DE1154170B

DE1154170B - Switch disconnectors

Info

Publication number: DE1154170B
Application number: DES70588A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Josef Biersack; Werner Kohler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-09-28
Filing date: 1960-09-28
Publication date: 1963-09-12

Description

Lasttrennschalter Lasttrennschalter zum Schalten kleiner Leistungen bestehen meist aus einem Trennschalter und einer mit einer Löscheinrichtung versehenen Schaltkammer als Lastschaltstelle. Bei einem bekannten Schalter besteht die Schaltkammer aus einem geschlossenen Gehäuse, das mit Schwefelhexafluorid als Löschmittel gefüllt ist. In der Schaltkammer ist die Lastschaltstelle angeordnet, die zwei relativ zueinander bewegliche Lichtbogenschaltstücke besitzt. Das Löschmittel wird mit einer Pumpeinrichtung gegen den beim Ausschalten entstehenden Lichtbogen gedrückt. Die Pumpeinrichtung wird dabei ebenso wie die beweglichen Schaltstücke durch das bewegliche Schaltstück des Trennschalters betätigt.Switch-disconnector Switch-disconnector for switching small loads usually consist of a disconnector and one with an extinguishing device Switching chamber as a load switching point. In a known switch, there is a switching chamber from a closed housing that is filled with sulfur hexafluoride as an extinguishing agent is. The load switching point is arranged in the switching chamber, the two relative to each other has movable arcing contact pieces. The extinguishing agent is with a pumping device pressed against the arc that occurs when switching off. The pumping device is just like the moving contact pieces by the moving contact piece of the disconnector operated.

Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit einem Schalter der vorstehend beschriebenen Art. Nach der Erfindung wird ein solcher Schalter so ausgebildet, daß die beiden Lichtbogenschaltstücke in an sich bekannter Weise zunächst gemeinsam in einer Richtung bewegt werden. Dabei wird eine Feder gespannt, die dann das Lichtbogenschaltstück in entgegengesetzter Richtung zieht. Das andere Lichtbogenschaltstück wird gleichzeitig zusammen mit der Pumpeinrichtung weiter in die andere Richtung bewegt. Dies hat folgenden Vorteil: Im Gegensatz zu bekannten Schaltern, bei denen die gesamte Energie für die Betätigung der Lastschaltstelle in Federn gespeichert wird, die die Lichtbogenschaltstücke betätigen, ist es bei der Erfindung nur notwendig, eine verhältnismäßig schwache Feder vorzusehen, die dem einen Lichtbogenschaltstück .eine ausreichende Beschleunigung erteilt. Die zum Betätigen der Pumpeinrichtung notwendige Kraft kann in bekannter Weise unmittelbar bzw. über ein Gestänge vom beweglichen Schaltstück des Trennschalters abgeleitet werden, weil die Pumpeinrichtung leicht so ausgebildet werden kann, daß auch bei einer verhältnismäßig geringen Schaltgeschwindigkeit des Trennschalters eine ausreichende Löschmittelströmung zustande kommt. Deshalb ist bei der Erfindung die zum Schalten erforderliche Energie im wesentlichen gleichmäßig über den Schalthub verteilt. Man kommt daher mit relativ kleinen Antriebskräften aus.The invention is also concerned with a switch of the above described type. According to the invention, such a switch is designed so that the two arcing contact pieces are initially common in a manner known per se be moved in one direction. A spring is tensioned, which then activates the arcing contact pulls in the opposite direction. The other arcing contact is at the same time moved further in the other direction together with the pumping device. this has the following advantage: In contrast to known switches, in which the entire energy for the actuation of the load switching point is stored in springs, which the arcing contact pieces operate, it is only necessary in the invention, a relatively weak Provide a spring that gives one arcing contact a sufficient acceleration granted. The force required to actuate the pumping device can be known in a known manner Way directly or via a linkage from the movable contact of the disconnector be derived because the pumping device can easily be designed so that even with a relatively low switching speed of the disconnector there is a sufficient flow of extinguishing agent. That is why in the invention the energy required for switching essentially evenly over the switching stroke distributed. It is therefore possible to get by with relatively small driving forces.

