AT398140B

AT398140B - EXHAUST GAS SWITCH

Info

Publication number: AT398140B
Application number: AT121190A
Authority: AT
Original assignee: Gec Alsthom T & D Gmbh
Priority date: 1989-06-22
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1994-09-26
Also published as: ATA121190A; CH679095A5; DE4017643A1

Description

AT 398 140 BAT 398 140 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter mit einem festen und einem beweglichen Lichtbogenkontakt und einer Komprimiervorrichtung, welche aus einem Blaskolben und einem Blaszylinder besteht, der mit dem beweglichen Lichtbogenkontakt so verbunden ist, daß bei einem Ausschaltvorgang im Blaszylinder Gas komprimiert und ein Löschgasstrom in einer Blasdöse im Bereich der Kontakte erzeugt wird, wobei der Blaskolben durch eine Kolbenfeder axial verschiebbar gegen einen ortsfesten Anschlag gedrückt wird und die axiale Verschiebung des Blaskolbens im eingefederten Zustand durch einen mit dem Blaszylinder mitbewegten Anschlag begrenzt wird.The invention relates to a gas pressure switch with a fixed and a movable arcing contact and a compression device, which consists of a blowing piston and a blowing cylinder, which is connected to the moving arcing contact in such a way that gas compresses in the blow cylinder during a switch-off process and an extinguishing gas flow in a blow nozzle is generated in the area of the contacts, the blow piston being pressed axially displaceably by a piston spring against a stationary stop and the axial displacement of the blow piston in the spring-loaded state being limited by a stop moved with the blow cylinder.

Der bei solchen Druckgasschaltern, sogenannten Blaskolbenschaltem, zur Unterbrechung notwendige Blasdruck ist stark stromabhängig. Je höher der zu unterbrechende Strom ist, umso höher muß der zu seiner Unterbrechung nötige Blasdruck sein. Diesem Erfordernis kommt entgegen, daß bei hohen Ausschaltströmen der Gasabfluß durch den Schaltlichtbogen vermindert oder sogar ganz unterbunden wird und das Gas im Zylinderraum durch den Schaltlichtbogen aufgeheizt wird. Durch diese Effekte entsteht im Zylinderraum bei höherem Ausschaltstrom automatisch ein höherer Druck als bei kleinem Ausschaltstrom.The blowing pressure required for interruption in such pressure gas switches, so-called blow piston switches, is strongly dependent on the current. The higher the current to be interrupted, the higher the blowing pressure required to interrupt it. This requirement complies with the fact that, at high breaking currents, the gas discharge through the switching arc is reduced or even completely prevented and the gas in the cylinder space is heated up by the switching arc. These effects automatically create a higher pressure in the cylinder chamber when the switch-off current is higher than when the switch-off current is small.

Bei bekannten Druckgasschaltern mit ortsfestem Blaskolben entsteht der höchste Blasdruck allerdings im Moment des Strommaximums, und im darauffolgenden Stromnulldurchgang, wenn ein hoher Blasdruck eigentlich erwünscht wird, ist er schon wieder auf einen viel kleineren Wert zusammengefallen, da die oben beschriebenen Effekte bei abnehmendem Strom wieder verschwinden. Zudem werden bei solchen Blasdruckschaltern große Anforderungen an das Antriebssystem gestellt, da der erhöhte Blasdruck über den Blaszylinder eine bremsende Kraft ausübt. Die vom Antrieb aufzubringende Antriebskraft muß so groß sein, daß die Kontakte des Schalters trotz dieser bremsenden Kraft im Nulldurchgang des Ausschaltstromes eine für das Widerstehen der Einschwingspannung genügende Öffnungsdistanz aufweisen. Auf keinem Fall ist es zulässig, daß der bewegliche Kontakt seine Bewegungsrichtung wechselt und sich dadurch die Distanz zwischen den Kontakten wieder vermindert.In known pressure gas switches with a fixed blow piston, the highest blowing pressure occurs at the moment of the current maximum, and in the subsequent zero current passage, when a high blowing pressure is actually desired, it has collapsed again to a much smaller value, since the effects described above disappear again with decreasing current . In addition, such blowing pressure switches place great demands on the drive system, since the increased blowing pressure exerts a braking force on the blowing cylinder. The drive force to be exerted by the drive must be so great that the contacts of the switch have an opening distance sufficient to withstand the transient voltage in spite of this braking force in the zero crossing of the breaking current. Under no circumstances is it permissible for the movable contact to change its direction of movement, thereby reducing the distance between the contacts again.

