DE1148300B

DE1148300B - Circuit breaker

Info

Publication number: DE1148300B
Application number: DEW26938A
Authority: DE
Inventors: Winthrop M Leeds; Harry J Lingal
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1959-01-13
Filing date: 1959-12-23
Publication date: 1963-05-09
Also published as: US3071669A; FR1248194A

Description

Es ist bei Niederspannungsschaltern, bei denen keine großen Stromkräfte auftreten können, und auch bei Hochspannungs-Trennschaltern, die bekanntlich leistungslos und damit ebenfalls ohne Stromkräfte schalten, bekannt, ein schwenkbares bewegliches Schaltstück zu verwenden, das mit zwei feststehenden Schaltstücken zusammenwirkt, die auf gegenüberliegenden Seiten des schwenkbaren Messers Kontakt geben. Die Anordnung der Kontaktstellen ergibt sich bei diesen Schaltern aus der Art der Leitungsführung bzw. aus dem Bestreben, mit einer verhältnismäßig kleinen Bewegung eine möglichst große Trennstrecke zu erhalten.It is with low voltage switches, where no large current forces can occur, and also in the case of high-voltage disconnectors, which are known to be powerless and therefore also without current forces switch, known to use a pivotable moving contact piece with two fixed Contact pieces interacts, which contact on opposite sides of the pivotable knife give. With these switches, the arrangement of the contact points results from the type of cable routing or from the endeavor to achieve the greatest possible separation distance with a relatively small movement to obtain.

Im Gegensatz zu den vorgenannten Schaltern betrifft die Erfindung einen Leistungsschalter insbesondere für Mittelspannungen. Zur Löschung des Lichtbogens besitzt der Schalter in bekannter Weise eine rohrförmige, an einem Ende offene Schaltkammer, bei der die Stromzuführung durch zwei im wesentlichen parallel nebeneinander fest angeordnete Leiterstücke, beispielsweise durch zwei Durchführungen, erfolgt. Erfindungsgemäß enthält die Schaltkammer ein flüssiges Löschmittel, vorzugs-■ weise verflüssigtes Schwefelhexafluorid (SF₈) und/oder ~ Selenhexafluorid (SeF₀), sowie ein parallel zu ihrer Längsrichtung verlaufendes, etwa in der Mitte schwenkbar gelagertes Schaltmesser, das mit seinen Enden mit zwei an den Enden des Rohres angeordneten feststehenden Schaltstücken zusammenwirkt, die von den parallelen Leiterstücken auf gegenüberliegenden Seiten des Schaltmessers gehalten werden. Der Leistungsschalter nach der Erfindung bietet in verschiedener Hinsicht Vorteile. Vor allem erreicht der Schalter bei einfachem Aufbau beträchtliche Schaltleistungen. Dies ergibt sich daraus, daß beim Ausschalten zwei in Reihe liegende Lichtbogen gezogen werden. Der Lichtbogen am geschlossenen Ende der Schaltkammer erzeugt in bekannter Weise einen Druck, durch den das Löschmittel aus der Schaltkammer gepreßt wird. Das aus dem offenen Ende des Rohres ausströmende Löschmittel unterbricht den dort brennenden zweiten Lichtbogen.In contrast to the aforementioned switches, the invention relates to a circuit breaker, in particular for medium voltages. To extinguish the arc, the switch has, in a known manner, a tubular switching chamber open at one end, in which the power is supplied through two conductor pieces, for example through two feedthroughs, which are essentially parallel to one another. According to the invention the switching chamber contains a liquid extinguishing agent preferential ■ as liquefied sulfur hexafluoride (SF ₈₎ and / or ~ selenium hexafluoride (SEF _0), as well as a to its longitudinal direction extending parallel, pivotably mounted approximately in the center switch blade, which at its ends with two at the ends of the tube arranged fixed switching pieces cooperates, which are held by the parallel conductor pieces on opposite sides of the switch blade. The circuit breaker according to the invention offers advantages in various respects. Above all, the switch achieves considerable switching capacities with a simple structure. This results from the fact that two arcs in series are drawn when switching off. The arc at the closed end of the switching chamber generates a pressure in a known manner, by means of which the extinguishing agent is forced out of the switching chamber. The extinguishing agent flowing out of the open end of the pipe interrupts the second arc burning there.

Zum einfachen Aufbau des Schalters trägt ferner bei, daß sich bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Schaltstücke die von den nebeneinanderliegenden, fest angeordneten Leiterstücken für die Stromzuführung herrührenden Stromkräfte in ihrer Wirkungsweise auf das Schaltmesser gegenseitig aufheben. Der Schalter kann daher mit geringen Antriebskräften bewegt werden. Deshalb kann er verhältnismäßig leicht ausgebildet werden. Schalter nach der Erfindung sind daher besonders als verfahrbare Schalter LeistungsschalterThe simple construction of the switch also contributes to the training according to the invention of the contact pieces that of the juxtaposed, fixed conductor pieces for the power supply The resulting current forces cancel each other out in their mode of action on the switch blade. Of the Switch can therefore be moved with low driving forces. Therefore he can be proportionate easily trained. Switches according to the invention are therefore particularly useful as movable switches Circuit breaker

Anmelder:Applicant:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Representative: Dr.-Ing. P. Ohrt, patent attorney,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Januar 1959 (Nr. 786 587)Claimed priority:
V. St. v. America January 13, 1959 (No. 786 587)

Winthrop M. Leeds und Harry J. Lingal,Winthrop M. Leeds and Harry J. Lingal,

Pittsburgh, Pa. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt wordenPittsburgh, Pa. (V. St. Α.),
have been named as inventors

für Mittelspannungen, z. B. für metallgekapselte Schalteinheiten, gut geeignet.for medium voltages, e.g. B. for metal-enclosed switching units, well suited.