Es ist bereits ein Lasttrennschalter bekannt, dessen Lastschaltstelle zwei Lichtbogenschaltstücke aufweist, die beim Ausschalten zunächst gemeinsam in einer Richtung bewegt werden, wobei eine Feder gespannt wird, die dann das eine der beiden Lichtbogenschaltstücke in entgegengesetzte Richtung zieht. Bei diesem Schalter sind zur Löschung des Lichtbogens nur Isolierstofrteile aus einem gasabgebenden Material vorgesehen. Eine geschlossene Schaltkammer mit einer Pumpeinrichtung ist nicht vorhanden. Der bekannte Schalter kann nur eine sehr begrenzte Zahl von Schaltungen ausführen, da die das Löschmittel bildenden Isolierstoffe naturgemäß einem beträchtlichen Verschleiß unterliegen. Bei der Erfindung wird dagegen die Schaltkammer selbst beim Schalten nicht beansprucht. Die Löschung des Lichtbogens erfolgt allein durch das Löschgas, das sich nach der Schaltung wieder regeneriert. Bei Verwendung eines geeigneten Löschmittels, wie z. B. Schwefelhexafluorid und/oder Selenhexafluorid, kann deshalb eine nahezu unbegrenzt große Zahl von Schaltungen durchgeführt werden. Ferner bietet die Erfindung die Möglichkeit, größere Schaltleistungen zu erreichen.A load break switch is already known, its load switching point has two arcing contact pieces, which when switched off initially together in be moved in one direction, whereby a spring is tensioned, which then the one of the two arcing contacts pulls in opposite directions. With this one To extinguish the arc, switches are only insulating parts from a gas that emits gas Material provided. A closed switching chamber with a pumping device is unavailable. The known switch can only have a very limited number of circuits run, since the insulating materials that form the extinguishing agent are naturally considerable Subject to wear and tear. In the invention, however, the switching chamber is even when Switching not claimed. The arc is extinguished solely by the Extinguishing gas that regenerates itself after switching. When using a suitable Extinguishing agent, such as B. sulfur hexafluoride and / or selenium hexafluoride can therefore an almost unlimited number of circuits can be carried out. It also offers the invention the possibility of achieving greater switching capacities.

Die Lastschaltstelle wird zweckmäßig durch eine Feder normalerweise geschlossen gehalten. Sie wird also nur im Augenblick des Ausschaltens geöffnet. Dabei wird der Öffnungszeitpunkt so gewählt, daß zwischen den den Strom führenden Schaltstücken des Trennschalters bereits ein hinreichender Abstand erreicht ist. Das Einschalten erfolgt dann mit den Schaltstücken des Trennschalters bei schon geschlossener Lastschaltstelle.The load switching point is normally expedient by a spring kept closed. So it is only opened when it is switched off. The opening time is chosen so that between the current carrying Contact pieces of the disconnector a sufficient distance has already been reached. It is then switched on with the contact pieces of the disconnector at already closed load switching point.

Die Feder, durch die die Lastschaltstelle normalerweise geschlossen gehalten wird, kann in besonders vorteilhafter Weise von einem Faltenbalg gebildet werden, der ein Antriebsglied für die Lastschaltstelle gegenüber dem Gehäuse abdichtet. Eine besondere Feder kann dann. entfallen, so daß sich ein einfacher Aufbau ergibt.The spring through which the load switching point is normally closed is held, can be formed in a particularly advantageous manner by a bellows which seals a drive element for the load switching point against the housing. A special spring can then. omitted, so that there is a simple structure.

Die Pumpeinrichtung läßt sich in einfacher Weise so ausbilden, daß mit dem einen Lichtbogenschaltstück ein Kolben verbunden äst, dessen Zylinder von dem Gehäuse der Lastschaltstelle selbst gebildet wird. Besonders vorteilhaft ist es, das Lichtbogenschaltstück stiftförmig auszubilden und den Kolben konzentrisch zu diesem Schaltstück anzuordnen. Der Kolben kann dann zugleich als Düse dienen, durch die das Löschmittel gegen den Ausschaltlichtbogen geführt wird.The pumping device can be designed in a simple manner so that with the one arcing contact a piston is connected, the cylinder of which is from the housing of the load switching point itself is formed. Particularly It is advantageous to design the arc switch in the shape of a pin and the piston to be arranged concentrically to this contact piece. The piston can then at the same time as Serve a nozzle through which the extinguishing agent is guided against the switch-off arc.