Aus der DE-OS 30 17 980 ist ein Druckgasschalter bekannt, bei dem die oben geschilderten Probleme dadurch entschärft werden, daß ein gefederter Blaskolben verwendet wird. Überschreitet der Blasdruck im Zylinderraum einen durch die Vorspannung der Kolbenfeder gegebenen Wert, bewegt sich der Blaskolben gegen die Feder. Das Volumen des Zylinderraumes wird dadurch erhöht, und damit der Druckaufbau reduziert und zeitlich verlängert. Dadurch wird erreicht, daß die Rückwirkung auf das Antriebssystem geringer ist und im Nulldurchgang des Ausschaltstromes ein größerer Blasdruck zur Verfügung steht. Die Bewegung des gefederten Blaskolbens dieses bekannten Schalters wird durch ortsfeste Anschläge begrenzt. Wenn nun der Druck im Zylindervolumen so weit ansteigt, daß der Biaskolben auf den Anschlag trifft, kann sich das Zylindervolumen nicht mehr vergrößern. Der Druck wird deshalb wieder steiler ansteigen und ebenso werden wieder größere Rückwirkungen auf das Antriebssytem wirksam.From DE-OS 30 17 980 a gas pressure switch is known, in which the problems outlined above are alleviated by the fact that a sprung blow piston is used. If the blowing pressure in the cylinder chamber exceeds a value given by the preload of the piston spring, the blowing piston moves against the spring. The volume of the cylinder space is increased, and thus the pressure build-up is reduced and extended. It is thereby achieved that the reaction to the drive system is less and a larger blowing pressure is available in the zero crossing of the switch-off current. The movement of the sprung blow piston of this known switch is limited by fixed stops. If the pressure in the cylinder volume increases so far that the biaxial piston hits the stop, the cylinder volume can no longer increase. The pressure will therefore rise more steeply and larger repercussions on the drive system will become effective again.

Auch aus der DE-OS 2 108 871 ist ein Druckgasschalter bekannt, der einen gefederten Blaskolben aufweist. Dieser Schalter hat statt des bewegten Blaszylinders einen ortsfesten Blaszylinder und einen weiteren, mit dem bewegten Kontakt verbundenen Kolben. Der gefederte Blaskolben besitzt keine Anschläge. Im Ruhezustand ist die Blaskolbenfeder voll entspannt. Deshalb wird sich der Blaskolben schon beim stromlosen Ausschalten oder beim Ausschalten kleiner Ströme bewegen. Dies hat eine unerwünschte Blasdruckreduktion in diesen Schaltfälien zur Folge. Bei sehr hohem Druckaufbau wird die Kolbenbewegung dadurch begrenzt, daß die Feder vollkommen zusammen gedrückt wird. Dies hat die gleiche Wirkung wie ein ortsfester Anschlag. Abgesehen von diesen Unterschieden verhält sich der Schalter gleich wie derjenige nach der DE-OS 30 17 980, insbesondere wird auch bei diesem Schalter die Rückwirkung auf den Antrieb bei hohem Druckaufbau nicht begrenzt.From DE-OS 2 108 871 a gas pressure switch is known which has a sprung blow piston. Instead of the moving blowing cylinder, this switch has a stationary blowing cylinder and another piston connected to the moving contact. The spring-loaded blow piston has no stops. The blow piston spring is fully relaxed in the idle state. For this reason, the blow piston will move when the current is switched off or when small currents are switched off. This results in an undesirable reduction in blowing pressure in these switching cases. At very high pressure build-up, the piston movement is limited by the fact that the spring is pressed together completely. This has the same effect as a fixed stop. Apart from these differences, the switch behaves the same as that according to DE-OS 30 17 980, in particular with this switch, too, the reaction to the drive is not limited when the pressure builds up.

