CH679095A5

CH679095A5 -

Info

Publication number: CH679095A5
Application number: CH2321/89A
Authority: CH
Inventors: Guido Hux; Felix Bachofen
Original assignee: Sprecher Energie Ag
Priority date: 1989-06-22
Filing date: 1989-06-22
Publication date: 1991-12-13
Also published as: ATA121190A; AT398140B; DE4017643A1

Description

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CH679 095 A5 CH679 095 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. The invention relates to a gas pressure switch according to the preamble of claim 1.

Der bei solchen Druckgasschaltern, sogenannten Blaskolbenschaltern, 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 Wiederstehen der Einschwingspannung genügende Öffnungsdistanz aufweisen. Auf keinen 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 maximum current, and in the subsequent zero current flow, when a high blowing pressure is actually desired, it has collapsed 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 at the zero crossing of the breaking current. Under no circumstances is it permissible for the moving contact to change its direction of movement, thereby reducing the distance between the contacts.

Beim aus der DE-OS 3 017 980 bekannten Druckgasschalter werden die oben geschilderten Probleme dadurch entschärft, dass ein gefederter Blaskolben verwendet wird. Oberschreitet 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 Bückwirkung 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 Blaskolben 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 Antriebssystem wirksam. In the case of the pressure gas switch known from DE-OS 3 017 980, the problems described 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 thereby, and thus the pressure build-up is reduced and extended over time. As a result, the bending action on the drive system is less and a greater blowing pressure is available in the zero crossing of the switch-off current. The movement of the spring-loaded blow piston of this known switch is limited by fixed stops. If the pressure in the cylinder volume increases so far that the blow 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 also be effective.

Auch aus der DE-OS 2 108 871 ist ein Druckgasschalter bekannt, der einen gefederten Biaskolben 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 Schaltfällen zur Folge. Bei sehr hohem Druckaufbau wird die Kolbenbewegung dadurch begrenzt, dass die Feder auf Block 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 3 017 980, 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 spring-loaded gas 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. Therefore, 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. If the pressure builds up very high, the piston movement is limited by pressing the spring on the block. This has the same effect as a fixed stop. Apart from these differences, the switch behaves the same as that according to DE-OS 3 017 980, in particular with this switch, too, the reaction to the drive is not limited when the pressure builds up.

Aus der EP-B1 0 146 671 ist ein Druckgasschalter 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 0 146 671 a pressure gas switch 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 blowing piston is, however, slight, so that the increase in cylinder volume that is achieved as a result is negligible. In addition, gas is lost when the blow piston responds, and this is no longer available for blowing the arc when the zero crossing occurs.

Weitere Schalter mit gefederten Blaskolben sind aus den Schriften CH-PS 471456, DE-OS 2 361 687 und DE-OS2 363 171 bekannt. DieKolben-federung 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 gedrückt wird, begrenzt wird. Further switches with sprung blow pistons are known from the publications CH-PS 471456, DE-OS 2 361 687 and DE-OS2 363 171. With these switches, the piston suspension does not reduce the force acting on the drive. However, all these switches have in common that the travel of the spring-loaded blow piston is limited by a fixed stop or by the spring being pressed onto 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 Ströme steht der Blaskolben an diesem mitbewegten Anschlag an. Die durch den Druckaufbau im Bias-volumen auf den Antrieb rückwirkenden Kräfte heben sich dabei auf und der Antrieb muss noch höchstens die Kraft der Kolbenfeder aufbringen. Der Blaszylinder wird durch die als Isolierrohr gestaltete Schalterhülle, und der feststehende Anschlag für den Blaskolben durch einen von diesem Isolierrohr abstehenden Wulst gebildet. Schalter dieser Bauart sind nicht für hohe Spannungen geeignet, da 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 wohl einen bewegten Blaszylinder. Der feste Anschlag für den Blaskolben wird auch mehrere den Blaskolben durchdringende Stangen, welche mit Köpfen versehen sind, gebildet. Jede dieser Stangen muss gegenüber dem Biaskolben abgedichtet sein, eine sehr aufwendige Massnahme. Another 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 moved along with the blow cylinder. When switching high currents, the blow piston is in contact with this moving stop. The forces that act on the actuator due to the build-up of pressure in the bias volume cancel each other out and the actuator only has to exert the force of the piston spring. The blowing 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. Switches of this type are not suitable for high voltages, since 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 probably has a moving blow cylinder. The fixed stop for the blow piston is also formed by several rods penetrating the blow piston, which are provided with heads. Each of these rods must be sealed against the biaxial piston, a very expensive measure.