Es ist günstig, das Gehäuse der Lastschaltstelle aus zwei Metallkappen zusammenzusetzen, die durch einen gemeinsamen Isolierstofffteil verbunden sind. Der Isoherstoffteil kann beispielsweise von einem Gießharzring gebildet werden, in den die Enden der beiden Kappen eingegossen sind. Damit entfallen Verschraubungen, die zu Undichtigkeiten führen könnten. Die eine Kappe wird zweckmäßig mit einem Gewindeansatz versehen, mit dem sie an der dem feststehenden Schaltstück des Trennschalters zugeordneten Stromschiene befestigt werden kann. Die andere Metallkappe enthält dann das von dem beweglichen Schaltstück des Trennschalters betätigte Antriebsglied. Die Antriebsglieder werden zweckmäßig so ausgebildet, daß sie zugleich zur Stromübertragung dienen. Da die Lastschaltstelle nur während des Ausschaltaugenblickes beansprucht wird, ist hierbei kein großer Aufwand erforderlich.It is advantageous to have the housing of the load switching point made of two metal caps assemble, which are connected by a common insulating material. The insulating material part can be formed, for example, from a cast resin ring, in which the ends of the two caps are cast. This eliminates screw connections, which could lead to leaks. One cap is useful with one Threaded shoulder with which it is attached to the fixed contact of the disconnector assigned busbar can be attached. The other metal cap contains then the drive member actuated by the movable contact piece of the disconnector. The drive members are expediently designed so that they are also used for power transmission to serve. Since the load switching point is only used during the switch-off moment no great effort is required here.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Figuren zeigen einen Lasttrennschalter nach der Erfindung in der Einschaltstellung (Fig. 1), in der Ausschaltstellung (Fig. 2) und beim Ausschaltvorgang in dem Augenblick, in dem die Lastschaltstelle öffnet (Fig.3). Für übereinstimmende Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet.To explain the invention in more detail, the following is based on the Drawing an embodiment described. The figures show a switch disconnector according to the invention in the switched-on position (Fig. 1), in the switched-off position (Fig. 2) and during the disconnection process at the moment when the load switching point opens (Fig. 3). The same reference numerals are used for corresponding parts.

Der als Ganzes mit 1 bezeichnete Trennschalter besteht in bekannter Weise aus einem Grundrahmen 2, der zwei Stützisolatoren 3 und 4 trägt. Auf diesen ist die Strombahn 5 des Schalters angebracht. Sie besteht aus einem Trennmesser 6, das an einem Schaltstück 7 mit einer Stromschiene 8 schwenkbar gelagert ist. Das Trennmesser 6 ist das bewegliche Schaltstück des Trennschalters. Es wirkt mit einem feststehenden Schaltstück 10 zusammen, das mit einer Stromschiene 11 verbunden ist. Zum Öffnen und Schließen des Schalters wird das Trennmesser 6 durch eine aus Isolierstoff bestehende Schaltstange 12 entgegen dem Uhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn bewegt. Die Schaltstange 12 ist über einen nicht dargestellten Hebel mit der Antriebswelle 13 des Schalters verbunden.The circuit breaker designated as a whole by 1 consists in a known manner of a base frame 2 which carries two post insulators 3 and 4. The current path 5 of the switch is attached to this. It consists of a cutting knife 6 which is pivotably mounted on a contact piece 7 with a busbar 8. The disconnection knife 6 is the movable contact of the disconnector. It interacts with a stationary contact piece 10 , which is connected to a busbar 11 . To open and close the switch, the cutting knife 6 is moved counterclockwise or clockwise by a switch rod 12 made of insulating material. The switching rod 12 is connected to the drive shaft 13 of the switch via a lever (not shown).

