DE10146929A1

DE10146929A1 - Trennschalter mit Lichtbogen Löschungsfunktion

Info

Publication number: DE10146929A1
Application number: DE10146929A
Authority: DE
Inventors: Jong Mahn Sohn
Original assignee: LG Industrial Systems Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2001-09-24
Publication date: 2002-05-29
Also published as: JP2002157945A; JP3597807B2; CN1351361A; US20020036184A1; KR100351300B1; CN1193390C; KR20020024900A; FR2814588B1; US6689980B2; FR2814588A1

Abstract

Ein Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion aufweist, schließt ein: ein oberes Gehäuse; ein unteres Gehäuse, das mit dem oberen Gehäuse gekoppelt ist, um eine Löschkammer (S), gefüllt mit einem Isolationsgas, auszubilden; eine bewegbare Elektrode, die bewegbar an dem oberen Gehäuse installiert ist und einen Auslasskanal zum Ausstoßen eines Gases im Innern der Löschkammer (S) nach außen aufweist; eine feste Elektrode, welche einen Auslasskanal aufweist, fixiert an dem unteren Gehäuse und angeordnet in einer koaxialen Linie mit der bewegbaren Elektrode, durch welchen das Gas im Innern der Löschkammer (S) nach außen ausgestoßen wird, wobei die bewegbare Elektrode bewegbar zu einer Position ist, wo sie mit der festen Elektrode in Kontakt steht und zu einer Position, wo sie von der festen Elektrode getrennt ist; eine magnetische Spule, die um die feste Elektrode angeordnet ist, um ein magnetisches Feld auszubilden zur Rotation eines Lichtbogens, und einen Leitungsstrom von der bewegbaren Elektrode empfangend, wie er mit der festen Elektrode geteilt wird, wenn die bewegbare Elektrode angeordnet wird, wobei sie mit der festen Elektrode in Kontakt ist; und ein Lichtbogen-Ausrichtelement, das aus einem zylindrischen magnetischen Material hergestellt ist und das an dem Auslasskanal der festen Elektrode in Kontakt ist; und ein Lichtbogen-Ausrichtelement, das aus einem zylindrischen magnetischen Material hergestellt ist und das an dem Auslasskanal der ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion aufweist, und insbesondere einen Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion aufweist, die in der Lage ist, eine Lichtbogen-Löschungscharakteristik zu verbessern durch prompte Löschung eines Lichtbogens, wobei eine Leitfähigkeit gesteigert wird, mit einer einfachen Struktur und von kompakter Größe.

Allgemein ist ein Trennschalter ein elektrisches Sicherungsinstrument, welches zwischen einer elektrischen Leistungsquelle und einer elektrischen Last in der Funktion des Schutzes des Lastinstruments und eines Kabels vor einem möglichen Nebenstrom (einem hohen Strom auf Grund eines Zwischenfalls wie einem Kurz schluss oder einem Erdungsfehler), der in einer elektrischen Schaltung erzeugt wird, für die Schaltung des Schaltkreises und für eine Verteilungsfunktion zum Schalten einer Leistungsquelle auf ein anderes Kabel.

So wird für einen gängig verwendeten Hochspannungs-Trennschalter meist SF6 als Isolationsmedium verwendet und ein Vakuum-Unterbrecher wird meist als ein Lichtbogen-Löscher verwendet.

Ein Vakuum-Unterbrecher ist ein Lichtbogen-Löscher, welcher meist für Hochspannungs-Trennschalter verwendet wird. Trotz seines exzellenten funktio nalen Aspekts ist er teuer, und da ein Vakuum als Lichtbogen-Löschmedium ver wendet wird, tritt ein hoher Schalt-Spannungsstoß auf.

Da das Isolationsmedium das SF₆-Gas verwendet und das Lichtbogen- Löschmedium ein Vakuum ist, ist er nachteilig hinsichtlich der Kosten.

Demgemäß ist es erforderlich, eine Hochdruck-Lichtbogen-Löschungsfunktion zu entwickeln, welche das gleiche SF₆-Gas als Isolationsmedium und als das Licht bogen-Löschungsmedium verwenden würde aber die gleiche Funktion wie ein Vakuum-Unterbrecher aufweist.

Und um dieser Anforderung zu genügen, ist eine Lichtbogen-Löschungsfunktion vom Rotationsbogentyp entwickelt worden. Sie ist einfach herzustellen, ihr Preis ist relativ niedrig und ein Schalt-Spannungsstoß tritt nicht auf.

Die Lichtbogen-Löschungsfunktion vom Rotationsbogentyp weist den Vorteil auf, dass, wenn ein Bogen zwischen einem festen Schaltschütz und einem bewegbaren Schaltschütz erzeugt wird, ein Lichtbogenstrom in eine magnetische Spule fließt und der Lichtbogen durch einen magnetischen Fluss, der durch die Magnetspule erzeugt wird, gedreht wird, so dass kein großer Schaden an einem Lichtbogen- Schaltschütz besteht und dessen Struktur vereinfacht werden kann.

Jedoch weist die Lichtbogen-Löschungsfunktion vom Rotationsbogentyp die fol genden Probleme auf. Das ist im Fall des Unterbrechens eines kleinen Stroms, dass der kleine Strom zu der magnetischen Spule fließt, wobei der nicht ausreicht, um einen ausreichenden, antreibenden magnetischen Fluss zu erzeugen, so dass es schwer ist, den kleinen Strom zu unterbrechen. Zusätzlich ist, da nur eine Kühl methode gemäß der Bogenrotation angewendet wird, im Fall, dass die Unterbre chungskapazität erhöht wird, die Größe eines Unterbrechungsabschnitts und deren Hub erhöht, was darin resultiert, dass dabei eine Beschränkung der Erhöhung der Unterbrechungskapazität besteht.

Im Fall eines Ansatzes, um die Nachteile der Rotationsbogentyp-Methode zu ent fernen, wird eine Forschung an einer Hybrid-Lichtbogen-Löschungsfunktion aktiv durchgeführt, welche mehr als zwei Lichtbogen-Löschungsprinzipien verwendet.

Dabei wird eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion entwickelt durch Verei nigen der Rotationsbogentyp-Methode zum Kühlen eines Lichtbogens durch Ro tation und eines Wärmeausdehnungs-Lichtbogen-Löschungsverfahren, bei wel chem, wenn ein Lichtbogen erzeugt wird, ein interner Druck, der durch die Wär me-Expansion eines Isolationsmediums erhöht wird, verwendet wird, um den Lichtbogen zu löschen.

Fig. 1 ist eine vertikale Schnittansicht einer hybriden Lichtbogen-Löschungs funktion eines Trennschalters gemäß eines herkömmlichen Standes der Technik.

Der herkömmliche Stand der Technik der Fig. 1 kann sich beziehen auf ein US- Patent Nr. 5,166,483.

Ein Trennschalter, welcher die hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion konventi oneller Art aufweist, weist auf ein oberes Gehäuse und ein unteres Gehäuse 111 und 112, welches eine Löschkammer (S) gefüllt mit einem Isolationsmedium wie etwa SF₆-Gas, ausbildet, eine feste Elektrode 131, welche ein festes Schaltschütz 132 an dem oberen Ende, das an dem unteren Gehäuse 112 fixiert ist, aufweist, eine bewegbare Elektrode 141, die angeordnet ist, um linear bewegbar an dem oberen Gehäuse 111 zu sein, und welche ein bewegbares Schaltschütz 136 auf weist, welches geführt wird durch in Kontakt sein mit dem festen Schaltschütz 132, und eine magnetische Spule 147, die um die feste Elektrode 131 angeordnet ist und ein magnetisches Feld ausbildet, um einen Lichtbogen zu drehen, der er zeugt wird, wenn das feste Schaltschütz 132 und das bewegbare Schaltschütz 136 getrennt werden.

Die oben beschriebene hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion für einen Trenn schalter wird angepasst an einen Dreiphasen-Trennschalter und da die drei Phasen die gleiche Form aufweisen, wird ein einzelner von ihnen daher nun beschrieben werden.

Das obere Gehäuse 111 und das untere Gehäuse 112 sind in einer abgedichteten Verkleidung (nicht gezeigt) eingefügt und wechselseitig gekoppelt, um im rechten Winkel zu stehen. Eine Führungsbuchse 113 zur Führung der bewegbaren Elekt rode 141, um so linear bewegbar zu sein, ist an einer oberen Stirnfläche des obe ren Gehäuses 111 verbunden, und ein Fixierloch 124 ist an der unteren Stirnfläche des unteren Gehäuses 112 ausgebildet, in welches die feste Elektrode 131 festste hend eindringt. Ein rechteckiges Abschirmelement 145 ist entlang der inneren Wandstirnseite gekoppelt, wobei es die Löschkammer (S) bildet.

