DE1087219B

DE1087219B - Electric flow switch

Info

Publication number: DE1087219B
Application number: DEL30639A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hellmut Koch
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1958-06-23
Filing date: 1958-06-23
Publication date: 1960-08-18

Description

Im Hauptpatent ist ein ölströmungsschalter mit einer oder mehreren Unterbrechungsstellen beschrieben, bei dem diese Unterbrechungsstellen im ein- und ausgeschalteten Zustand unter Drucköl stehen. Dieses Drucköl wird geliefert von einem Kraftspeicher und bewirkt beim öffnen eines Ventils eine ölströmung in einer die Schaltstrecken enthaltenden Löschkammer, wodurch nicht nur die Kontakttrennung, sondern auch die Lichtbogenlöschung herbeigeführt wird.The main patent describes an oil flow switch with one or more interruption points, in which these interruption points are under pressure oil when switched on and off. This Pressurized oil is supplied by an energy store and causes oil to flow into the valve when a valve is opened an arcing chamber containing the switching paths, which not only separates the contacts, but also the arc extinction is brought about.

Bei dem im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsbeispiel befindet sich die Schaltstrecke in einem die Löschkammer darstellenden Druckgaskessel, der teilweise mit öl gefüllt ist und unter dem Druck mehrerer Atmosphären steht. Diese Schalterausbildung mit in einem Druckkessel angeordneten Unterbrechungsstellen benötigt jedoch eine ziemlich große Aufstellfläche, die etwa in der Größenordnung der bekannten reinen ölschalter liegt. Dieser große Platzbedarf stellt jedoch einen gewissen Nachteil dar und gestattet z. B. nicht, derartige Schalter in vorhandene Schaltanlagen mit flüssigkeitsarmen Leistungsschaltern nachträglich einzubauen bzw. solche Schalter in derartigen Anlagen durch ölströmungsschalter der vorbeschriebenen Art zu ersetzen.In the embodiment described in the main patent, the switching path is in one the extinguishing chamber representing the pressurized gas boiler, which is partially filled with oil and under pressure multiple atmospheres. This switch training with arranged in a pressure vessel interruption points however, requires a fairly large footprint, roughly on the order of magnitude of the known pure oil switch is located. However, this large space requirement is a certain disadvantage and allows z. B. not, such switches in existing switchgear with low-liquid circuit breakers to be retrofitted or such switches in such systems through the oil flow switch to replace the type described above.

Um dies zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei einem ölströmungsschalter mit einem Energiespeicher, der sowohl ein pneumatischhydraulischer als auch ein feder-hydraulischer Speicher sein kann, die die Schaltstrecke bzw. Schaltstrecken enthaltende Schaltkammer nach Art eines Säulenschalters auszubilden, dessen Kopf als ölausdehnungsraum dient. Bei einer solchen Bauform wird der Platzbedarf stark reduziert, und zwar auf ein Maß, das dem anderer Schalter typen in Säulenbauform entspricht, so daß die Nachteile des Kesselschalters in Fortfall kommen.In order to make this possible, it is proposed according to the invention to have an oil flow switch an energy storage device, which is both a pneumatic-hydraulic and a spring-hydraulic storage can be the switching chamber containing the switching path or switching paths in the manner of a column switch to train, the head of which serves as an oil expansion space. With such a design, the space requirement greatly reduced, to a level that corresponds to that of other column-type switches, see above that the disadvantages of the boiler switch are eliminated.

Wie aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ohne weiteres erkennbar wird, ist darüber hinaus auch eine Vereinfachung des Aufbaues, insbesondere hinsichtlich des Einbaues der Schaltstrecken und ihrer Zugänglichkeit, sowie eine Verbesserung der Abführung der bei der Lichtbogenlöschung entstehenden Gase erreicht.As from the following description of an exemplary embodiment is easily recognizable, is also a simplification of the structure, especially with regard to the installation of the switching sections and their accessibility, as well as an improvement the discharge of the gases produced during arc extinguishing.