Da beim Schalter nach der Erfindung, wie erwähnt,, auch Durchführungen als parallele Stromzuführungsleitungen verwendet werden können, ohne daß Stromkräfte die Schaltstückbewegung beeinträchtigen, ist es möglich, die Schaltkammer in einem geerdeten Metallgehäuse anzuordnen. Dadurch ergibt sich leicht eine große mechanische Festigkeit. Ein solcher Schalter ist dann für die Verwendung verflüssigter Gase als Löschmittel besonders geeignet, bei der größere Drücke auftreten könnten. Die Durchführungen können dabei als Träger der feststehenden Schaltstücke und der Schaltkammer dienen. Außerdem bietet die Verwendung eines geerdeten Gehäuses die größtmögliche Sicherheit für das Bedienungspesonal. Since the switch according to the invention, as mentioned, also bushings as parallel power supply lines can be used without current forces affecting the contact movement is it is possible to arrange the switching chamber in a grounded metal housing. This easily results great mechanical strength. Such a switch is then liquefied for use Gases are particularly suitable as extinguishing agents where higher pressures could occur. The implementation can serve as a carrier for the fixed contact pieces and the switching chamber. aside from that the use of an earthed housing offers the greatest possible safety for the operating personnel.

An anderer Stelle sind Schalter angegeben, bei denen verflüssigte Gase, wie z. B. Schwefelhexafluorid (SF₆) und/oder Selenhexafluorid (SeF₆), als Löschmittel verwendet werden. Dabei ist ferner vorgeschlagen, in dem verflüssigten Gas zwei in Reihe liegende Lichtbogen zu ziehen, von denen der eine zur Druckerzeugung dient. Die beiden Lichtbogen entstehen bei diesen Schaltern durch eine geradlinige Schaltstückbewegung von in axialer Richtung hintereinanderliegenden Schaltstücken und nicht durch eine Schwenkbewegung.Elsewhere, switches are indicated where liquefied gases, such as. B. sulfur hexafluoride (SF ₆ ) and / or selenium hexafluoride (SeF ₆ ) can be used as extinguishing agents. It is also proposed to draw two arcs in series in the liquefied gas, one of which is used to generate pressure. With these switches, the two arcs are created by a straight contact piece movement of the contact pieces lying one behind the other in the axial direction and not by a pivoting movement.

Der Schalter nach der Erfindung kann auch mehrpolig ausgebildet werden, so daß er für ein Mehr-The switch according to the invention can also be designed with multiple poles, so that it is suitable for a multiple

309 579/246309 579/246

phasennetz verwendbar ist. Die einzelnen Pole werden von aufrecht stehenden Druckkammern gebildet, die alle gleichzeitig betätigt werden. Die geerdeten Druckkammern besitzen eine gemeinsame querlaufende Antriebsstange.phase network is usable. The individual poles will be formed by upright pressure chambers, which are all actuated at the same time. The earthed pressure chambers have a common transverse drive rod.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen, in denenFor a more detailed explanation of the invention, the following description is used in connection with the Drawings in which

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht einen einpoligenFig. 1 is a perspective view of a single pole

Wie Fig. 2 zeigt, ist das untere Ende des Rohres 26 durch eine Kappe 30 verschlossen, die einen Teil der Schaltstückanordnung 25 bildet. Das obere Ende 31 des Rohres 26 ist offen gelassen, so daß der am 5 unteren Ende des Rohres 26 erzeugte Druck einen Löschmittelstrom nach oben an das feststehende Schaltstück 24 und aus dem oberen Rand 31 des Rohres 26 treiben kann.As Fig. 2 shows, the lower end of the tube 26 is closed by a cap 30 which is part of the Switching piece arrangement 25 forms. The upper end 31 of the tube 26 is left open so that the am 5 lower end of the tube 26 pressure generated a flow of extinguishing agent upwards to the stationary Switching piece 24 and from the upper edge 31 of the tube 26 can drive.

