EP0016983A1 - Puffer-type gas circuit breaker - Google Patents
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- EP0016983A1 EP0016983A1 EP80101074A EP80101074A EP0016983A1 EP 0016983 A1 EP0016983 A1 EP 0016983A1 EP 80101074 A EP80101074 A EP 80101074A EP 80101074 A EP80101074 A EP 80101074A EP 0016983 A1 EP0016983 A1 EP 0016983A1
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- gas pressure
- pressure switch
- contact piece
- arc
- cylinder
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
- H01H33/90—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
- H01H33/91—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism the arc-extinguishing fluid being air or gas
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
- H01H1/36—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding
- H01H1/38—Plug-and-socket contacts
- H01H1/385—Contact arrangements for high voltage gas blast circuit breakers
Definitions
- the inventions relate to autopneumatic gas pressure switches according to the preamble of one of claims 1 to 4.
- the plasma located in the space between the insulating nozzle and mating contact acts in such a way that transient voltages with large voltage values can no longer be maintained, because plasma between the conductive surfaces of the moving parts of the switching section pump and the fixed contact piece of the switching section provides the possibility of re-ignition given is.
- the invention has for its object to provide a switch in which an optimally effective and structurally simple shielding is provided.
- the gas space in which the arc cloud and the fixed counter contact are located is thus directly separated from the other spaces in which the conductive surfaces of the moving contact system are located, so that the ability to re-ignite is greatly reduced, i.e. the dielectric strength is greatly increased. It is therefore not the individual parts that are shielded individually, but rather the gas space in which the arc cloud is located.
- the cylindrical part can be an insulating tube, but also a metal tube.
- An externally metallized insulating tube is also conceivable.
- a pressure gas switch in which a nominal current path is provided in addition to the power contact pieces between which the arc burns, a nominal current path is provided in order to increase the nominal current, the arrangement is expediently such that the contact transition point between the contact pieces of the nominal current path with respect to the arc radiation and the main part of the fission products is shielded.
- the contact pieces of the nominal current path are arranged outside the insulating tube according to a further feature of the invention, so that the contacts of the nominal current path do not have a performance-reducing effect.
- the above-mentioned partitioning of the gas spaces also greatly reduces the risk of reignition between the contact pieces of the nominal current path when switching large currents.
- this metal tube expediently forms a contact piece of the nominal current path, the other contact piece of which encompasses the metal tube on the outside.
- the partition is expediently largely gas-tight so that the arc gases cannot escape between the insulating nozzle and the cylindrical part.
- a nominal current path is electrically connected in parallel with the power current path formed from the power contact pieces, an insulating shield in the form of an insulating tube and an insulating piston being provided for the movable contact piece of the nominal current path, in order to avoid the risk to avoid re-ignition between the nominal current contacts when switching off higher currents.
- the other, fixed contact piece of the nominal current path is, however, exposed relatively unprotected to the arc radiation and the arc gap products in this known pressure gas switch, even if the outer shape of the insulating nozzle provides a certain protection. In this known switch, the contact point between the contact pieces of the nominal current contact can be adversely affected when switching high currents.
- a shield provided for the task is to be created, so that the contact point between the rated current contact pieces is not adversely affected by the arc.
- the shield is advantageously designed and arranged in a pressure gas switch that has an insulating nozzle, so that it at the same time surrounds the space into which the arc gases flow, the shielding having a cylindrical part within which the insulating nozzle, which has a correspondingly configured shield, is guided in a sliding manner.
- the above-mentioned shielding ensures in particular that the contact point between the contact pieces of the nominal current path is not adversely affected when high currents are switched off.
- the shield can be formed by a metal tube or else by an insulating tube. In the case of a metal tube, this is expediently designed directly as a contact piece of the nominal current path, which is contacted externally by the other contact piece.
- the cross sections of the cylinder can be reduced, which results in the desired reduction in the moving masses.
- the cross sections of the fixed contact pieces can be generously dimensioned so that large nominal currents can be transmitted.
- the solution according to the invention also offers good cooling options.
- the switch designed according to claim 4 has a fixed contact piece which is conductively connected to the movable part of the piston / cylinder arrangement.
- This switch can have an upper plate-shaped electrical connection and a lower plate-shaped electrical connection.
- the power path of the switching path can be determined by a fixed power contact pin, which is conductively connected to the upper connection plate, in connection with a movable power contact, the arcing contact, are formed.
- This movable power contact is conductively connected to a movable cylinder which interacts with a fixed piston, which is attached to the lower connecting plate, as a switching section pump for generating the required blowing pressure in the event of a switch.
- the movable piston can be conductively connected to a fork for the introduction of current and force, which in turn is connected to a drive rod.
- the drive rod can be actuated by a hydraulic or pneumatic spring drive or the like, whereby it is guided inside of supports, on the lower end of which the drive is attached.
- the fork can be in conductive connection with the lower connection plate via high-current contacts.
- a parallel nominal current contact path can be provided, to increase the current carrying capacity, consisting of two cylindrical contact pieces.
- the upper parallel contact piece is then conductively connected to the upper connection plate and is fixed.
- the lower parallel contact piece is conductively connected to the movable cylinder and is therefore moved together with the cylinder.
- the nominal current contact path is coordinated with the power current path in such a way that it opens shortly before the power current path is opened, so that the arc is only in the power current path.
- the switch is limited in its current carrying capacity.
- the aim is therefore to achieve a higher current carrying capacity with a switch with a shield that is as simple as possible.
- the powerful cylinder is used to carry the current; Because of the large mass of the cylinder and the fixed tube, there is a very high current carrying capacity with little effort.
- the arrangement is expediently such that the contact transition point between the contact pieces of the nominal current path with respect to the arc radiation and the essential part of the fission products is shielded. By sealing off the gas compartments, the risk of reignition between the contacts of the nominal current path when switching large currents is also greatly reduced.
- the cylindrical part is a metal tube, this metal tube expediently forms a contact piece of the nominal current path, the other contact piece of which encompasses the metal tube on the outside.
- the insulating nozzle In order to get the required electric shock distance between the metal tube and the cylinder, which is possible by shortening the metal tube, the insulating nozzle must be relatively long in this design and is consequently difficult. The insulating ability of the insulating nozzle can also be further improved.
- FIG. 1 shows a switch pole of an autopneumatic high-voltage compressed gas circuit breaker.
- the contact system is arranged within an insulator 1 in a closed switching chamber.
- the switch has an upper plate-shaped electrical connection 2 and a lower plate-shaped electrical connection 3.
- the power path of the switching path is formed by a fixed power contact pin 4, which is conductively connected to the upper connection plate 2, in connection with a movable power contact, the arcing contact 5.
- This movable power contact. 5 is conductively connected to a movable cylinder 6, which cooperates with a fixed piston 7, which is attached to the lower connection plate 3, as a switching path pump for generating the required blowing pressure in the event of a switch.
- the movable piston 6 is conductively connected to a fork 8 for the introduction of current and force, which in turn is connected to a drive rod 9.
- the drive rod is actuated in the usual way by a hydraulic, pneumatic spring drive or the like; it is guided inside supports 10, at the lower end of which the drive is attached.
- the fork 8 is in high-current contacts 11 with the lower connection plate 3 in a conductive connection.
- An insulating nozzle 12 is fixedly connected to the movable piston 6 in the area of the movable power contact 5, from which the gas compressed in the switching section pump 6, 7 emerges when it is switched off and blows on the switching arc which is between the power contacts 4, 5.
- This insulating nozzle 12 has a screen 13 which is slidably guided in a fixed insulating material cylinder 14 connected to the upper connecting plate 2.
- the transition between the insulating material cylinder and the screen 13 is expediently gas-tight.
- a seal 15, e.g. made of Teflon For gas-tight sealing of the shield of the insulating nozzle with respect to the insulating material cylinder or for gas-tight partitioning of the room in which the arc cloud is located (designated 20), a seal 15, e.g. made of Teflon.
- a parallel nominal current contact path is provided to increase the current carrying capacity, consisting of two essentially cylindrical contact pieces 16 and 17.
- the upper parallel contact piece 16 is conductively connected to the upper connection plate 2 and is fixed.
- the lower parallel contact piece 17 is conductively connected to the movable cylinder 6 and is thus moved together with the cylinder 6.
- the nominal current contact path is coordinated with the power current path in such a way that it opens shortly before the power current path is opened, so that the arc is only in the power current path.
