CH626189A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Gasschalter mit einem beweglichen, rohrförmigen Kontaktstück, das in und ausser Eingriff mit einem festen Kontaktsatz bringbar ist, der seinerseits einen Kranz Nennstromkontakte aufweist, der in Einschaltstellung das bewegliche Kontaktstück umgreift, ferner einen mit den Nennstromkontakten elektrisch verbundenen Abbrandkranz sowie eine vom Kranz der Nennstromkontakte umgebene, jedoch in Ausschaltstellung von diesen elektrisch isolierte Zwischenelektrode.

Bei einem bekannten Schalter dieser Art (CH-PS 574 673)

ist der als Ring ausgebildete Abbrandkranz den Nennstromkontakten vorgelagert und mit letzteren bzw. mit einem elektrisch leitenden Anschlussflansch, der mit den Nennstromkontakten in unmittelbarer Berührung steht, über eine zur Schalterachse koaxiale Spule elektrisch verbunden. Die in Ausschaltstellung von den Nennstromkontakten elektrisch isoliert angeordnete Zwischenelektrode erstreckt sich über die Nennstromkontakte und über den Abbrandring hinaus. Im Zuge der Ausschaltbewegung spielen sich beim bekannten Schalter folgende Vorgänge ab: Zunächst gerät das bewegliche Kontaktstück ausser Eingriff mit den Nennstromkontakten, bleibt aber praktisch im Eingriff mit dem Abbrandring, wodurch der Ausschaltstrom durch die dem Abbrandring vorgeschaltete Spule fliesst, die ihrerseits ein zur Schalterachse im wesentlichen koaxiales Magnetfeld erzeugt. Verlässt das bewegliche Kontaktstück sodann den Abbrandring, wird zunächst zwischen dem beweglichen Kontaktstück und dem Abbrandring ein Lichtbogen gezogen, dessen kontaktseitiger Fusspunkt infolge des durch den Lichtbogen selbst erzeugten Druckstosses in das Innere des beweglichen Kontaktstückes getrieben wird. Bei grösser werdendem Abstand zwischen beweglichem Kontaktstück und Abbrandring kommutiert der Bogen auf die Zwischenelektrode, so dass ein zweigeteilter Lichtbogen entsteht, nämlich ein erster Teilbogen zwischen dem Abbrandring und der Zwischenelektrode und ein zweiter Teilbogen zwischen dieser und dem beweglichen Kontaktstück. Da nun jeder Lichtbogen den «Weg des geringsten Widerstandes» anstrebt, ist beim vorbekannten Schalter wegen der dem Abbrandring vorgeschalteten Spule (Impedanz) keineswegs Gewähr dafür geboten, dass der eine Fusspunkt des genannten ersten Teilbogens am Abbrandring verharrt und nicht wieder zurück auf die Nennstromkontakte kommutiert, die - da nicht mehr durch das bewegliche Kontaktstück auseinandergedrängt - zur Zwischenelektrode ohnehin einen kleineren radialen Abstand aufweisen als der Innendurchmesser des Abbrandringes. Das Resultat ist ein unerwünschter Abbrand der Kontaktflächen der Nennstromkontakte.

Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung eines Gasschalters der eingangs genannten Art, bei dem dieser Nachteil weitgehend behoben ist.

Der Erfindung ist mithin die Aufgabe zugrundegelegt, einen Schalter der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass der eine Fusspunkt des ersten Teilbogens stets am Abbrandkranz, d. h. einem Verschleissteil verbleibt.

Beim vorgeschlagenen Gasschalter ist diese Aufgabe gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Abbrandkranz innerhalb des Kranzes der Nennstromkontakte und bezüglich deren mit dem beweglichen Kontaktstück zusammenwirkenden Kontaktflächen zurückversetzt angeordnet ist, wobei in Einschaltstellung der Abbrandkranz eine am kontaktseitigen Ende des beweglichen Kontaktstückes befestigte, rohrförmige Abbrandspitze umgibt und diese mit der Zwischenelektrode im Eingriff steht.