Um eine Schwenkbewegung des Schaltmessers 23To swivel the switch blade 23

für metallgekapselte Hochspannungsschaltanlagen verwendet werden. Die Schalteinrichtung ist in der Einschaltstellung dargestellt;be used for metal-enclosed high-voltage switchgear. The switching device is in the switch-on position shown;

Leistungsschalter nach der Erfindung darstellt. Der io zu ermöglichen, sind in dem Rohr 26 auf gegenüber-Schalter ist fahrbar ausgebildet. Er kann deshalb gut liegenden Seiten Öffnungen 32 vorgesehen, die einenRepresents circuit breaker according to the invention. To enable the io are in the tube 26 on opposite switches is designed to be mobile. He can therefore well-lying sides openings 32 provided that a

diametral verlaufenden Lagerzapfen 33 aufnehmen können. Die Enden des Lagerzapfens 33 sind also in der Wand des Rohres 26 in den Öffnungen 32 ge-can accommodate diametrically extending trunnions 33. The ends of the journal 33 are so in the wall of the tube 26 in the openings 32

Fig. IA zeigt eine schematische Draufsicht auf 15 lagert,
einen dreipoligen Leistungsschalter zum Schalten Im Inneren der oberen Durchführung 3 ist einFig. IA shows a schematic plan view of 15 bearings,
a three-pole circuit breaker for switching. Inside the upper bushing 3 is on

eines dreiphasigen Stromkreises; Bolzen 34 vorgesehen, der mit einer oder mehrerena three-phase circuit; Bolt 34 is provided with one or more

Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt durch die Schaltein- Muttern 35 zum Anschluß einer Leitung versehen richtung des in Fig. 1 dargestellten Schalters in ist. Der Bolzen 34 wird von einem Isolierstoffmantel vergrößertem Maßstab. Die Schaltstücke befinden 20 36 umgeben, der durch einen Ring 37 gehalten wird, sich in einer Zwischenstellung bei der Ausschalt- Der Ring 37 ist durch einen Flansch 38 festgeklemmt, bewegung; Der Flansch 38 ist mit Bolzen 40 an den Befesti-Fig. 2 is a vertical section through the switching nuts 35 for connecting a line direction of the switch shown in Fig. 1 is in. The bolt 34 is covered by an insulating material enlarged scale. The contact pieces are surrounded by 20 36, which is held by a ring 37, the ring 37 is clamped by a flange 38, Move; The flange 38 is fastened to the fastening with bolts 40

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Schaltstückanord- gungsflansch 8 angeschraubt. Das innere Ende des nung, die an Stelle der in Fig. 2 dargestellten Schalt- Bolzens 34 ist in den Tragteil 41 des feststehenden Stückanordnung verwendet werden kann. Die Schalt- 25 Schaltstückes 24 eingeschraubt. Das feststehende stücke sind in der Einschaltstellung dargestellt; Schaltstück besteht aus einem im wesentlichen kasten-3 shows a modified contact piece arrangement flange 8 screwed on. The inner end of the voltage, which is in place of the switching bolt 34 shown in Fig. 2 in the support part 41 of the stationary Piece arrangement can be used. The switching 25 switching piece 24 screwed in. The fixed pieces are shown in the on position; Switching piece consists of a mainly box

Fig. 4 und 5 zeigen schematisch den Ausgleich der förmigen Kontaktgehäuse 42, das Federn 43 aufmagnetischen Kräfte bei der Schaltstückanordnung nimmt. Die Federn drücken Hauptkontaktfinger nach der Erfindung; 44 und Lichtbogenkontaktfinger 45 gegeneinander.4 and 5 show schematically the compensation of the shaped contact housings 42, the springs 43 on magnetic Forces in the contact assembly takes. The springs press the main contact fingers according to the invention; 44 and arcing contact finger 45 against each other.

Fig. 6 ist eine Ansicht einzelner Teile des Schalters, 30 Außerdem ist das Kontaktgehäuse 42 auf gegenüberdie auseinandergezogen dargestellt sind. liegenden Seiten mit nicht dargestellten, seitwärts ver-Fig. 6 is a view of individual parts of the switch 30, and the contact housing 42 is on opposite side are shown exploded. lying sides with not shown, sideways

Der einpolige Leistungsschalter 1 besitzt ein ge- laufenden Befestigungsstücken versehen, die Bohrunerdetes Gehäuse, das aus einer aufrecht stehenden gen besitzen und Bolzen aufnehmen können, mit Schaltkammer 2 besteht, an der zwei horizontal ver- denen das Gehäuse 42 am oberen Ende des Rohres laufende Durchführungen 3, 4 angeordnet sind. Der 35 26 befestigt ist.The single-pole circuit breaker 1 is provided with a continuous fastening piece, the drill-grounded Housing that have an upright gene and can accommodate bolts with Switching chamber 2 consists of two horizontally connected housing 42 at the upper end of the tube running bushings 3, 4 are arranged. The 35 26 is attached.

Tragrahmen 5 ist fahrbar ausgebildet. Er ist mit In ähnlicher Weise besteht die untere Durchfüh-Support frame 5 is designed to be mobile. In a similar way, the lower feed-through

Rädern 6 versehen, so daß er in eine metallgekapselte rung 4 aus einem Bolzen 46, der längs durch einen Schaltanlage eingefahren werden kann. Isolierstoffmantel 47 verläuft. Der Mantel 47 ist mitWheels 6 are provided so that it is in a metal encapsulated tion 4 from a bolt 46 which is longitudinally through a Switchgear can be retracted. Insulating jacket 47 runs. The coat 47 is with