Das Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt, und zwar zeigtThe embodiment is shown in Figs. 1 and 2, namely shows

Fig. 1 einen ölströmungsschalter bzw. einen Druckölschalter in Säulenbauform im eingeschalteten und1 shows an oil flow switch or a pressure oil switch in column design in the switched on and

Fig. 2 denselben Schalter im ausgeschalteten Zustand. 2 shows the same switch in the switched-off state.

Der Schalter besteht im wesentlichen aus einem Isolierrohr 11, das aus einem druckfesten, nicht keramischen Isolierstoff besteht und in dem die gesamten aktiven Schaltelemente angeordnet bzw. befestigt sind. Dieses Isolierrohr ist auf einem Grundrahmen 18 mon-Elektrischer ölströmungsschalterThe switch consists essentially of an insulating tube 11, which is made of a pressure-resistant, non-ceramic There is insulating material and in which all of the active switching elements are arranged or fastened. This insulating tube is on a base frame 18 mon-electrical oil flow switch

Zusatz zum Patent 1 037 551Addendum to patent 1,037,551

Anmelder:Applicant:

LICENTIA Patent-Verwaltungs - G. m. b. H. Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1 LICENTIA Patent-Verwaltungs - G. mb H. Frankfurt / M., Theodor-Stern-Kai 1

Dipl.-Ing. Hellmut Koch, Kassel,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Hellmut Koch, Kassel,
has been named as the inventor

ao tiert, der zugleich einen das Isolierrohr 11 umgebenden Stützisolator 8 aus keramischem Material trägt. Es ist dafür Sorge getragen, daß dieser Stützisolator nur im Niederdruckbereich liegt und weder beim Schalten noch im stationären Zustand dem Drucköl und sonstigen nennenswerten mechanischen Belastungen ausgesetzt ist. Als Energiequelle dient ein pneumatisch-hydraulischer oder ein feder-hydraulischer Speicher 17, der über ein Hauptventil 14 das Innere des Isolierrohres unter Druck setzt. Zur Steuerung des Hauptventils ist ein Steuerventil 12 vorgesehen, welches auf der Hochdruckseite an den Energiespeicher angeschlossen ist.ao benefits, which also surrounds the insulating tube 11 Post insulator 8 made of ceramic material carries. Care is taken that this post insulator is only in the low pressure range and neither when switching nor in the steady state of the pressure oil and is exposed to other significant mechanical loads. A pneumatic-hydraulic one serves as the energy source or a spring-hydraulic accumulator 17, which via a main valve 14 the interior of the insulating tube under pressure. A control valve 12 is provided to control the main valve, which is connected to the energy store on the high pressure side.

Der keramische Stützer trägt an seinem oberen Ende ein ölausdehnungsgefäß 2, das mit einem Entlüfter 24 versehen ist. Der Zwischenraum zwischen dem inneren Isolierrohr 11 und dem Stützer 8, der mit dem ölausdehnungsgefäß in Verbindung steht, dient als ölsammelraum für das druckentlastete öl, das von dort aus, ähnlich wie im Hauptpatent beschrieben, mittels einer Pumpe über Filter und Rückschlagventil in den Energiespeicher zurückgedrückt wird. Um den Stützer völlig von dem Hochdruckteil des Schalters zu entlasten, sind auch die Verbindungen zwischen den den Stützer durchsetzenden äußeren Stromanschlüssen und den im Isolierrohr angeordneten Kontaktstellen als flexible Strombänder 19 und 22 ausgebildet. The ceramic support carries at its upper end an oil expansion tank 2, which is equipped with a vent 24 is provided. The space between the inner insulating tube 11 and the support 8, which is with is connected to the oil conservator, serves as an oil collecting space for the pressure-relieved oil that is released from from there, similar to that described in the main patent, by means of a pump via a filter and non-return valve is pushed back into the energy store. To get the post completely off the high pressure part of the switch The connections between the external power connections penetrating the support must also be relieved and the contact points arranged in the insulating tube are designed as flexible current strips 19 and 22.

Die aktiven Schaltelemente bestehen aus dem festen Schaltkontakt 9, der etwa in halber Höhe des Isolierrohres in diesem fest angeordnet ist und aus einem über Stege mit einem an der Wandung des Rohres anliegenden Ring verbundenen Kontaktkörper von einer strömungstechnisch einen geringen Widerstand darstellenden Gestalt besteht.The active switching elements consist of the fixed switching contact 9, which is approximately half the height of the insulating tube is fixedly arranged in this and consists of a web with one resting on the wall of the pipe Ring connected contact body of a fluidically showing a low resistance Shape exists.