Die Führungsbuchse 113 tritt in einer Art hindurch, dass die bewegbare Elektrode 141 bewegbar ist, wobei sie um einen Schaft zentriert ist, und eine Dichtung 115 ist an der inneren Stirnfläche montiert, zur Abdichtung mit der bewegbaren Elekt rode 141, welche linear bewegt wird. Ein Halter 117 ist an der oberen Seite der Dichtung 115 in Eingriff, um die Dichtung 115 am Lösen zu hindern.

In der festen Elektrode 131 ist, um es das SF₆-Gas, das in der Löschkammer (S) eingefüllt ist, auszulassen, ein Auslasskanal 126 axial ausgeformt, welcher mit der . Innenseite der Verkleidung (nicht gezeigt) in Verbindung steht, und ein Lichtbo gen-Ausrichtzylinder 137, hergestellt aus magnetischem Material, ist von dem oberen Ende isoliert installiert.

Eine magnetische Spule 147 bildet ein magnetisches Feld, um einen Lichtbogen zu drehen, um die äußere umlaufende Stirnfläche des Zylinders 137 und die äuße re umlaufende Stirnfläche der festen Elektrode 131 zu umkreisen.

Die bewegbare Elektrode 141 schließt ein einen Zylinder 134, der angeordnet ist, um zu der Führungsbuchse 113 zu gleiten, und weist einen Auslasskanal 142 auf, der zum Auslassen von SF₆-Gas axial gebildet ist, ein bewegbares Schaltschütz 136, das gleitbar an einem tieferen Ende des Zylinders 134 eingefügt ist und mit dem festen Schaltschütz 132 eine Verbindung eingeht, und eine Druckfeder 138, die zwischen dem bewegbaren Schaltschütz 136 und dem Zylinder 134 angeord net ist, zur Aufrechterhaltung eines Kontaktdrucks, wenn das bewegbare Schalt schütz 136 das feste Schaltschütz 132 kontaktiert.

Die bewegbare Elektrode wird durch einen externen mechanischen Aktuator (nicht gezeigt) angetrieben.

In dem Trennschalter, welcher die hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion der konventionelle Art aufweist, wie oben beschrieben konstruiert, wird die bewegba re Elektrode 141 von der festen Elektrode 131 getrennt, indem sie gemäß einer Operation des externen mechanischen Aktuators nach oben geschoben wird.

Zu dieser Zeit wird ein Lichtbogen, der zwischen dem festen Schaltschütz 132 und dem bewegbaren Schaltschütz 136 gebildet wird, innerhalb der Löschkammer (S) gedreht durch das magnetische Feld, welches durch die magnetische Spule 147 gebildet wird, und gemäß der Drehung des Lichtbogens wird das benachbarte SF₆-Gas zu der Abschirmplatte 145 gedreht. Wenn sich der Lichtbogen ausbildet, steigt die Temperatur innerhalb der Löschkammer (S) an und demgemäß wird der interne Druck erhöht.

Da der Druck in der Löschkammer (S) erhöht wird und das SF₆-Gas gedreht wird, wird das Gas im Innern der Löschkammer (S) nach außen ausgestoßen durch die Auslasskanäle 142 und 125, die jeweils an der bewegbaren Elektrode 141 und der festen Elektrode 131 ausgebildet sind.

Auf diese Art und Weise wird der Lichtbogen durch das magnetische Feld gedreht und zur selben Zeit wird die Kühlung durch den Fluss des SF₆-Gases gemäß der Änderung des Druckes beschleunigt, so dass der Lichtbogen verhältnismäßig rasch gelöscht wird.

Wenn der externe mechanische Aktuator betrieben wird, um die bewegbare Elekt rode 141 nach unten zum Leiten zu bewegen, wird das bewegbare Schaltschütz 136 an das feste Schaltschütz 132 beigedrückt, um einen geschlossenen Schalt kreis zu bilden.

Zu diesem Zeitpunkt wird eine Elektron-Rückschlagkraft zwischen dem festen Schaltschütz 132 und dem bewegbaren Schaltschütz 136 ausgebildet. Durch die Möglichkeit der Druckfeder 138, eine elastische Kraft auf das bewegbare Schalt schütz 136 aufzubringen, kann die Spannkraft mit dem festen Schaltschütz 132 aufrechterhalten werden.

Jedoch weist der Trennschalter, welcher die hybride Lichtbogen- Löschungsfunktion in Übereinstimmung mit der konventionellen Technik auf weist, viele Probleme auf.

Das ist zum Ersten beispielsweise, dass die innere Wandstirnfläche des Zylinders zum Ausrichten des Lichtbogens in einem Zustand, in dem der Leitungsstrom Null wird, wenn ein Stromkreis unterbrochen ist, eine flache lineare Form auf weist, wobei nicht erreicht wird, den Lichtbogen in dem Auslasskanal schnell zu induzieren.

Zum Zweiten fließt der Leitungsstrom, wenn das bewegbare Schaltschütz mit dem festen Schaltschütz in Berührung kommt, von dem bewegbaren Schaltschütz durch das feste Schaltschütz, dann durch die Spule und dann zu der festen Elekt rode.

D. h., dass im Hinblick auf seine Struktur, der Leitungsstrom ganz durch die mag netische Spule fließt. Daher sollten, um die Leitfähigkeit zu erhöhen, die Win dungsanzahl und/oder Größe der magnetischen Spule erhöht werden, was dazu führt, dass die Größe des Schalters unvermeidbar erhöht wird.

In dieser Hinsicht ist, falls die Windungsanzahl der magnetischen Spule konstant ist und nur deren Dimension größer wird, die magnetische Flussmenge zur Steue rung und zur Drehung des Lichtbogens reduziert, so dass die Trennschalt- Operation nicht korrekt ausgeführt wird.

Falls jedoch die Windungsanzahl der magnetischen Spule erhöht wird, um die magnetische Flussmenge zu erhöhen und um die Leitfähigkeit zu erhöhen, da die gesamte Größe der magnetischen Spule erhöht wird, führt dies dazu, dass die magnetische Flussmenge auf Grund der Erhöhung des magnetischen Widerstands verringert wird. Daher besteht dann eine Beschränkung der Erhöhung der Leitfä higkeit.

Zusätzlich bewirkt, wenn die bewegbaren Elektrode und die festen Elektrode zu sammengebracht sind, die elektromagnetisch abstoßende Kraft, die zwischen dem festen Schaltschütz und dem bewegbaren Schaltschütz erzeugt wird, dass das be wegbare Schaltschütz nach oben gedrückt wird. Daher sollte, um die Spannkraft zwischen dem festen Schaltschütz und dem bewegbaren Schaltschütz aufrecht zu erhalten, eine Druckfeder in der hybriden Lichtbogen-Löschungsfunktion instal liert sein, welche eine relativ starke elastische Kraft aufweist, die die Größe des externen mechanischen Aktuators zum Antrieb des bewegbaren Schaltschützes verhältnismäßig vergrößert.

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Trennschalter vorzu sehen, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion aufweist, in welcher eine Lichtbogen-Ausrichteinheit und ein festes Schaltschütz vorgesehen sind in einer magnetischen Spule, so dass, wenn ein Lichtbogen-Löschbetrieb stattfindet, die Lichtbogen-Ausrichteinheit den Lichtbogen auf einen zentralen Abschnitt ei ner festen Elektrode ausrichten kann in der Nähe eines Strom-Nullpunkts, um dabei eine Lichtbogen-Löschcharakteristik zu erhöhen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Trennschalter vor zusehen, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion aufweist, der in der Lage ist, eine Leitfähigkeit zu erhöhen, ohne die Windungsanzahl einer magneti schen Spule und die Größe der magnetischen Spule in einer solchen Weise zu erhöhen, dass ein Hauptleitungsstrom durch einen Leitungspfad fließt, welcher zusätzlich zu der magnetischen Spule separat vorbereitet ist, so dass der Leitungs strom separat von der magnetischen Spule fließt.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Trennschalter kompakter Größe vorzusehen, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungs funktion aufweist, mit einer einfachen Struktur, welche keine zusätzliche Kompo nente zur Aufrechterhaltung eines Druckes benötigt, für welchen eine bewegbare Elektrode hergestellt ist mit einer Struktur, die eine gewisse elastische Kraft in sich aufweist, so dass, wenn die bewegbaren Elektrode in eine feste Elektrode eingesetzt wird, ein Kontaktdruck auf die bewegbaren Elektrode ausgeübt wird, um eine konstante Kraft dazwischen aufrecht zu erhalten.

Um diese und andere Vorteile zu erreichen, und in Übereinstimmung mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wie er hier ausgeführt und breit beschrieben ist, ist ein Trennschalter vorgesehen, welcher eine hybride Lichtbogen- Löschungsfunktion aufweist, der einschließt: ein oberes Gehäuse; ein unteres Ge häuse, das an das obere Gehäuse angekoppelt ist, um eine Löschkammer (S) zu bilden, gefüllt mit einem Isolationsgas; eine bewegbare Elektrode, die bewegbar an dem oberen Gehäuse installiert ist und einen Auslasskanal zum Auslassen ei nes Gases im Innern der Löschkammer (S) nach außen aufweist; eine feste Elekt rode, welche einen Auslasskanal aufweist, fixiert an dem unteren Gehäuse und in einer koaxialen Linie mit der bewegbaren Elektrode positioniert, durch welchen das Gas im Innern der Löschkammer (S) nach außen ausgelassen wird, wobei die bewegbare Elektrode bewegbar in einer Position ist, wo sie mit der festen Elekt rode in Kontakt ist und zu einer Position, wo sie von der festen Elektrode getrennt ist; eine magnetische Spule, die um die festen Elektrode angeordnet ist, um ein magnetisches Feld für eine Rotation eines Lichtbogens zu bilden und einen Lei tungsstrom aufnehmend von der bewegbaren Elektrode, wie er mit der festen Elektrode geteilt wird, wenn die bewegbaren Elektrode positioniert ist, wobei sie mit der festen Elektrode in Kontakt ist; und ein Lichtbogen-Ausrichtelement, her gestellt aus einem zylindrischen magnetischen Material und angeordnet an dem Auslasskanal der festen Elektrode, um einen Lichtbogen auf eine zentrale Position der festen Elektrode beim Löschen des Lichtbogens auszurichten und welches einen variierenden inneren Durchmesser aufweist, um den Lichtbogen rasch zu löschen.

In dem Trennschalter, welcher eine Lichtbogen-Löschungsfunktion der vorliegen den Erfindung aufweist, sind das obere Gehäuse und das untere Gehäuse wechsel seitig gekoppelt, um eine rechteckige Löschkammer (S) zu bilden; Trennungen sind ausgebildet, um die Löschkammer (S) in drei Abschnitte aufzuteilen, welche jeder der drei Phasen darin entsprechen, eine Führungsbuchse, an welcher die be wegbaren Elektrode gleitbar angeordnet ist, ist integral an der oberen Stirnfläche des oberen Gehäuses ausgebildet, und ein Fixierloch ist an der unteren Stirnfläche des unteren Gehäuses ausgebildet, durch welches die festen Elektrode hindurch tretend fixiert ist.

In dem Trennschalter, welcher die hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion der vorliegenden Erfindung aufweist, weist das Lichtbogen-Ausrichtelement einen hohlen Zylinder auf, welcher in einen Auslasskanal der festen Elektrode eingefügt ist, um das Gas der Löschkammer (S) nach außen auszulassen, und es schließt einen Lichtbogen-Ausrichtabschnitt ein, mit einer oberen inneren umlaufenden Oberfläche, die ausgebildet ist in einem vorbestimmten Winkel zum Zentrum des inneren Durchmessers geneigt zu sein, um einen Lichtbogen zu konvergieren.

In einem Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion der vorliegenden Erfindung aufweist, schließt das Lichtbogen-Ausrichtelement einen zylindrischen Körperabschnitt, der in den Auslasskanal der festen Elektrode ein gefügt ist, einen Schulterabschnitt, der mit einem verminderten Durchmesser von dem oberen Ende des Gehäuseabschnittes sich erstreckt, und einen Lichtbogen- Ausrichtabschnitt ein, der in einer Art ausgebildet ist, dass die innere Umfangs oberfläche des Schulterabschnitts nach innen geneigt ist.

Um die obigen Aufgaben zu erreichen, ist auch ein Trennschalter vorgesehen, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion aufweist, welcher ein schließt: ein oberes Gehäuse und ein unteres Gehäuse, welche eine Löschkammer (S), gefüllt mit einem Isolationsgas, bilden; eine magnetische Spule, die in der Löschkammer (S) eingefügt ist, um ein magnetisches Feld vorzusehen zur Rotati on eines Lichtbogens; eine bewegbaren Elektrode, die gleitbar an dem oberen Gehäuse angeordnet ist und einen Leitungspfad teilt in einem bewegbaren Licht bogen-Schaltschütz-Element und einem bewegbaren Haupt-Schaltschütz, so dass ein Leitungsstrom fließt, wie er in einem vorbestimmten Verhältnis aufgeteilt ist; ein festes Lichtbogen-Schaltschütz-Element, welches an dem unteren Gehäuse fixiert ist, um so in der koaxialen Linie mit der bewegbaren Elektrode positioniert zu sein, und welches in Kontakt mit dem bewegbaren Lichtbogen-Schaltschütz- Element ist, um einen Leitungspfad auszubilden; und eine feste Elektrode, welche mit dem bewegbaren Haupt-Schaltschütz in Kontakt gebracht ist und elektrisch mit der magnetischen Spule verbunden ist, um so den Leitungsstrom, welcher von der bewegbaren Elektrode mit dem Leitungspfad in einem vorbestimmten Ver hältnis fließt und ihn dazu veranlasst, zu der magnetischen Spule zu fließen.

In dem Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion der vorliegenden Erfindung aufweist, schließt die bewegbare Elektrode einen beweg baren Elektrodenkörper ein, welcher gleitbar in das obere Gehäuse eingesetzt ist; ein bewegbares Lichtbogen-Schaltschütz-Element, das an das untere Ende des bewegbaren Elektrodenkörpers gekoppelt ist und mit dem festen Lichtbogen- Schaltschütz-Element in Kontakt steht, um einen Leitungspfad auszubilden; und ein Stopp-Element, welches sich von einer einzelnen Seite des bewegbaren Elekt rodenkörpers nach außen erstreckt, um einen vertikalen Hub des bewegbaren Elektrodenkörpers zu begrenzen, und welches ein bewegbares Haupt-Schaltschütz aufweist, das mit dem festen Haupt-Schaltschütz in Verbindung steht, um als ein Leitungspfad an der unteren Stirnfläche zu dienen.

In dem Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion der vorliegenden Erfindung aufweist, ist das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz- Element integral an das untere Ende des bewegbaren Elektrodenkörpers gekoppelt und ein bewegbares Lichtbogen-Schaltschütz ist an einem Endabschnitt, der bear beitet ist, rund zu sein, ausgebildet, an einer äußeren Umfangsoberfläche, an wel cher ein Leitungsstrom fließt.

In einem Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion der vorliegenden Erfindung aufweist, schließt das Stoppelement einen Eingriffssitz ein, welcher mit dem oberen Gehäuse an der oberen Oberfläche eingreift, um ei nen Aufwärtshub der bewegbaren Elektrode zu begrenzen, und ein bewegbares Haupt-Schaltschütz, zur Begrenzung eines Abwärtshubs der bewegbaren Elektro de, und es ist mit dem festen Haupt-Schaltschütz der festen Elektrode so verbun den, dass so der Leitungsstrom fließen kann.

In dem Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion der vorliegenden Erfindung aufweist, schließt die festen Elektrode ein, einen festen Elektrodenkörper, der an dem Fixierloch des unteren Gehäuses fixiert ist und wel cher einen Auslasskanal darin aufweist; ein festes Lichtbogen-Kontaktpunkt- Element, das an dem Auslasspfad des festen Elektrodenkörpers fixiert ist und mit dem bewegbaren Lichtbogen-Schaltschütz-Element in Kontakt steht, um einen Hauptleitungspfad auszubilden; und ein festes Haupt-Schaltschütz, das an der oberen Stirnfläche der magnetischen Spule fixiert ist und mit dem bewegbaren Haupt-Verbindungspunkt so in Verbindung ist, dass der Leitungsstrom zu der magnetischen Spule fließt.

In dem Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion der vorliegenden Erfindung aufweist, weist das festen Lichtbogen-Schaltschütz- Element eine Zylinderform auf, um in den festen Elektrodenkörper eingefügt zu sein, und es schließt einen Abschnitt ein, welcher eine Elastizität bietet zum Auf bringen einer elastischen Kraft in vertikaler Richtung zu der Achse, so dass ein Kontaktdruck aufgebracht wird, wenn die bewegbare Elektrode in Kontakt ist und die bewegbare Elektrode an dem Loslösen durch eine elektromagnetische rück treibende Kraft gehindert wird und ein festes Lichtbogen-Schaltschütz, das an dem unteren Ende gebildet ist, mit welchem das bewegbare Lichtbogen- Schaltschütz kontaktiert.

In dem Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion der vorliegenden Erfindung aufweist, ist der feste Haupt-Verbindungspunkt an der oberen Seite der magnetischen Spule angeordnet und aus einem leitenden Material in einer kreisförmigen Form hergestellt, um so durch in Kontakt gebracht sein mit dem bewegbaren Schaltschütz leitend zu sein, und Schlitze sind radial in be stimmten Intervallen an der vorderen Stirnfläche davon ausgebildet.

In einem Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion der vorliegenden Erfindung aufweist, schließt die magnetische Spule ein: einen Spu lenträger, der übereinander angeordnet ist, um die äußere Umfangsoberfläche des festen Lichtbogen-Schaltschütz-Elements zu umgeben; ein Isolationsmaterial, das zwischen den magnetischen Spulen angeordnet ist; und ein Spulenträger ist in stalliert, um die magnetischen Spulen elektrisch zu verbinden.

Um die obigen Aufgaben zu erreichen, ist weiter ein Trennschalter vorgesehen, welche eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion aufweist, welcher ein schließt: ein oberes Gehäuse und ein unteres Gehäuse, das wechselseitig gekop pelt ist, um eine Löschkammer (S), gefüllt mit einem Isolationsgas, zu bilden; eine magnetische Spule, die in der Löschkammer (S) eingesetzt ist, um ein mag netisches Feld zur Rotation eines Lichtbogens vorzusehen; eine bewegbare Elekt rode, die gleitbar an dem oberen Gehäuse angeordnet ist, und einen Leitungspfad aufteilt in ein bewegbares Lichtbogen-Schaltschütz-Element und ein bewegbares Haupt-Schaltschütz, so dass ein Leitungsstrom fließt, wie er in einem vorbe stimmten Verhältnis aufgeteilt ist; ein festes Lichtbogen-Kontaktpunkt-Element, welches an dem unteren Gehäuse so fixiert ist, um in der koaxialen Linie mit der bewegbaren Elektrode positioniert zu sein, und welches in Kontakt mit dem be wegbaren Lichtbogen-Schaltschütz-Element ist, um einen Leitungspfad auszubil den; eine feste Elektrode, welche mit dem bewegbaren Haupt-Schaltschütz in Kontakt steht und elektrisch mit der magnetischen Spule so verbunden ist, um den Leitungsstrom, welcher von der bewegbaren Elektrode fließt, mit dem Leitungs pfad zu teilen und ihn veranlasst, zu der magnetischen Spule zu fließen; und ein Lichtbogen-Ausricht-Element, das an der inneren umlaufenden Oberfläche der festen Elektrode angeordnet ist, um den Lichtbogen an der zentralen Position der festen Elektrode beim Löschen des Lichtbogens auszurichten und welches ein magnetisches Material mit einem variierenden inneren Durchmesser aufweist, um den Lichtbogen rasch zu löschen.

Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer werden aus der folgenden detaillierten Be schreibung der vorliegenden Erfindung, im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gesehen.

Die begleitenden Zeichnungen, welche beigefügt sind, um ein weiteres Verständ nis der Erfindung zu bieten und die eingefügt sind und einen Teil der Beschrei bung bilden, stellen Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.

In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine schematische vertikale Querschnittsansicht, welche einen Hauptteil eines Trennschalters zeigt, der eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion in Übereinstimmung mit einem Stand der Technik aufweist;

Fig. 2 eine vertikale Querschnittsansicht, welche einen Hauptteil eines Trenn schalters zeigt, der eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion in Übereinstim mung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;

Fig. 3 eine Draufsicht, welche eine bewegbare Elektrode des Trennschalters in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er findung zeigt;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, welche eine bewegbare Elektrode des Trenn schalters in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung zeigt;

Fig. 5 eine Draufsicht, welche eine festen Elektrode des Trennschalters in Über einstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der festen Elektrode und der magnetischen Spule des Trennschalters in Übereinstimmung mit der bevor zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, welche eine Struktur zeigt, wie die feste Elektrode und die magnetische Spule des Trennschalters gekoppelt sind in Überein stimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine Ansicht, welche einen Betriebszustand des Trennschalters darstellt, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist; und

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht, welche ein Lichtbogen-Ausricht-Element eines Trennschalters in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Nun wird im Detail Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung genommen werden, von welchen Beispiele in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind.

Es mag eine Mehrzahl von Ausführungsformen eines Trennschalters geben, wel cher die hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion der vorliegenden Erfindung auf weist, und die am meisten bevorzugte Ausführungsform wird nun beschrieben werden.

Fig. 2 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche einen Hauptteil eines Trenn schalters zeigt, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion in Überein stimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist.

Ein Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion aufweist, schließt ein ein oberes Gehäuse 10 und ein unteres Gehäuse 20, welche verbunden sind, um abgedichtet zu sein, und welche eine Löschkammer (S) ausbilden, in welche ein elektrisches Isolationsgas eingefüllt ist, eine bewegbare Elektrode 31, die gleitbar an dem oberen Gehäuse 10 angeordnet ist, eine feste Elektrode 51, die an dem unteren Gehäuse 20 fixiert ist und in einer koaxialen Linie mit der beweg baren Elektrode 31 positioniert ist, und eine magnetische Spule 83, die an einer äußeren Umfangsoberfläche der festen Elektrode 51 angeordnet ist, zur Bereit stellung eines magnetischen Felds für eine Lichtbogen-Rotation.

Das obere Gehäuse und das untere Gehäuse 20 sind gekoppelt, um eine rechtecki ge Löschkammer (S) auszubilden, und Flansche 11 und 21 sind an der gekoppel ten Stirnfläche ausgebildet und stehen durch Bolzen bzw. Schrauben in Eingriff.

Es gibt Vorsprünge 13 und 23, zur Teilung der Löschkammer (S), um so jeder der drei Phasen darin zu entsprechen.

Eine Führungsbuchse 25 ist integral an der oberen Seite des oberen Gehäuses 10 ausgebildet, in welchem die bewegbare Elektrode 31 gleitbar angeordnet ist.

Ein Fixierloch 24 ist an der unteren Seite des unteren Gehäuses 20 ausgebildet, in welchem die feste Elektrode 51 durchtretend fixiert ist.

Als ein Isolationsmedium, das in die Löschkammer (S) gefüllt ist, wird bevorzugt SF₆-Gas verwendet.

Fig. 3 ist eine Draufsicht, welche eine bewegbare Elektrode des Trennschalters in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung zeigt.

Die bewegbare Elektrode 31 schließt einen bewegbaren Elektrodenkörper 33 ein, welcher gleitbar in die Führungshülse 25, ausgebildet an dem oberen Gehäuse 10, eingefügt ist, und durch einen externen mechanischen Aktuator angetrieben wird, ein bewegbares Lichtbogen-Schaltschütz-Element 41, das an einem unteren Ende des bewegbaren Elektrodenkörpers 33 gekoppelt ist, einen Anschlag 37, der von einer Seite des bewegbaren Elektrodenkörpers 33 sich erstreckt, um den bewegba ren Elektrodenkörper 33 vom Loslösen von dem oberen Gehäuse 10 zu hindern, und welcher als Leitungspfad dient.

In dem bewegbaren Elektrodenkörper 33 ist ein Auslasskanal 35 in einer axialen Richtung (einer vertikalen Richtung) ausgebildet zum Auslassen eines Lichtbo gen-Gases, das in der Löschkammer (S) bei einem Lichtbogen-Betrieb eingefüllt ist.

Das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz-Element 41 ist aus einem Lichtbogen- Widerstandsmaterial hergestellt und integral an ein unteres Ende des bewegbaren Elektrodenkörpers 33 gekoppelt, und ein bewegbarer Lichtbogen-Kontaktpunkt 45 ist mit seinem Endabschnitt bearbeitet ausgeformt, um in der Umfangsrichtung rund zu sein und ein Leitungsstrom fließt an der äußeren Umfangsoberfläche da von.

Der Anschlag 37 schließt ein einen Eingriffssitz 39, mit seiner oberen Stirnfläche in einem bestimmten Winkel geneigt, um so mit der inneren Umfangsoberfläche der Buchsenführung 25 in Eingriff zu sein, und ein bewegbares Haupt- Schaltschütz 38, dessen untere Stirnfläche als ein Anschlag dient durch in Eingriff sein mit einer oberen Stirnfläche der festen Elektrode 51, und welcher die beweg bare Elektrode 31 vom nach unten Absinken um einen vorbestimmten Grad hin dert, wenn die bewegbare Elektrode 31 sich nach unten absenkt, wobei es mit der festen Elektrode 51 so in Kontakt ist, dass ein Leitungsstrom fließt.

In der bewegbaren Elektrode 31 wird der Leitungsstrom in einem vorbestimmten Verhältnis geteilt, um durch das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz 45 und das bewegbare Haupt-Schaltschütz 38 geleitet zu werden.

Fig. 5 ist eine Draufsicht, welche eine feste Elektrode des Trennschalters in Über einstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 6 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der festen Elektrode und der magnetischen Spule des Trennschalters in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Struktur zeigt, wie die feste Elektrode und die magnetische Spule des Trennschalters in Übereinstimmung mit der bevorzug ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gekoppelt sind.

Die feste Elektrode 51 schließt ein einen festen Elektrodenkörper 53, der an dem festen Loch 24 des unteren Gehäuses fixiert ist, ein festes Lichtbogen- Schaltschütz-Element 77, das in den festen Elektrodenkörper 53 eingefügt ist, in welchem das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz-Element 41 eingefügt ist, um so elektrisch miteinander verbunden zu sein, und eine elastische Kraft bereitstellt zur Hinderung des bewegbaren Lichtbogen-Schaltschütz-Elements 41 am Loslösen, wenn das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz-Element 41 eingefügt wird, und ein festes Haupt-Schaltschütz 91, das an der oberen Stirnfläche der magnetischen Spule 83 fixiert ist, um so in Kontakt mit oder getrennt von dem bewegbaren Haupt-Schaltschütz 38 zu sein.

Ein Lichtbogen-Ausrichtelement 73 in einer hohlen Zylinderform mit einem va riierenden Durchmesser ist an der inneren Umfangsoberfläche des festen Lichtbo gen-Schaltschütz-Elements 77 angeordnet, um den Lichtbogen an der zentralen Position der festen Elektrode 51 auszurichten und den Lichtbogen in einem Zu stand rasch zu löschen, in dem ein Leitungsstrom Null wird beim Trennen eines Schaltkreises.

Der feste Elektrodenkörper 53 schließt ein einen Auslasskanal 55, der in axialer Richtung ausgebildet ist, zum Auslassen eines Lichtbogen-Gases im Innern der Löschkammer (S), und ein Flansch 63, in Eingriff im Innern des Fixierlochs 24, ist ausgebildet an einem oberen Ende davon, um den festen Elektrodenkörper 53 am Loslösen von dem unteren Gehäuse 20 zu hindern.

Der Flansch 63 ist mit dem unteren Gehäuse 20 durch ein Flanschelement 57 durch Bolzen gekoppelt.

An dem Auslasskanal 55 ist ein erster Einsetzeinschnitt 59 ausgebildet in einer Stufenform, in welche das feste Lichtbogen-Schaltschütz-Element 77 einfügend fixiert ist, und ein zweiter Einsetzeinschnitt 61 ist in einer Stufenform ausgebildet, in welchen jeweils das Lichtbogen-Ausrichtelement 72 einfügend fixiert ist.

Das feste Lichtbogen-Schaltschütz-Element 77 ist aus einem Chrom-Kupfer- Material in einer zylindrischen Form hergestellt, die in dem ersten Einsetzein schnitt 59 fixiert ist, ein festes Lichtbogen-Schaltschütz 79, leitend durch in Kon takt sein mit dem bewegbaren Lichtbogen-Schaltschütz 45, ist an dem Endab schnitt fixiert, und ein Elastizität vorsehender Abschnitt 78 ist ausgebildet, um einen Kontaktzustand aufrecht zu erhalten durch Vorsehen einer Elastizität in vertikaler Richtung auf die longitudinale Richtung, um das bewegbare Lichtbo gen-Schaltschütz-Element 41 am Loslösen von dem bewegbaren Lichtbogen- Schaltschütz-Element 41 zu hindern.

Der Elastizität vorsehende Abschnitt 78 schließt ein eine Mehrzahl von Fingern 92, die durch Getrenntsein in eine Mehrzahl von Schlitzen an dem oberen Ab schnitt des festen Lichtbogen-Schaltschütz-Element 77 ausgebildet sind, so dass, wenn das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz-Element 41 in das festes Lichtbo gen-Schaltschütz-Element 77 eingefügt wird, die Finger nach außen aufgeweitet werden, um eine elastische Rückstellkraft vorzusehen, wobei sie das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz-Element 41 und das feste Lichtbogen-Schaltschütz- Element 77 von der gegenseitigen Trennung voneinander auf Grund der elektro magnetischen Rücktriebskraft abhalten.

Wenn das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz-Element 41 eingeführt wird, wird das feste Lichtbogen-Schaltschütz-Element 77 nach außen aufgeweitet, um einen Kontaktdruck zu dem bewegbaren Lichtbogen-Schaltschütz-Element 41 zu bieten, und wenn das feste Lichtbogen-Schaltschütz 79 mit dem bewegbaren Lichtbogen- Schaltschütz 45 in Kontakt tritt, wird eine Leitung hergestellt.

Das Lichtbogen-Ausrichtelement 73 weist eine hohle Zylinderform auf, mit bei den Endabschnitten geöffnet in der longitudinalen Richtung, um so das Lichtbo gen-Gas, das in die Löschkammer (S) gefüllt ist, auszulassen, wobei es an der inneren Umfangsoberfläche des festen Lichtbogen-Schaltschütz-Elements 77 fi xiert ist und aus einem magnetischen Material hergestellt, und es schließt einen Lichtbogen-Ausrichtabschnitt 75 ein, der an der oberen inneren umlaufenden Oberfläche ausgebildet ist, welcher in einem vorbestimmten Winkel zu einem Zent rum des inneren Durchmessers geneigt ist, bei welchem der innere Durchmesser variiert wird, so dass der Lichtbogen konvergiert werden kann.

Die magnetische Spule 83 schließt ein eine Mehrzahl von kreisförmigen Leiter elementen mit einem geöffneten Abschnitt und übereinander angeordnet, um die äußere Umfangsoberfläche des festen Lichtbogen-Schaltschütz-Elements 77 um gebend installiert zu sein.

Ein Isolationsmaterial 85 ist zwischen jedem Paar der magnetischen Spulen 83 angeordnet, um sie elektrisch zu isolieren, und ein Spulenträger 89, hergestellt aus leitendem Material, verbindet jedes Paar der magnetischen Spulen 83 elektrisch durch Durchdringen des Isolationsmaterials 85.

Ein hohles zylindrisches Isolationselement 90 mit beiden Endabschnitten in lon gitudinaler Richtung geöffnet zur elektrischen Isolation der magnetischen Spule 83 und des festen Lichtbogen-Schaltschütz-Elements 77 ist an der inneren Um fangsoberfläche der magnetischen Spule 83 eingefügt.

Eine Mehrzahl von Bolzen 65 durchdringt die übereinander angeordnete Mehrzahl von magnetischen Spulen 83 in der vertikalen Richtung und die Bolzen 65 sind mit dem Flansch 63 der festen Elektrode gekoppelt, um die magnetische Spule 83 an der festen Elektrode 53 zu fixieren.

Das feste Haupt-Schaltschütz 91 ist an der oberen Seite der magnetischen Spule 83 angeordnet und aus einem ringförmigen leitenden Material hergestellt, welches leitend wird durch in Kontakt sein mit dem bewegbaren Haupt-Schaltschütz 41, und ein Lichtbogen-Läufer 93 ist an der inneren Umfangsoberfläche davon fixiert.

An der Frontoberfläche sind in regelmäßigen Abständen Schlitze 94 radial ausge bildet und in Eingriff an der unteren Oberfläche der magnetischen Spule 83 durch die Bolzen 65 zur Fixierung der magnetischen Spule 83.

Der Betrieb des Trennschalters, welcher eine hybride Lichtbogen- Löschungsfunktion aufweist, konstruiert wie oben beschrieben, wird nun be schrieben werden.

Wenn ein zusätzlicher Aktuator (nicht gezeigt) betrieben wird für eine Leitung und die bewegbare Elektrode 31 absenkt, wird das bewegbare Lichtbogen- Schaltschütz-Element 41 in das feste Lichtbogen-Schaltschütz-Element 77 einge fügt, so dass das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz 45 in Kontakt mit dem fes tes Lichtbogen-Schaltschütz 79 kommt, um ein Kabel eines Leitungsstroms aus zubilden.

Wenn das bewegbare Lichtbogen-Kontaktpunkt-Element 41 in das feste Lichtbo gen-Schaltschütz-Element 77 eingefügt wird und das feste Lichtbogen- Schaltschütz-Element 77 elastisch nach außen ausgeweitet wird, wird eine elasti sche Kraft auf das feste Lichtbogen-Schaltschütz 79 ausgeübt, so dass es in dem Kontaktzustand gehalten wird. In dieser Hinsicht wird, da der Endabschnitt des bewegbaren Lichtbogen-Schaltschütz-Elements 41 rund ausgebildet ist, das be wegbare Lichtbogen-Schaltschütz-Element 41 leicht in das feste Lichtbogen- Schaltschütz-Element 77 eingeführt.

Wenn der bewegbare Elektrodenkörper 33 weiter nach unten bewegt wird, wird das bewegbare Haupt-Schaltschütz 38 mit dem festen Haupt-Schaltschütz 91 kontaktiert, um einen zweiten Leitungspfad auszubilden, und das bewegbare Haupt-Schaltschütz 38 wird in Eingriff gebracht mit dem festen Haupt- Schaltschütz 91, so dass der bewegbare Elektrodenkörper 33 an einem noch wei teren Absenken nach unten gehindert wird.

Auf diese Art und Weise fließt, wenn das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz 45 und das festes Lichtbogen-Schaltschütz 79 miteinander in Kontakt gebracht wer den, der Leitungsstrom durch die Schaltschütze 45 und 79, und das bewegbare Haupt-Schaltschütz 38 und das feste Haupt-Schaltschütz 91 sind in Kontakt, um einen Leitungspfad auszubilden.

Zu diesem Zeitpunkt fließt, da ein Impedanzwert der magnetischen Spule 83 ver hältnismäßig klein ist verglichen zu dem des festen Lichtbogen-Schaltschütz- Elements 77 (d. h., da die Leitfähigkeit der magnetischen Spule 83 größer ist als die des festen Lichtbogen-Schaltschütz-Elements 77), der Hauptleitungsstrom zu der magnetischen Spule 83 durch das bewegbare Haupt-Schaltschütz 38 und das feste Haupt-Schaltschütz 91, und ein Strom so klein wie ein vorbestimmtes Ver hältnis fließt durch das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz 45 und den festen Lichtbogen-Kontaktpunkt 79.

Bevorzugt ist die Strommenge, welche durch die magnetische Spule 83 fließt und die des festen Lichtbogen-Schaltschützes 79 in einem Verhältnis von 65% und 35%.

Daraus resultierend kann, da der Leitungsstrom von der bewegbaren Elektrode 31 aufgeteilt werden kann, um sowohl zur magnetischen Spule 83 als auch dem fes ten Lichtbogen-Schaltschütz 79 zu fließen, die Leitfähigkeit erhöht werden, ohne eine große Größe der magnetischen Spule 83 zu haben.

Wenn ein unnormaler Strom oder ein Überlaststrom in einem Zustand geleitet wird, in dem der Schalter in einem EIN-Zustand ist, wird eine Schutzsteuerung (nicht gezeigt) des Schalters in Betrieb gesetzt, um ein Trip-Signal zu dem Aktu ator (nicht gezeigt) zu übermitteln, so dass der Aktuator entgegengesetzt zu dem EIN-Zustand des Schalters betrieben wird, und demgemäß wird die bewegbare Elektrode 31 angehoben, um von der festen Elektrode 51 getrennt zu werden und der Schaltkreis wird unterbrochen.

D. h., wenn die bewegbare Elektrode 31 angehoben wird, wird das bewegbare Haupt-Schaltschütz 38 zuerst von dem festen Haupt-Schaltschütz 91 getrennt, und wenn die bewegbare Elektrode 31 mehr angehoben wird, werden das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz 45 und das feste Lichtbogen-Schaltschütz 79 getrennt und zu dem Zeitpunkt wird ein Lichtbogen zwischen dem bewegbaren Lichtbo gen-Schaltschütz 45 und dem festen Lichtbogen-Schaltschütz 79 erzeugt.

Und, wenn das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz-Element 41 sogar weiter an gehoben wird und das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz 45 nahe dem Lichtbo gen-Läufer 93 des festen Haupt-Schaltschützes kommt, wird der Lichtbogen auf den Lichtbogen-Läufer 93 an den festen Lichtbogen-Schaltschütz 79 übersprin gen.

Wenn die bewegbare Elektrode 31 weiter ansteigt, wird ein Lichtbogen zwischen dem bewegbaren Lichtbogen-Schaltschütz 45 und dem Lichtbogen-Läufer 93 ausgebildet. Und der Lichtbogen-Strom fließt durch das feste Haupt-Schaltschütz 91, die magnetische Spule 83 und den Spulenträger 98 in einer Spulenform, dem gemäß ein magnetisches Feld an dem benachbarten Bereich erzeugt wird. Der Lichtbogen wird mit einer hohen Geschwindigkeit in der Umfangsrichtung des Lichtbogen-Läufers 93 gedreht und durch das erzeugte magnetische Feld gekühlt.

In der Löschkammer (S) steigt, da der Lichtbogen erzeugt wird, die Temperatur an. Daher wird das SF₆-Gas thermisch ausgedehnt und der innere Druck wird er höht.

Der Lichtbogen, der mit einer hohen Geschwindigkeit in der Umfangsrichtung des Lichtbogen-Läufers 93 rotiert, wird mit dem SF₆-Gas in Verbindung gebracht und gemäß dem Wärmeaustausch gekühlt, und zur selben Zeit wird das SF₆-Gas mit dem erhöhten Druck auf Grund des Anstiegs der Temperatur nach außen durch die jeweiligen Auslasskanäle 55 und 35 ausgelassen, die in dem festen Elektro denkörper 53 und dem bewegbaren Elektrodenkörper 33 ausgebildet sind. Dank dieses ausgestoßenen Gases wird der Lichtbogen beschleunigt abgekühlt.

Wenn die bewegbare Elektrode 31 weiter ansteigt, und der Leitungsstrom beinahe Null wird, wird der Lichtbogen von dem Lichtbogen-Läufer 93 rasch auf den ge neigten Lichtbogen-Ausrichtabschnitt 75 des Lichtbogen-Ausrichtelements 73 konvergiert in der Flussrichtung des SF₆-Gases, das nach außen durch den Aus lasskanal 55 des festen Elektrodenkörpers 53 ausgestoßen wird. Somit wird die Rotation und die Kühlung kontinuierlich ausgeführt, mit dem Einfluss des residu alen magnetischen Flusses, der durch das Lichtbogen-Ausrichtelement 73 indu ziert wird, so dass der Lichtbogen rasch gelöscht wird.

Zu dem Zeitpunkt ist das Lichtbogen-Ausrichtelement 73 aus einem magnetischen Material hergestellt, so dass der Lichtbogen kontinuierlich durch den magneti schen Fluss gedreht wird, gemäß einem Wirbelstrom, der an dem Lichtbogen- Ausrichtelement 73 induziert wird, wobei das Lichtbogen-Löschen verbessert wird.

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Lichtbogen-Ausrichtelement eines Trennschalters in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Ein Lichtbogen-Ausrichtelement 74 eines Trennschalters in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt einen Kör perabschnitt 96, d. h. ein magnetisches Element in einer Hohlzylinderform mit beiden Enden in der longitudinalen Richtung geöffnet, welche in den zweiten Ein setzeinschnitt des festen Elektrodenkörpers 53 eingefügt ist, einen Halsabschnitt 97, der mit einem verringerten Durchmesser sich erstreckt von dem oberen Ende des Körperabschnitts 96 und einen Lichtbogen-Ausrichtabschnitt 98 ein, der aus gebildet ist, wie die innere umlaufende Oberfläche des Halsabschnitts 97 nach innen geneigt.

D. h., um das Lichtbogengas rasch auszustoßen, ist das Lichtbogen- Ausrichtelement 74 in der Art und Weise ausgebildet, dass der Durchmesser des Abgas-Eintrittsabschnitts kleiner ist als der des Körperabschnitts und einen Durchmesser aufweist, welcher nach innen sich neigend variiert.

In anderen Worten, wird in dem Lichtbogen-Ausrichtelement 74, wenn das aus gedehnte SF₆-Gas der Löschkammer ausgestoßen wird, dessen Flussgeschwindig keit schnell, wenn es durch den Halsabschnitt 97 durchtritt, und demgemäß tritt der Lichtbogen rasch in das Lichtbogen-Ausrichtelement 74 zusammen mit dem ausgestoßenen SF₆-Gas und wird rasch gelöscht.

Wie soweit beschrieben, weist der Trennschalter, welcher die hybride Lichtbogen- Löschungsfunktion aufweist, viele Vorteile auf.

D. h. z. B. zum Ersten, dass das Lichtbogen-Ausrichtelement zum Ausrichten des Lichtbogens auf den zentralen Abschnitt der festen Elektrode 31 und zum raschen Austauschen des Lichtbogens, an der inneren Seite des festen Lichtbogen- Schaltschütz-Elements installiert ist, welches das Kabel des Leitungsstroms bildet, so dass, beim Löschen des Lichtbogens in dem Zustand, in dem der Leitungsstrom fast Null wird, der Lichtbogen auf den zentralen Abschnitt der festen Elektrode ausgerichtet werden kann und kontinuierlich gedreht und gekühlt wird, wobei die Lichtbogen-Auslösch-Charakteristik verbessert wird.

Zum Zweiten kann die Nennstrom-Leitfähigkeit in dem Leitungsbetrieb eines Nennstroms erhöht werden, da der Leitungsstrom geteilt wird, um sowohl zu dem festen Lichtbogen-Schaltschütz als auch der magnetischen Spule zu fließen, sogar ohne die Größe der magnetischen Spule gleich groß zu machen. Demgemäß kann die Größe der magnetischen Spule relativ reduziert werden.

Zum Dritten kann das feste Lichtbogen-Schaltschütz-Element selbst eine Elasti zität auf das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz-Element ausüben. Demgemäß kann eine Kontaktkraft zwischen dem festes Lichtbogen-Schaltschütz-Element und dem bewegbaren Lichtbogen-Schaltschütz-Element aufrecht erhalten werden, wenn das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz-Element in das feste Lichtbogen- Schaltschütz-Element eingeführt wird und sie elektrisch miteinander verbunden werden, ohne jegliche zusätzliche Komponente zum Zurückhalten einer elektro magnetischen Rückschlagskraft. Somit kann die Struktur vereinfacht und kompakt sein.

Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Formen ausgeführt werden oh ne von dem Geist oder wesentlichen Charakteristiken davon abzuweichen, es sei auch verständlich, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen nicht durch irgendeines der Details der vorangegangenen Beschreibung beschränkt sind, so weit nicht anderweitig spezifiziert, jedoch weit in ihrem Geist und ihrem Umfang, wie in den angefügten Ansprüchen definiert ist, interpretiert werden sollten, und daher sind alle Änderungen und Modifikationen, die innerhalb der Erfüllungen und Grenzen der Ansprüche fallen, oder Äquivalente solcher Erfüllungen und Grenzen, daher gedacht, durch die angehängten Ansprüche umfasst zu sein.

Claims

1. Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion auf weist, umfassend:
ein oberes Gehäuse;
ein unteres Gehäuse, das mit dem oberen Gehäuse gekoppelt ist, um eine Löschkammer (S), gefüllt mit einem Isolationsgas, auszubilden;
eine bewegbare Elektrode, die bewegbar an dem oberen Gehäuse ange bracht ist und welche einen Auslasskanal zum Auslassen eines Gases im Innern der Löschkammer (S) nach außen ausweist;
eine feste Elektrode, welche einen Auslasskanal, fixiert an dem unteren Gehäuse und positioniert in einer koaxialen Linie mit der bewegbaren Elektrode aufweist, durch welchen das Gas im Innern der Löschkammer (S) nach außen ausgelassen wird, wobei die bewegbare Elektrode in eine Position bewegbar ist, wo sie mit der festen Elektrode kontaktiert und in eine Position, wo sie von der festen Elektrode getrennt ist;
eine magnetische Spule, die um die feste Elektrode herum angeordnet ist, um ein magnetisches Feld für eine Rotation eines Lichtbogens auszubil den, und welche einen Leitungsstrom von der bewegbaren Elektrode emp fängt, wie er mit der festen Elektrode geteilt wird, wenn die bewegbare Elektrode positioniert ist, wobei sie mit der festen Elektrode in Kontakt ist; und
ein Lichtbogen-Ausrichtelement, das aus einem zylindrischen magneti schen Material hergestellt ist und an dem Auslasskanal der festen Elektro de angeordnet ist, um einen Lichtbogen an einem zentralen Abschnitt der festen Elektrode beim Löschen des Lichtbogens auszurichten, und welches einen variierenden inneren Durchmesser aufweist, um den Lichtbogen rasch zu löschen.

2. Trennschalter nach Anspruch 1, wobei das obere Gehäuse und das untere Gehäuse wechselseitig gekoppelt sind, um eine rechteckige Löschkammer (S) auszubilden, Trennungen ausgebildet sind, um die Löschkammer (S) in drei Abschnitte zu unterteilen, welche jeder der drei Phasen des elektri schen Stroms darin entsprechen, eine Führungsbuchse, in welcher die be wegbare Elektrode gleitbar angeordnet ist, integral an der oberen Stirnflä che des oberen Gehäuses ausgebildet ist und ein Fixierloch an der unteren Stirnfläche des unteren Gehäuses ausgebildet itt, durch welches die feste Elektrode durchtretend fixiert ist.

3. Trennschalter nach Anspruch 1, wobei das Lichtbogen-Ausrichtelement eine hohle Zylinderform aufweist, welche in einen Auslasskanal der festen Elektrode eingefügt ist, um das Gas der Löschkammer nach außen auszu lassen, und das einen Lichtbogen-Ausrichtabschnitt mit einer oberen inne ren Umfangsoberfläche einschließt, die ausgebildet ist, um um einen vor bestimmten Winkel in Richtung des Zentrums des inneren Durchmessers geneigt zu sein, um einen Lichtbogen zu konvergieren.

4. Trennschalter nach Anspruch 1, wobei das Lichtbogen-Ausrichtelement umfasst:
einen zylindrischen Körperabschnitt, der in den Auslasskanal der festen Elektrode eingefügt ist;
einen Halsabschnitt, der sich mit einem verminderten Durchmesser von dem oberen Ende des Körperabschnitts erstreckt; und
einen Lichtbogen-Ausrichtabschnitt, der in einer Art und Weise ausgebil det ist, dass die innere Umfangsoberfläche des Halsabschnitts nach innen geneigt ist.

5. Trennschalter nach Anspruch 1, wobei die feste Elektrode ein festes Schaltschütz einschließt, zum Aufnehmen eines Leitungsstroms von der bewegbaren Elektrode, welcher mit der magnetischen Spule geteilt wird in einem vorbestimmten Verhältnis an einer Position, wo die bewegbare Elektrode mit der festen Elektrode in Kontakt ist.

6. Ein Trennschalter, welcher eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion aufweist, umfasst:
ein oberes Gehäuse;
ein unteres Gehäuse, das mit dem oberen Gehäuse gekoppelt ist, um eine Löschkammer (S), gefüllt mit einem Isolationsgas, auszubilden;
eine bewegbare Elektrode, die bewegbar an dem oberen Gehäuse angeord net ist, und wobei sie ein bewegbares Lichtbogen-Schaltschütz und ein bewegbares Haupt-Schaltschütz aufweist, so dass ein Leitungsstrom in ei nem bestimmten Verhältnis geteilt werden kann und durch das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz und das bewegbare Haupt-Schaltschütz fließt;
eine feste Elektrode, die an dem unteren Gehäuse fixiert ist und in einer koaxialen Linie mit der bewegbaren Elektrode positioniert ist, und ein festes Lichtbogen-Schaltschütz in Kontakt mit dem bewegbaren Lichtbo gen-Schaltschütz zum Ausbilden eines Leitungspfads und ein festes Haupt-Schaltschütz aufweist, das mit dem bewegbaren Haupt-Schaltschütz in Kontakt ist, zum Ausbilden eines Leitungspfads, wobei das bewegbare Haupt-Schaltschütz in eine Position bewegbar ist, wo es in Kontakt ist mit dem festen Haupt-Schaltschütz und in eine Position, wo es von dem festen Haupt-Schaltschütz getrennt ist, und wobei das bewegbare Lichtbogen- Schaltschütz in eine Position bewegbar ist, wo es mit dem festen Lichtbo gen-Schaltschütz in Kontakt ist und in eine Position, wo es von dem festen Lichtbogen-Schaltschütz getrennt ist; und
eine magnetische Spule, die in die Löschkammer (S) eingefügt ist, um ein magnetisches Feld für eine Rotation eines Lichtbogens zu bilden, und wel che den Leitungsstrom von der bewegbaren Elektrode geteilt mit dem fes ten Lichtbogen-Schaltschütz empfängt.

7. Trennschalter nach Anspruch 6, wobei die bewegbare Elektrode aufweist:
einen bewegbaren Elektrodenkörper, der gleitbar in der vertikalen Rich tung in dem oberen Gehäuse eingefügt ist;
ein bewegbares Lichtbogen-Schaltschütz-Element, das an das untere Ende des bewegbaren Elektrodenkörpers gekoppelt ist und mit dem festen Lichtbogen-Schaltschütz-Element in Verbindung ist, um einen Leitungs pfad auszubilden; und
einen Anschlag, der sich nach außerhalb von einer Seite des bewegbaren Elektrodenkörpers erstreckt, um einen vertikalen Hub des bewegbaren Elektrodenkörpers zu beschränken, und welcher ein bewegbares Haupt- Schaltschütz aufweist, welches mit dem festen Haupt-Schaltschütz in Kontakt ist, um als ein Leitungspfad an der unteren Stirnfläche zu dienen.

8. Trennschalter nach Anspruch 7, wobei das bewegbare Lichtbogen- Schaltschütz-Element integral an das untere Ende des bewegbaren Elekt rodenkörpers gekoppelt ist, und ein bewegbares Lichtbogen-Schaltschütz mit einem Endabschnitt ausgebildet ist, welcher rund ist an einer äußeren Umfangsoberfläche, von dem ein Leitungsstrom fließt.

9. Trennschalter nach Anspruch 7, wobei der Anschlag einen Eingriffssitz einschließt, der mit dem oberen Gehäuse an der oberen Oberfläche ein greift, zur Begrenzung eines Aufwärtshubs der bewegbaren Elektrode, und ein bewegbares Haupt-Schaltschütz zur Begrenzung eines Abwärtshubs der bewegbaren Elektrode, und welches mit dem festen Haupt- Schaltschütz der festen Elektrode in Kontakt ist, um so den Leitungsstrom fließen zu lassen.

10. Trennschalter nach Anspruch 6, wobei die feste Elektrode aufweist:
einen festen Elektrodenkörper, der an dem Fixierloch des unteren Gehäu ses fixiert ist und einen Auslasskanal darin aufweist;
ein festes Lichtbogen-Schaltschütz-Element, das an dem Auslasspfad des festen Elektrodenkörpers fixiert ist und mit dem bewegbaren Lichtbogen- Schaltschütz-Element in Kontakt ist, um einen Hauptleitungspfad auszu bilden; und
ein festes Haupt-Schaltschütz, das an der unteren Stirnfläche der magneti schen Spule fixiert ist und mit dem bewegbaren Haupt-Schaltschütz in Kontakt ist, um so für das Fließen des Leitungsstroms zu der magnetischen Spule zu sorgen.

11. Trennschalter nach Anspruch 10, wobei das feste Lichtbogen- Schaltschütz-Element eine Hohlzylinderform aufweist, um in den festen Elektrodenkörper eingefügt zu sein, und welches einen eine Elastizität vor sehenden Abschnitt einschließt zum Aufbringen einer elastischen Kraft in vertikaler Richtung auf die Achse, so dass ein Kontaktdruck aufgebracht wird, wenn die bewegbare Elektrode in Kontakt ist und die bewegbare Elektrode vom Abheben durch eine elektromagnetische rücktreibende Kraft gehindert wird, und ein festes Lichtbogen-Schaltschütz, das an dem oberen Ende ausgebildet ist, mit welchem das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz in Kontakt ist.

12. Trennschalter nach Anspruch 11, wobei der die Elastizität vorsehende Ab schnitt aufweist:
eine Mehrzahl von Schlitzen, die in der longitudinalen Richtung zu dem festen Lichtbogen-Schaltschütz-Element ausgebildet sind, um eine elasti sche Kraft vorzusehen, und eine Mehrzahl von Fingern, die durch die Schlitze ausgebildet sind.

13. Trennschalter nach Anspruch 10 oder 11, wobei das feste Lichtbogen- Schaltschütz-Element aus Chrom-Kupfer hergestellt ist.

14. Trennschalter nach Anspruch 10, wobei das feste Haupt-Schaltschütz ein ringförmiges Leitungselement ist, welches elektrisch mit dem oberen Ab schnitt der magnetischen Spule verbunden ist und leitet durch in Kontakt sein mit dem bewegbaren Haupt-Schaltschütz, an welchem Schlitze radial ausgebildet sind in regelmäßigen Abständen, für eine rasche Trennung des bewegbaren Haupt-Schaltschützes, wenn der Schaltkreis unterbrochen wird.

15. Trennschalter nach Anspruch 10 oder 14, wobei das feste Haupt- Schaltschütz einen Lichtbogenläufer einschließt, der an dessen innerer Umfangsoberfläche ausgebildet ist, zur Führung eines Lichtbogens.

16. Trennschalter nach Anspruch 10, wobei die magnetische Spule aufweist:
eine Mehrzahl von magnetischen Spulen, welche eine kreisförmige Form aufweisen, die übereinander angeordnet um den äußeren Umfang des fes ten Lichtbogen-Schaltschütz-Elements angeordnet sind;
ein elektrisch isolierendes Material, das zwischen jedem Paar von magne tischen Spulen angeordnet ist; und
einen Spulenträger, der installiert ist, zur elektrischen Verbindung jedes Paars der magnetischen Spulen.

17. Trennschalter, welche eine hybride Lichtbogen-Löschungsfunktion auf weist, umfassend:
ein oberes Gehäuse;
ein unteres Gehäuse, das mit dem oberen Gehäuse gekoppelt ist, um eine Löschkammer (S), gefüllt mit einem Isolationsgas, auszubilden;
eine bewegbare Elektrode, die bewegbar an der oberen Hülle angeordnet ist, und ein bewegbares Lichtbogen-Schaltschütz und ein bewegbares Haupt-Schaltschütz aufweist, so dass ein Leitungsstrom in einem be stimmten Verhältnis geteilt werden kann und durch das bewegbare Licht bogen-Schaltschütz und das bewegbare Haupt-Schaltschütz fließt;
eine feste Elektrode, die an dem unteren Gehäuse fixiert ist und in einer koaxialen Linie mit der bewegbaren Elektrode positioniert ist, und welche ein festes Lichtbogen-Schaltschütz aufweist, das mit dem bewegbaren Lichtbogen-Schaltschütz in Kontakt ist, um einen Leitungspfad auszubil den, und ein festes Haupt-Schaltschütz, das mit dem bewegbaren Haupt- Schaltschütz in Kontakt ist, um einen Leitungspfad auszubilden, wobei das bewegbare Haupt-Schaltschütz in eine Position bewegbar ist, wo es mit dem festen Haupt-Schaltschütz in Kontakt ist, und in eine Position, wo es von dem festen Haupt-Schaltschütz getrennt ist, und wobei das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz in eine Position bewegbar ist, wo es mit dem festen Lichtbogen-Schaltschütz in Kontakt ist, und in eine Position, wo es von dem festen Lichtbogen-Schaltschütz getrennt ist;
eine magnetische Spule, die in die Löschkammer (S) eingefügt ist, um ein magnetisches Feld für eine Rotation eines Lichtbogens zu bilden, und wel che den Leitungsstrom von der bewegbaren Elektrode, geteilt mit dem festen Lichtbogen-Schaltschütz, empfängt; und
ein zylindrisches Magnetelement, mit einem variierenden inneren Durch messer, welches an der inneren Umfangsoberfläche der festen Elektrode angeordnet ist, um den Lichtbogen an dem zentralen Abschnitt der festen Elektrode auszurichten und den Lichtbogen beim Lichtbogen-Löschen rasch zu löschen.

18. Trennschalter nach Anspruch 17, wobei der Auslasspfad der festen Elekt rode einen ersten und einen zweiten Einfügeeinschnitt mit einem zuneh menden inneren Durchmesser in einer Stufenform einschließt, so dass das bewegbare Lichtbogen-Schaltschütz-Element und das Lichtbogen- Ausrichtelement montiert werden können.