Wie Fig. 2 zeigt, besteht die Schaltkammer 2 aus einem Ring 48 und einem Flansch 50 an den unteren einem Gehäuse 7, das aus einem mechanisch festen 40 Befestigungsflansch 10 angeklemmt. Das innere Ende Metall, insbesondere aus Stahl, besteht. Das Ge- des Bolzens 46 ist in eine Grundplatte 51 eingehäuse 7 ist rohrförmig ausgebildet. Es ist aufrecht schraubt. Diese ist über ein Gewinde 52 mit einem stehend angeordnet und mit zwei sich seitwärts er- kappenförmigen Kontaktträger 53 verbunden. Der streckenden zylindrischen Befestigungsflanschen 8,10 Kontaktträger besitzt zwei Befestigungsöffhungen 54, versehen. Die Befestigungsflansche sind angeschweißt, 45 die Schrauben 54 a zur Befestigung des feststehenden wie bei 11 dargestellt ist. Sie dienen zur Anbringung Schaltstückes aufnehmen. Das feststehende Schaltder Durchführungen 3, 4. stück 25 kann aus einer Öffnung 55 am unteren EndeAs Fig. 2 shows, the switching chamber 2 consists of a ring 48 and a flange 50 on the lower a housing 7, which is clamped on from a mechanically fixed 40 fastening flange 10. The inner end Metal, in particular steel, consists. The bolt 46 is housed in a base plate 51 7 is tubular. It's screwed upright. This is via a thread 52 with a arranged upright and connected to two laterally cap-shaped contact carriers 53. Of the stretching cylindrical mounting flanges 8,10 contact carrier has two mounting openings 54, Mistake. The mounting flanges are welded, 45 the screws 54 a for mounting the fixed as shown at 11. They are used to attach the contact piece. The fixed switch Bushings 3, 4th piece 25 can come from an opening 55 at the lower end

Auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 7 des Rohres 26 entfernt werden. Es besteht aus einem ist ein dritter Flansch 12 vorgesehen, der, wie bei 13 kastenförmigen Gehäuse 56, in dem Hauptkontakdargestellt ist, ebenfalls angeschweißt sein kann. Der 50 finger 57 und Lichtbogenkontaktfinger 58 unterge-Flansch 12 trägt eine drehbare Welle 14, die aus dem bracht sind. Die Hauptkontaktfinger 57 und die Gehäuse nach außen geführt ist, wie Fig. 1 zeigt. An Lichtbogenkontaktfinger 58 werden durch Druckihr ist außerhalb des Gehäuses der Hebel 15 ange- federn 60 gegeneinandergedrückt, die in gleicher bracht. Im Inneren des Gehäuses ist an der Welle 14 Weise wirken wie die Federn 43 des oberen festmit einem Bolzen 16 ein Hebelarm 17 befestigt, der 55 stehenden Schaltstückes 24.On the opposite side of the housing 7 of the tube 26 can be removed. It consists of one a third flange 12 is provided which, as at 13, box-shaped housing 56, is shown in the main contact is, can also be welded. The 50 finger 57 and arcing contact finger 58 lower flange 12 carries a rotatable shaft 14 which are brought out of the. The main contact fingers 57 and the Housing is led to the outside, as Fig. 1 shows. Arcing contact fingers 58 are pressed against them outside of the housing, the lever 15 is pressed against one another by springs 60, which in the same brings. Inside the housing is on the shaft 14 like the springs 43 of the upper part A lever arm 17 is attached to a bolt 16, the 55 standing contact piece 24.

beispielsweise aus Stahl besteht. Mit diesem Hebel- Das Innere des Stahlrohres 7 ist mit einem Isolierann ist bei 18 eine aus Isolierstoff bestehende An- stoffmantel 61 ausgekleidet, in dem Öffnungen 62, triebsstange 20 verbunden. Die Stange 20 ist mit 62 a für die Unterbringung der Schaltstückträger 51 einem gabelförmigen Endstück 21 versehen, das bei bzw. 41 vorgesehen sind. Mit Hilfe von Dichtungen 22 an einem schwenkbaren Schaltmesser 23 befestigt 60 63 in den Befestigungsflanschen 8,10 wird ein gasist. Das Schaltmesser 23 verbindet zwei feststehende dichter Abschluß erreicht. Eine untere Verschluß-Schaltstücke 24, 25, die an gegenüberliegenden Seiten platte 64 ist z. B. durch Schweißen mit dem unteren eines aus Isolierstoff bestehenden Rohres 26 befestigt Ende des Rohres 7 verbunden. Am oberen Ende ist sind. Das Rohr 26 verläuft im Inneren längs des eine Platte 65 mit Bolzen 66 befestigt, die in einem umgebenden Stahlgehäuses 7. Es wird im wesent- 65 bei 68 angeschweißten Flanschring 67 eingeschraubt liehen durch die Befestigung der feststehenden sind.for example made of steel. With this lever, the inside of the steel pipe 7 is covered with an Isolierann a material jacket 61 made of insulating material is lined at 18, in which openings 62, rod 20 connected. The rod 20 is at 62 a for accommodating the contact piece carrier 51 a fork-shaped end piece 21 provided at and 41, respectively. With the help of seals 22 attached to a pivotable switch blade 23 60 63 in the mounting flanges 8,10 is a gasist. The switch blade 23 connects two fixed tight seal achieved. A lower locking contact piece 24, 25, the plate on opposite sides 64 is z. B. by welding to the lower one a tube 26 made of insulating material attached to the end of the tube 7 connected. At the top is are. The tube 26 runs inside along a plate 65 with bolts 66 attached, which in a surrounding steel housing 7. It is essentially screwed in the flange ring 67 welded on at 68 borrowed by attaching the fixed ones.

Schaltstücke 24, 25 gehalten, wie im folgenden be- Für gewisse Zwecke ist es günstig, daß die Innenschrieben wird. seite des Rohres 26 mit einer Auskleidung 70 ver-Switching pieces 24, 25 held as follows. For certain purposes it is favorable that the inner letters will. side of the pipe 26 with a lining 70

sehen wird, die z. B. aus Polytetrafluorethylen besteht, wie in der USA.-Patentschrift 2 757 261 angegeben ist.will see the z. Polytetrafluoroethylene as disclosed in U.S. Patent 2,757,261 is.

Am oberen offenen Ende 31 des Isolierrohres 26 ist mit einem Gewinde eine Isolierstoffdüse 71 befestigt, wie in der Fig. 6 näher dargestellt ist. In die Düse 71 ragt eine Trennplatte 72, die in Schlitze 73 der Düse eingesetzt ist. Die äußeren Enden 74 der Trennplatte 70 grenzen an die Innenwand des Metallgehäuses 7.At the upper open end 31 of the insulating tube 26, an insulating material nozzle 71 is fastened with a thread, as shown in more detail in FIG. A partition plate 72 protrudes into the nozzle 71 and is inserted into slots 73 the nozzle is inserted. The outer ends 74 of the partition plate 70 adjoin the inner wall of the metal housing 7th

Im folgenden wird die Ausschaltbewegung des Leistungsschalters 1 beschrieben. Wie Fig. 1 zeigt, ist ein geeigneter, bekannter Antrieb 75 vorgesehen. Durch ihn wird die Isolierstoffstange 76 nach unten gezogen, die am äußeren freien Ende 77 des Hebelarmes 15 gelenkig befestigt ist. Dadurch wird die Welle 14 gedreht. Über die Antriebsstange 20 wird eine entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufende Drehbewegung des Schaltmessers 23 bewirkt, durch die das Messer gleichzeitig von dem Schaltstück 25 und dem Schaltstück 24 entfernt wird.The opening movement of the circuit breaker 1 is described below. As Fig. 1 shows, a suitable, known drive 75 is provided. Through him, the insulating rod 76 is down drawn, which is hingedly attached to the outer free end 77 of the lever arm 15. This will make the Shaft 14 rotated. A counterclockwise rotational movement is effected via the drive rod 20 of the switching knife 23 causes the knife at the same time from the switching piece 25 and the contact piece 24 is removed.

Da das Messer mit seinem Kontakt 27 am unteren Ende zuletzt die Lichtbogenkontaktfinger 58 verläßt, bildet sich der Lichtbogen 28 an dieser Stelle. Dieser Lichtbogen 28 erzeugt einen Druck in dem Löschmittel, das im Gehäuse 7 untergebracht ist. Durch den Druck wird das Löschmittel in die durch die Pfeile 78 angedeutete Richtung gepreßt. Es strömt gegen den Lichtbogen 80, der zwischen dem oberen Ende 81 des Messers 23 und dem Kontaktfinger 45 des feststehenden Schaltstückes 24 gezogen wird.Since the knife with its contact 27 at the lower end is the last to leave the arcing contact finger 58, the arc 28 is formed at this point. This arc 28 creates a pressure in the extinguishing agent, which is housed in the housing 7. The pressure causes the extinguishing agent to enter the Arrows 78 indicated direction pressed. It flows against the arc 80 between the upper The end 81 of the knife 23 and the contact finger 45 of the stationary contact piece 24 is pulled.

Durch die Trennplatte 72 wird die Löschung des Lichtbogens 80 erleichtert. Das Löschmittel wird aus dem oberen Ende 31 des Rohres 26 durch die Düse 71 gedrückt, wie durch die Pfeile 82 angezeigt ist.The extinguishing of the arc 80 is facilitated by the partition plate 72. The extinguishing agent is off the upper end 31 of the tube 26 is pushed through the nozzle 71, as indicated by the arrows 82.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung genügt ein kurzer Schalthub von beispielsweise etwa 30 mm.With the arrangement described above, a short switching stroke of, for example, about 30 mm is sufficient.

Um den Schalter 1 einzuschalten, wird durch denTo switch on switch 1, the

Magnetspulenantrieb 75 die Antriebsstange 76 nach oben gedrückt, so daß die Welle 14 entgegen demSolenoid drive 75 pushed the drive rod 76 upwards so that the shaft 14 against the

ίο Uhrzeigersinn gedreht wird. Über die Antriebsstange 20 wird dabei das Messer 23 im Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Schaltstücke wieder geschlossen werden. Wie ein Versuch gezeigt hat, kann mit einem solchen Schalter, dessen metallisches Gehäuse 7 bei Raumtemperatur zu einem Drittel mit verflüssigtem Schwefelhexafluorid gefüllt ist, ein Strom von 25000 Ampere bei 13,2 kV und ein Strom von 20 000 Ampere bei 22 kV ausgeschaltet werden.ίο is turned clockwise. Via the actuator stem 20 the knife 23 is rotated clockwise so that the contact pieces are closed again will. As an experiment has shown, with such a switch, the metallic housing 7 at Room temperature is one-third filled with liquefied sulfur hexafluoride, a stream of 25,000 amps at 13.2 kV and a current of 20,000 amps at 22 kV.