Auf der Stromschiene 11 ist die Schaltkammer 15 befestigt. Sie wird von einem geschlossenen Gehäuse gebildet, das aus zwei Metallkappen 16 und 17 besteht. Die beiden Metallkappen sitzen mit ihren einander zugekehrten Stirnseiten in einem gemeinsamen Isolierstoffring 19. Der Ring besteht aus Glas. Die Metallkappen 16 und 17 sind in den Ring eingeschmolzen. An Stelle von Glas kann beispielsweise auch Gießharz verwendet werden. Der Ring 19 erstreckt sich über den Umfang der Metallkappen nach außen, damit einhinreichender Kriechweg vorhanden ist.The switching chamber 15 is attached to the busbar 11. she will formed by a closed housing, which consists of two metal caps 16 and 17. The two metal caps sit with their facing sides in one common insulating ring 19. The ring is made of glass. The metal caps 16 and 17 are fused into the ring. Instead of glass, for example Cast resin can be used. The ring 19 extends over the circumference of the metal caps to the outside, so that sufficient creepage distance is available.

In der Schaltkammer 15 sind zwei relativ zueinander bewegliche Lichtbogenschaltstücke 23 und 24 untergebracht. Die beiden Schaltstücke sind stiftförmig ausgebildet. Sie werden durch Bohrungen in den Kappen 16 und 1'7 geführt. Das Schaltstück 24 trägt an seinem unteren Ende einen Kolben 25, der als Dämpfungselement wirkt. An dem oberen Ende des Schaltstückes 24 sind Zugfedern 26 angebracht, die mit ihrem anderen Ende an der Metallkappe 17 befestigt sind. Zweckmäßig sind drei um 120' versetzte Federn vorgesehen.In the switching chamber 15, two arcing contact pieces 23 and 24 that are movable relative to one another are accommodated. The two contact pieces are pin-shaped. They are guided through holes in the caps 16 and 1'7. The switching piece 24 carries a piston 25 at its lower end, which acts as a damping element. At the upper end of the switching piece 24 tension springs 26 are attached, the other end of which is attached to the metal cap 17. Three springs offset by 120 'are expediently provided.

Das Lichtbogenschaltstück 23 ist an seinem unteren Ende mit einer Ringwulst 30 versehen. Diese Ringwulst greift in der Einschaltstellung in .eine Ausnehmung 31 des Lichtbogenschaltstückes 24. Die Passung der beiden Lichtbogenschaltstücke ist an der Berührungsstelle so gewählt, daß ein Klemmen eintritt, so daß eine bestimmte Kraft zum Lösen der beiden Schaltstücke erforderlich ist.The arc switch 23 is provided with an annular bead 30 at its lower end. This annular bead engages in the switched-on position in a recess 31 of the arcing contact piece 24. The fit of the two arcing contact pieces is chosen at the point of contact so that jamming occurs, so that a certain force is required to loosen the two contact pieces.

Das Lichtbogenschaltstück 23 ist mit einem Stift 33 versehen, der in einem Langloch 34 des zweiarmigen Hebels 35 gleiten kann. Der Hebel 35 ist bei 36 an einem Vorsprung 37 der Kappe 16 gelagert. Der andere Arm des Hebels 35 ist ebenfalls mit einem Langloch 38 versehen. Dieses Langloch wirkt mit einem Antriebsglied 39 zusammen. Ferner ist am Lichtbogenschaltstück 23 über Stege 40 ein Kolben 41 befestigt. Der Kolben ist konzentrisch zum Lichtbogenschaltstück 23 angeordnet, das durch eine als Düse wirkende Öffnung des Kolbens hindurchragt.The arc switch 23 is provided with a pin 33 which can slide in an elongated hole 34 of the two-armed lever 35. The lever 35 is mounted at 36 on a projection 37 of the cap 16. The other arm of the lever 35 is also provided with an elongated hole 38 . This elongated hole cooperates with a drive member 39. Furthermore, a piston 41 is attached to the arcing contact piece 23 via webs 40. The piston is arranged concentrically to the arcing contact piece 23, which protrudes through an opening of the piston acting as a nozzle.

