DE1156471B - Druckgasschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit impulsbetätigter Schaltkammer, bei welcher ein feststehendes Düsenrohr und stiftförmiges Schaltstück von einem durch das einströmende Druckgas entgegen einer Rückstellfeder angetriebenen Überbrückungsschaltstück umgeben ist, das aus mehreren Kontaktlamellen in einem Kontaktkorb besteht, wobei letzterer im Schaltkammergehäuse gleitbar geführt ist. Es ist ein Druckgasschalter bekanntgeworden, bei dem ein beweglicher Schaltstift und ein feststehendes Düsenrohr, das den Gegenkontakt bildet, durch ein bewegliches Überbrückungsschaltstück verbunden werden. Letzteres ist mit einem Antriebskolben verbunden und wird beim Ausschalten durch das in die Schaltkammer einströmende Druckgas auf das Düsenrohr zurückgeschoben, während gleichzeitig der Schaltstift durch den Antrieb in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird. Bei dieser Anordnung ist es einerseits nachteilig, daß für die Bewegung des Schaltstiftes eine gesonderte Antriebsvorrichtung benötigt wird, andererseits ergibt sich dadurch ein gleichzeitiges Abheben der einzelnen Kontaktfinger vom Schaltstift wegen der stets vorhandenen Fertigungstoleranzen sowie durch den während des Betriebes sich einstellenden unregelmäßigen Abbrand an den einzelnen Kontaktfingern eine ungünstige Beanspruchung an dem zuletzt abhebenden Kontaktfinger. Dadurch, daß dieser zuletzt den vollen Ausschaltstrom führt, entsteht an seiner Berührungsstelle mit dem feststehenden Düsenrohr infolge der elektrodynamischen Wirkung des Stromes eine sehr große kontaktabhebende Kraft und damit eine Beschädigung der Schaltstücke durch den an der Abhebungsstelle nicht beblasenen Lichtbogen. Um diese zu kompensieren, wären sehr starke Kontaktdruckfedern erforderlich, die aber zu einer unwirtschaftlichen Lösung führen würden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Lösung anzugeben, bei der die erwähnten Nachteile vermieden sind, wobei die neue Anordnung für Schalter bis zu den größten Ausschaltströmen mit Vorteil anwendbar ist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß mindestens eine der Kontaktlamellen als Abbrandfinger ausgebildet ist, an welchem die Berührung zwischen dem Überbrückungsschaltstück und dem feststehenden stiftförmigen Schaltstück beim Ausschalten zuletzt aufgehoben wird, wobei die Stromführung zum Abbrandfinger als Leiterschleife ausgebildet ist, derart, daß während des Eingriffes der Kontaktdruck verstärkt und nach der Kontakttrennung der Lichtbogen zur Mitte des Düsenrohres hinbewegt wird.

Druckgasschalter

Anmelder:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.,
Baden (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt, München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 26. Juli 1962 (Nr. 8955)

Dipl.-Ing. Jürgen Ernsting, Würenlos, Aargau

(Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele angegeben, an Hand deren der Erfindungsgedanke näher erläutert wird.

Fig. 1 zeigt, teilweise im Schnitt, ein Ausführungsbeispiel der Schaltkammer eines Druckgasschalters gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Stromzuführung zum Abbrandfinger als isolierte Leiterschleife ausgebildet ist;

Fig. 3 zeigt, teilweise im Schnitt, den Aufriß einer Schaltkammer mit mehrteilig ausgeführten Abbrandfingern;

Fig. 4 zeigt einen Grundrißquerschnitt der Schaltkammer gemäß Fig. 3;

Fig. 5 gibt in vergrößertem Maßstab perspektivisch einen mehrteiligen Abbrandfinger wieder, wie er in Fig. 3 und 4 enthalten ist;

Fig. 6 zeigt, teilweise im Schnitt, eine Schaltkammer, bei welcher die Kontaktlamellen den Strom auf das Anschlußteil übertragen.

In Fig. 1 ist das feststehende stiftförmige Schaltstück mit 1 bezeichnet, welches über die Rippen 2 mit einem Ringteil 3 verbunden ist und durch letzteres im Schaltkammergehäuse gehalten wird. Das Schaltkammergehäuse 4 besteht aus Isolierstoff und ist an seiner Oberseite mit dem Anschlußteils fest verbunden, in dem seinerseits das Einsatzstück 6 fest eingesetzt ist. Das Einsatzstück 6 trägt innen das feststehende Düsenrohr 7, welches an seiner Unterseite