Aus der EP-B1 0 1 46 671 ist ein Druckgasschaiter mit einem gefederten Blaskolben bekannt, bei welchem durch die Federung des Blaskolbens bewirkt wird, daß der Blaskolben als Überdruckventil arbeitet. Ein hoher Druckanstieg im Zylindervolumen wird dadurch auf einen für das Antriebssystem noch zulässigen Wert begrenzt. Die Einfederung des Blaskolbens ist allerdings gering, so daß die dadurch erzielte Zunahme des Zylindervolumens vernachlässigbar klein ist. Außerdem geht beim Ansprechen des Blaskolbens Gas verloren und dieses steht beim anschließenden Nulldurchgang nicht mehr für die Beblasung des Lichtbogens zur Verfügung.From EP-B1 0 1 46 671 a pressure gas separator with a sprung blow piston is known, in which the spring of the blow piston causes the blow piston to operate as a pressure relief valve. A high pressure increase in the cylinder volume is thereby limited to a value that is still permissible for the drive system. The deflection of the blow piston is, however, small, so that the increase in cylinder volume thereby achieved is negligibly small. In addition, gas is lost when the blow piston responds, and this is no longer available for blowing the arc when the zero crossover occurs.

Weitere Schalter mit gefederten Blaskolben sind aus den Schriften CH-PS 471 456, DE-OS 2 361 687 und DE-OS 2 363 171 bekannt. Die Koibenfederung bewirkt aber bei diesen Schaltern keine Verminderung der auf den Antrieb rückwirkenden Kraft. All diesen Schaltern gemeinsam ist es jedoch, daß der Weg des gefederten Blaskolbens durch einen ortsfesten Anschlag oder dadurch, daß die Feder auf Block zusammengedrückt wird, begrenzt wird.Further switches with sprung blow pistons are known from the publications CH-PS 471 456, DE-OS 2 361 687 and DE-OS 2 363 171. With these switches, however, the Koiben suspension does not reduce the force acting on the drive. It is common to all these switches, however, that the travel of the sprung blow piston is limited by a fixed stop or by the spring being pressed together on the block.

Ein weiterer Schalter mit gefedertem Blaskolben ist aus der EP-A2 0 126 929 bekannt. In einer Ausführungsform dieses bekannten Schalters wird die axiale Verschiebung des Blaskolbens im eingefederten Zustand durch einen mit dem Blaszylinder mitbewegten Anschlag begrenzt. Beim Schalten hoher 2Another switch with a spring-loaded blow piston is known from EP-A2 0 126 929. In one embodiment of this known switch, the axial displacement of the blow piston in the compressed state is limited by a stop which is moved along with the blow cylinder. When switching high 2

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Ströme steht der Blaskolben an diesem mitbewegten Anschlag an. Die durch den Druckaufbau im Blasvolumen auf den Antrieb rückwirkenden Kräfte heben sich dabei auf und der Antrieb muß noch höchstens die Kraft der Kolbenfeder aufbringen. Der ßlaszylinder wird durch die als Isolierrohr gestaltete Schalterhülle, und der feststehende Anschlag für den Blaskolben durch eine von diesem Isolierrohr 5 abstehenden Wulst gebildet. Schalter dieser Bauart sind nicht für hohe Spannungen geeignet, weil das Isolierrohr durch die beim Ausschalten von Kurzschlußströmen aus der Blasdüse austretenden heißen Schaltgase in seiner Isolierfähigkeit beeinträchtigt wird. Eine andere Ausführungsform dieses bekannten Schalters hat zwar einen bewegten Blaszylinder, der feste Anschlag für den Blaskolben wird jedoch durch mehrere den Blaskolben durchdringende Stangen, weiche mit Köpfen versehen sind, gebildet. Jede dieser 70 Stangen muß gegenüber dem Blaskolben abgedichtet sein, was eine relativ aufwendige Maßnahme bedeutet.The blowing piston is in contact with this moving stop. The forces acting on the drive due to the pressure build-up in the blowing volume cancel each other out and the drive must at most apply the force of the piston spring. The ßlas cylinder is formed by the switch sleeve designed as an insulating tube, and the fixed stop for the blowing piston is formed by a bead protruding from this insulating tube 5. Switches of this type are not suitable for high voltages because the insulating tube is impaired in its insulating ability by the hot switching gases escaping from the blowing nozzle when short-circuit currents are switched off. Another embodiment of this known switch has a moving blow cylinder, but the fixed stop for the blow piston is formed by several rods penetrating the blow piston, which are provided with heads. Each of these 70 rods must be sealed against the blow piston, which means a relatively complex measure.

