Ölarmer Leistungsschalter Einen der wichtigsten und in der Praxis
häufig verwendeten Hochspannungs-Leistungsschalter stellt der Ölströmungsschalter
dar. Dieser Schalter arbeitet in der Hauptsache derart, daß die beim Ausschalten
eines elektrischen Stromes durch den Lichtbogen gebildete Gaswolke frisches
Öl durch entsprechend angeordnete Labyrinthkammern quer zum Lichtbogen treibt,
um den Lichtbogen zu löschen. Für höhere Leistungen werden außerdem sogenannte Differentialkolben
in den Löschkammern angeordnet, um eine noch bessere ölströmung zu erzielen.Low-oil circuit breaker One of the most important and frequently used high-voltage circuit breakers is the oil flow switch. This switch works mainly in such a way that the gas cloud formed by the arc when an electric current is switched off drives fresh oil through appropriately arranged labyrinth chambers across the arc, to extinguish the arc. For higher outputs, so-called differential pistons are also arranged in the extinguishing chambers in order to achieve an even better oil flow.
Wenn nun diese Ölströmungsschalter bisher den Anforderungen, die man
an sie im allgemeinen stellte, gewachsen waren, so ist doch an diesem Prinzip eine
unangenehme Eigenschaft festzustellen. Es handelt sich um die verhältnismäßig große
Lichtbogendauer, welche dadurch bedingt ist, daß die zur Löschung des Lichtbogens
erforderliche Gaswolke erst durch den Lichtbogen selbst erzeugt werden muß.If this oil flow switch so far meets the requirements that one
when compared to them in general, there is one thing in this principle
unpleasant property to determine. It is the relatively large one
Arc duration, which is due to the fact that the arc extinguishing
required gas cloud must first be generated by the arc itself.
Eine weitere Schwierigkeit bei Strömungsschaltern besteht darin, daß
sie sich sehr schlecht für die Kurzunterbrechung eignen, da es sehr schwer ist,
die von der ersten Ausschaltung entstandenen Gase aus der Löschstrecke rechtzeitig
zu entfernen. Für die zweite Ausschaltung bei einem dauerhaften Kurzschluß ist daher
zur Löschung des Lichtbogens nicht genügend frisches öl in der Löschstrecke
vorhanden.A further difficulty with flow switches is that they are very poorly suited for short interruptions, since it is very difficult to remove the gases that have arisen from the first switch-off from the extinguishing path in good time. For the second disconnection in the event of a permanent short circuit, there is therefore not enough fresh oil in the extinguishing path to extinguish the arc.
Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß die Bildung einer
größeren Gasblase in der Löschflüssigkeit und die zu ihrer Erzeugung notwendige,
unerwünschte längere Li er vermieden werden kann, wenn die Löschflüssigkeit unter
starken Druck, z. B. 100 atü, gesetzt wird. Es sind zwar schon Flüssigkeitsschalter
bekannt, die mit unter Druck gesetzter Flüssigkeit arbeiten, doch kann sich bei
diesen trotzdem noch eine größere Gasblase, die die Heranführung von frischem Löschmittel
an die Schaltstrecke verzögert, bilden, da der hohe Lichtbogendruck die Löschflüssigkeit
noch ineinen flüssigkeitsfreien Raum der Löschkammer pressen kann. Die Erfindung
vermeidet diesen Nachteil, ohne auf den Vorzug einer Löschflüssigkeitsströmung zu
verzichten, bei einem ölarinen Leistungsschalter mit unter hohem Fremddruck stehender
Löschkammer aber dadurch, daß erfindungsgemäß die Löschkammer vollständig mit Löschflüssigkeit
gefüllt ist und einen innerhalb eines Zylinders geführten und mit einem Pumpkolben
versehenen hohlen Schaltstift aufweist, bei dessen Ein- und Ausschaltbewegung eine
zwangläufige und gleichmäßige Löschmittelströmung unabhängig von der Stromstärke
um die Schaltstiftspitze herum erzielt wird. Durch die Unterdrückung der schädlichen
Gaswolkenbildung und der intensiven ölbespülung der Kontaktspitze werden erstens