Wie erwähnt wurde, können andere Löschmittel verwendet werden. Besonders günstige Ergebnisse ergeben sich jedoch bei der Verwendung verflüssigter Gase. Zwar wurde beim Ausführungsbeispiel SF₆ als verflüssigtes Gas angegeben. Statt dessen könnte aber auch verflüssigtes SeF₀ oder auch eine Mischung derAs mentioned, other extinguishing agents can be used. However, particularly favorable results are obtained when using liquefied gases. It is true that SF ₆ was specified as the liquefied gas in the exemplary embodiment. Instead, however, liquefied SeF ₀ or a mixture of the

as beiden oder anderer verflüssigter Gase verwendet werden, die in der folgenden Tabelle angegeben sind.Used as both or other liquefied gases given in the table below.

Die verschiedenen Gase, die in flüssiger Form beiThe various gases that come in liquid form

einem Schalter nach der Erfindung verwendet werden können, haben ähnliche Eigenschaften und Kennlinien, wie die folgende Tabelle zeigt.a switch according to the invention can be used, have similar properties and characteristics, as the following table shows.

SiedefiunktBoiling point Dampfdruck
in Atmosphären
bei 20° CVapor pressure
in atmospheres
at 20 ° C DielektrischeDielectric ⁰C ⁰ C Festigkeit,
verglichen mit
Luft oder
StickstoffStrength,
compared to
Air or
nitrogen -10-10 2,452.45 (N 2)(N 2) SO.,SO., -63,8-63.8 2121 2,02.0 SFeSFe -34,5-34.5 —- 2,22.2 SeF₀ SeF ₀ -30-30 11,211.2 2,92.9 SOF₂ SOF ₂ -28-28 6,766.76 2,52.5 CCl₉F₂ CCl ₉ F ₂ -47,5-47.5 9,739.73 2,42.4 C1O>C1O> -78-78 —- 3,03.0 C₂F₀ C ₂ F ₀ -37-37 —- 1,81.8 QF₈ QF ₈ -81,5-81.5 22,7522.75 2,02.0 CClF₃ CClF ₃ -58-58 13,6513.65 1,41.4 CF₃BrCF ₃ Br 1,251.25

Obwohl alle vorstehend genannten Gase mit Vorteil verwendet werden können, ergibt sich eine außerordentlich und ungewöhnlich gute Wirkung bei der Verwendung von verflüssigtem SF₆ oder SeF₆ oder Mischungen der beiden Gase, da die gasförmige Phase der genannten Stoffe eine außerordentlich gute Löschwirkung hat sowie eine sehr große elektrische Festigkeit.Although all of the above gases can be used with advantage, there is an extraordinarily and unusually good effect when using liquefied SF ₆ or SeF ₆ or mixtures of the two gases, since the gaseous phase of the substances mentioned has an extremely good extinguishing effect and a very good one great electrical strength.

Wie erwähnt wurde, ist die Schalteinrichtung nach der Erfindung für die Verwendung von Gasen oder Flüssigkeiten geeignet, die gute Isolier- und Löscheigenschaften aufweisen. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird Schwefelhexafluorid verwendet. Für geringe Schaltleistungen reicht es aus, das Gehäuse mit einem Gas von einem Druck von 2,1 bis 4,2 at zu füllen. Größere Schaltleistungen können dadurch erreicht werden, daß verflüssigtes SF₀ eingefüllt wird, wobei der Flüssigkeitsspiegel oberhalb der Schaltstücke stehen soll, zwischen denen der Hilfslichtbogen gezogen wird. Die größte Schaltleistung ergibt sich, wenn ein flüssiges Löschmittel die gesamte Kammer 26 mit beiden Schaltstücksätzen füllt. Der Dampfdruck oberhalb des verflüssigten Gases schwankt zwischen 7 und 35 at bei Temperaturen zwischen —32 und +43° C.As mentioned, the switching device according to the invention is suitable for the use of gases or liquids which have good insulating and extinguishing properties. In preferred embodiments, sulfur hexafluoride is used. For low switching capacities, it is sufficient to fill the housing with a gas with a pressure of 2.1 to 4.2 at. Larger switching capacities can be achieved by filling in liquefied SF ₀ , whereby the liquid level should be above the contact pieces between which the auxiliary arc is drawn. The greatest switching capacity results when a liquid extinguishing agent fills the entire chamber 26 with both sets of contacts. The vapor pressure above the liquefied gas fluctuates between 7 and 35 atm at temperatures between -32 and + 43 ° C.

In den Fig. 4 und 5 ist schematisch dargestellt, wie die Magnetkräfte, die beim Einschalten des in Fig. 2 dargestellten Schalters auftreten, ausgeglichen werden. Wie ersichtlich ist, erzeugt der durch die Durchführung 34 und die Schaltstücke 45, 81 fließendeFIGS. 4 and 5 show schematically how the magnetic forces that are generated when the in FIG shown switch occur, are compensated. As can be seen, the generated by the implementation 34 and the contact pieces 45, 81 flowing

Strom ein Magnetfeld, das auf die unteren Schaltstücke 27, 58 eine Kraft ausübt, die sie in Richtung des Pfeiles 83 zu drehen versucht.Current a magnetic field that exerts a force on the lower contact pieces 27, 58, which they in the direction of the arrow 83 tries to rotate.