Auch in der US-PS 4 465 910 wird ein gattungsgemäßer Schalter beschrieben, dessen axiale Verschiebung des gefederten Blaskolbens im eingefederten Zustand durch einen mit dem Blaszylinder mitbewegten Anschlag begrenzt wird. Der feststehende Anschlag für den Kolben wird durch eine zentrale 75 feststehende Stange gebildet. Bei diesem Schalter ist es nicht möglich, Schaltgase durch die Antriebsstange abzuführen und damit das Prinzip der Doppelaxialblasung anzuwenden. Dieser Schalter hat deshalb ein schlechtes Löschvermögen bei Abstandskurzschluß.A switch of the generic type is also described in US Pat. No. 4,465,910, the axial displacement of the sprung blow piston in the sprung-in state is limited by a stop moved with the blow cylinder. The fixed stop for the piston is formed by a central 75 fixed rod. With this switch, it is not possible to discharge switching gases through the actuator stem and thus apply the principle of double axial blowing. This switch therefore has poor extinguishing capacity in the event of a short-circuit.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem gattungsgemäßen Druckgasschalter den feststehenden Anschlag für den Blaskolben so zu gestalten, daß das Prinzip der Doppelaxialblasung angewendet 20 werden kann, der Schalter für hohe Spannung geeignet ist und trotzdem ein einfacher Aufbau mit einem Minimum an dynamischen Dichtungen gegeben ist.The object of the present invention is to design the fixed stop for the blower piston in a generic pressure gas switch in such a way that the principle of double axial blowing can be applied, the switch is suitable for high voltage and is nevertheless given a simple structure with a minimum of dynamic seals is.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Blaszylinder durch eine zylindrische Antriebsstange angetrieben wird, welche den Blaskolben mittig durchsetzt, an der Antriebsstange ein ringförmiger Wulst angebracht ist, der den mitbewegten Anschlag bildet, und daß der Blaskolben von einem ortsfesten 25 Führungszylinder koaxial umgeben ist, an dem außen der Blaszylinder geführt ist und der an einem Ende ' innen mit einem weiteren ringförmigen, den ortsfesten Anschlag bildenden Wulst versehen ist.This object is achieved in that the blow cylinder is driven by a cylindrical drive rod which passes through the blow piston in the center, an annular bead is attached to the drive rod, which forms the moving stop, and in that the blow piston is coaxially surrounded by a stationary 25 guide cylinder, on the outside of which the blowing cylinder is guided and which is provided at one end 'on the inside with a further annular bead which forms the fixed stop.

Bei einer ersten Ausführungsform ist die Kolbenfeder zwischen dem Blaskolben und einem ortsfesten Schalterteil eingespannt. In diesem Fall hat der Antrieb höchstens eine Gegenkraft der Größe der von der Kolbenfeder ausgeübten Kraft zu überwinden. 30 In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kolbenfeder zwischen dem Blaskolben und einem mit dem ßlaszylinder mitbewegten Federteller eingespannt. Bei dieser Ausführungsform wirkt die Kolbenfeder beim Ausschalten kleiner Ströme antriebsunterstützend. Beim Schalten großer Ströme und entsprechendem Druckaufbau heben sich sowohl die vom Druckaufbau auf Blaskolben und Blaszylinder wirkenden, als auch die von der Kolbenfeder auf den Antrieb wirkenden Kräfte gegenseitig auf. Der Schalter kommt deshalb mit 35 einem vergleichsweise schwachen Antrieb aus.In a first embodiment, the piston spring is clamped between the blow piston and a stationary switch part. In this case, the drive has to overcome at most a counterforce of the magnitude of the force exerted by the piston spring. In a preferred embodiment, the piston spring is clamped between the blow piston and a spring plate moved with the glass cylinder. In this embodiment, the piston spring acts to support the drive when small currents are switched off. When switching high currents and corresponding pressure build-up, both the forces acting on the blow piston and blow cylinder from the pressure build-up and the forces acting on the drive from the piston spring cancel each other out. The switch therefore manages with a comparatively weak drive.