kürzeste Lichtbogenzeiten erreicht, zweitens kann der Kontaktstifthub sehr klein
gehalten werden, drittens ist eine Kurzunterbrechung mit darauf folgender Ausschaltung
mühelos zu bewältigen, viertens ist die Löschkammer denkbar einfach aufgebaut und
fünftens ist der Schalter wesentlich geräuschärmer als die bekannten Schaltertypen,
weil keine direkte Expansion ins Freie erfolgt.The invention is based on the knowledge that the formation of a larger gas bubble in the extinguishing liquid and the unwanted longer Li necessary for its generation can be avoided if the extinguishing liquid is under high pressure, for. B. 100 atü, is set. Although liquid switches are already known that work with pressurized liquid, a larger gas bubble can still form with these, which delays the introduction of fresh extinguishing agent to the switching path, since the high arc pressure still moves the extinguishing liquid into a liquid-free space Can press extinguishing chamber. The invention avoids this disadvantage, without foregoing the advantage of an extinguishing liquid flow, in an oil-based circuit breaker with an extinguishing chamber under high external pressure, however, in that, according to the invention, the extinguishing chamber is completely filled with extinguishing liquid and a hollow switching pin guided within a cylinder and provided with a pump piston has, during the switching on and off movement, an inevitable and uniform flow of extinguishing agent is achieved regardless of the current strength around the switch pin tip. By suppressing the harmful gas cloud formation and the intensive oil flushing of the contact tip, firstly, the shortest arc times are achieved, secondly, the contact pin stroke can be kept very small, thirdly, a short interruption with subsequent switch-off can be managed effortlessly, fourthly, the arcing chamber is very simple and fifthly Switches are much quieter than the known switch types because there is no direct expansion into the open air.
In Fig. 1 ist der Ölströmungsschalter gemäß der Erfindung dargestellt.
Er besteht in der Hauptsache aus der Löschkammer 1, der unteren Kontaktanordnung2,
dem hohlen Kontaktstift mit Pumpkolben3 und mit Durchtrittsöffnungen oberhalb dieses
Kolbens, dem Führungsrohr 4, dem Sammelraum für eventuelle Löschgase 5 mit
Schauglas 6 und Füll-und Entlüftungsschraube 7, der Kolbenstange
8, der Hochdruckdichtung9, der Kolbenstangenführung10, dem Isolierschalthebel
11, der Verbindungslasche 12, dem Druckluftantrieb 13 für die Einschaltung
und der -pneumatisch betätigten bzw. federbelasteten Klinke 14.In Fig. 1 , the oil flow switch according to the invention is shown. It consists mainly of the extinguishing chamber 1, the lower contact arrangement 2, the hollow contact pin with pump piston 3 and with passage openings above this piston, the guide tube 4, the collecting space for any extinguishing gases 5 with sight glass 6 and filling and venting screw 7, the piston rod 8, the high-pressure seal 9, the piston rod guide 10, the isolating lever 11, the connecting strap 12, the compressed air drive 13 for switching on and the pneumatically operated or spring-loaded pawl 14.
Für die dauernde Unterdrucksetzung der LöschflÜssigkeit ist der hydraulische
Kraftspeicher 15 und für überwachung des Druckes der Druckschalter
16
vorgesehen. Gemäß Fig. 2 ist für das kurzzeitige Unterdrucksetzen
(d. h. während des Ein- und Ausschaltvorganges) der Löschflüssigkeit der
mittels Druckluftkolben 17 pneumatisch beaufschlagte Hochdruckkolben
18 vorgesehen.For continuous pressurization of the extinguishing liquid of the hydraulic force storage means 15 is provided for monitoring the pressure and the pressure switch sixteenth According to FIG. 2, the high-pressure piston 18 , pneumatically actuated by means of compressed air pistons 17, is provided for briefly pressurizing the extinguishing fluid (i.e. during the switching-on and switching-off process).