- the parallel path required for carrying larger nominal currents between the insulator 1 and the insulating tube 14 on the one hand and the insulating nozzle is provided with a screen 13 which is sealed off from the insulating material cylinder 14, so that a separated gas-tight space 20 is electrically insulated to the side and to the bottom arises, in which the arc plasma cloud is after switching off, the re-ignition ability between the conductive parts 4 and 6 of the power current path and in particular also the contacts 16, 17 of the parallel nominal current path is enormously reduced, ie the additional conductive surfaces of the parallel nominal current path also do not reduce the breaking capacity.
- the illustrated embodiment of the invention enables the construction of autopneumatic high voltage circuit breakers that can switch high currents at high voltages, i.e. have a high breaking capacity.
- the insulating nozzle or its screen it is essential that the space 20 in which the plasma cloud occurs is largely sealed by the cylinder 14 and the screen 13, if necessary with the aid of sealants, such as e.g. Sealing rings 15. This reduces the re-ignition ability, i.e. the dielectric strength increases enormously. If the requirements for dielectric strength are lower, the requirements for gas tightness can be kept lower.
- sealants such as e.g. Sealing rings 15.
- the corresponding contacts can be cylindrical or also web-shaped as individual contacts. It is essential that, if they are provided, they are shielded from the cylinder 14 from the space 20 with the plasma cloud, both against the arc radiation and against the precipitation of the essential part of the fission products, so that the contact point is not affected by the arc.
- this metal tube can be directly the fixed contact 16 of the nominal current path, which is surrounded on the outside by the movable contact piece 17.
- the fixed contact piece 16 of the nominal current path can also be formed by an outer metallic coating on an insulating tube 14.
- FIG. 2 shows a switch pole of an autopneumatic high-voltage compressed gas circuit breaker, which partially corresponds to the switch of FIG. 1.
- the movable cylinder 6 is connected to a fork 8, which in turn is connected to a drive rod 9.
- the drive rod 9 is actuated in the usual way by a hydraulic or pneumatic spring drive or the like; it is guided inside supports 10, at the lower end of which the drive is attached.
- an insulating nozzle 12 is fixedly connected to the movable piston 6 in the area of the movable power contact 5, from which the gas compressed in the switching section pump 6, 7 emerges when the switch is switched off and blows on the switching arc that occurs between the power contacts 4, 5 stands.
- This insulating nozzle 12 has a screen 13 which is slidably guided in a fixed insulating material cylinder 14 connected to the upper connecting plate 2.
- a metal tube can be provided instead of the insulating material cylinder 14, which directly forms the nominal current contact piece, as a result of which the diameters can be kept small.
- a parallel nominal current contact piece 216 is provided between the insulating material cylinder 14 and the insulator 1, that is to say in a space 20 which is shielded from the plasma cloud generated by the arc, in order to increase the nominal current carrying capacity.
- This upper parallel contact piece 216 is conductively connected to the upper connection plate 2 and is fixed.
- a correspondingly opposite contact piece 211 which is conductively connected to the lower connection plate 3 and is arranged at a distance with respect to the upper contact piece 216, is likewise arranged here and is likewise designed as a metal tube.
- an extension 224 is provided on the cylinder 6, which essentially has a tubular shape.
- the lug 224 has a contact surface 224a on its upper end facing the contact piece 216, which contacts a corresponding contact surface 216a of the contact piece 216 cooperates. At the lower end of the extension 224 there is a further contact surface 224b which bears on the contact piece 11.
- the carriage-like extension 224 is arranged in the interior of the fixed contact piece 11, which is favorable in terms of the diameter.
- the attachment 224 can also pass through the, possibly slotted, contact piece JHI and thus be arranged essentially outside of this contact piece.
- the switch shown in FIG. 3 also partially coincides with the switch of FIG. 1.
- the current flow in this switch takes place via a tubular contact piece 322, which is firmly connected to the connection 3, on the cylinder 6 which is arranged in the interior of the contact piece 322.
- a circumferential projection is provided which is designed as a contact surface 323 which slides on the inner wall of the contact piece 322 when the cylinder 6 is moved.
- An insulating nozzle 312 is fixedly connected to the movable piston 6 in the area of the movable power contact 5, from which the gas compressed in the switching section pump 6, 7 emerges when it is switched off and blows on the switching arc which is between the power contacts 4, 5.
- This insulating nozzle 312 has a screen 313 which is slidably guided in a fixed metal tube 316 connected to the upper connecting plate 2.
- a cylindrical extension 313a made of insulating material and directed towards the contact 4 is attached to the screen 313 and is aligned coaxially with the metal tube 316.
- This design of the insulating nozzle can significantly increase the electrical impact will.
- the cylindrical extension 313a the length of which is matched to the length of the switching path, has a circumferential projection 315a at its open end, which abuts the inner wall of the metal tube 316.
- the transition between the metal tube 316 and the cylindrical extension 313a is expediently gas-tight.
- a seal 15, for example made of Teflon, is provided in the projection 315a for the gas-tight sealing or for the gas-tight partitioning of the space 20 in which the arc cloud is located.
- the nominal current contact path is matched to the power current path in such a way that it opens shortly before the power current path is opened, so that the arc is only in the power current path.
- the space 20 is formed by the metal tube 316, the cylindrical extension 313a and the shield 313 of the insulating nozzle.
- the metal tube 316 also has the function of the nominal current guide and is consequently provided as a nominal current contact piece with corresponding nominal current contact surfaces 316a. These nominal current contact surfaces 316a interact with contact surfaces 317, which are formed at the end of the cylinder 6 facing the insulating nozzle, and which, when switched on, bear against the contact surfaces 316a provided on the metal tube 316.
- the powerful cylinder is used to carry the current; Because of the large mass of the cylinder and the fixed tube, the current carrying capacity is very high with little effort.
- the insulating nozzle or its screen it is essential that the space 20 in which the plasma cloud occurs is largely sealed off by the metal tube 316, 314 and the extension 313a and the screen 313, if necessary with the aid of sealants such as e.g. Sealing rings 15. This reduces the ability to re-ignite, i.e. the dielectric strength increases enormously.
- the fixed contact piece 316 of the nominal current path can also be formed by an outer metallic coating on an insulating tube.
- the contact surface 317 or 323 is shown in Figure 3 as a circumferential projection on the cylinder.
- certain modifications are possible, in particular the provision of the contact surface directly in the cylinder wall.
- FIG. 4 shows a switch according to the invention, in which a contact surface 417 is provided only on the top of the cylinder, while the contact is made at the bottom via high-current contacts 11 (as in the switch of FIG. 1).
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- Circuit Breakers (AREA)
Abstract
Bei autopneumatischen Druckgasschaltern mit Düsen besteht insbesondere bei hohen Ausschaltströmen, bei denen Parallelkontakte (16, 17) zum Führen des Nennstromes erforderlich sind, das Problem der Abschirmung der beweglichen Teile der Schaltstreckenpumpe (6,7) vom feststehenden Leistungskontakt (4) bzw. der Leistungskontakte (4, 5) von den Nennstromkontakten (16, 17). Zu diesem Zweck ist der Raum (20), in den die Lichtbogengase einströmen, von einem zylindrischen Teil (14) umgeben, in dem die Düse (12), die einen entsprechend ausgestalteten Schirm (13) aufweist, gleitend geführt ist. Die Kontaktstelle zwischen den Kontaktstücken (16, 17) des Nennstrompfades ist durch eine Abschirmung (14, 13) gegenüber der Lichtbogenstrahlung und dem wesentlichen Teil der Lichtbogenprodukte abgeschirmt.In the case of autopneumatic gas pressure switches with nozzles, there is the problem of shielding the moving parts of the switching section pump (6,7) from the fixed power contact (4) or the power contacts, in particular at high breaking currents, in which parallel contacts (16, 17) are required to carry the rated current (4, 5) from the nominal current contacts (16, 17). For this purpose, the space (20) into which the arcing gases flow is surrounded by a cylindrical part (14) in which the nozzle (12), which has a correspondingly designed screen (13), is slidably guided. The contact point between the contact pieces (16, 17) of the nominal current path is shielded from the arc radiation and the essential part of the arc products by a shield (14, 13).
Description
Die Erfindungen betreffen autopneumatische Druckgasschalter gemäß dem Oberbegriff einer der Patentansprüche 1 bis 4.The inventions relate to autopneumatic gas pressure switches according to the preamble of one of claims 1 to 4.