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mit dem aus lichtbogenfestem Material bestehenden bald der Lichtbogen bei der weiteren Aufwärts-Mundstück 8 bestückt ist, welches mit dem Schraub- bewegung des Kontaktkorbes 10 zwischen dem Abeinsatz9 z.B. durch Lötung fest verbunden ist. Im brandfinger 12, 12a und dem Schaltstück 1, la ge-Schaltkammergehäuse 4 und zum Teil auch im An- zogen wird. Dann brennt der vom Druckgas beschlußteil 5 ist das Überbrückungsschaltstück glei- 5 blasene Ausschaltlichtbogen kurzzeitig bis zu seinem tend geführt, welches aus dem Kontaktkorb 10 aus Erlöschen zwischen dem Schaltstück 1 und dem Isolierstoff gebildet wird, der seinerseits die Kontakt- Düsenrohr 7, wobei sich die Lichtbogenfußpunkte an lamellen 11 und den Abbrandfinger 12 enthält. Die den Abbrandteilenla und 8 ausbilden. Nach erfolg-Teile 11 und 12 stützen sich zur Kontaktdruckerzeu- ter Löschung des Lichtbogens wird die Druckgasgung über die Blattfedern 13 im Kontaktkorb 10 ab. io zufuhr mittels des nicht dargestellten Schaltventils Der Abbrandfinger 12 ist an seiner Berührungsfläche unterbrochen, sobald die Spannungsisolation des ausmit dem Schaltstück 1 mit lichtbogenfestem Material geschalteten Schalters in bekannter Weise von einer 12 a belegt. Desgleichen besitzt das Schaltstück 1 an sich öffnenden Spannungsschaltstelle übernommen seiner oberen Seite eine Abbrandhaube la. Zwischen worden ist, die elektrisch in Reihe zur Leistungsschaltden Nocken 10 α des Kontaktkorbes 10, welche durch 15 stelle geschaltet ist. Die Spannungsschaltstelle kann entsprechende Schlitze im Einsatzstück 6 hindurch- z. B. in an sich bekannter Weise als Serientrennragen, und dem Düsenrohr 7 befindet sich die Rück- messer ausgebildet sein. Da das Düsenrohr 7 nur stellfeder 14. Das Anschlußteils ist mit einer Öff- kurzzeitig während des Ausschaltvorganges stromnung5a versehen, während mit 5 b der Anschluß- führend ist, kann es aus billigemMaterial, z.B.Eisen, lappen angedeutet ist, an dem die äußere Anschluß- 20 hergestellt sein. Ein weiterer Vorteil der neuen Anleitung in an sich bekannter Weise angeschlossen ist. Ordnung besteht darin, daß die Rückstellfeder 14 In der Figur ist der Kontaktkorb 10 in einer Zwi- nicht aus antimagnetischem Werkstoff zu sein braucht, schenstellung dargestellt, bei welcher die Kontakt- da sie erfindungsgemäß die Strombahn nicht umlamellen 11 bereits das Schaltstück 1 verlassen haben, schließt, so daß keine schädliche Erwärmung durch wähend der Abbrandfinger 12 über seinen Belag 12 a 25 Wirbelströme in der Feder auftreten kann. In der und die Abbrandhaube la noch mit dem Schalt- Nähe der oberen Grenzlage des Kontaktkorbes 10 stück 1 in elektrischer Verbindung steht. Der für die- wird eine Kompressionsdämpfung der bewegten Teile sen Moment maßgebliche Stromverlauf ist durch die wirksam, sobald nach dem Überlaufen der Öffschleifenförmige strichpunktierte Pfeillinie angedeu- nung5a der Raum oberhalb des Kontaktkorbes 10 tet. Hierzu ist der Abbrandfinger 12 innerhalb des 30 gegen das Freie abgeschlossen ist. Das Einschalten Kontaktkorbes 10 so orientiert, daß er sich stets auf des Schalters geschieht in bekannter Weise durch das der Seite des Anschlußlappens 56 befindet. erwähnte Serientrennmesser, da die Leistungsschalt-Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: stelle in der stationären Ausschaltstellung des Schal-In der Einschaltstellung ist die Schaltkammer druck- ters wieder geschlossen ist, indem dasüberbrückungslos, wobei sich der Kontaktkorb 10 unter Wirkung 35 schaltstück nach dem Abstellen der Druckgaszufuhr der Rückstellfeder 14 in seiner unteren Grenzlage be- durch die Rückstellfeder 14 in seine untere Grenzfindet. Diese ist dadurch gegeben, daß die schrägen lage gebracht worden ist.