009 583/322009 583/322

Der bewegliche Gegenkontakt 6 bildet einen Hohlkolben, dessen unteres, kontaktgebendes Ende düsenförmig ist, z. B. eine Lavaldüse bildet, und dessen abgeschlossenes oberes Ende auf der Rückseite einen Ventilsitz bildet, der zusammen mit einem im oberen Ende des Isolierrohres angeordneten Gegensitz 5 den Hochdruckraum gegen den Niederdruckraum abdichtet. Dieser Gegensitz ist in einem in das Isolierrohr an seinem- oberen'Endeeingesetzien Einsatzstück angeordnet. Das so gebildete Ventil stellt das Auslaßventil für das Drucköl zum Ölausdehnungsgefäß dar. Der Hohlkolben besitzt ferner nahe seinem abgeschlossenen Ende eine Anzahl radialer Bohrungen. Die Stromzuführung zu diesem Kontakt erfolgt über ein in den oberen Teil des Isolierrohres eingesetztes Rohrstück 21, das an seinem unteren Ende mit Gleitkontakten 7 versehen ist, die gleichzeitig zur Führung des beweglichen Kontaktes dienen. Der bewegliche Kontakt ist von einer Druckfeder beaufschlagt, die den Kontakt in die »Ein«-Steilung zu bringen bestrebt ist.The movable mating contact 6 forms a hollow piston, whose lower, contact-making end is nozzle-shaped, e.g. B. forms a Laval nozzle, and its completed upper end on the back forms a valve seat, which together with one in the upper End of the insulating tube arranged counter seat 5 seals the high pressure chamber from the low pressure chamber. This opposing seat is in an insert piece which is inserted into the insulating tube at its upper end arranged. The valve formed in this way represents the outlet valve for the pressure oil to the oil conservator. The hollow piston also has a number of radial bores near its closed end. the Power is supplied to this contact via a piece of pipe inserted into the upper part of the insulating tube 21, which is provided at its lower end with sliding contacts 7, which at the same time for guiding the serve movable contact. The moving contact is acted upon by a compression spring, which the Endeavors to bring contact into the "one" division.

Weitere Einzelheiten sind der folgenden Beschreibung der Wirkungsweise des Schalters zu entnehmen. Dabei soll von dem in Fig. 2 dargestellten ausgeschalteten Zustand des Schalters ausgegangen werden. In diesem Zustand ist das Steuerventil 12 in der unteren Stellung, in der es über eine Leitung unmittelbar mit dem Energiespeicher verbunden ist und damit das Hauptventil 14 mittels dessen Kolben 13 nach links drückt, in welcher Lage das Drucköl aus dem. Speicher, in den Innenraum des Isolierrohres 11 tritt und diesen unter Druck setzt. Dabei wird der bewegliche Kontakt 6 in seiner oberen Endlage gehalten, in der er über seinen Ventilsitz den Isolierrohrinnenraunrgegen die Niederdruckseite abdichtet.Further details can be found in the following description of how the switch works. In this case, the switched-off state of the switch shown in FIG. 2 is to be assumed. In In this state, the control valve 12 is in the lower position, in which it is connected directly via a line the energy store is connected and thus the main valve 14 by means of its piston 13 to the left expresses in which position the pressure oil from the. Memory, occurs in the interior of the insulating tube 11 and this pressures. The movable contact 6 is held in its upper end position, in which it the inside of the insulating tube via its valve seat seals the low pressure side.

Soll der Schalter eingeschaltet werden, dann wird das Steuerventil 12 in seine, obere Stellung gebracht. Dabei wird die DruckÖlzufuhr zu dem Antriebskolben 13 des Hauptventils 14 abgesperrt. Der mit Drucköl gefüllte Zylinder des Steuerventils wird in dem: Niederdruckraum entlüftet, das Ventil 14 geht nach rechts und sperrt mit seinem Kolben 16 die DruckÖlzufuhr zur Schaltkammer ab. Durch die Bohrung im Kolben 13 erfolgt ein Druckausgleich zwischen dem im Schaltraum noch anstehenden hohen Druck und der Niederdruckseite. Damit fällt auch die Schließkraft für das Ventil 5, 6 weg, und der bewegliche Kontakt wird durch die Kraft seiner Einschaltfeder nach unten bewegt und legt sich an den festen Gegenkontakt.
. Die Ausschaltung verläuft umgekehrt. Durch Umsteuern des Steuerventils 12 öffnet das Hauptventil 14, wie. bereits beschrieben, dadurch entsteht in dem Isolierrohr eine starke ölströmung, welche in der Düse des beweglichen Kontaktes einen Druckabfall hervorruft und diesem Kontakt eine Aufwärtsbewegung erteilt. Das durch die^: Düse des beweglichen Kontaktes strömende öl sowie die bei der Lichtbogenlöschung entstehenden Gase-gelangen durch die Boh-" rungen des Kontaktes 6 und den Ventilsitz 5 in das Ölausdehnungsgefäß 2, Wenn der beweglich Kontakt an dem Ventilsitz 5 seine Endstellung gefunden hat,-hört die ölströmung auf, und der eingangs geschilderte Zustand ist wiederhergestellt. Die im Oberteil des ölausdehnungsgefäßes sich ansammelnden Gase können durch den Entlüfter.24 ins Freie entweichen, was relativ langsam vor sich. geht. Der Entlüfter ist zweckmäßig so ausgebildet,:;daß kein Öl mitgerissen ■-wird, was durch Anwendung von Prallplatten u. dgl. leicht erreichbar ist: Zweckmäßig ist. das Ausdehnungsgefäß mit einem ölstandanzeiger .1 ausgerüstet, .i.;;,;., ..-If the switch is to be switched on, the control valve 12 is brought into its upper position. The pressure oil supply to the drive piston 13 of the main valve 14 is shut off. The cylinder of the control valve filled with pressurized oil is vented in the low-pressure chamber, the valve 14 goes to the right and with its piston 16 blocks the pressurized oil supply to the switching chamber. Through the bore in the piston 13 there is a pressure equalization between the high pressure still present in the switch room and the low pressure side. This means that the closing force for the valve 5, 6 is also eliminated, and the movable contact is moved downwards by the force of its closing spring and rests against the fixed counter-contact.
. The deactivation is reversed. By reversing the control valve 12, the main valve 14 opens, as. already described, this creates a strong oil flow in the insulating tube, which causes a pressure drop in the nozzle of the movable contact and gives this contact an upward movement. The ^by: flowing the nozzle of the moving contact oil and formed in the arc-extinguishing gases pass through the borings "conclusions of the contact 6 and the valve seat 5 in the oil expansion vessel 2 when the movable contact against the valve seat 5 its final position has been found - the oil flow ceases and the condition described at the beginning is restored. The gases that collect in the upper part of the oil conservator can escape into the open through the ventilator.24, which proceeds relatively slowly. The ventilator is expediently designed so that:; that no oil is entrained, which can easily be achieved by using baffle plates and the like: the expansion vessel is expediently equipped with an oil level indicator .1, .i. ;;,;., ..-

Die Schaltgeschwindigkeit wird durch den mit dem beweglichen Kontakt fest verbundenen Dämpfungskolben 3 geregelt. Dieser bewegt sich mit der Kontaktbewegung in einem mit dem Einsatzstück verbundenen Zylinder 4, der eine weitere Führung für den beweglichen Kontakt darstellt. Diese Dämpfungsanordnung kann, was nicht näher dargestellt ist, auch einstellbar ausgebildet sein, so daß man mit ihr die günstigste Löschstellung einstellen kann.The switching speed is regulated by the damping piston 3 firmly connected to the movable contact. This moves with the contact movement in a cylinder 4 connected to the insert, which is a further guide for the movable Represents contact. This damping arrangement can, which is not shown in more detail, also be adjustable be designed so that you can set the most favorable extinguishing position with it.

An den Druckrfium ist schließlich unten ein druckabhängiger Hilfsschalter 15 angeschlossen, welcher im drucklosen Zustand die Stellung »Ein«, im druckerfüllten Zustand die Stellung »Aus« signalisiert und damit eine..eindeutige Stellungsmeldung abgibt.Finally, at the bottom of the pressure rfium is a pressure-dependent one Auxiliary switch 15 connected, which in the unpressurized state the position "On", in the pressure-filled state State signals the "Off" position and thus emits a ... clear position message.

Von besonderem Vorteil ist bei dieser Anordnung, daß der Energiespeicher und das ihm zugeordnete ölauslaßventil mit seinem Steuerventil auf Erdpotential liegen und nur das zugleich vom beweglichen Schaltkontakt gebildete Abschluß ventil an der Hochspannung liegt.It is of particular advantage in this arrangement that the energy store and the oil outlet valve assigned to it with its control valve are at ground potential and only the closing valve formed at the same time by the movable switching contact on the high voltage lies.

Bei jeder Schaltung wird eine gewisse Menge Drucköl vom Energiespeicher in den Niederdruckteil des Schalters transportiert, so daß dort der Ölspiegel um ein bestimmtes Maß steigt. Dieses entspannte öl wird dann in der bereits angegebenen Weise in den Energiespeicher zurückgedrückt.With every shift, a certain amount of pressure oil is transferred from the energy storage device to the low-pressure part of the switch transported so that the oil level rises there by a certain amount. This relaxed oil is then pushed back into the energy store in the manner already indicated.

Claims

Patent claims:

1. Electrical - oil flow switch with pneumatic-hydraulic or spring-hydraulic Energy storage for generating both the actuation of the arranged in an oil chamber Switching contacts as well as oil flow used to extinguish the arc according to patent 1 037 551,

■ characterized in that the switching path containing switching chamber is designed in the manner of a column switch, the head of which as an oil expansion space serves.

2. Switch according to claim 1, characterized in that that the fixed and the movable contact are arranged within a rigid insulating tube are and that the latter is also designed as a valve for the oil passage into the expansion space is.

3. Switch according to claim 1 and 2, characterized in that the energy store and him associated oil outlet valve are at ground potential, while that with the movable contact connected closing valve to the high voltage. ■ ·

4. Switch according to claim 1 to 3, characterized in that the final valve is arranged is that when the switch is in the "off" position, it blocks the oil passage into the expansion tank and holds the movable contact in this position by applying the pressure oil.

5. Switch according to claim 1 to 4, characterized in that that the switch-on is effected by spring force with simultaneous pressure relief will. '-'- ■ -

6. Switch according to claim 1 to 5, characterized in that the movable contact is equipped with a speed controller for bounce-free interception of the moving masses in the end positions. --- ·· - > -

7. Switch according to claim 6, characterized in that • as a speed controller ^; -with ■ the moving contact firmly connected damping piston, 'which is in - a - on the upper'

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End of the insulating tube 'arranged in this Cylinder moves and, if necessary, can be adjusted to achieve a most favorable extinguishing position.

8. Switch according to claim 1, characterized in that the insulating tube containing the contacts consists of non-ceramic, pressure-resistant material and that this tube in a ceramic Post insulator is housed, which is pressure-relieved and only for making the external electrical Strength serves.

9. Switch according to claim 1 and 8, characterized in that the post insulator is the oil conservator and that the space between the post insulator and the pressure-resistant interior ' insulating tube serves as an oil collecting container for the low-pressure oil, from which it is fed into the energy store is pushed back.

10. Switch according to claim 1 to 7, characterized in that the movable contact is a Is a hollow piston whose lower, contact-making end is designed as a Laval nozzle and whose upper, closed end on the back forms a valve seat, which together with a in the upper end of the insulating tube arranged counter seat the high pressure chamber against the low pressure chamber seals, and that further the hollow piston is provided near its closed end with a number of radial bores.

11. Switch according to claim 1 to 10, characterized in that the switching elements and the Parts exposed to the pressure oil are mechanically separated from the ceramic outer insulation.

12. Switch according to claim 1 to 11, characterized in that the power supplies to the Contacts between these and the ceramic post insulator are designed as flexible current strips are.

13. Switch according to claim 1, characterized in that the oil expansion space has a vent has for the discharge of the switching gases.

1 sheet of drawings