Merkmale bevorzugter Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben, in deren einzigen Figur ein sche-matischer Axialschnitt durch einen Gasschalter gezeigt ist, wobei alle im vorliegenden Zusammenhang unwesentlichen Elemente der besseren Übersichtlichkeit wegen weggelassen sind.

Der dargestellte Gasschalter 10 weist ein ein Löschgas enthaltendes Gehäuse 11 aus einem elektrischen Isolierstoff auf, dessen Innenraum durch eine Zwischenwand 12 in eine Löschkammer 13 und in eine Expansionskammer 14 unterteilt ist. In der Zwischenwand 12 ist eine Bohrung 15 ausgebildet, in der ein im wesentlichen rohrförmiges, bewegliches Kontaktstück 16 geführt ist. In der Löschkammer 14 steht der Aussendurch-

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messer des beweglichen Kontaktstückes 16 stets im Eingriff mit einem Satz federnder Gleitkontakte 17, die von einem Haltering 18 ausgehen, der seinerseits an einem radial aus dem Gehäuse 11 herausführenden Anschlussleiter 19 befestigt ist. Das nicht dargestellte untere Ende des durch einen dichtenden Durchlass 23 aus dem Gehäuse 11 herausgeführten beweglichen Kontaktstückes 16 ist an einen Antrieb gekoppelt, mittels welchem das in Einschaltstellung gezeigte Kontaktstück 16 in Richtung des Pfeiles 20 in die punktiert angedeutete Ausschaltstellung verschiebbar ist. Das bewegliche Kontaktstück 16 besitzt eine axiale Sackbohrung 21, von deren unterem Ende radiale Durchlässe 22 ausgehen, die in die Expansionskammer 14 münden.

Am oberen Ende des Kontaktstückes 16 ist eine ebenfalls rohrförmige Abbrandspitze, zum Beispiel aus einer Cu-W-Legierung, befestigt, deren Innendurchmesser mit der Sackbohrung 21 fluchtet, während deren Aussendurchmesser geringer als jener des Kontaktstückes 16 ist.

Das bewegliche Kontaktstück 16 und mit ihm die Abbrandspitze 24 wirken mit einem Satz 25 fester Kontaktelemente zusammen. Dieser Satz ist an einem zugleich als Gehäuseab-schluss und als Anschlussflansch dienenden, metallischen Halterungsblock 26 und an einem mit diesem verschraubten Halterungsrohr 27 gehaltert. Der im wesentlichen topfförmig und nach unten offen ausgebildete Halterungsblock 26 besitzt im Bereich seines Randes eine nach innen offene Nut 28. In diese Nut 28 greifen Nocken 29, die an der Aussenseite von als zweiarmige Hebel ausgebildeten Kontaktfingern 30 angeformt sind. Der auf der oberen Seite jedes Nockens 29 anschliessende Arm 31 der Kontaktfinger 30 steht unter der Wirkung einer an der Aussenseite des Halterungsrohres 27 abgestützten Blattfeder 32, die das Bestreben hat, den Arm 31 nach aussen zu drängen. Der auf der unteren Seite jedes Nockens 29 anschliessende Arm 33 jedes Kontaktfingers 30 trägt im Bereich seines Endes an seiner Innenseite eine Kontaktfläche 34, die in der dargestellten Einschaltstellung durch die Wirkung der Blattfeder 32 satt am Aussenumfang des beweglichen Kontaktstückes 16 anliegt.