Aus der DE-OS 26 27 948 ist bereits ein Druckgasschalter bekannt, bei dem der überwiegende Teil der Lichtbogenwolke, das Plasma, aus der Isolierdüse in den Raum zwischen Isolierdüse und festem Gegenkontakt der Schaltstrecke gefördert wird. Wegen der im Vergleich zu Lichtbögen in Luft kleineren Energie gelingt es mit dieser einfachen Löschanordnung, Ströme bis zu etwa 63 kA bei Spannungen von 140 kV pro Schaltstrecke zu beherrschen. Bei größeren Ausschaltströmen wirkt das in dem Raum zwischen Isolierdüse und Gegenkontakt befindliche Plasma so, daß Einschwingspannungen mit großen Spannungswerten nicht mehr gehalten werden können, weil durch Plasma zwischen den leitenden Flächen der beweglichen Teile der Schaltstreckenpumpe und dem feststehenden Kontaktstück der Schaltstrecke die Möglichkeit für eine Rückzündung gegeben ist.From DE-OS 26 27 948 a gas pressure switch is already known, in which the predominant part of the arc cloud, the plasma, is conveyed from the insulating nozzle into the space between the insulating nozzle and the fixed mating contact of the switching path. Because of the smaller energy compared to arcing in air, this simple quenching arrangement enables currents of up to approximately 63 kA to be controlled at voltages of 140 kV per switching path. With larger switch-off currents, the plasma located in the space between the insulating nozzle and mating contact acts in such a way that transient voltages with large voltage values can no longer be maintained, because plasma between the conductive surfaces of the moving parts of the switching section pump and the fixed contact piece of the switching section provides the possibility of re-ignition given is.
Man hat zwar gemäß der obengenannten DE-OS versucht, durch eine plasmaabweisende äußere Formgebung der Isolierdüse und durch Anbringung von Isolierteilen am Zylinder der Schaltstreckenpumpe und an Kontaktstücken eine gewisse Abschirmung dieser Teile zu erreichen, jedoch ist diese noch nicht vollkommen genug, weil sie nur einige Teile zu einem gewissen Grad abschirmen kann. Außerdem wird die Konstruktion relativ aufwendig (federvorgespannte Isolierteile).Attempts have been made in accordance with the above-mentioned DE-OS to achieve a certain shielding of these parts by a plasma-repellent outer shape of the insulating nozzle and by attaching insulating parts to the cylinder of the switching path pump and to contact pieces, but this is not yet perfect enough because they are only a few Can shield parts to a certain extent. In addition, the construction is relatively complex (spring-loaded insulating parts).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter zu schaffen, bei dem eine in optimaler Weise wirksame und konstruktiv einfache Abschirmung vorgesehen ist.The invention has for its object to provide a switch in which an optimally effective and structurally simple shielding is provided.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch die dem Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale.This object is achieved according to the invention by the features characterizing claim 1.
Bei dem erfindungsgemäßen autopneumatischen Druckgasschalter ist somit direkt der Gasraum, in dem sich die Lichtbogenwolke und der feststehende Gegenkontakt befindet, von den anderen Räumen, in denen sich die leitenden Flächen des bewegten Kontaktsystems befinden, abgetrennt, so daß die Rückzündfähigkeit stark vermindert, d.h. die Spannungsfestigkeit stark erhöht wird. Es werden daher nicht die einzelnen Teile einzeln abgeschirmt, sondern unmittelbar der Gasraum, in dem sich die Lichtbogenwolke befindet.In the autopneumatic gas pressure switch according to the invention, the gas space in which the arc cloud and the fixed counter contact are located is thus directly separated from the other spaces in which the conductive surfaces of the moving contact system are located, so that the ability to re-ignite is greatly reduced, i.e. the dielectric strength is greatly increased. It is therefore not the individual parts that are shielded individually, but rather the gas space in which the arc cloud is located.
Das zylindrische Teil kann ein Isolierstoffrohr, aber auch ein Metallrohr sein. Auch ist ein außen metallisiertes Isolierstoffrohr denkbar.The cylindrical part can be an insulating tube, but also a metal tube. An externally metallized insulating tube is also conceivable.
Liegt ein Druckgasschalter vor, bei dem zur Erhöhung des Nennstromes zusätzlich zu den Leistungskontaktstücken, zwischen denen der Lichtbogen brennt, elektrisch parallel dazu, ein Nennstrompfad vorgesehen ist, wird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß die Kontaktübergangsstelle zwischen den Kontaktstücken des Nennstrompfades gegenüber der Lichtbogenstrahlung und dem wesentlichen Teil der Spaltprodukte abgeschirmt ist.If there is a pressure gas switch in which a nominal current path is provided in addition to the power contact pieces between which the arc burns, a nominal current path is provided in order to increase the nominal current, the arrangement is expediently such that the contact transition point between the contact pieces of the nominal current path with respect to the arc radiation and the main part of the fission products is shielded.
Ist dabei das zylindrische Teil ein Isolierstoffrohr, so sind die Kontaktstücke des Nennstrompfades nach einem weitergestaltendem Merkmal der Erfindung außerhalb des Isolierstoffrohres angeordnet, so daß dadurch sich die Kontakte des Nennstrompfades nicht leistungsmindernd auswirken. Durch die obengenannte Abschottung der Gasräume ist dabei auch die Gefahr einer Rückzündung zwischen den Kontaktstücken des Nennstrompfades beim Schalten großer Ströme ebenfalls stark vermindert.If the cylindrical part is an insulating tube, the contact pieces of the nominal current path are arranged outside the insulating tube according to a further feature of the invention, so that the contacts of the nominal current path do not have a performance-reducing effect. The above-mentioned partitioning of the gas spaces also greatly reduces the risk of reignition between the contact pieces of the nominal current path when switching large currents.
Ist das zylindrische Teil ein Metallrohr, so bildet dieses Metallrohr zweckmäßig unmittelbar ein Kontaktstück des Nennstrompfades, dessen anderes Kontaktstück das Metallrohr außen umfaßt.If the cylindrical part is a metal tube, this metal tube expediently forms a contact piece of the nominal current path, the other contact piece of which encompasses the metal tube on the outside.
Zweckmäßig ist dabei die Abschottung weitgehend gasdicht ausgeführt, damit die Lichtbogengase möglichst nicht zwischen Isolierdüse und zylindrischem Teil entweichen können.The partition is expediently largely gas-tight so that the arc gases cannot escape between the insulating nozzle and the cylindrical part.
Bei dem aus der DE-OS 26 27 948 bekannten Druckgasschalter ist elektrisch parallel zu dem aus den Leistungskontaktstücken gebildeten Leistungsstrompfad ein Nennstrompfad geschaltet, wobei eine isolierende Abschirmung in Form eines Isolierrohres und eines Isolierkolbens für das bewegliche Kontaktstück des Nennstrompfades vorgesehen ist, um-die Gefahr einer Rückzündung zwischen den Nennstromkontakten beim Ausschalten höherer Ströme zu vermeiden. Das andere, feststehende Kontaktstück des Nennstrompfades ist bei diesem bekannten Druckgasschalter jedoch relativ ungeschützt der Lichtbogenstrahlung und den Lichtbogenspaltprodukten ausgesetzt, wenn auch die äußere Gestalt der Isolierdüse für einen gewissen Schutz sorgt. Bei diesem bekannten Schalter kann dadurch die Kontaktstelle zwischen den Kontaktstücken des Nennstromkontaktes beim Schalten hoher Ströme nachteilig beeinträchtigt werden.In the pressure gas switch known from DE-OS 26 27 948, a nominal current path is electrically connected in parallel with the power current path formed from the power contact pieces, an insulating shield in the form of an insulating tube and an insulating piston being provided for the movable contact piece of the nominal current path, in order to avoid the risk to avoid re-ignition between the nominal current contacts when switching off higher currents. The other, fixed contact piece of the nominal current path is, however, exposed relatively unprotected to the arc radiation and the arc gap products in this known pressure gas switch, even if the outer shape of the insulating nozzle provides a certain protection. In this known switch, the contact point between the contact pieces of the nominal current contact can be adversely affected when switching high currents.