Unterkanten der Nocken 10 a auf der schrägen Ober- In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel seite des Mundstückes 8 aufliegen. Hierbei umfassen wiedergegeben, wobei die der Fig. 1 entsprechenden die Kontaktlamellen 11 das Schaltstück 1 an seinem 40 Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind, zylindrischen Teil. Die Strombahn wird von den Tei- Das Anschlußteil 5 ist hier jedoch so ausgebildet, daß len Sb, S, 6, 11 und 1 gebildet. Zum Ausschalten es innen gleichzeitig als Düsenrohr geformt ist, auf wird der Schaltkammer durch den von den Teilen 1 dem das Abbrandmaterial 8 fest aufgebracht ist. Die und 4 gebildeten Ringkanal von unten her Druckgas Stromschleife für den Abbrandfinger 12 wird von zugeführt. Die hierfür benötigten Einrichtungen an 45 einem U-förmigen Strombügel 19 aus hochleitsich bekannter Art, wie Druckgasbehälter und Schalt- fähigem Material, z. B. Kupfer, gebildet, der im Anventil, sind der Übersichtlichkeit halber in der Zeich- schlußteil 5 mittels der isolierenden Zwischenlage 18 nung weggelassen worden, zumal sie für das Ver- eingebettet ist. In tangentialer Richtung ist die Breite ständnis der Erfindung nicht erforderlich sind. Durch des Strombügels 19 derjenigen des zugehörigen Abdas einströmende Druckgas wird der als Kolben 50 brandfingers 12 angepaßt. Bei Vorhandensein mehrewirkende Kontaktkorb 10 entgegen der Kraft der rer, z. B. zwei bis drei Abbrandfinger ist jedem ein Rückstellfeder 14 nach oben bewegt, da der sich gesonderter Strombügel 19 zugeordnet, wobei diese oberhalb des Kontaktkorbes 10 befindliche Raum gegeneinander ebenfalls durch isolierende Zwischendurch die Öffnung 5 α mit dem Freien verbunden lagen getrennt sind. Die Rückstellfeder 14 ist bei und damit drucklos ist. In der gezeichneten Lage des 55 dieser Ausführung oberhalb des Anschlußteiles 5 an-Kontaktkorbes 10 ist die Berührung zwischen dem geordnet und stützt sich einerseits gegen den oberen Schaltstück 1 und den Kontaktlamellen 12 aufgeho- Bund des Rohres 17 und andererseits über den Ring ben, so daß der Abbrandfinger 12 allein den Aus- 16 und mehrere Stehbolzen 15, die im Kontaktkorb schaltstrom führt, wobei infolge der strichpunktiert 10 befestigt sind, gegen letzteren ab. Die Wirkungsangedeuteten Stromschleife durch die elektrodyna- 60 weise der Anordnung nach Fig. 2 entspricht völlig mische Kraftwirkung ein Abheben des Abbrand- derjenigen wie unter Fig. 1 beschriebenen. Durch die fingersl2 an seiner Berührungsstelle mit dem Ein- isolierend im Anschlußteil 5 eingebetteten Stromsatzstück 6 vermieden wird, indem durch die ab- bügel 19 wird eine vorteilhafte Konzentrierung der stoßenden Kräfte zwischen den gegenläufigen Strom- Stromfäden der Leiterschleife bewirkt und damit die fäden in den Teilen 5 und 12 eine Kontaktdruck- 65 Kontaktabhebung des Abbrandfingers 12 während des verstärkung entsteht. Diese gleiohen abstoßenden Ausschaltvorganges in erhöhtem Maße verhindert. Kräfte bewirken auch ein rasches Hinbewegen des Auch hier ist die Rückstellfeder 14 so angeordnet, Ausschaltlichtbogens zur Mitte des Düsenrohres 7, so- daß eine Umschließung der Strombahn vermieden ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 und 4 wiedergegeben. Die hier gezeigte Anordnung ist besonders vorteilhaft für Schalter großer Ausschaltströme. Mit 1, la ist das stiftförmige Schaltstück bezeichnet, dessen Befestigung in Schaltkammergehäuse 4 in gleicher Weise mittels der Teile 2, 3 vorgenommen ist wie in Fig. 1 und 2. Das Anschlußteil 5 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und trägt oben das Einsatzstück 20, in dem das Düsenrohr 7 eingeschraubt ist. Der Kontaktkorb 10 besitzt entsprechende Aussparungen für die Kontaktlamellen 11, welche unten an dem Schaltstück 1 und oben an dem Anschlußteil 5 anliegen, wobei die Blattfedern 13(3, 13 b den Kontaktdruck in der Einschaltstellung herstellen. Wie aus dem Grundrißquerschnitt der Fig. 4 näher hervorgeht, sind insgesamt acht Kontaktlamellen 11 vorhanden. Ihnen gegenüber befinden sich drei mehrteilige Abbrandfinger, die jeweils aus einem hammerförmigen Teil 12, 12« und zwei Teilen 12 & bestehen. Aus Fig. 5 ist das Ineinandergreifen der Fingerteile ohne weiteres zu erkennen. Zwischen den Teilen 12 und 12 b befinden sich jeweils Blattfedern 13 c (Fig. 3) zur