Dadurch hat also das bewegliche Schaltstück das Bestreben, die Kontakte 27, 58 zu schließen. In gleicher Weise erzeugt der durch den unteren Bolzen 46 fließende Strom ein Magnetfeld, das auf die Schaltstücke 45, 81 wirkt und sie zu öffnen versucht. Da der Drehpunkt 33 feststeht, sind die Magnetkräfte ausgeglichen. Bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung, bei der der Strom durch die Bolzen 34, 46 zugeführt wird, wird eine Magnetkraft auf die Schaltstücke 84, 85 und 86, 87 ausgeübt, die die Schaltstücke zu öffnen versucht. Die magnetischen Kräfte versuchen bekanntlich die Stromschleife aufzuweiten.As a result, the movable contact element tends to close the contacts 27, 58. In the same way, the current flowing through the lower bolt 46 generates a magnetic field which acts on the contact pieces 45, 81 and tries to open them. Since the pivot point 33 is fixed, the magnetic forces are balanced. In the arrangement shown in FIG. 5, in which the current is fed through the bolts 34, 46, a magnetic force is exerted on the contact pieces 84, 85 and 86, 87, which tries to open the contact pieces. As is well known, the magnetic forces try to widen the current loop.

Die spezielle Schaltstückänordnung bei dem Leistungsschalter 1 ist in bezug auf die beim Einschalten auftretenden Magnetkräfte ausgeglichen, so daß keinerlei Magnetwirkung den Schalter zu öffnen oder zu schließen versucht. Dies ist besonders vorteilhaft beim Einschalten des Schalters unter Überlast oder auf einen Kurzschluß in den Leitungen L₁, L₂. The special switching piece arrangement in the circuit breaker 1 is balanced with respect to the magnetic forces occurring when switching on, so that no magnetic action attempts to open or close the switch. This is particularly advantageous when the switch is switched on under overload or in response to a short circuit in lines L ₁ , L ₂ .

Die Fig. 3 zeigt eine geänderte Ausführungsform der Schaltstücke, bei der das um den Zapfen 33 schwenkbare Messer mit 105 bezeichnet ist. Das Abbrennschaltstück 106 am oberen Ende des Messers 105 wirkt mit zwei gegeneinandergedrückten Kontaktfingern 107 zusammen. Das Schaltmesser 105 besteht aus einem seitlich verlaufenden Kontaktteil 88, das mit einer Anzahl Hauptkontaktfinger 90 zusammenwirkt, von denen nur einer dargestellt ist. Wie Fig. 3 zeigt, stehen die Hauptkontaktfinger 90 unter der Wirkung von Druckfedern 91, die den erforderlichen Kontaktdruck zwischen den Kontaktfingern 90 und dem Hauptkontaktteil 88 des Messers 105 ergeben. FIG. 3 shows a modified embodiment of the contact pieces, in which the knife pivotable about the pin 33 is denoted by 105. The Abbrennschaltstück 106 at the upper end of the knife 105 cooperates with two contact fingers 107 pressed against each other. The switch blade 105 consists of a laterally extending contact part 88 which cooperates with a number of main contact fingers 90, only one of which is shown. As FIG. 3 shows, the main contact fingers 90 are under the action of compression springs 91, which produce the required contact pressure between the contact fingers 90 and the main contact part 88 of the knife 105.

In gleicher Weise ist am unteren Ende des MessersSame way is at the bottom of the knife

105 ein Abbrennkontakt 92 vorgesehen, der zwischen zwei gegeneinandergedrückte Abbrennkontaktfinger 93 greift. Auch an diesem Ende ist ein unterer Hauptkontaktteil 94 vorgesehen, der mit einer Anzahl feststehender Hauptkontaktfinger 95 zusammenwirkt, von denen nur einer dargestellt ist. Wie zu sehen ist, sind die Hauptkontaktfinger 95 bei 96 schwenkbar angebracht. Sie stehen unter der Wirkung von Druckfedern 97, die die Kontaktfinger 95 gegen den Hauptkontaktteil 94 des Schaltmessers 105 drücken. Mit dieser in Fig. 3 dargestellten Schaltstückanordnung werden die Lichtbogen an den Enden 105 a burn-off contact 92 is provided, which engages between two burn-off contact fingers 93 pressed against one another. At this end, too, a lower main contact part 94 is provided, which interacts with a number of fixed main contact fingers 95, only one of which is shown. As can be seen, the main contact fingers 95 are pivotally mounted at 96. They are under the action of compression springs 97 which press the contact fingers 95 against the main contact part 94 of the switch blade 105. With this contact arrangement shown in Fig. 3, the arcs are at the ends

106 und 92 gezogen, wenn diese Enden die Abbrennkontaktfinger 107 bzw. 93 verlassen. Die den Hauptstrom führenden Schaltstücke bestehen aus parallel liegenden, stumpf gegeneinanderstoßenden Schaltstücken der dargestellten Art. 106 and 92 pulled when these ends leave the burn contact fingers 107 and 93, respectively. The contact pieces carrying the main current consist of parallel, butt butting contact pieces of the type shown.