Bei derartigen Schaltern soll eine aufgabengemäß vorgesehene Abschirmung geschaffen werden, so daß die Kontaktstelle zwischen den Nennstromkontaktstücken nicht nachteilig durch den Lichtbogen beeinträchtigt wird.In such switches, a shield provided for the task is to be created, so that the contact point between the rated current contact pieces is not adversely affected by the arc.
Dies wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 2 kennzeichnenden Merkmale gelöst.This is achieved according to the invention by the
Um die Rückzündfähigkeit zwischen den leitenden Flächen der Kontaktsysteme des Leistungs- und Nebenstrompfades zu vermindern, ist bei einem Druckgasschalter, der eine Isolierdüse aufweist, die Abschirmung mit Vorteil so ausgebildet und angeordnet, daß sie gleichzeitig den Raum, in den Lichtbogengase einströmen umgibt, wobei die Abschirmung ein zylindrisches Teil aufweist, innerhalb dem die Isolierdüse, die einen entsprechend ausgestalteten Schirm aufweist, gleitend geführt ist.In order to reduce the re-ignition ability between the conductive surfaces of the contact systems of the power and secondary current path, the shield is advantageously designed and arranged in a pressure gas switch that has an insulating nozzle, so that it at the same time surrounds the space into which the arc gases flow, the shielding having a cylindrical part within which the insulating nozzle, which has a correspondingly configured shield, is guided in a sliding manner.
Die vorgenannte Abschirmung sorgt insbesondere dafür, daß die Kontaktstelle zwischen den Kontaktstücken des Nennstrompfades beim Ausschalten hoher Ströme nicht nachteilig beeinträchtigt wird.The above-mentioned shielding ensures in particular that the contact point between the contact pieces of the nominal current path is not adversely affected when high currents are switched off.
Die Abschirmung kann durch ein Metallrohr oder aber auch durch ein Isolierstoffrohr gebildet werden. Im Falle eines Metallrohres ist dieses zweckmäßig direkt als ein Kontaktstück des Nennstrompfades ausgebildet, das außen von dem anderen Kontaktstück kontakiert wird.The shield can be formed by a metal tube or else by an insulating tube. In the case of a metal tube, this is expediently designed directly as a contact piece of the nominal current path, which is contacted externally by the other contact piece.
Insbesondere in Verbindung mit der aufgabengemäß angestrebten Abschirmung kann es zweckmäßig sein, die bewegten Massen bei dem Schalter zu verringern.In particular in connection with the shielding aimed at according to the task, it can be expedient to reduce the moving masses at the switch.
Dies wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 3 kennzeichnenden Merkmale erreicht.This is achieved according to the invention by the
Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung können die Querschnitte des Zylinders verringert werden, wodurch sich die gewünschte Verringerung der bewegten Massen ergibt. Die Querschnitte der feststehenden Kontaktstücke können großzügig dimensioniert werden, so daß große Nennströme übertragen werden können. Auch bietet die erfindungsgemäße Lösung gute Kühlmöglichkeiten.With this solution according to the invention, the cross sections of the cylinder can be reduced, which results in the desired reduction in the moving masses. The cross sections of the fixed contact pieces can be generously dimensioned so that large nominal currents can be transmitted. The solution according to the invention also offers good cooling options.
Der gemäß Anspruch 4 ausgebildete Schalter weist ein mit dem beweglichen Teil der Kolben-/Zylinderanordnung leitend verbundenes, feststehendes Kontaktstück auf. Dieser Schalter kann einen oberen plattenförmigen, elektrischen Anschluß und einen unteren plattenförmigen, elektrischen Anschluß aufweisen. Der Leistungspfad der Schaltstrecke kann durch einen feststehenden Leistungskontaktstift, der mit der oberen Anschlußplatte leitend verbunden ist, in Verbindung mit einem beweglichen Leistungskontakt, dem Lichtbogenkontakt, gebildet werden. Dieser bewegliche Leistungskontakt ist mit einem beweglichen Zylinder leitend verbunden, der mit einem feststehenden Kolben, der auf der unteren Anschlußplatte angebracht ist, als Schaltstreckenpumpe zur Erzeugung des erforderlichen Blasdruckes im Schaltfall zusammenwirkt. Der bewegliche Kolben kann leitend mit einer Gabel zur Strom- und Krafteinleitung verbunden sein, die ihrerseits mit einer Antriebsstange in Verbindung steht. Die Antriebsstange kann durch einen hydraulischen öder pneumatischen Federantrieb oder dergleichen betätigt werden, wobei sie im Inneren von Stützern geführt wird, an deren unterem Ende der Antrieb angebracht ist. Die Gabel kann über Hochstromkontakte mit der unteren Anschlußplatte in leitender Verbindung stehen.The switch designed according to claim 4 has a fixed contact piece which is conductively connected to the movable part of the piston / cylinder arrangement. This switch can have an upper plate-shaped electrical connection and a lower plate-shaped electrical connection. The power path of the switching path can be determined by a fixed power contact pin, which is conductively connected to the upper connection plate, in connection with a movable power contact, the arcing contact, are formed. This movable power contact is conductively connected to a movable cylinder which interacts with a fixed piston, which is attached to the lower connecting plate, as a switching section pump for generating the required blowing pressure in the event of a switch. The movable piston can be conductively connected to a fork for the introduction of current and force, which in turn is connected to a drive rod. The drive rod can be actuated by a hydraulic or pneumatic spring drive or the like, whereby it is guided inside of supports, on the lower end of which the drive is attached. The fork can be in conductive connection with the lower connection plate via high-current contacts.
Bei einem so ausgebildeten Schalter kann gemäß Anspruch 5 eine Parallel-Nennstrom-Kontaktstrecke zur Erhöhung der Strombelastbarkeit, bestehend aus zwei zylinderförmigen Kontaktstücken vorgesehen sein. Das obere Parallelkontaktstück ist dann mit der oberen Anschlußplatte leitend verbunden und steht fest. Das untere Parallelkontaktstück ist mit dem beweglichen Zylinder leitend verbunden, wird somit zusammen mit dem Zylinder bewegt. Die Nennstrom-Kontaktstrecke ist so mit dem Leistungsstrompfad abgestimmt, daß sie beim Ausschalten kurz vor dem öffnen des Leistungsstrompfades öffnet, so daß der Lichtbogen allein im Leistungsstrompfad steht.In a switch designed in this way, a parallel nominal current contact path can be provided, to increase the current carrying capacity, consisting of two cylindrical contact pieces. The upper parallel contact piece is then conductively connected to the upper connection plate and is fixed. The lower parallel contact piece is conductively connected to the movable cylinder and is therefore moved together with the cylinder. The nominal current contact path is coordinated with the power current path in such a way that it opens shortly before the power current path is opened, so that the arc is only in the power current path.
Mit diesem Schalter werden zwar bereits wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Schaltern erreicht. Der Schalter ist jedoch in seiner Stromtragfähigkeit beschränkt. Es wird daher angestrebt, eine höhere Stromtragfähigkeit bei einem möglichst einfach aufgebauten Schalter mit Abschirmung zu erreichen.With this switch, significant advantages over known switches are achieved. However, the switch is limited in its current carrying capacity. The aim is therefore to achieve a higher current carrying capacity with a switch with a shield that is as simple as possible.
Dies wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 4 kennzeichnenden Merkmale erreicht.This is achieved according to the invention by the features characterizing claim 4.
Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung wird der kräftige Zylinder zur Stromführung ausgenutzt; wegen der großen-Masse des Zylinders und des feststehenden Rohres ergibt sich eine sehr hohe Stromtragfähigkeit bei kleinem Aufwand.In this solution according to the invention, the powerful cylinder is used to carry the current; Because of the large mass of the cylinder and the fixed tube, there is a very high current carrying capacity with little effort.