Im folgenden werden an Hand der beiliegenden Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Druckgasschalter im eingeschalteten Zustand, Fig. 2 den gleichen Schalter in einer Zwischenstellung beim Ausschalten eines geringen Stromes, Fig. 3 den gleichen Schalter in einer Zwischenstellung beim Ausschalten eines hohen Stromes, Fig. 4 den 40 gleichen Schalter im ausgeschalteten Zustand, Fig. 5 eine andere Ausführungsart eines erfindungsgemäßen Druckgasschalters im eingeschalteten Zustand, Fig. 6 den Schalter gemäß Fig. 5 in einer Zwischenstellung beim Ausschaten eines geringen Stromes, Fig. 7 den Schalter gemäß Fig. 5 in einer Zwischenstellung beim Ausschalten eines hohen Stromes und Fi.g 8 den Schalter gemäß Fig. 5 im ausgeschalteten Zustand.Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawing. 1 shows a compressed gas switch according to the invention in the switched-on state, FIG. 2 shows the same switch in an intermediate position when a low current is switched off, FIG. 3 shows the same switch in an intermediate position when a high current is switched off, FIG. 4 shows the 40 same switches in the switched-off state, FIG. 5 shows another embodiment of a compressed gas switch according to the invention in the switched-on state, FIG. 6 shows the switch according to FIG. 5 in an intermediate position when a low current is switched off, FIG. 7 shows the switch according to FIG. 5 in an intermediate position when switching off a high current and Fi.g 8 the switch of FIG. 5 in the off state.

Die in den Fig. 1 bis 8 dargestellten Druckgasschalter sind in einer gasdichten, nicht gezeichneten 45 Schaltkammer untergebracht, welche mit einem Isoliergas, beispielsweise Schwefelhexafluorid, gefüllt ist.The pressure gas switches shown in FIGS. 1 to 8 are accommodated in a gas-tight switch chamber, not shown, which is filled with an insulating gas, for example sulfur hexafluoride.

In Fig. 1 durchdringt der feste Lichtbogenkontakt eines Druckgasschalters die Blasdüse 3 und wird vom beweglichen Lichtbogenkontakt 2 umklammert. Der bewegliche Lichtbogenkontakt 2 ist starr mit der Antriebsstange 7 und über den Zylinderboden 6 mit dem Blaszylinder 4 verbunden. Die aus Isoliermaterial gefertigte Blasdüse 3 ist am Zylinderboden 6 beispielsweise mittels eines Gewindes befestigt, so Der Blaszylinder 4 wird durch einen Führungszylinder 8 geführt. Im Inneren des Führungszylinders 8 gleitet ein Biaskolben 9. Dieser besitzt einen ringförmigen Absatz 13, der im Ruhezustand durch eine Kolbenfeder 10 gegen einen Anschlag 14 gedrückt wird. Der Anschlag 14 wird durch einen ringförmigen Wulst 15 am oberen Ende innen im Führungszylinder 8 gebildet. Zwei ringförmige Nuten 11,12 verhindern, daß sich die Kolbenfeder 10 seitlich verschieben kann. 55 Der Blaskolben 9, der Führungszylinder 8, der Blaszylinder 4 und die Antriebsstange 7 werden durch Dichtungen 20, 21 und 22 gegeneinander abgedichtet. Das sich im durch den ßlaszylinder 4, den Zylinderboden 6 und den Blaskolben 9 gebildet Blasvolumen 23 befindende Gas kann deshalb nur durch die Öffnungen 5 im Zyiinderboden 6, durch die Blasdüse 3 und den hohlen beweglichen Lichtbogenkontakt 3In Fig. 1, the fixed arcing contact of a compressed gas switch penetrates the blowing nozzle 3 and is clasped by the moving arcing contact 2. The movable arcing contact 2 is rigidly connected to the drive rod 7 and via the cylinder base 6 to the blow cylinder 4. The blowing nozzle 3 made of insulating material is fastened to the cylinder base 6, for example by means of a thread. The blowing cylinder 4 is guided by a guide cylinder 8. In the interior of the guide cylinder 8, a biaxial piston 9 slides. This has an annular shoulder 13 which is pressed against a stop 14 by a piston spring 10 in the idle state. The stop 14 is formed by an annular bead 15 at the upper end inside in the guide cylinder 8. Two annular grooves 11, 12 prevent the piston spring 10 from moving laterally. 55 The blow piston 9, the guide cylinder 8, the blow cylinder 4 and the drive rod 7 are sealed against one another by seals 20, 21 and 22. The gas in the blow volume 23 formed by the ßlas cylinder 4, the cylinder base 6 and the blow piston 9 can therefore only through the openings 5 in the cylinder base 6, through the blow nozzle 3 and the hollow movable arcing contact 3

AT 398 140 B 2 abströmen.Drain off AT 398 140 B 2.