In der Darstellung befindet sich der ölströmungsschalter in ausgeschalteter
Stellung. Wird der »Ein«-Druckluftantrieb 13 beaufschlagt, dann wird über
die Verbindungslasche 12, den Schalthebel 11 und die
Kolbenstange
8 der Kontaktstift 3 nach unten gedrückt, d. h., der Schalter
wird eingeschaltet. Während des Einschaltvorganges wird entsprechend der zwangläufigen
ölverdrängung durch den hohlen Kontaktstift Löschflüssigkeit# in den über dem Pumpkolben
befindlichen, Raum gedrückt, wobei eine wirksame Bespülung der Kontaktstiftspitze
erfolgt. In der Einschaltstellung wird der bewegliche Kontaktmechanisraus durch
die Klinke, 14, festgehalten gegen die Kraft des durch die (unter 'hoÜem
Druck befindlichen) Löschflüssigkeit beaufschlagten Querschnittes der Kolbenstange
8. In the illustration, the oil flow switch is in the off position. If the "on" compressed air drive 13 is applied, then the contact pin 3 is pressed down via the connecting strap 12, the switching lever 11 and the piston rod 8 , ie. i.e., the switch is turned on. During the switch-on process, in accordance with the inevitable displacement of oil through the hollow contact pin, extinguishing liquid # is pressed into the space above the pump piston, with the contact pin tip being effectively flushed. In the switched-on position, the movable contact mechanism is held in place by the pawl 14, against the force of the cross-section of the piston rod 8 acted upon by the extinguishing fluid (which is under high pressure).
Das Ausschalten des Schalters geschieht gemäß Fig. 1 lediglich
durch Zurückziehen der Klinke 14 auf pneumatischem Wege. Der bewegliche Kontaktmechanismus
wird dadurch freigegeben und durch die mittels der hochgespannten Löschflüssigkeit
beaufschlagten Kolbenstange 8 in die AusschaltsteRung gebracht. Bei dieser
Aufwärtsbewegung des Kontaktstiftes mit Pumpkolben 3 wird die beim Einschalten
angesaugte Löschflüssigkeit wieder aus dein oberen Kolbenraum durch den hohlen Kontaktstift
herausgedrückt, so daß auch beim Ausschalten des Schalters eine intensive Bespülung
der Kontaktstiftspitze stattfindet.The switch is switched off according to FIG. 1 only by pulling back the pawl 14 pneumatically. The movable contact mechanism is thereby released and brought into the switch-off position by the piston rod 8 acted on by the highly tensioned extinguishing fluid. During this upward movement of the contact pin with the pump piston 3 , the extinguishing liquid sucked in when switching on is pressed out of the upper piston chamber through the hollow contact pin, so that the contact pin tip is also intensively flushed when the switch is turned off.
Eine Abwandlung des Ölströmungsschalters nach Fig. 1 geht aus
Fig. 2 hervor. Hier wird -die Unterdrucksetzung der Löschflüssigkeit nur kurzzeitig
vorgenommen, und zwar nur während der Ein- bzw. Ausschaltvorgänge. Erreicht wird
das Unterdrucksetzen der Löschflüssigkeit durch den mittels des Druckluftkolbens
17 beaufschlagten Hochdruckkolben 18. A modification of the oil flow switch according to FIG. 1 is shown in FIG. Here, the pressurization of the extinguishing liquid is only carried out briefly, and only during the switch-on and switch-off processes. The pressurization of the extinguishing liquid is achieved by the high pressure piston 18 acted upon by means of the compressed air piston 17.
Die beiden Schaltvorgängen eventuell entstehenden Schaltgase werden
in einem oberhalb der Schaltkammer vorgesehenen Raum 5 gesammelt. Zur Kontrolle
der Gasmenge ist ein Schauglas 6 vorgesehen. Unterschreitet der Löschflüssigkeitsspiegel
dieses Schauglas, dann Ist das Gas mittels der Entlüftungsschraube 7 ins
Freie abzuführen.The switching gases that may arise during the two switching operations are collected in a space 5 provided above the switching chamber. A sight glass 6 is provided to control the amount of gas. If the extinguishing liquid level falls below this sight glass, then the gas must be discharged into the open by means of the vent screw 7.
Die erforderliche Druckluft zum Einschalten des Schalters bzw. zum
U nterdrucksetzen der Löschflüssigkeit (Fig. 2) kann einer Druckgasflasche
entnommen werden, deren Inhalt bei dem geringen Verbrauch pro Schaltung für einige
Tausend Schaltungen ausreicht. Für Stationen, in denen jegliche Druckluft fehlt,
kann der ölströmungsschalter gemäß Fig. 1
auch mit einem Federkraftspeicher
für das Einschalten und für die Betätigung der Klinke 14 ausgerüstet werden.The compressed air necessary for turning the switch or to the U nterdrucksetzen (Fig. 2) of the extinguishing liquid of a pressurized gas cylinder can be removed, the content of which is sufficient in the low consumption per circuit for several thousand circuits. For stations in which there is no compressed air, the oil flow switch according to FIG. 1 can also be equipped with a spring force storage device for switching on and for actuating the pawl 14.