Liegt ein Druckgasschalter vor, bei dem zur Erhöhung des Nennstromes zusätzlich zu den Leistungskontaktstücken, zwischen denen der Lichtbogen brennt, elektrisch parallel dazu, ein Nennstrompfad vorgesehen ist, wird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß die Kontaktübergangsstelle zwischen den Kontaktstücken des Nennstrompfades gegenüber der Lichtbogenstrahlungund dem wesentlichen Teil der Spaltprodukte abgeschirmt ist. Durch Abschottung der Gasräume ist dabei die Gefahr einer Rückzündung zwischen den Kontaktstücken des-Nennstrompfades beim Schalten großer Ströme ebenfalls stark vermindert. Ist das zylindrische Teil ein Metallrohr, so bildet dieses Metallrohr zweckmäßig unmittelbar ein Kontaktstück des Nennstrompfades, dessen anderes Kontaktstück das Metallrohr außen umfaßt.If there is a pressure gas switch in which a nominal current path is provided in addition to the power contact pieces between which the arc burns, and a nominal current path is provided in order to increase the nominal current, the arrangement is expediently such that the contact transition point between the contact pieces of the nominal current path with respect to the arc radiation and the essential part of the fission products is shielded. By sealing off the gas compartments, the risk of reignition between the contacts of the nominal current path when switching large currents is also greatly reduced. If the cylindrical part is a metal tube, this metal tube expediently forms a contact piece of the nominal current path, the other contact piece of which encompasses the metal tube on the outside.
Mit dieser Gestaltung werden zwar bereits wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Schaltern erreicht.With this design, significant advantages over known switches are achieved.
Um die erforderliche elektrische Schlagweite zwischen dem Metallrohr und dem Zylinder zu bekommen, was durch eine Verkürzung des Metallrohres möglich ist, muß bei dieser Gestaltung die Isolierdüse relativ lang sein und wird infolgedessen schwer. Auch kann die Isolationsfähigkeit der Isolierdüse noch weiter verbessert werden.In order to get the required electric shock distance between the metal tube and the cylinder, which is possible by shortening the metal tube, the insulating nozzle must be relatively long in this design and is consequently difficult. The insulating ability of the insulating nozzle can also be further improved.
Es wird daher angestrebt, eine Isolierdüse zu schaffen, die bei möglichst geringem Gewicht eine möglichst hohe Isolationsfähigkeit aufweist.It is therefore sought to create an insulating nozzle that has the greatest possible insulation capability with the lowest possible weight.
Dies wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 20 kennzeichnenden Merkmale erreicht.This is achieved according to the invention by the
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawing and described below.
Es zeigen:
- Figur 1 einen autopneumatischen Druckgasschalter mit Abschirmung des Lichtbogenraumes und der Nennstromkontakte;
Figur 2 einen autopneumatischen Druckgasschalter mit einem schlittenartigen Ansatz zur Überbrückung der Nennstromkontakte;Figur 3 einen autopneumatischen Druckgasschalter, bei dem die Kontaktierung des Nennstrompfades unmittelbar über den Zylinder erfolgt; und- Figur 4 eine Ausgestaltung eines autopneumatischen Druckgasschalters ähnlich wie in
Figur 3.
- Figure 1 shows an autopneumatic gas pressure switch with shielding of the arc chamber and the nominal current contacts;
- Figure 2 shows an autopneumatic gas pressure switch with a sled-like approach to bridge the nominal current contacts;
- FIG. 3 shows an autopneumatic gas pressure switch in which the nominal current path is contacted directly via the cylinder; and
- FIG. 4 shows an embodiment of an autopneumatic gas pressure switch similar to that in FIG. 3.
Die Figur 1 zeigt einen Schalterpol eines autopneumatischen Hochspannungs-Druckgas-Leistungsschalters. Innerhalb eines Isolators 1 ist in einer geschlossenen Schaltkammer das Kontaktsystem angeordnet. Der Schalter weist einen oberen plattenförmigen, elektrischen Anschluß 2 und einen unteren plattenförmigen, elektrischen Anschluß 3 auf. Der Leistungspfad der Schaltstrecke wird durch einen feststehenden Leistungskontaktstift 4, der mit der oberen Anschlußplatte 2 leitend verbunden ist, in Verbindung mit einem beweglichen Leistungskontakt, dem Lichtbogenkontakt 5, gebildet. Dieser bewegliche Leistungskontakt.5 ist mit einem beweglichen Zylinder 6 leitend verbunden, der mit einem feststehenden Kolben 7, der auf der unteren Anschlußplatte 3 angebracht ist, als Schaltstreckenpumpe zur Erzeugung des erforderlichen Blasdruckes im Schaltfall zusammenwirkt. Der bewegliche Kolben 6 ist leitend mit einer Gabel 8 zur Strom- und Krafteinleitung verbunden, die ihrerseits mit einer Antriebsstange 9 in Verbindung steht. Die Antriebsstange wird in üblicher Weise durch einen hydraulischen, pneumatischen Federantrieb oder dergleichen betätigt; sie wird im Inneren von Stützern 10 geführt, an deren unterem Ende der Antrieb angebracht ist.FIG. 1 shows a switch pole of an autopneumatic high-voltage compressed gas circuit breaker. The contact system is arranged within an insulator 1 in a closed switching chamber. The switch has an upper plate-shaped
Die Gabel 8 steht über Hochstromkontakte 11 mit der unteren Anschlußplatte 3 in leitender Verbindung.The
Mit dem beweglichen Kolben 6 ist im Bereich des beweglichen Leistungskontaktes 5 eine Isolierdüse 12 fest verbunden, aus der das in der Schaltstreckenpumpe 6, 7 beim Ausschalten komprimierte Gas austritt und den Schaltlichtbogen bebläst, der zwischen den Leistungskontakten 4, 5 steht. Diese Isolierdüse 12 weist einen Schirm 13 auf, der in einem feststehenden, mit der oberen Anschlußplatte 2 verbundenen Isolierstoffzylinder 14 gleitend geführt ist. Zweckmäßig ist der Übergang zwischen Isolierstoffzylinder und Schirm 13 gasdicht ausgeführt. Zur gasdichten Abdichtung des Schirmes der Isolierdüse gegenüber dem Isolierstoffzylinder bzw. zur gasdichten Abschottung des Raumes, in dem sich die Lichtbogenwolke befindet (mit 20 bezeichnet), ist erfindungsgemäß am Schirm eine Dichtung 15, z.B. aus Teflon, vorgesehen.An insulating
Zwischen Isolierstoffzylinder 14 und dem Isolator 1, d.h. in einem Raum, der zur vom Lichtbogen erzeugten Plasmawolke hin abgeschirmt ist, ist eine Parallel-Nennstrom-Kontaktstrecke zur Erhöhung der Strombelastbarkeit, bestehend aus zwei im wesentlichen zylinderförmigen Kontaktstücken 16 und 17 vorgesehen. Das obere Parallelkontaktstück 16 ist mit der oberen Anschlußplatte 2 leitend verbunden und steht fest. Das untere Parallelkontaktstück 17 ist mit dem beweglichen Zylinder 6 leitend verbunden, wird somit zusammen mit dem Zylinder 6 bewegt. Die Nennstromkontaktstrecke ist so mit dem Leistungsstrompfad abgestimmt, daß sie beim Ausschalten kurz vor dem öffnen des Leistungsstrompfades öffnet, so daß der Lichtbogen allein im Leistungsstrompfad steht.Between the insulating
Die Wirkungsweise des dargestellten Schalters ist folgende:
- Im eingeschalteten Zustand (nicht dargestellt) fließt der Strom zwischen der oberen Anschlußplatte 2 und der unteren Anschlußplatte 3 über die beiden Strompfade,
den Nennstrompfad 16, 17und den Leistungsstrompfad 4, 5,den Zylinder 6, dieGabel 6 und die Hochstromkontakte 11. Wird die Antriebsstange 9 vom Antrieb in Richtung AUS, d.h. nach unten bewegt, so werden, wie dargestellt, die beiden Strompfade getrennt und es entsteht der Schalt-Lichtbogenzwischen den Leistungskontakten 4, 5. 6, 7 wird ein hoher Blasdruck erzeugt, wobei das komprimierte Isoliergas, meist SF6, aus der Isolierdüse 12 nach oben austritt und den Lichtbogen bebläst und die Lichtbogenwolke, d.h. das Plasma aus der Düse 13 inDurch die Schaltstreckenpumpe den Raum 20zwischen Düse 13 und dem feststehenden Kontakt 4 fördert, wo es über Öffnungen 18 in der oberen Anschlußplatte indie Kuppe 19 der Schaltkammer entweichen kann, von wo aus es überein Filter 21 zurück in die Schaltkammer gelangt.