Aus der vorstehenden Beschreibung der Erfindung ergibt sich, daß ein neuer Leistungsschalter geschaffen wurde, der für die Verwendung eines unter Druck stehenden Löschmittels geeignet ist. Das Stahlgehäuse 7 und die angeschweißten zylindrischen Befestigungsflansche 8,10 und 12 sind sehr kräftig und können einen beträchtlichen Innendruck aushalten. Obgleich die dargestellten Anordnungen auch für die Verwendung von Löschmitteln, wie Öl, geeignet sind, bieten sie besondere Vorteile bei der Verwendung verflüssigter Gase, wie SF₆ oder anderer Gase, die in der vorstehenden Tabelle angegeben sind.From the above description of the invention it can be seen that a new circuit breaker has been created which is suitable for the use of a pressurized extinguishing agent. The steel housing 7 and the welded-on cylindrical fastening flanges 8, 10 and 12 are very strong and can withstand considerable internal pressure. Although the arrangements shown are also suitable for the use of extinguishing agents such as oil, they offer particular advantages when using liquefied gases such as SF ₆ or other gases which are specified in the table above.

Wie aus dem Vorstehenden klar hervorgeht, besteht der Schalter aus wenigen einfachen Teilen.As is clear from the above, the switch consists of a few simple parts.

Durch die Verwendung in Reihe geschalteter Lichtbogen ergibt sich ein beträchtlicher Druck bei der Abschaltung großer Ströme, d. h. dann, wenn solch ein Druck erforderlich ist. Der Sehalthub der beweglichen Schaltstücke ist sehr gering. Die ganze Anordnung ist gedrängt aufgebaut und für die Verwendung in normalen metallgekapselten Schalteinheiten geeignet. The use of series-connected arcs results in considerable pressure in the Shutdown of large currents, d. H. then when such pressure is required. The Sehalthub the movable Contact pieces is very small. The whole arrangement is compact and ready for use suitable in normal metal-enclosed switching units.

Zum Schalten eines dreiphasigen Stromkreises werden drei der in Fig. 1 dargestellten Schalterpole verwendet, wie die Fig. IA zeigt. Die Antriebswelle verläuft in diesem Fall, wie bei 14 a angedeutet ist, so, daß alle drei Pole gleichzeitig betätigt werden. Wie Fig. IA zeigt, wird durch eine mit dem Hebelarm 15 verbundene Isolierstoffstange 76, die zum Antrieb 75 führt, die gemeinsame Schalterwelle 14 a für die Ausschalt- und Einschaltbewegung betätigt. Alle drei Pole werden deshalb zur gleichen Zeit geschaltet, so daß ein dreiphasiger Stromkreis geöffnet oder geschlossen wird. Das Innere der einzelnen Pole ist in der Fig. 2 dargestellt.To switch a three-phase circuit, three of the switch poles shown in FIG. 1 are used, as FIG. 1A shows. The drive shaft runs in this case, as indicated at 14 a , so that all three poles are operated simultaneously. As FIG. 1A shows, the common switch shaft 14 a for the switch-off and switch-on movement is actuated by an insulating rod 76 connected to the lever arm 15 , which leads to the drive 75. All three poles are therefore switched at the same time, so that a three-phase circuit is opened or closed. The interior of the individual poles is shown in FIG.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Circuit breaker, in particular for medium voltages, with a tubular switching chamber open at one end, in which the power is supplied through two essentially parallel, juxtaposed conductor pieces, characterized in that the switching chamber contains a liquid extinguishing agent, preferably liquefied sulfur hexafluoride and / or selenium hexafluoride , as well as a parallel to its longitudinal direction, approximately in the middle pivotably mounted switch blade, which cooperates with its ends with two fixed contact pieces arranged at the ends of the tube, which are held by the parallel conductor pieces on opposite sides of the switch blade.

2. Electrical switch according to claim 1, characterized in that the separation of the Switch blade of both fixed contact pieces takes place at the same time.

3. Electrical switch according to claim 1, characterized in that the fixed Contact pieces are provided in a known manner with arcing contacts.

4. Electrical switch according to claim 1, characterized in that the extreme ends of the swiveling switch blade serve as burn-off contacts and that the operating current in the switch-on position is transferred from the stationary contact pieces to parts of the switch blade closer to the pivot axis of the switch blade.

5. Electrical switch according to claim 1, characterized in that the open end of the Tube designed as a nozzle and with a transverse to the direction of movement of the switch blade Arc wedge is provided.

6. Electrical switch according to claim 1, characterized in that the interruption device in a flameproof grounded Metal housing is arranged, with the parallel lines for interruption input

direction of two bushings are formed.

7. Electrical switch according to claim 6, characterized in that the actuation of the Switch blade takes place through an insulating rod on the opposite of the bushings Page is inserted into the flameproof housing.

8. Electrical switch according to claim 7, in particular for encapsulated high-voltage systems, characterized in that the switch is designed to be movable.

9. Electrical switch according to claim 7 with several, preferably three poles, characterized in that the switch blades of the individual Poles at the same time by a common, in a manner known per se in a common for all poles Drive rod extending under the chassis are actuated.

Considered publications:
German patent specifications No. 828415, 744 553,
554144.

1 sheet of drawings