Auch in der US-PS 4 465 910 wird ein gattungs-gemässer Schalter gezeigt, dessen axiale Verschie- US Pat. No. 4,465,910 also shows a switch of the generic type, the axial displacement of which

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bung 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 feststehende Stange gebildet. Exercise of the sprung blow piston in the sprung state is limited by a stop moving with the blow cylinder. The fixed stop for the piston is formed by a central fixed rod.

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 für Abstandskurzschluss. With this switch, it is not possible to discharge switching gases through the drive rod and thus apply the principle of double axial blowing. This switch therefore has a poor extinguishing capacity for short-circuiting.

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 werden kann, der Schalter für hohe Spannung geeignet ist und trotzdem ein einfacher Aufbau mit einem Minimum an dynamischen Dichtungen resultiert. The object of the present invention is to design the fixed stop for the blowing 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 yet a simple structure with a minimum of dynamic seals results.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. This object is achieved by the characterizing features of patent claim 1.

Bei einer ersten Ausführungsform ist die Kolbenfeder zwischen dem Blaskolben und einem ortsfesten Schalterteil eingespannt. In diesem Fall hat der Antrieb beim Ausschalten höchstens eine Gegenkraft der Grösse der von der Kolbenfeder ausgeübten Kraft zu überwinden. 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 einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kolbenfeder zwischen dem Blaskolben und einem mit dem Blaszylinder mitbewegten Federteller eingespannt. Bei dieser Ausführungsform wirkt die Kolbenfeder beim Ausschalten kleiner Ströme antriebsunterstützend. Beim Ausschalten 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 einem vergleichsweise schwachen Antrieb aus. In a preferred embodiment, the piston spring is clamped between the blow piston and a spring plate moved with the blow cylinder. In this embodiment, the piston spring acts to support the drive when small currents are switched off. When large currents are switched off and the pressure builds up accordingly, 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 needs a comparatively weak drive.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher beschrieben werden. The invention will be described in more detail with reference to the figures.

Es zeigen Show it

Fig. 1 einen erfindungsgemässen Druckgasschalter im eingeschalteten Zustand, 1 shows a pressure gas switch according to the invention in the switched-on state,

Fig. 2 den gleichen Schalter in einer Zwischenstellung beim Ausschalten eines geringen Stromes, 2 the same switch in an intermediate position when switching off a low current,

Fig. 3 den gleichen Schalter in einer Zwischenstellung beim Ausschalten eines hohen Stromes, 3 shows the same switch in an intermediate position when a high current is switched off,

Fig. 4 den gleichen Schalter im ausgeschalteten Zustand, 4 shows the same switch in the switched-off state,

Fig. 5 eine andere Ausführungsart eines Druckgasschalters nach der Erfindung im eingeschalteten Zustand, 5 shows another embodiment of a compressed gas switch according to the invention in the switched-on state,

Fig. 6 den Schalter nach Fig. 5 in einer Zwischenstellung beim Ausschalten eines geringen Stromes, 6 shows the switch according to FIG. 5 in an intermediate position when a low current is switched off,

Fig. 7 den Schalter nach Fig. 5 in einer Zwischenstellung beim Ausschalten eines hohen Stromes, 7 shows the switch according to FIG. 5 in an intermediate position when a high current is switched off, FIG.