- In the switched-on state (not shown), the current flows between the
upper connection plate 2 and thelower connection plate 3 via the two current paths, the nominalcurrent path 16, 17 and the powercurrent path 4, 5, thecylinder 6, thefork 6 and the high-current contacts 11. If the drive rod 9 is moved by the drive in the OFF direction, ie downwards, the two current paths are separated, as shown, and the switching Arc between thepower contacts 4, 5. A high blowing pressure is generated by the switching path pump 6, 7, the compressed insulating gas, usually SF 6 , emerging from the insulatingnozzle 12 upwards and blowing the arc and the arc cloud, ie the plasma from thenozzle 13 promotes in thespace 20 between thenozzle 13 and the fixed contact 4, where it can escape throughopenings 18 in the upper connecting plate in thedome 19 of the switching chamber, from where it passes through afilter 21 back into the switching chamber.
Dadurch, daß der zum Führen größerer Nennströme erforderliche Parallelpfad zwischen Isolator 1 und Isolierrohr 14 einerseits und die Isolierdüse mit einem Schirm 13 versehen ist, der gegenüber dem Isolierstoffzylinder 14 abgedichtet ist, so daß ein abgetrennter gasdichter nach der Seite und nach unten elektrisch isolierter Raum 20 entsteht, in dem sich die Lichtbogen-Plasmawolke nach dem Ausschalten befindet, wird die Rückzündfähigkeit zwischen den leitenden Teilen 4 und 6 des Leistungsstrompfades und insbesondere auch den Kontakten 16, 17 des Parallel-Nennstrompfades enorm herabgesetzt, d.h. auch die zusätzlichen leitenden Flächen des Parallel-Nennstrompfades wirken sich hinsichtlich des Ausschaltvermögens nicht leistungsmindernd aus. Dadurch gelingt es beim dargestellten Ausführungsbeispiel, daß auch beim Schalten größerer Ströme Einschwingspannungen mit großen Spannungswerten gehalten werden können, d.h. die dargestellte Ausführung der Erfindung ermöglicht die Konstruktion von autopneumatischen Hochspannungs-Leistungsschaltern, die hohe Ströme bei hohen Spannungen schalten können, d.h. eine hohe Ausschaltleistung aufweisen.Characterized in that the parallel path required for carrying larger nominal currents between the insulator 1 and the insulating
Gegenüber der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind verschiedene Änderungen denkbar, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.Compared to the embodiment shown in the drawing, various changes are conceivable without departing from the scope of the invention.
So sind verschiedene Ausgestaltungen der Isolierdüse bzw. ihres Schirmes denkbar; wesentlich ist dabei, daß der Raum 20, in dem die Plasmawolke auftritt, durch den Zylinder 14 und den Schirm 13 weitgehend abgedichtet ist, ggf. unter Zuhilfenahme von Dichtmitteln, wie z.B. Dichtungsringen 15. Dadurch wird die Rückzündfähigkeit vermindert, d.h. die Spannungsfestigkeit enorm erhöht. Sind die Anforderungen an die Spannungsfestigkeit geringer, so können die Anforderungen an die Gasdichtheit geringer gehalten werden.Various configurations of the insulating nozzle or its screen are conceivable; it is essential that the
Auch für die Ausbildung der bei hohen Nennströmen zweckmäßigen Parallelkontaktstrecke sind verschiedene Ausführungsformen denkbar. Die entsprechenden Kontakte können zylinderförmig oder auch ` stegförmig als Einzelkontakte ausgebildet sein. Wesentlich ist, daß, wenn sie vorgesehen werden, sie vom Zylinder 14 gegenüber dem Raum 20 mit der Plasmawolke abgeschirmt sind, und zwar sowohl gegenüber der Lichtbogenstrahlung als auch gegenüber dem Niederschlagen des wesentlichen Teils der Spaltprodukte, damit die Kontaktstelle nicht vom Lichtbogen beeinträchtigt wird.Various embodiments are also conceivable for the formation of the parallel contact path which is expedient at high nominal currents. The corresponding contacts can be cylindrical or also web-shaped as individual contacts. It is essential that, if they are provided, they are shielded from the
Wird der Zylinder 14 durch ein Metallrohr gebildet, dann kann dieses Metallrohr unmittelbar der feststehende Kontakt 16 des Nennstrompfades sein, das außen von dem beweglichen Kontaktstück 17 umfaßt wird.If the
Das feststehende Kontaktstück 16 des Nennstrompfades kann auch durch einen äußeren metallischen Belag auf einem Isolierrohr 14 gebildet werden.The fixed
Figur 2 zeigt einen Schalterpol eines autopneumatischen Hochspanungs-Druckgas-Leistungsschalters, der teilweise dem Schalter der Figur 1 entspricht.FIG. 2 shows a switch pole of an autopneumatic high-voltage compressed gas circuit breaker, which partially corresponds to the switch of FIG. 1.
Der bewegliche Zylinder 6 ist mit einer Gabel 8 verbunden, die ihrerseits mit einer Antriebsstange 9 in Verbindung steht. Die Antriebsstange 9 wird in üblicher Weise durch einen hydraulischen oder pneumatischen Federantrieb oder dergleichen getätigt; sie wird im Inneren von Stützern 10 geführt, an deren unterem Ende der Antrieb angebracht ist.The
Wie bei dem Schalter der Figur 1 ist mit dem beweglichen Kolben 6 im Bereich des beweglichen Leistungskontaktes 5 eine Isolierdüse 12 fest verbunden, aus der das in der Schaltstreckenpumpe 6, 7 beim Ausschalten komprimierte Gas austritt und den Schaltlichtbogen bebläst, der zwischen den Leistungskontakten 4, 5 steht. Diese Isolierdüse 12 weist einen Schirm 13 auf, der in einem feststehenden, mit der oberen Anschlußplatte 2 verbundenen Isolierstoffzylinder 14 gleitend geführt ist.As in the switch of FIG. 1, an insulating
Bei einer (nicht dargestellten) vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann anstelle des Isolierstoffzylinders 14 ein Metallrohr vorgesehen sein, das unmittelbar das Nennstromkontaktstück bildet, wodurch die Durchmesser gering gehalten werden können.In an advantageous embodiment (not shown) of the invention, a metal tube can be provided instead of the insulating
Zwischen dem Isolierstoffzylinder 14 und dem Isolator 1, d.h. in einem Raum 20, der zur vom Lichtbogen erzeugten Plasmawolke hin abgeschirmt ist, ist ein Parallel-Nennstrom-Kontaktstück 216 zur Erhöhung der Nennstrombelastbarkeit vorgesehen. Dieses obere Parallelkontaktstück 216 ist mit der oberen Anschlußplatte 2 leitend verbunden und steht fest. Im wesentlichen gegenüberliegend ist ein entsprechendes, mit der unteren Anschlußplatte 3 leitend verbundenes und bezüglich des oberen Kontaktstückes 216 mit Abstand angeordnetes weiteres Kontaktstück 211 angeordnet, das hier gleichfalls als Metallrohr ausgeführt ist. Zur Überbrückung des Abstandes zwischen den Kontaktstücken 216 und 211 ist am Zylinder 6 ein Ansatz 224 vorgesehen, der im wesentlichen eine rohrförmige Gestalt aufweist. Der Ansatz 224 besitzt an seinem oberen, dem Kontaktstück 216 zugewandten Ende eine Kontaktfläche 224a, die mit einer entsprechenden Kontaktfläche 216a des Kontaktstückes 216 zusammenwirkt. Am unteren Ende des Ansatzes 224 ist eine weitere Kontaktfläche 224b vorgesehen, die am Kontaktstück 11 anliegt.A parallel nominal
Bei der dargestellten Ausführung ist der schlittenartige Ansatz 224 im Inneren des feststehenden Kontaktstückes 11 angeordnet, was bezüglich der Durchmesser günstig ist. Bei einer (nicht dargestellten) Ausführungsform der Erfindung kann jedoch der Ansatz 224 auch das, ggf. geschlitzte, KontaktstückJHI durchgreifen und damit im wesentlichen außerhalb dieses Kontaktstückes angeordnet sein.In the embodiment shown, the carriage-
Auch der in Figur 3 dargestellte Schalter stimmt wieder teilweise mit dem Schalter der Figur 1 überein.The switch shown in FIG. 3 also partially coincides with the switch of FIG. 1.
