem awarii bezpiecznika. Wysokonapięciowy bezpiecznik gazowydmuchowy składający się z rurowej, dwuwarstwowej komory gaszeniowej, zawierającej warstwę nośną i warstwę gazującą, wyposażonej w styki górny i dolny, wymienny element topikowy i sprężynę wyrzutową, przy czym wymienny element topikowy zawiera topik, otulinę gazującą oraz elektrody górną i dolną do połączenia ze stykami charakteryzuje się tym, że wymienny element topikowy jest wyposażony w korek z tworzywa sztucznego zamykający górny otwór komory gaszeniowej oraz elektrodę rurkową umocowaną w korku, a obydwie warstwy tj. gazująca i nośna są wykonane z materiałów termoplastycznych o dużej udarności. Elektroda rurkowa wystaje z korka do wnętrza komory gaszeniowej na taką odległość, aby dolna część komory gaszeniowej, znajdująca się między dolnym końcem elementu topikowego i dolnym otworem wylotowym, miała długość wystarczającą do zgaszenia łuku. Korzyści techniczne wynikające z wynalazku polegają na tym, że przy wyłączaniu małych prądów wylot gazów jest jednostronny, co zapewnia większe ciśnienie i skuteczniejsze chłodzenie niż w przypadku wypływu dwustronnego, a w objętości komory między dnem korka i wystającym końcem elektrody rurkowej tworzy się zbiorniczek magazynujący gazy wykorzystywane do chłodzenia łuku elektrycznego w czasie przechodzenia prądu przez zero, zaś przy wyłączaniu prądów dużych ciśnienie wypycha korek pozwalając na wypływ dwustronny, dzięki czemu redukuje się obciążenia mechaniczne podstawy bezpiecznika i nie dopuszcza się do nadmiernego wzrostu ciśnienia w komorze, grożącego jej rozerwaniem. Budowa taka w połączeniu z zastosowaniem materiału gazującego o dużej udarności pozwala na produkowanie bezpieczników z uniknięciem kłopotliwych procesów laminowania warstwy nośnej komory gaszeniowej. Zastosowanie korka z tworzywa sztucznego, zapewnia, dzięki jego elastyczności, dobre przyleganie do ścianek komory gaszeniowej nawet po zwiększeniu się jej otworu. Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podłużny bezpiecznika, a fig. 2 - przekrój podłużny elementu topikowego. Komora gaszeniowa 1, rurowa, dwuwarstwowa, z warstwą gazującą 2 z materiału gazującego o dużej udarności, rozciągliwego, takiego jak na przykład politetrafluoroetylen oraz z warstwą nośną 3 z tworzywa termoplastycznego o dobrej wytrzymałości elektrycznej jest wyposażona na swym górnym końcu w sty k górny 4, a na końcu dolnym - w utwierdzony zaciskiem śrubowym styk dolny 5, do których przymocowane są za pośrednictwem górnego zacisku śrubowego 6 -górna elektroda linkowa 7 a do dolnego zacisku 8 - dolna elektroda linkowa 9 elementu topikowego 10. Topik 11 jest połączony z górną elektrodą linkową 7 przez zaciśnięcie wewnątrz rurkowej elektrody 12 wciśniętej do korka 13 zamykającego górny wlot komory gaszeniowej 1 i wystającej z niego do wnętrza komory 1 na odległość 2CK 80 mm, zaś z dolną elektrodą linkową 9 przez zaciśnięcie wewnątrz metalowej skuwki 15. Na topik 11 nasunięta jest otulina 14 z materiału gazującego. Dolna elektroda linkowa 9 jest napinana sprężyną 16. Gdy w zabezpieczanym przez bezpiecznik obwodzie prąd przetopi topik 11 elementu topikowego 10, wewnątrz otuliny 14 zapala się łuk elektryczny powodując jej gazowanie a sprężyna 16 wyciąga dolną elektrodę linkową 9. Gaz wypływa tylko dolnym otworem komory gaszeniowej 1. Przy bardzo małych prądach gazowanie otuliny 14 wystarcza do zgaszenia łuku. Jeśli prąd jest większy, powstające ciśnienie w krótkim czasie rozrywa otulinę 14. Łuk wydostaje się do wnętrza komory gaszeniowej 1 powodując gazowanie warstwy gazującej 2. Ciśnienie przyspiesza wyciąganie elektrody linkowej 9, a jeśli jest dostatecznie wysokie - powoduje także wypchnięcie korka 13, co otwiera górny wylot komory 1 umożliwiając dwustronny wypływ gazów, nie dopuszczając tym samym do nadmiernego wzrostu ciśnienia i sił odrzutu. Do zgaszenia łuku w czasie przechodzenia prądu przez zero wystarcza w tym przypadku gaz zmagazynowany w objętości komory gaszeniowej 1 ze względu na jego wysokie ciśnienie.

4 Jeśli ciśnienie gazów w komorze gaszeniowej 1 nie jest dostatecznie wysokie, aby wypchnąć korek 13 - gaz wypływa jednostronnie a jego porcja zebrana w górnej części komory gaszeniowej 1, w przestrzeni między dnem korka 13 i końcem elektrody rurkowej 12, na której spoczywa stopa łuku stanowi zapas do chłodzenia łuku w czasie, gdy prąd przechodzi przez zero i komora 1 gazuje bardzo słabo.

5 Fig

6 Fig. 1. Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł