DE1073061B

DE1073061B - Circuit breaker with arc extinguishing device

Info

Publication number: DE1073061B
Application number: DE1957F0024092
Authority: DE
Inventors: Duisburg-Wanheimerort Dipl.-Ing. Franz-Karl Grossmann
Original assignee: Feiten &. Guilleaume Carlswerk Aktiengesellschaft, Köln-Mülheim
Priority date: 1957-10-02
Filing date: 1957-10-02
Publication date: 1960-01-14

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Leistungstrennschalter, der die zur Lichtbogenlöschung erforderliche Druckluft auf der spannungsführenden Seite erzeugt.The invention relates to a circuit breaker, which generates the compressed air required to quench the arc on the live side.

Es sind Schaltgeräte bekannt, die zur Löschung des Lichtbogens Druckluft benötigen. Diese Druckluft wird im erdseitigen oder spannungsseitigen Teil des Schaltgerätes mittels bekannter Einrichtungen erzeugt und anschließend entweder in freiem Luftstrahl oder über eine isolierte Zuleitung an den Lichtbogen herangebracht. Switching devices are known which require compressed air to extinguish the arc. This compressed air is generated in the earth-side or voltage-side part of the switching device by means of known devices and then brought to the arc either in a free jet of air or via an insulated supply line.

Es ist somit bekannt, die Druckluft erdseitig zu erzeugen und durch isolierte Leitungsrohre, gegebenenfalls durch die Porzellanstützer, dem Lichtbogen zuzuleiten. Derartige Anordnungen sind in bezug auf Verschmutzung und damit auf. Spannungsfestigkeit anfällig, denn die Stützer lassen sich zwar außen leicht reinigen, jedoch sind im Innern nur glatte und zur Reinigung wenig zugängliche Wandungen vorhanden.It is thus known to generate the compressed air on the earth side and, if necessary, through insulated conduit pipes through the porcelain support to feed the arc. Such arrangements are related to Pollution and thus on. Dielectric strength susceptible, because the supports can be easily removed from the outside clean, but inside there are only smooth walls that are difficult to access for cleaning.

Es sind auch Einrichtungen bekannt, bei denen man Maßnahmen getroffen hat, die eine dauernde Spannungsfestigkeit sichern, indem man die Druckluft auf den einzelnen Schalterpolen, also im Spannungsteil des Schalters erzeugt. Dabei gibt es Trennschalter, bei denen das Trennmesser bzw. der Schaltstift mit einem Kolben verbunden ist, der in einem Zylinder die erforderliche Druckluft erzeugt. Es ergeben sich dabei jedoch sperrige Konstruktionen, da der Platzbedarf für die Kompressionseinrichtung denjenigen für ein normales Schaltmesser wesentlich überschreitet und die Abmessungen für den Schalter entsprechend größer gewählt werden müssen. Für derartige Schalter ist es wohl bekannt, mit Vorkompression zu arbeiten, man benötigt dazu jedoch ein besonderes Antriebsgestänge für die Kompressionseinrichtung, das in Abhängigkeit vom Antrieb des Schaltmessers gesteuert wird. Auch hierfür wird zusätzlich Raum benötigt.Facilities are also known in which measures have been taken to ensure permanent dielectric strength secure by applying the compressed air to the individual switch poles, i.e. in the voltage part of the Switch generated. There are disconnectors in which the disconnection knife or the switch pin with a piston is connected, which generates the required compressed air in a cylinder. It results from it however, bulky constructions, since the space required for the compression device is the same as for a normal switch knife significantly exceeds and the dimensions for the switch correspondingly larger must be chosen. It is well known for such switches to work with precompression, man However, this requires a special drive linkage for the compression device, which depends on is controlled by the drive of the switch blade. Additional space is also required for this.

Die Erfindung befaßt sich mit einem Leistungstrennschalter, der die vorerwähnten Mangel nicht besitzt. Insbesondere handelt es sich um einen Leistungstrennschalter mit um einen Drehpunkt schwenkbarem Schaltmesser, bei dem während des Abschaltvorganges der Lichtbogen mit Druckluft beblasen wird, die von einer mit den spannungsführenden Teilen verbundenen, vom Schaltergestänge betätigten Kompressionsvorrichtung für jeden Schalterpol erzeugt wird, und bei dem ein im feststehenden Hauptkontakt federnd gelagerter Hilfskon takt vom Beginn der Schaltbewegung an bis zur Erreichung eines Anschlages dem beweglichen Schaltmesser nachläuft, bei dem erfindungsgemäß je eine Kompressionsvorrichtung in den bewegliehen, als Zylinder ausgebildeten Schaltstangenisolatoren angeordnet ist. Gegenüber der bekannten Bauart, bei der der bewegliche Kontaktarm eine Kompressionsvorrichtung zur Beblasung des Lichtbogens Leistungstrennschalter
mit LichtbogenlöscheinrichtungThe invention is concerned with a circuit breaker which does not have the aforementioned shortcomings. In particular, it is a circuit breaker with a pivotable switch blade, in which the arc is blown with compressed air during the shutdown process, which is generated for each switch pole by a compression device connected to the live parts and operated by the switch linkage, and in which an im fixed main contact spring-loaded auxiliary con tact from the beginning of the switching movement to the reaching of a stop the movable switch blade runs after, in which, according to the invention, a compression device is arranged in the movable, cylinder-shaped shift rod isolators. Compared to the known design, in which the movable contact arm has a compression device for blowing the arc circuit breaker
with arc extinguisher

Anmelder:
Feiten & Guilleaume GarlswerkApplicant:
Feiten & Guilleaume Garlswerk

Aktiengesellschaft,
Köln-Mülheim, Schanzenstr. 24Corporation,
Cologne-Mülheim, Schanzenstr. 24

Dipl.-Ing. Franz-Karl Grossmann,Dipl.-Ing. Franz-Karl Grossmann,

Duisburg- Wanheimerort_r
ist als Erfinder genannt wordenDuisburg- Wanheimerort _r
has been named as the inventor

trägt, beansprucht der Schalter gemäß der Erfindung bedeutend weniger Raum. Es kann auch ein Schaltmesser üblicher Bauart verwendet werden.carries, the switch according to the invention takes up significantly less space. It can also be a switch knife usual design can be used.

Gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung wird der Schaltstangenisolator in bekannter Weise als Zylinder ausgebildet, wobei seine öffnung den spannungsführenden Teilen des Schalters zugekehrt ist und sich in dem Zylinder der an einer mit dem Schaltmesser verbundenen Kolbenstange befestigte Kolben bewegt. Dabei sind der Schaltstangenisolator erdseitig und die mit dem Kolben verbundene Kolbenstange spannungsseitig drehbar gelagert, wobei sich der gegenseitige Abstand der beiden Lagerstellen zu Beginn des Ausschaltvorganges verkürzt. Weiterhin trägt die Topf form des Schaltstangenisolators der notwendigen Spannungsfestigkeit Rechnung, da einzelne Teile, z. B. der Kolben, die Kolbenstange oder die Führungsbüchse der Kompressionsvorrichtung aus Metall bestehen, d. h. spannungsführend sind.According to the further embodiment of the invention, the shift rod insulator is in a known manner as Cylinder formed, with its opening facing the live parts of the switch and in the cylinder of the piston attached to a piston rod connected to the switch blade emotional. The shift rod insulator and the piston rod connected to the piston are on the earth side mounted rotatably on the voltage side, the mutual distance between the two bearing points at the beginning of the switch-off process is shortened. Furthermore, the pot shape of the shift rod insulator contributes to the necessary Dielectric strength calculation, since individual parts, e.g. B. the piston, the piston rod or the guide bush of the compression device are made of metal, d. H. are live.

Für eine einwandfreie Löschung des Lichtbogens ist es vorteilhaft, die erzeugte Druckluft im Löschkopf so zu lenken, daß sie axial zum Lichtbogen in entgegengesetzten Richtungen, und zwar auf die beiden Lichtbogenfußpunkte zu, abströmt.In order to extinguish the arc properly, it is advantageous to keep the compressed air generated in the extinguishing head in this way to direct that they are axial to the arc in opposite directions, namely at the two arc roots to, flows out.

In der Zeichnung ist ein Trennschalter gemäß der Erfindung in beispielhafter Ausführungsform im Pollängsschnitt dargestellt. Auf dem Grundrahmen 1 sind mittels Kappen 2 die Stützisolatoren 3 und 4 befestigt. Der Stützisolator 3 trägt den Kontaktbock 5 mit dem Anschlußlappen 6 und dem Kontaktlager 7. Das Trennmesser des Schalters ist in dem bekannten Doppelmessersystem ausgeführt. Den Kontaktdruck liefern die Tellerfedern 8. Die Trennmesser 9 und 10 werden von der aus mehreren Teilen zusammengesetztenIn the drawing, an isolating switch according to the invention is shown in an exemplary embodiment in the longitudinal section of the pole shown. The post insulators 3 and 4 are attached to the base frame 1 by means of caps 2. The support insulator 3 carries the contact block 5 with the connecting tab 6 and the contact bearing 7. The separating knife of the switch is designed in the known double knife system. Provide the contact pressure the disc springs 8. The cutting blades 9 and 10 are composed of several parts

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Schaltstange betätigt. Letztere ist unten mittels des Bolzens 11 in dem Hebel 12 gelagert, der seinerseits auf der Schaltwelle 13 befestigt ist. Die Schaltstange selbst besteht aus dem aus Isoliermaterial angefertigten Zylinder 14, dem Kolben 15 und der zugehörigen hohlen Kolbenstange 16. Verschlossen wird der Zylinder durch das Führungsstück 17. Ferner befindet sich in dem Zylinder die Feder 32. Auf der Kolbenstange 16 ist ein als Bolzenlager ausgebildetes Rohrgelenk 18 angebracht, von dem aus das Rohr 19 in den aus Isoliermaterial bestehenden Löschkopf 20 führt, der zwischen den Trennmessern von den Bolzen 21 und 22 gehalten wird. Der Bolzen 22 trägt Kontaktfedern 8. In den Löschkopf 20 sind seitlich zwei Prankenkontakte 23 eingelassen, die eine elektrisch leitende Verbindung von den Trennmessern 8 und 9 zu dem Hilfskontakt 24 herstellen. Letzterer wird mittels der Feder 25, die sich gegen das hintere Widerlager 26 abstützt, über einen Isoliereinsatz 27 gegen die Innenwandung einer Bohrung im Kontaktbock 28 gedrückt und ist so mit diesem elektrisch leitend verbunden. Die Feder 29 ist so ausgelegt, daß sie die Kontaktreibung des Hilf skontaktes 24 in dem Kontaktbock 28 überwindet und ersteren auf dem Grund der Bohrung 30 zum Anschlag bringt. Andererseits ist der Kontaktdruck des Prankenkontaktes 23 so groß, daß er bei einer Aufwärtsbewegung unter Überwindung der Federkraft der Feder 29 den Hilf skontakt 24 so weit emporzieht, bis die Feder 29 auf Block gedruckt ist. Erst dann kann eine Freigabe des Hilfskontaktes 24 erfolgen. Letzterer ist so freizügig geführt, daß er eine ausreichend große Schwenkbewegung ausführen kann, wenn sich der Prankenkontakt 23 während, des Schaltvorganges auf der Peripherie eines Kreises bewegt. Shift rod actuated. The latter is mounted below by means of the bolt 11 in the lever 12, which in turn is attached to the shift shaft 13. The shift rod itself consists of the one made of insulating material Cylinder 14, the piston 15 and the associated hollow piston rod 16. The cylinder is closed by the guide piece 17. Furthermore, the spring 32 is located in the cylinder. On the piston rod 16 designed as a bolt bearing pipe joint 18 is attached, from which the pipe 19 in the The extinguishing head 20 made of insulating material, between the cutting blades of the bolts 21 and 22 is held. The bolt 22 carries contact springs 8. In the erase head 20 are two sides Paw contacts 23 let in, which form an electrically conductive connection between the cutting blades 8 and 9 to the auxiliary contact 24. The latter is by means of the spring 25, which is against the rear abutment 26 is supported, via an insulating insert 27 against the inner wall of a bore in the contact block 28 pressed and is thus connected to it in an electrically conductive manner. The spring 29 is designed so that they Contact friction of the auxiliary skontaktes 24 in the contact block 28 overcomes and the former on the basis of the Brings hole 30 to the stop. On the other hand, the contact pressure of the paw contact 23 is so great that he with an upward movement overcoming the spring force of the spring 29 the auxiliary skontakt 24 so far up until the nib 29 is printed on a block. Only then can the auxiliary contact be released 24 take place. The latter is guided so freely that he can perform a sufficiently large pivoting movement can, if the paw contact 23 moves during the switching process on the periphery of a circle.

Die .Wirkungsweise ist folgende: Wird die Schaltwelle 13 linksherum gedreht, dann schiebt sich der Zylinder 14 über den sich schwenkenden Kolben 15, wobei die in dem Raum 31 befindliche Luft komprimiert wird. Der Maximaldruck ist erreicht, wenn das durch den Kolben 15 hindurchgeführte, nach unten ragende Endstück der Kolbenstange 16 auf dem Boden des Zylinders 14 aufstößt. Jetzt ist die Schaltstange starr und drückt die bisher vom Kontaktdruck gehaltenen Trennmesser 9 und 10 nach oben. Dieser Bewegung folgt der Löschkopf 20, der mit seinen Prankenkontakten 23 den Hilf skontakt 24 so weit nach oben zieht, bis die Feder 29 auf Block gedrückt.ist. Bewegt sich der Löschkopf 20 weiter nach oben, so gleitet die Spitze des Hilfskontaktes 24 aus ihrem Halt, der Hilfskontakt 24 schnellt nach unten, und es entsteht an der Trennstelle ein Lichtbogen. Dieser ist vom Beginn seiner Entstehung an dem Angriff der maximal vorkomprimierten Luft ausgesetzt.The mode of operation is as follows: If the selector shaft 13 rotated to the left, then the cylinder 14 slides over the pivoting piston 15, the air in the space 31 being compressed. The maximum pressure is reached when the downwardly projecting end piece of the piston rod 16 passed through the piston 15 on the floor of the cylinder 14 pushes open. Now is the shift rod rigid and pushes the cutting knives 9 and 10, which were previously held by the contact pressure, upwards. This movement follows the erase head 20, the auxiliary skontakt 24 with its paw contacts 23 so far up pulls until the spring 29 is pressed against the block. If the erase head 20 moves further up, the slides Tip of the auxiliary contact 24 from its halt, the auxiliary contact 24 snaps down, and it arises an arc at the point of separation. This is the maximum from the start of its creation to the attack exposed to pre-compressed air.

In der dargestellten Ausführungsform ist die zugeführte Druckluft quer zur Lichtbogenbahn gerichtet; sie wird in einer Kugelkammer abgelenkt und kann in zwei Richtungen, jeweils auf die Lichtbogenfußpunkte zu, entweichen. Durch diese Maßnahme soll erreicht werden, daß die an den Lichtbogenfußpunkten entstehenden, elektrisch gut leitenden Metalldämpfe aus der Lichtbogenbahn gedrückt werden, um günstige Löschbedingungen zu schaffen. Es kann aber auch dieIn the embodiment shown, the compressed air supplied is directed transversely to the arc path; it is deflected in a spherical chamber and can move in two directions, each to the arc roots to, escape. This measure is intended to ensure that the arcing at the base of the arc, Electrically highly conductive metal vapors are pressed from the arc path to cheap To create extinguishing conditions. But it can also do the

ίο Druckluftführung im Löschkopf so angeordnet werden, daß eine vollkommene Querluftströmung erzielt wird, wenn z. B. der Lufteintrittskanal durch die Lichtbogenbahn geradlinig als Luftaustrittskanal durch den Löschkopf weitergeführt wird. Hierbei muß allerdings eine erhöhte Beanspruchung des Löschkopfmaterials durch den Lichtbogen in Kauf genommen werden.ίο the compressed air duct in the extinguishing head is arranged in such a way that that a perfect cross air flow is achieved when z. B. the air inlet channel through the arc path is continued in a straight line as an air outlet channel through the extinguishing head. Here, however, must an increased stress on the erase head material due to the arc can be accepted.

Wird der Luftaustrittskanal nach unten so erweitert, daß das gesamte Isoliermaterial rechts neben der Lichtbogenbahn entfernt wird, dann erfolgt keine Materialschädigung mehr, die Abschaltleistung wird allerdings durch diese Maßnahme etwas herabgesetzt.If the air outlet duct is widened downwards so that all of the insulating material is to the right of the Arc path is removed, then there is no more material damage, the breaking capacity is however, somewhat reduced by this measure.

Claims

Patent claims:

1. Circuit-breaker with switch blade pivotable about a pivot point, in which during of the shutdown process, the arc is blown with compressed air, the -of one with the Live parts connected, operated by the switch linkage compression device is generated for each switch pole, and in which one is resilient in the fixed main contact stored auxiliary contact from the beginning of the switching movement until a stop is reached runs after the moving switch blade contact,

characterized in that in the movable, as-cylinder trained shift rod insulators (14) each have a compression device.

2. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the opening of the switching

Rod insulator (14) den. ' live parts of the switch is facing and located in the Cylinder that is connected to one of the

. Bound piston rod (16) attached piston (15) moves.

3. Circuit breaker according to claim 1, characterized in - that .. the high voltage side.im Shift rod isolator (14) housed compression device - with pre-compression is working.

Considered publications:
German Patent Nos. 184 091, 494 330, 818, 664 210, 669 150, 671 326, 681 105, 695 529; Austrian patent specification No. 144 765.

1 sheet of drawings