Die Stromführung erfolgt bei diesem Schalter über ein rohrförmiges Kontaktstück 322, das fest mit dem Anschluß 3 verbunden ist, auf den Zylinder 6 der im Inneren des Kontaktstückes 322 angeordnet ist. An dem der Gabel 8 zugewandten Ende des Zylinders 6 ist ein umlaufender Vorsprung vorgesehen, der als Kontaktfläche 323 ausgebildet ist, die bei der Bewegung des Zylinders 6 auf der Innenwand des Kontaktstückes 322 gleitet.The current flow in this switch takes place via a
Mit dem beweglichen Kolben 6 ist im Bereich des beweglichen Leistungskontaktes 5 eine Isolierdüse 312 fest verbunden, aus der das in der Schaltstreckenpumpe 6, 7 beim Ausschalten komprimierte Gas austritt und den Schaltlichtbogen bebläst, der zwischen den Leistungskontakten 4, 5 steht.An insulating
Diese Isolierdüse 312 weist einen Schirm 313 auf, der in einem feststehenden, mit der oberen Anschlußplatte 2 verbundenen Metallrohr 316 gleitend geführt ist.This insulating
Am Schirm 313 ist ein zum Kontakt 4 hin gerichteter zylindrischer Fortsatz 313a aus Isolierstoff angebracht, der koaxial zu dem Metallrohr 316 ausgerichtet ist. Durch diese Gestaltung der Isolierdüse kann die elektrische Schlagfähigkeit wesentlich erhöht werden. Der zylindrische Fortsatz 313a, dessen Länge auf die Länge des Schaltweges abgestimmt ist, weist an seinem offenen Ende einen umlaufenden Vorsprung 315a auf, der an der Innenwand des Metallrohrs 316 anliegt. Zweckmäßig ist der Übergang zwischen dem Metallrohr 316 und dem zylindrischen Fortsatz 313a gasdicht ausgeführt. Zur gasdichten Abdichtung bzw. zur gasdichten Abschottung des Raumes 20, in dem sich die Lichtbogenwolke befindet, ist im Vorsprung 315a eine Dichtung 15, z.B. aus Teflon, vorgesehen. Die Nennstrom- kontaktstrecke ist so mit dem Leistungsstrompfad abgestimmt, daß sie beim Ausschalten kurz vor dem öffnen des Leistungsstrompfades öffnet, so daß der Lichtbogen allein im Leistungsstrompfad steht.A
Der Raum 20 wird von dem Metallrohr 316, dem zylindrischen Fortsatz 313a und dem Schirm 313 der Isolierdüse gebildet. Das Metallrohr 316 hat daneben die Funktion der Nennstrom-Führung und ist infolgedessen als Nennstrom-Kontaktstück mit entsprechenden Nennstrom-Kontaktflächen 316a versehen. Diese Nennstrom-Kontaktflächen 316a wirken mit Kontaktflächen 317 zusammen, die an dem der Isolierdüse zugewandten Ende des Zylinders 6 ausgebildet sind, und die im eingeschalteten Zustand an den am Metallrohr 316 vorgesehenen Kontaktflächen 316a anliegen.The
Bei der Lösung gemäß Figur 3 wird der kräftige Zylinder zur Stromführung ausgenutzt; wegen der großen Masse des Zylinders und des feststehenden Rohres ergibt sich eine sehr hohe Stromtragfähigkeit bei kleinem Aufwand.In the solution according to FIG. 3, the powerful cylinder is used to carry the current; Because of the large mass of the cylinder and the fixed tube, the current carrying capacity is very high with little effort.
Die Wirkungsweise des in Figur 3 dargestellten Schalters ist folgende:
- Im eingeschalteten Zustand (nicht dargestellt) fließt der Strom zwischen der oberen Anschlußplatte 2 und der unteren Anschlußplatte 3 über die beiden Strompfade,
316, 317,den Nennstrompfad den Leistungsstrompfad 4, 5zum Zylinder 6 und von diesem über dieKontaktflächen 323zum Kontaktstück 322 und zum Anschluß 3. Die Stromführung kann auch vom Zylinder 6 über dieGabel 8 zu (nicht dargestellten) Hochstromkontakten (wie in Fig.1, Nr.11) erfolgen. Wird die Antriebsstange 9 vom Antrieb in Richtung aus,d.h.in der Zeichnung nach unten bewegt, so werden, wie dargestellt, die beiden Strompfade getrennt und es entsteht der Schalt-Lichtbogenzwischen den Leistungskontakten 4, 5. 6, 7 wird ein hoher Blasdruck erzeugt, wobei das komprimierte Isoliergas, meist SF6, aus der Isolierdüse 312 nach oben austritt und den Lichtbogen bebläst und die Lichtbogenwolke, d.h. das Plasma aus der Düse inDurch die Schaltstreckenpumpe den Raum 20zwischen Schirm 313 und dem feststehenden Kontakt 4 fördert, wo es über öffnungen 18 in der oberen Anschlußplatte indie Kuppe 19 der Schaltkammer entweichen kann, von wo aus es über ein Filter zurück in die Schaltkammer gelangt.
- In the switched-on state (not shown), the current flows between the
upper connection plate 2 and thelower connection plate 3 via the two current paths, the nominal 316, 317, the powercurrent path current path 4, 5 to thecylinder 6 and from there via the contact surfaces 323 to thecontact piece 322 and toconnection 3. Current can also be supplied fromcylinder 6 viafork 8 to high-current contacts (not shown) (as in FIG. 1, No. 11). If the drive rod 9 from the drive in the direction, dhin the drawing moves down, as shown, the two current paths are separated and the switching arc arises between thepower contacts 4, 5. A high blowing pressure is generated by the switching path pump 6, 7, the compressed insulating gas, usually SF 6 , emerges from the insulatingnozzle 312 upwards and blows the arc and the arc cloud, ie the plasma from the nozzle into thespace 20 between thescreen 313 and the fixed contact 4, where it viaopenings 18 in the upper connecting plate in thedome 19 of the Switching chamber can escape, from where it gets back into the switching chamber via a filter.
Gegenüber der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind wiederum verschiedene Änderungen denkbar, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.Compared to the embodiment shown in the drawing, various changes are again conceivable without leaving the scope of the invention.
So sind verschiedene Ausgestaltungen der Isolierdüse bzw. ihres Schirmes denkbar; wesentlich ist dabei, daß der Raum 20, in dem die Plasmawolke auftritt, durcfrdas Metallrohr 316, 314 und den Fortsatz 313a und den Schirm 313 weitgehend abgedichtet ist, ggf. unter Zuhilfenahme von Dichtmitteln, wie z.B. Dichtungsringen 15. Dadurch wird die Rückzündfähigkeit vermindert, d.h. die Spannungsfestigkeit enorm erhöht.Various configurations of the insulating nozzle or its screen are conceivable; it is essential that the
Das feststehende Kontaktstück 316 des Nennstrompfades kann auch durch einen äußeren metallischen Belag auf einem Isolierrohr gebildet werden.The fixed
Auch bezüglich der Kontakte sind erfindungsgemäß Abwandlungen möglich. So ist in Figur 3 die Kontaktfläche 317 bzw. 323 als umlaufender Vorsprung am Zylinder dargestellt. Es sind jedoch gewisse Abwandlungen möglich, insbesondere das Vorsehen der Kontaktfläche unmittelbar in der Zylinderwandung.According to the invention, modifications are also possible with regard to the contacts. Thus, the
Figur 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Schalter, bei dem nur an der Zylinderoberseite eine Kontakfläche 417 vorgesehen ist, während die Kontaktierung unten über Hochstromkontakte 11 (wie beim Schalter der Figur 1) erfolgt.FIG. 4 shows a switch according to the invention, in which a
Claims (20)
dadurch gekennzeichnet,
daß der Raum (20), in den die Lichtbogengase einströmen, von einem zylindrischen Teil (14) umgeben ist, in dem die Düse (12), die einen entsprechend ausgestalteten Schirm (13) aufweist, gleitend geführt ist.1. Autopneumatic gas pressure switch with a nozzle, in particular an insulating nozzle, from which the insulating gas compressed in a switching section pump during the switch-off emerges for blowing the switching arc.
characterized,
that the space (20) into which the arc gases flow is surrounded by a cylindrical part (14) in which the nozzle (12), which has a correspondingly designed screen (13), is slidably guided.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktstelle zwischen den Kontaktstücken (16, 17) des Nennstrompfades durch eine Abschirmung (14, 13) gegenüber der Lichtbogenstrahlung und dem wesentlichen Teil der Lichtbogenspaltprodukte abgeschirmt ist.2. Autopneumatic gas pressure switch in particular according to claim 1, with at least one nozzle, from which the compressed gas compressed in a switching section pump during the switch-off for blowing the arc, which burns between two power contact pieces, and with an electrically parallel to the power current path formed from the power contact pieces switched nominal current path,
characterized,
that the contact point between the contact pieces (16, 17) of the nominal current path is shielded by a shield (14, 13) against the arc radiation and the essential part of the arc gap products.