Kontaktdruckerzeugung, welche sich z. B. an den Fingerteilen 12b über eine dünne Isolierzwischenlage abstützen. Auf eine solche kann verzichtet werden, sofern die Blattfedern 13 c mit einem Isolierüberzug versehen sind. Dadurch, daß die Fingerteile 12 b auf dem Anschlußteil 5, das Fingerteil 12, 12 a jedoch auf dem Schaltstück 1, la aufliegen, ergibt sich die durch die strichpunktierte Pfeillinie angedeutete Stromschleife. Die Wirkungsweise der Anordnung entspricht im übrigen völlig der wie in Fig. 1 beschriebenen. Infolge der sich nahe gegenüberstehenden antiparallelen Stromfäden in den Fingerteilen 12 und 12b ergibt sich beim Ausschalten großer Ströme eine besonders wirksame Kontaktdruckerhöhung an den Übergangsstellen zwischen den Fingerteilen 12 und 12 b einerseits sowie zwischen den Fingerteilen 12b und dem Anschlußteils andererseits. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, können mehrere Abbrandfinger 12, 12 b vorgesehen werden, wodurch sich eine günstige Stromaufteilung erzielen läßt. Im gewählten Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei mehrteilige Abbrandfinger vorgesehen. Sie sind innerhalb des Kontaktkorbes 10 derart angeordnet, daß sie stets auf der dem Anschlußlappen 5 b zugekehrten Seite liegen.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Überbrückungsschaltstück zur Erhöhung der dynamischen Festigkeit erfindungsgemäß so ausgebildet ist, daß eine besonders vorteilhafte Kontaktdruckverstärkung in der Einschaltstellung erreicht wird. Hierzu besitzen die Kontaktlamellen 11 eine ballige Fläche 11a, mit welcher sie unter der axialen Kraft der Rückstellfeder 14 der konischen Innenfläche des Anschlußteiles 5 anliegen. Sie sind mit der Nase 11 b in einer Aussparung des Kontaktkorbes 10 gelagert, so daß sie eine kleine Wälz-Schiebe-Bewegung beim Einschalten ausführen können und dabei nach Art einer Keilwirkung festgeklemmt werden, wodurch eine der Keilflächenneigung entsprechende Vervielfachung des Kontaktdruckes entsteht. Die innere Partie des Ansohlußteiles 5 kann mit Vorteil aus einer eingelassenen Büchse 5 c aus hochleitfähigem Material bestehen.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Druckgasschalter mit impulsbetätigter Schaltkammer, bei welcher ein feststehendes Düsenrohr und ein stiftförmiges Schaltstück von einem durch das einströmende Druckgas entgegen einer Rückstellfeder angetriebene Überbrückungsschaltstück umgeben ist, das aus mehreren Kontaktlamellen in einem Kontaktkorb besteht, wobei letzterer im Schaltkammergehäuse gleitend geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Kontaktlamellen als Abbrandfinger ausgebildet ist, an welchem die Berührung zwischen dem Überbrückungsschaltstück und dem feststehenden stiftförmigen Schaltstück beim Ausschalten zuletzt aufgehoben wird, und die Stromzuführung zumAbbrandfinger als Leiterschleife ausgebildet ist derart, daß bei geschlossenem Stromkreis der Kontaktdruck verstärkt und nach der Kontakttrennung der Lichtbogen zur Mitte des Düsenrohres hinbewegt wird.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschleife als U-förmiger Strombügel ausgebildet ist, welcher in das das Düsenrohr tragende Anschlußteil isoliert eingebettet ist.

3. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschleife durch den mehrteilig ausgeführten Abbrandfinger selbst gebildet wird.

4. Druckgasschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Einschaltstellung das stiftförmige Schaltstück jeweils unmittelbar mit dem Anschlußteil durch die Kontaklamellen verbunden ist, wobei das Düsenrohr an der Stromführung unbeteiligt ist.

5. Druckgasschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktlamellen einerseits an der Berührungsstelle mit dem Anschlußteil eine ballige Fläche besitzen und sich damit an einer konischen Innenfläche des Anschlußteiles abstützen und andererseits in einer Aussparung des Kontaktkorbes derart gelagert sind, daß durch die auf den Kontakten axial ausgeübte Kraft der Rückstellfeder eine Kontaktdruckerhöhung bewirkt wird.

6. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder so angeordnet ist, daß eine Umschließung der zumindest iiL Einschaltstellung wirksamen Strombahn vermieden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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