Das Antriebsglied 39 ist von einem Faltenbalg 45 umgeben, der an seinem oberen Ende an einer Kappe 46 gasdicht angebracht ist. Das untere Ende des Faltenbalges ist mit der Kappe 16 bei 47 gasdicht verbunden, beispielsweise verlötet. Der Faltenbalg besteht aus Metall. Er ist so ausgebildet, daß er das Bestreben hat, das Antriebsglied 39 nach oben zu drükken. Dadurch wird das Lichtbogenschaltstück 23 nach unten gegen das Lichtbogenschaltstück 24 gedrückt und in der Einschaltstellung gehalten. Am oberen Ende des Antriebsgliedes 39 ist eine Öse 50 angebracht. In die Oise greift der eine Arm 51 eines bei 52 gelagerten doppelarmigen Hebels 53. Der andere Arm 54 dieses Hebels wirkt mit einer Führung 56 zusammen, die mit Blechen 58, 59 am Trennmesser 6 des Schalters festgeklemmt ist. Die Führung 56 ist bei 60 senkrecht aus der Bildebene abgewinkelt, so daß der Hebelarm 54 beim Schwenken des Trennmessers mitgenommen wird.The drive member 39 is surrounded by a bellows 45 which is attached at its upper end to a cap 46 in a gas-tight manner. The lower end of the bellows is connected in a gas-tight manner to the cap 16 at 47 , for example soldered. The bellows is made of metal. It is designed so that it tends to push the drive member 39 upwards. As a result, the arcing contact piece 23 is pressed down against the arcing contact piece 24 and held in the switched-on position. An eyelet 50 is attached to the upper end of the drive member 39. One arm 51 of a double-armed lever 53 mounted at 52 engages in the Oise. The other arm 54 of this lever cooperates with a guide 56 which is clamped with metal sheets 58, 59 on the cutting knife 6 of the switch. The guide 56 is angled at 60 perpendicularly from the plane of the drawing, so that the lever arm 54 is carried along when the cutting knife is pivoted.

Der Schalter wirkt folgendermaßen: Beim Ausschalten wird das Trennmesser 6 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt (Fig.3). Dabei wird der Hebelarm 54 nach oben bewegt, der Hebel 53 mithin im Uhrzeigersinn geschwenkt. Dadurch wird das Antriebsglied 39 nach unten bewegt. Der Hebe135 wird entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und das Lichtbogenschaltstück 23 nach oben bewegt. Da, wie erwähnt, zum Lösen der beiden Lichtbogenschaltstücke 23 und 24 voneinander eine bestimmte Kraft erforderlich ist, folgt das Lichtbogenschaltstück 24 zunächst dem Lichtbogenschaltstück 23 nach oben. Die beiden Schaltstücke werden also gemeinsam bewegt. Dabei wird zugleich das Löschgas im Raum oberhalb des Kolbens 41 etwas komprimiert. Die dafür erforderliche Kraft ist jedoch zunächst gering.The switch works as follows: When switching off, the cutting knife 6 is swiveled counter-clockwise (Fig. 3). The lever arm 54 is moved upwards, and the lever 53 is therefore pivoted clockwise. As a result, the drive member 39 is moved downwards. The Hebe135 is rotated counterclockwise and the arcing contact 23 is moved upwards. Since, as mentioned, a certain force is required to detach the two arcing contact pieces 23 and 24 from one another, the arcing contact piece 24 initially follows the arcing contact piece 23 upwards. The two contact pieces are therefore moved together. At the same time, the extinguishing gas in the space above the piston 41 is compressed somewhat. However, the force required for this is initially small.

Die Federn 26 werden bei der Aufwärtsbewegung gespannt, bis ihre Kraft ausreicht, das Lichtbogenschaltstück 24 vom Lichtbogenschaltstück 23 zu trennen. Auch die dafür erforderliche Kraft ist, wie erwähnt, nur klein, da die Federn nur das Lichtbogenschaltstück zu beschleunigen haben. Nach der Trennung wird das Lichtbogenschaltstück 24 durch die Federn 26 dann sehr schnell nach unten bewegt, während das Lichtbogenschaltstück 23 zusammen mit dem Kolben weiter nach oben geführt wird. Der bei der Trennung der beiden Lichtbogenschaltstücke entstehende Lichtbogen wird durch das Löschgas gelöscht, das aus dem Raum oberhalb des Kolbens 4.1 längs der Stege 40 in den unteren Raum strömt. Dieser Löschmittelstrom kann sehr kräftig sein, da für ihn nach der Trennung der Lichtbogenschaltstücke fast die gesamte Schaltkraft zur Verfügung steht.The springs 26 are tensioned during the upward movement until their force is sufficient to separate the arcing contact piece 24 from the arcing contact piece 23. As mentioned, the force required for this is only small, since the springs only have to accelerate the arc switch. After the separation, the arcing contact piece 24 is then moved very quickly downwards by the springs 26, while the arcing contact piece 23 is guided further upwards together with the piston. The arc that occurs when the two arcing contacts are separated is extinguished by the extinguishing gas that flows from the space above the piston 4.1 along the webs 40 into the lower space. This stream of extinguishing agent can be very powerful, since almost the entire switching force is available for it after the arc contacts have been separated.