Fig. 8 den Schalter nach Fig. 5 im ausgeschalteten Zustand. Fig. 8, the switch of Fig. 5 in the off state.

Die in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Druckgasschalter sind in einer gasdichten, nicht gezeigten, 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 switching chamber, not shown, which is filled with an insulating gas, for example sulfur hexafluoride.

In Fig. 1 ist mit 1 der feste Lichtbogenkontakt eines Druckgasschalters bezeichnet. Er durchdringt 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 Zyiinderboden 6 beispielsweise mittels eines Gewindes befestigt. In Fig. 1, 1 denotes the fixed arcing contact of a gas pressure switch. It penetrates the blowing nozzle 3 and is clasped by the movable 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 blow nozzle 3 made of insulating material is attached to the cylinder bottom 6, for example by means of a thread.

Der Blaszylinder 4 wird durch einen Führungszylinder 8 geführt. Im Innern des Führungszylinders 8 gleitet ein Blaskolben 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. The blow cylinder 4 is guided by a guide cylinder 8. A blow piston 9 slides inside the guide cylinder 8. 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.

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 Blaszylinder 4, den Zylinderboden 6 und den Blaskolben 9 gebildeten Blasvolumen 23 befindende Gas kann deshalb nur durch die Öffnungen 5 im Zylinderboden 6, durch die Blasdüse 3 und den hohlen beweglichen Lichtbogenkontakt 2 abströmen. 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 located in the blow volume 23 formed by the blow cylinder 4, the cylinder base 6 and the blow piston 9 can therefore only flow out through the openings 5 in the cylinder base 6, through the blow nozzle 3 and the hollow movable arcing contact 2.

Die Antriebsstange 7 ist mit einem nicht gezeigten geeigneten Antrieb, z.B. einem Federspeîcher-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, Zylinderboden 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. Die Kontakte 2, 3 trennen sich und zwischen ihnen wird ein Lichtbogen gezündet. The drive rod 7 is provided with a suitable drive, not shown, e.g. a spring-loaded or a hydraulic drive mechanically connected. When switching off, a pulling force acts downward on the drive rod 7. The unit consisting of the rigidly connected parts of the 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. 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, andererseits durch den beweglichen Lichtbogenkontakt 2, den hohlen Teil der Antriebsstange 7 und die Öffnungen 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 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 openings 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 selected such 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 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 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 moving 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

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4 aus, anderseits auch eine annähernd gleich grosse Kraft auf den Biaskolben 9. Diese ist grösser als die Kraft der Kolbenfeder 10. Der Biaskolben 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 höchstens die Kraft der Kolbenfeder 10 der Antriebskraft entgegen. Wenn der Antrieb eine Antriebskraft liefert, die grösser als die Kraft der Kol-benfeder 10 ist, wird ein Schalterstillstand in allen Fällen verhindert. 4, on the other hand also an approximately equal force on the piston 9. This is greater than the force of the piston spring 10. The piston 9 is therefore down against the stop 17, which is formed by a further annular bead 16 on the drive rod 7 , pressed. 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. At most, the force of the piston spring 10 counteracts the driving force on the drive rod 7, regardless of the pressure in the blowing volume 23. If the drive delivers a driving 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 Biasvolumen 23 eine starke Gasströmung aufbauen, welche den Lichtbogen intensiv kühlt und ihn im Nulldurchgang des Aus-schaltstromes löscht. Diese Gasströmung entsteht auch noch und wird über eine zur Löschung genügend langen Zeit aufrechterhalten, wenn der Schalter in der Zwischenzeit seine Endstellung erreicht hat, im Gegensatz zu bekannten Druckgasschaltern mit ortsfesten Blaskolben, bei denen das Blasvolumen in der Endstellung auf einen sehr kleinen Wert reduziert ist und die Gasströmung deshalb rasch abklingt. Towards a zero crossing, the instantaneous value of the current decreases. The cross section of the arc is reduced. Therefore, a strong gas flow can build up in the blowing nozzle 3 and in the movable arcing contact 2 under the high pressure in the bias volume 23, which intensively cools the arcing 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 reached its end position in the meantime, in contrast to known pressure gas switches with stationary blow pistons, in which the blow volume in the end position is reduced to a very small value and therefore the gas flow quickly subsides.