Die Antriebsstange 7 ist mit einem nicht gezeichneten geeigneten Antrieb, z.B. einem Federspeicherantrieb oder einem hydraulischen Antrieb mechanisch verbunden. Beim Ausschalten wirkt eine Zugkraft nach unten auf die Antriebsstange 7. Die aus den starr miteinander verbundenen Teilen, Antriebsstange 7, Blaszylinder 4, Zyiinderboden 6 und Blasdüse 3, bestehende Einheit beginnt sich unter dieser Kraft nach unten zu bewegen. Das Blasvolumen 23 wird dadurch verkleinert und es beginnt sich darin ein Druck aufzubauen.The drive rod 7 is equipped with a suitable drive, not shown, e.g. a spring loaded actuator or a hydraulic actuator mechanically connected. When switching off, a pulling force acts downward on the drive rod 7. The unit consisting of the rigidly connected parts, drive rod 7, blow cylinder 4, cylinder base 6 and blow nozzle 3 begins to move downward under this force. The blow volume 23 is thereby reduced and a pressure begins to build up therein.

Die Kontakte 2, 3 trennen sich und zwischen ihnen wird ein Lichtbogen gezündet.The contacts 2, 3 separate and an arc is ignited between them.

Ist der auszuschaltende Strom gering (Fig. 2), füllt der Lichtbogen die Blasdüse 3 und den hohlen beweglichen Lichtbogenkontakt 2 nur teilweise aus. Es verbleibt ein Querschnitt, durch den Gas aus dem Blasvolumen 23 einerseits durch die Blasdüse 3, anderseits durch den beweglichen Lichtbogenkontakt 2, den hohlen Teil der Antriebsstange 7 und die Öffnung 18 und 19 abströmen kann. Durch die sich so einstellende Gasströmung wird der Lichtbogen gekühlt und erlöscht beim nächsten Stromnulldurchgang. Die Charakteristik der Kolbenfeder 10 wird so gewählt, daß die bei diesem Schaltfall vom Druck im Blasvolumen 23 auf den Blaskolben 9 wirkende Kraft geringer ist als die Vorspannkraft der Kolbenfeder 10. • Der Blaskolben 9 bleibt deshalb in seiner Ruhestellung stehen.If the current to be switched off is low (FIG. 2), the arc only partially fills the blow nozzle 3 and the hollow movable arcing contact 2. There remains a cross section through which gas can flow out of the blowing volume 23 on the one hand through the blowing nozzle 3, on the other hand through the movable arcing contact 2, the hollow part of the drive rod 7 and the opening 18 and 19. The resulting gas flow cools the arc and extinguishes the next time the current passes. The characteristic of the piston spring 10 is chosen so that the force acting on the blowing piston 9 from the pressure in the blowing volume 23 in this switching case is less than the biasing force of the piston spring 10. The blowing piston 9 therefore remains in its rest position.

Beim Ausschalten eines großen Stromes hingegen (Fig. 3) füllt der nach der Trennung der Lichtbogenkontakte 1 und 2 entstehende Lichtbogen den engsten Querschnitt der Blasdüse 3 und das Innere des beweglichen Lichtbogenkontaktes 2 vollständig aus. Es kann kein Gas aus dem Blasvolumen 23 abströmen. Zudem wird das Gas im Blasvolumen 23 vom Lichtbogen aufgeheizt. Dadurch entsteht im Blasvolumen 23 ein enormer Druck. Dieser übt einerseits eine bremsende Kraft auf den Blaszylinder 4 aus, anderseits auch eine annähernd gleich große Kraft auf den Blaskolben 9. Diese ist größer als die Kraft der Kolbenfeder 10. Der Blaskolben 9 wird deshalb nach unten gegen den Anschlag 17; der durch einen weiteren ringförmigen Wulst 16 auf der Antriebsstange 7 gebildet wird, gedrückt. Die vom Druck im Blasvolumen 23 auf den Blaszylinder 4 und den Blaskolben 9 wirkenden Kräfte heben sich nun auf. Auf die Antriebsstange 7 wirkt, unabhängig vom sich einstellenden Druck im Blasvolumen 23 nur die Kraft der Kolbenfeder 10. Wenn der Antrieb eine Antriebskraft liefert, die größer als die Kraft der Kolbenfeder 10 ist, wird ein Schalterstillstand in allen Fällen verhindert.On the other hand, when a large current is switched off (FIG. 3), the arc which arises after the separation of the arcing contacts 1 and 2 completely fills the narrowest cross section of the blowing nozzle 3 and the interior of the movable arcing contact 2. No gas can flow out of the blowing volume 23. In addition, the gas in the blow volume 23 is heated by the arc. This creates an enormous pressure in the blowing volume 23. On the one hand, this exerts a braking force on the blow cylinder 4, on the other hand also an approximately equal force on the blow piston 9. This is greater than the force of the piston spring 10. The blow piston 9 is therefore down against the stop 17; which is formed by a further annular bead 16 on the drive rod 7. The forces acting on the blow cylinder 4 and the blow piston 9 from the pressure in the blow volume 23 now cancel each other out. Only the force of the piston spring 10 acts on the drive rod 7, irrespective of the pressure in the blowing volume 23. If the drive delivers a drive force that is greater than the force of the piston spring 10, a switch standstill is prevented in all cases.