dadurch gekennzeichnet,
daß ein weiteres feststehendes Kontaktstück (211) vorgesehen ist, das gegenüber dem Nennstromkontaktstück (16) mit Abstand von diesem angeordnet ist, und daß zur überbrückung des Abstandes am beweglichen Zylinder (6) ein schlittenartiger Ansatz(224) angebracht ist.3. Autopneumatic gas pressure switch in particular according to one of the preceding claims, with a switching section pump consisting of a piston-cylinder unit; with an insulating nozzle, from which the insulating gas compressed in the switching section pump during the switch-off for blowing the switching arc emerges, the space into which the arc gases flow is surrounded by a cylindrical part in which the insulating nozzle, which has a suitably designed shield, is slidably guided; with power contact pieces between which the arc burns and with a nominal current path provided in parallel with the power contact pieces and having a fixed nominal current contact piece,
characterized,
that a further fixed contact piece (211) is provided, which is arranged at a distance from the nominal current contact piece (16), and that a slide-like extension (224) is attached to bridge the distance on the movable cylinder (6).
dadurch gekennzeichnet,
daß das feststehende Kontaktstück(322) unmittelbar am beweglichen Teil (6) der Kolben-Zylinder-Anordnung (6, 7) angreift.4. Autopneumatic gas pressure switch in particular according to one of the preceding claims, with power contact pieces, between which the arc burns; a switching path pump, which has a piston-cylinder arrangement, from which the insulating gas compressed when switching off emerges for blowing the switching arc; and a fixed contact piece conductively connected to the movable part of the piston-cylinder arrangement,
characterized,
that the fixed contact piece (322) acts directly on the movable part (6) of the piston-cylinder arrangement (6, 7).
dadurch gekennzeichnet,
daß das feststehende Nennstromkontaktstück (216) bzw. das weitere Kontaktstück(211) ein Metallrohr ist.5. Autopneumatic gas pressure switch according to claim 3,
characterized,
that the fixed nominal current contact piece (216) or the further contact piece (211) is a metal tube.
dadurch gekennzeichnet,
daß der schlittenartige Ansatz(224) im wesentlichen eine rohrförmige Gestalt aufweist.6. Autopneumatic gas pressure switch according to claim 3 or 5,
characterized,
that the carriage-like extension (224) has a substantially tubular shape.
dadurch gekennzeichnet,
daß der schlittenartige Ansatz (224) innerhalb des weiteren Kontaktstückes (211) angeordnet ist.7. Autopneumatic gas pressure switch according to one of claims 3, 5 or 6,
characterized,
that the carriage-like extension (224) is arranged within the further contact piece (211).
dadurch gekennzeichnet,
daß der schlittenartige Ansatz(224), das weitere Kontaktstück (211) durchgreifend außerhalb desselben angeordnet ist.8. Autopneumatic gas pressure switch according to one of claims 3, 5 or 6,
characterized,
that the carriage-like extension (224), the further contact piece (211) is arranged so that it extends outside of it.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (12) und der bewegliche Leistungskontakt (5) der Schaltstrecke an dem Zylinder (6) der aus einer Kolben-/Zylinderanordnung (6, 7) gebildeten Schaltstreckenpumpe angebracht ist, der durch den Antrieb des Schalters relativ zum feststehenden Kolben (7) bewegbar ist.9. Autopneumatic gas pressure switch according to one of the preceding claims,
characterized,
that the nozzle (12) and the movable power contact (5) of the switching path are attached to the cylinder (6) of the switching path pump formed from a piston / cylinder arrangement (6, 7), which is driven by the drive of the switch relative to the fixed piston (7 ) is movable.
dadurch gekennzeichnet,
daß das zylindrische Teil (14) bzw. die Abschirmung ein Isolierstoffrohr ist.10. Autopneumatic gas pressure switch according to one of the preceding claims,
characterized,
that the cylindrical part (14) or the shield is an insulating tube.
dadurch gekennzeichnet,
daß das zylindrische Teil (14) bzw. die Abschirmung ein Metallrohr ist.11. Autopneumatic gas pressure switch according to one of the preceding claims 1 to 9,
characterized,
that the cylindrical part (14) or the shield is a metal tube.
dadurch gekennzeichnet,
daß das feststehende Kontaktstück als Zylinder (22) ausgebildet ist, in dem die Kolben-/Zylinderanordnung angeordnet ist.12. The autopneumatic gas pressure switch according to claim 4, wherein the cylinder is the movable part of the piston / cylinder arrangement,
characterized,
that the fixed contact piece is designed as a cylinder (22) in which the piston / cylinder arrangement is arranged.
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich zu den Leistungskontaktstücken (4, 5) ein elektrisch parallel dazu liegender Nennstrompfad (16, 17) vorgesehen ist, der ein feststehendes Nennstromkontaktstück (16) aufweist.13. Autopneumatic gas pressure switch according to one of claims 4 or 12,
characterized,
that in addition to the power contact pieces (4, 5) an electrically parallel nominal current path (16, 17) is provided, which has a fixed nominal current contact piece (16).
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinder (6) an seinem der Isolierdüse (12) abgewandten Ende einen Vorsprung aufweist, der als Kontaktfläche (23) ausgebildet ist und gleitend an der Innenfläche des zylinderförmigen Kontaktstückes (22) anliegt.14. Autopneumatic gas pressure switch according to claim 12 or 13,
characterized,
that the cylinder (6) has at its end facing away from the insulating nozzle (12) a projection which is designed as a contact surface (23) and slidably abuts the inner surface of the cylindrical contact piece (22).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktierung des Nennstromkontaktstückes (16) unmittelbar am Zylinder (6) erfolgt.15. Autopneumatic gas pressure switch according to claim 13 or 14,
characterized,
that the contacting of the nominal current contact piece (16) takes place directly on the cylinder (6).
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinder (6) an seinem der Isolierdüse (12) zugewandten Ende einen Vorsprung aufweist, der als Kontaktfläche (17) ausgebildet ist, die mit dem Nennstromkontaktstück (16) zusammenwirkt.16. Autopneumatic gas pressure switch according to one of claims 13 to 15,
characterized,
that the cylinder (6) has at its end facing the insulating nozzle (12) a projection which is designed as a contact surface (17) which interacts with the rated current contact piece (16).
dadurch gekennzeichnet,
daß das zylindrische Teil (14) bzw. die Abschirmung, feststehend angeordnet, den feststehenden Leistungskontakt der Schaltstrecke axial überragend, konzentrisch umgibt.17. Autopneumatic gas pressure switch according to one of the preceding claims,
characterized,
that the cylindrical part (14) or the shield, arranged in a fixed manner, surrounds the fixed power contact of the switching path axially, concentrically.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse bzw. Isolierdüse einen kreisringförmigen Schirm (13) aufweist.18. Autopneumatic gas pressure switch according to one of the preceding claims,
characterized,
that the nozzle or insulating nozzle has an annular screen (13).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Übergangsfläche zwischen dem Schirm (13) und dem zylindrischen Teil (14) bzw. der Abschirmung gasdicht ausgebildet ist.19. Autopneumatic gas pressure switch according to one of the preceding claims,
characterized,
that the transition surface between the screen (13) and the cylindrical part (14) or the shield is gas-tight.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolierdüse (12) einen zylinderförmigen Fortsatz (13a) aufweist, der koaxial zu dem zylindrischen Teil (14) angeordnet ist, so daß der Raum (20) von dem zylindrischen Teil (16) dem Fortsatz (13a) und dem Schirm (13) der Isolierdüse gebildet wird.20. Autopneumatic gas pressure switch according to one of the preceding claims, with an insulating nozzle, wherein the space into which the arc gases flow is surrounded by a cylindrical metal tube, in which the insulating nozzle, which has a correspondingly designed shield, is slidably guided,
characterized,
that the insulating nozzle (12) has a cylindrical extension (13a) which is arranged coaxially to the cylindrical part (14), so that the space (20) from the cylindrical part (16) of the extension (13a) and the screen (13 ) the insulating nozzle is formed.
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