Gegenüber der Kontaktfläche 34 zurückversetzt ist an der Innenseite jedes der Arme 33 eine Kerbe 35 vorhanden. In die Kerben 35 der mit Zwischenräumen im Kranz angeordneten Kontaktfinger 30 ist je ein Abbrandstück 36' eingelegt. Diese Abbrandstücke bilden somit einen Abbrandkranz 36, dessen Innendurchmesser etwas grösser als der Aussendurchmesser der Abbrandspitze 24 ist. Zu beiden Seiten der Kerben 35 ist an der Innenseite jedes der Arme 33 je eine weitere, nach innen offene Kerbe 37 bzw. 38 ausgebildet, in die je eine ringförmige . Einlage 39 bzw. 40 aus einem bei Einwirkung eines Lichtbogens ein zum vorhandenen Löschgas zusätzliches Gas abgebendes Material, zum Beispiel aus einem mit einem Füllstoff gemagerten Polytetrafluoräthylen, eingelegt ist. Der Innendurchmesser der Einlagen 39,40 ist etwas grösser als jener des Abbrandkran-zes 36.

Im Halterungsrohr 27 ist eine Isolierhülse 41 befestigt, in der eine rohrförmige Zwischenelektrode 42, vorzugsweise aus einem nichtmetallischen, elektrisch leitenden Material wie Gra-

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phit, gehaltert ist. Die Zwischenelektrode 42 erstreckt sich bis zu den freien Enden der Kontaktfinger 30 und steht in Einschaltstellung mit ihrem Umfang im Eingriff mit dem Innendurchmesser der Abbrandspitze 24. Die durchgehende Bohrung 43 in der Zwischenelektrode 42 mündet an ihrem in der Hülse 41 gehalterten Ende in eine im Block 26 ausgebildete Kammer 44, von der radiale Bohrungen 45 ausgehen, die ihrerseits in den den Block 26 umgebenden Teil der Löschkammer 13 münden. Dadurch entsteht eine freie Strömungsverbindung, die es den beim Ausschaltvorgang unter Einwirkung des Lichtbogens entstehenden Druckgasen ermöglicht, so rasch als möglich in die Löschkammer 13 und von da - wie noch zu beschreiben sein wird - über die Bohrung 21 und die Durchlässe 22 in die hxpansionskammer 14 zu expandieren.

Beim Ausschalthub spielen sich folgende Vorgänge ab. Zunächst gerät da Ende des beweglichen Kontaktstückes 16 ausser Eingriff mit den Kontaktflächen 34. Die Arme 33 der Kontaktfinger 30 federn so weit nach innen, bis die Aussenseite der Arme 31 an der Innenwand 26' des Halterungsblockes 26 anstehen und damit einen guten elektrischen Kontakt mit dem Halterungsblock 26 erhalten. Der Ausschaltstrom fliesst nun nur noch über die Abbrandstücke 36' des Kranzes 36 und die Abbrandspitze 24. Verlässt sodann diese den Abbrandkranz 36 wird zunächst zwischen diesen beiden Elementen ein Lichtbogen gezogen. Bei zunehmendem axialen Abstand der Abbrandspitze 24 zum Abbrandkranz 36 kommutiert der Lichtbogen auf die Zwischenelektrode 42, so dass der Ausschaltstrom nun (die Abbrandspitze 24 hat die Zwischenelektrode noch nicht verlassen) über den Abbrandkranz 36, den Lichtbogen, die Zwischenelektrode 42 und über die Abbrandspitze 24 fliesst. Zugleich entwickelt sich in der Löschkammer 13 infolge des Lichtbogens ein erhöhter Gasdruck, der aber noch nicht entweichen kann. Verlässt nun auch die Abbrandspitze 24 die Zwischenelektrode 42, wird zwischen diesen beiden Elementen ein weiterer Lichtbogen gezogen und gleichzeitig entsteht eine Strömungsverbindung zur Expansionskammer 14, nämlich -wie bereits angetönt - über die Innenseite der Abbrandspitze 24, die Bohrung 21 und die Durchlässe 22, die inzwischen aus dem Bereich des Halteringes 18 herausbewegt wurden.