Nach der Löschung fällt der Druck im Blasvolumen 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 zurückge-stossen (Fig. 4). After the extinguishing, the pressure in the blow volume 23 drops as a result of the opening of the openings in the blow 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 ein ortsfestes 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 compressed 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 can therefore be weaker with this switch 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 . 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. If, when a large current is switched off (FIG. 7), the pressure in the blow volume (23) becomes so great that the blow piston 9 lifts off its stop 14 on the guide cylinder 8, then the blow pressure and the piston spring 10 acting on the drive rise 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 blowing volume 23 does not have a braking effect. The piston spring 10 can therefore be the sole drive energy source for switching off.

Wenn nun gegen einen Nulldurchgang hin der Momentanwert des Stromes abnimmt, verringert sich der Querschnitt des Lichtbogens, Unter dem hohen Druck im Blasvolumen 23 kann sich in der Blasdüse 3 und im beweglichen Lichtbogenkontakt 2 eine starke Gasströmung aufbauen, welche den Lichtbogen intensiv kühlt und ihn im Nulldurchgang des Ausschaltstromes löscht. Nach der Löschung sinkt der Druck im Blasvolumen 23 infolge der Freigabe der Öffnungen in der Blasdüse 3 und im beweglichen Lichtbogenkontakt 2 rasch ab. Die Kolbenfeder 10 stösst den Blaskolben 9 wieder in seine Ruhelage zurück und treibt den beweglichen Lichtbogenkontakt und die mit ihm starr verbundenen Schalterteile in die Ausschaltstellung (Fig. 8). 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 blowing volume 23, a strong gas flow can build up in the blowing nozzle 3 and in the movable arcing contact 2, which cools the arc intensely and cools it Zero crossing of the breaking current clears. 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).

Im Gegensatz zu bekannten Druckgasschaltern, bei denen der Druck im Biasvolumen mit der Kolben-fläche voll auf den Antrieb rückwirkt, bleibt bei den Schaltern nach der Erfindung die Rückwirkung unabhängig vom Druck auf einen Wert begrenzt, der der Kraft der Kolbenfeder entspricht. In contrast to known pressure gas switches, in which the pressure in the bias volume with the piston surface fully affects the drive, the reaction according to the invention remains limited to a value which corresponds to the force of the piston spring regardless of the pressure.

Claims

1. Compressed gas switch with a fixed and a movable arcing contact (1, 2) and a compression device, which consists of a blow piston (9) and a blowing cylinder (4), which is connected to the movable arcing contact (2) so that during a switch-off process Gas is compressed in the blowing cylinder and a quenching gas flow is generated in a blowing nozzle (3) in the region of the contacts (1, 2), the blowing piston (9) being axially displaceable by a piston spring (10) in the direction of the fixed arcing contact (1, 2 ) is pressed against a fixed stop (14) and the axial displacement of the blow piston (9) in the direction away from the fixed arcing contact (1, 2) is limited by a stop (17) moved with the blow cylinder (4), characterized in that that the blowing cylinder (4) is driven by a cylindrical drive rod (7) which passes through the blow piston (9) in the center, on the drive rod (7) an annular bead (16) is attached, which moves the forms the stop (17), and that the blow piston (9) is coaxially surrounded by a stationary guide cylinder (8), on the outside of which the blow cylinder (4) is guided and which is connected at one end to the inside with a further ring-shaped, the stationary stop ( 14) forming bead (15) is provided.

2. Gas pressure 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.

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CH679 095A5

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).

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