Gegen einen Nulldurchgang hin nimmt der Momentanwert des Stromes ab. Der Querschnitt des Lichtbogens verringert sich. Deshalb kann sich in der Blasdüse 3 und im beweglichen Lichtbogenkontakt 2 unter dem hohen Druck im Blasvolumen 23 eine starke Gasströmung aufbauen, welche den Lichtbogen intensiv kühlt und ihn im Nulldurchgang des Ausschaltstromes löscht. Diese Gasströmung entsteht auch, noch und wird über eine zur Löschung genügend lange Zeit aufrechterhalten, wenn der Schalter in der Zwischenzeit seine Endstellung erreicht hat. Dies ist bei bekannten Druckgasschaltern mit ortsfestem Blaskolben, bei denen das Blasvolumen in der Endstellung auf einen sehr kleinen Wert reduziert ist und die Gasströmung deshalb rasch abklingt, nicht der Fall.Towards a zero crossing, the instantaneous value of the current decreases. The cross section of the arc is reduced. A strong gas flow can therefore build up in the blowing nozzle 3 and in the movable arcing contact 2 under the high pressure in the blowing volume 23, which intensively cools the arc and extinguishes it in the zero crossing of the breaking current. This gas flow also arises and is maintained for a time long enough to be extinguished when the switch has meanwhile reached its end position. This is not the case with known pressure gas switches with a stationary blow piston, in which the blow volume is reduced to a very small value in the end position and the gas flow therefore decays rapidly.

Nach der Löschung fällt der Druck im Biasvolumen 23 infolge der Freigabe der Öffnungen in der Blasdüse 3 und im beweglichen Lichtbogenkontakt 2 ab. Der Blaskolben 9 wird unter der Wirkung der Kolbenfeder 10 wieder in seine Ruhelage zurückgestoßen (Fig. 4).After the quenching, the pressure in the bias volume 23 drops due to the opening of the openings in the blowing nozzle 3 and in the movable arcing contact 2. The blow piston 9 is pushed back into its rest position under the action of the piston spring 10 (FIG. 4).

Der in den Fig. 5 bis 8 dargestellte Druckgasschalter unterscheidet sich vom Schalter gemäß den Fig. 1 bis 4 nur dadurch, daß sich die Kolbenfeder 10 nicht auf einen ortsfesten Schalterteil, sondern auf einen auf der Antriebsstange 7 festsitzenden Federteller 24 abstützt. Die Kolbenfeder 10 ist im eingeschalteten Zustand (Fig. 5) gespannt und übt auf die Antriebsstange 7 eine Kraft in öffnender Richtung aus. Der Antrieb kann bei diesem Schalter deshalb schwächer sein als bei einem Schalter nach Fig. 1 bis 4.The pressure gas switch shown in FIGS. 5 to 8 differs from the switch according to FIGS. 1 to 4 only in that the piston spring 10 is not supported on a stationary switch part, but on a spring plate 24 fixed on the drive rod 7. The piston spring 10 is tensioned in the switched-on state (FIG. 5) and exerts a force on the drive rod 7 in the opening direction. The drive with this switch can therefore be weaker than with a switch according to FIGS. 1 to 4.