Dadurch kann sich der in der Löschkammer 13 aufgestaute Druck in Richtung Expansionskammer 14 entladen, wodurch der zwischen Zwischenelektrode 42 und Abbrandspitze 24 brennende Bögen kräftig beblasen und in die Abbrandspitze 24 hineingetrieben wird. Der zwischen Abbrandkranz 36 und der Zwischenelektrode 42 brennende Lichtbogen hat keinen • Anlass, auf die Kontaktfinger 30 zu kommutieren, zum einen weil die radialen Abstände zu den Kontaktfingern grösser als zum Innendurchmesser des Abbrandkranzes 36 sind und zum anderen, weil das von den Einlagen 39 und 40 entwick&lte Gas ein Hindernis für eine Kommutierung bilden.

Die Kontaktflächen, über die der Nennstrom fliesst, nämlich die Kontaktflächen 34 sowie der Aussendurchmesser des beweglichen Kontaktstückes 16, bleiben somit frei von jeglichem Abbrand, der seinerseits nur an den Abbrandstücken 36', an der Zwischenelektrode 42 und an der Abbrandspitze 24, also an leicht austauschbaren Verschleissstellen auftritt.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

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1. Elektrischer Gasschalter mit einem beweglichen, rohrför-migen Kontaktstück (16), das in und ausser Eingriff mit einem festen Kontaktsatz (25) bringbar ist, der seinerseits einen Kranz Nennstromkontakte (30) aufweist, der in Einschaltstellung das bewegliche Kontaktstück (16) umgreift, ferner einen mit den Nennstromkontakten (30) elektrisch verbundenen Abbrandkranz (36) sowie eine vom Kranz der Nennstromkontakte (30) umgebene, jedoch in Ausschaltstellung von diesen elektrisch isolierte Zwischenelektrode (42), dadurch gekennzeichnet, dass der Abbrandkranz (36) innerhalb des Kranzes der Nennstromkontakte (30) ünd bezüglich deren mit dem beweglichen Kontaktstück (16) zusammenwirkenden Kontaktflächen (34) zurückversetzt angeordnet ist, wobei in Einschaltstellung der Abbrandkranz (36) eine am kontaktseitigen Ende des beweglichen Kontaktstückes (16) befestigte, rohrförmige Abbrandspitze (24) umgibt und diese mit der Zwischenelektrode (42) in Eingriff steht.

2. Gasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser der Abbrandspitze (24) geringer als jener des beweglichen Kontaktstückes ( 16) ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Gasschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abbrandkranz (36) und den Kontaktflächen (34) der Nennstromkontakte (30) eine Einlage (40) aus einem bei Einwirkung eines Lichtbogens ein Gas abgebendes Material angeordnet ist.

4. Gasschalter nach Anspruch 1, bei dem die Nennstromkontakte als im Kranz angeordnete, gegen Federwirkung radia! nach aussen verdrängbare Kontaktfinger (30) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbrandkranz (36) aus an den Kontaktfingern (30) gehalterten Abbrandstücken (36' ) besteht.

5. Gasschalter nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (40) durch die Kontaktfinger (30) gehaltert ist.

6. Gasschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der der Bewegungsachse des beweglichen Kontaktstük-kes ( 16) zugekehrten Seite jedes der Kontaktfinger (30) eine Kerbe (35) ausgebildet ist, in welche Kerben (35) die Abbrand-stücke (36') eingelegt sind.

7. Gasschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der den Kontaktflächen (34) der Nennstromkontakte (30) abgekehrten Seite des Abbrandkranzes (36) eine weitere Einlage (39) aus einem bei Einwirkung eines Lichtbogens ein Gas abgebenden Material angeordnet ist.

8. Gasschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbrandspitze (24) aus einer Wolfram enthaltenden, elektrisch leitenden Legierung, insbesondere aus einer Cu-W-Legierung, besteht.

9. Gasschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelektrode (42) aus einem nichtmetallischen, elektrisch leitenden Material, insbesondere aus Graphit, besteht.