Im Augenblick der Löschung des Lichtbogens hat das Trennmesser 6 bereits einen hinreichenden Abstand vom feststehenden Schaltstück 10 erreicht. Der Stromkreis ist damit unterbrochen. Beim Weiterschwenken des Trennmessers 6 in die Ausschaltlage gleitet der Hebelarm 54 des Hebels 53 von der Führung 56 ab. Dabei bildet sich eine Trennstrecke zwischen der Führung 56 und dem Hebelarm 54. Gleichzeitig schließt sich die Lastschaltstelle in der Schaltkammer 15. In der Ausschaltstellung nimmt der Schalter die in Fig.2 dargestellte Lage ein. Die Lastschaltstelle ist dabei eingeschaltet. Deswegen erfolgt das Einschalten allein mit dem Lichtbogenmesser 6.At the moment the arc is extinguished, the cutting knife 6 has already reached a sufficient distance from the stationary contact piece 10. The circuit is thus interrupted. When the cutting knife 6 is pivoted further into the disconnected position, the lever arm 54 of the lever 53 slides off the guide 56. A separating distance is thereby formed between the guide 56 and the lever arm 54. At the same time, the load switching point in the switching chamber 15 closes. In the switched-off position, the switch assumes the position shown in FIG. The load switching point is switched on. This is why switching on takes place with the arc knife 6 alone.

Beim Ausführungsbeispiel ist die Schaltkammer 15 mit Hilfe einer Mutter 62 und einer Unterlegschzibe 63 befestigt, die auf einen Ansatz 64 der Kappe 17 aufgeschraubt sind. Der Ansatz 64 sitzt dabei unmittelbar in der Stromschiene 11. Statt dessen kann man die Schaltkammer auch seitlich vom Schalter anordnen.In the exemplary embodiment, the switching chamber 15 is fastened with the aid of a nut 62 and a washer 63 which are screwed onto a shoulder 64 of the cap 17. The approach 64 is seated directly in the busbar 11. Instead, the switching chamber can also be arranged to the side of the switch.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Switch-disconnector, consisting of a disconnector and a switching chamber provided with an extinguishing device, which is surrounded by a closed, with an extinguishing agent, preferably sulfur hexafluoride (SF.) and / or selenium hexafluoride (SeF "), filled housing is formed in which a load switching point with two relative mutually movable arc switching pieces is housed, which together with a pumping device for generating a flow of extinguishing agent from the movable one Switching piece of the disconnector is operated, characterized in that the two Arcing contact pieces in a manner known per se, initially together in one direction are moved and that a spring is tensioned, which then the one arcing contact pulls in the opposite direction, the other arcing piece together is moved further in the other direction with the pumping device.

2. Switch-disconnector according to claim 1, characterized in that the load switching point is provided by a spring normally kept closed.

3. Load break switch according to claim 2, characterized characterized in that the spring is formed by a bellows which is one of the movable ones Switching element of the disconnector actuated drive element for the load switching point seals against the housing.

4. Switch disconnector according to claim 1, characterized in that that the housing of the load switching point as a cylinder for one with the one arcing contact connected piston is used.

5. Switch disconnector according to claim 4, characterized in that that the piston also serves as a nozzle through which the extinguishing agent against the switch-off arc to be led.

6. Switch disconnector according to claim 1, characterized in that the housing of the load switching point from two by a common insulating material part connected metal caps, one of which is attached to the stationary contact piece of the disconnector is attached and the other that of the movable contact piece contains the disconnector actuated drive member.