Beim Ausschalten eines kleinen Stromes (Fig. 6) bleibt der Blaskolben 9 in seiner Ruhelage, da die vom Druck im Blasvolumen 23 auf den Blaskolben 9 wirkende Kraft geringer ist als die Kraft, die von der Kolbenfeder 10 in umgekehrter Richtung auf den Blaskolben 9 ausgeübt wird. Da die auf den Blaszylinder 4 wirkende Kraft annähernd gleich ist wie die auf den Blaskolben 9 wirkende, wirkt weiterhin eine resultierende Kraft in öffnender Richtung auf die Antriebsstange 7.When a small current is switched off (FIG. 6), the blow piston 9 remains in its rest position, since the force acting on the blow piston 9 from the pressure in the blow volume 23 is less than the force exerted on the blow piston 9 in the opposite direction by the piston spring 10 becomes. Since the force acting on the blow cylinder 4 is approximately the same as that acting on the blow piston 9, a resultant force continues to act on the drive rod 7 in the opening direction.

Wenn nun beim Ausschalten eines großen Stromes (Fig. 7) der Druck im Blasvolumen (23) so groß wird, daß der Blaskolben 9 von seinem Anschlag 14 am Führungszylinder 8 abhebt, dann heben sich die vom Blasdruck und der Kolbenfeder 10 auf den Antrieb wirkenden Kräfte auf. Dies ist auch weiterhin der Fall, wenn der Blasdruck so hoch ist, daß der Blaskolben 9 gegen den Anschlag 17 gedrückt wird. Da der bewegliche Lichtbogenkontakt 2 und die mit ihm starr verbundenen übrigen beweglichen Schalterteile im Augenblick, da dieser Zustand eintrifft, bereits eine gewisse Geschwindigkeit in Öffnungsrichtung erreicht haben, werden diese Schalterteile sich mit ihrer kinetischen Energie weiterbewegen. Der Druckaufbau im Blasvolumen 23 übt keine bremsende Wirkung aus. Die Kolbenfeder 10 kann deshalb die alleinige Antriebsenergiequelle für das Ausschalten sein. 4If now when switching off a large current (Fig. 7), the pressure in the blowing volume (23) becomes so great that the blowing piston 9 lifts off its stop 14 on the guide cylinder 8, then the blowing pressure and the piston spring 10 act on the drive Powers up. This continues to be the case when the blowing pressure is so high that the blowing piston 9 is pressed against the stop 17. Since the movable arcing contact 2 and the other movable switch parts rigidly connected to it have already reached a certain speed in the opening direction at the moment this condition occurs, these switch parts will continue to move with their kinetic energy. The pressure build-up in the blow volume 23 does not exert a braking effect. The piston spring 10 can therefore be the sole drive energy source for switching off. 4th

Claims

AT 398 140 B If the instantaneous value of the current decreases towards a zero crossing, the cross section of the arc is reduced. Under the high pressure in the blow volume 23, a strong gas flow can build up in the blow nozzle 3 and in the movable arcing contact 2, which intensively cools the arc and extinguishes it in the zero crossing of the breaking current. After the extinguishing, the pressure in the blow volume 23 drops rapidly as a result of the opening of the openings in the blow nozzle 3 and in the movable arcing contact 2. The piston spring 10 pushes the blow piston 9 back into its rest position and drives the movable arcing contact and the switch parts rigidly connected to it into the off position (FIG. 8). In contrast to known gas pressure switches, in which the pressure in the blowing volume with the piston surface fully affects the drive, the reaction with the switches according to the invention remains independent of the pressure limited to a value which corresponds to the force of the piston spring. 1. Compressed gas switch with a fixed and a movable arcing contact and a compression device, which consists of a blow piston and a blowing cylinder, which is connected to the moving arcing contact in such a way that gas is compressed during a switch-off process in the blowing cylinder and a quenching gas flow in a blowing nozzle in the area of Contacts are generated, the blowing piston being pressed axially displaceably by a piston spring against a stationary stop and the axial displacement of the blowing piston in the compressed state being limited by a stop moving with the blowing cylinder, characterized in that the blowing cylinder (4) is driven by a cylindrical drive rod (7) is driven, which passes through the blow piston (9) in the center, on the drive rod (7) an annular bead (16) is attached, which forms the moving stop (17), and that the blow piston (9) from a stationary guide cylinder (8) is coaxially surrounded, on the outside of which the blowing cylinder (4) is guided and which is provided at one end on the inside with a further annular bead (15) forming the stationary stop (14).

2. Gas switch according to claim 1, characterized in that the piston spring (10) between the blow piston (9) and a stationary switch part (12) is clamped.

3. Gas-blast switch according to claim 1, characterized in that the piston spring (10) is clamped between the blow piston (9) and a spring plate (24) moved with the blow cylinder (4). Including 2 sheets of drawings 5