Druckgasschalter in Kesselbauform Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter
in Kesselbauform mit geschlossenem Gaskreislauf, bei dem die Schaltstelle vermittels
eines pneumatisch betätigten Blasventils beim Ausschalten kurzzeitig von in einem
Hochdruckraum gespeichertem Druckgas, insbesondere SF., beblasen wird, wobei
die Schaltgase in einem Niederdruckraum aufgefangen werden, und bei dem` das pneumatisch
betätigte bewegliche Schaltstück vor dem Erreichen seiner stationären Ausschaltstellung
vorübergehend eine optimale Löschstellung einnimmt. Es ist ein Druckgasschalter
mit SF, als Löschmittel bekanntgeworden, bei dem sich die Schaltstellen in einem
Niederdruckkessel befinden und zum Ein- und Ausschalten mechanisch betätigt werden.
Zur Lichtbogenlöschung beim Ausschalten werden die Schaltstellen über Zuführungsleitungen
aus einem Hochdruckbehälter, welcher sich im Inneren oder außerhalb des Niederdruckbehälters
befindet, mit dem Löschgas beaufschlagt, wobei die Freigabe der Gaszufuhr mittels
eines mechanisch betätigten Blasventils erfolgt, welches verhältnismäßig weit von
den Schaltstellen entfernt ist. Hierbei ist es nachteilig, daß die als tote Räume
wirkenden Zuführungsleitungen nach Öffnen des Blasventils zunächst aufgefüllt werden
müssen, bevor die Löschströmung an den Schaltstellen wirksam werden kann, wodurch
sich eine unerwünscht lange Ausschaltzeit ergibt. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten
Ausführung besteht darin, daß die beweglichen Schaltstücke ihre Ausschalthübe zügig
durchführen, so daß hierbei ein kurzzeitiges Verweilen in einer günstigen Löschdistanz
nicht vorhanden ist, wodurch das Ausschaltvermögen der Schalteinrichtung nicht voll
ausgenutzt wird. Man hat diesem Gesichtspunkt bereits bei Druckluft schaltern der
offenen Bauweise dadurch Rechnung getragen, daß man das bewegliche, als Düse ausgebildete
Schaltstück beim Ausschalten zunächst einen Teilhub rasch durchlaufen läßt und anschließend
durch eine pneumatische Haltevorrichtung vorübergehend in optimaler Löschstellung
stillsetzt, bevor die Weiterbewegung in die stationäre Ausschaltstellung erfolgt.
Bei dieser Ausführung befindet sich das Blasventil an einer von der Schalteinrichtung
getrennten Stelle, so daß sich dabei ein relativ großer Aufwand an Teilen ergibt.
Außerdem ist hierbei die Ausschaltzeit infolge der großen Luftwege noch ziemlich
lang.Pressure gas switch in boiler design The invention relates to a pressure gas switch in boiler design with a closed gas circuit, in which the switching point is briefly blown by compressed gas stored in a high pressure chamber , in particular SF in which the pneumatically operated movable contact piece temporarily assumes an optimal extinguishing position before it reaches its stationary switch-off position. It is a compressed gas switch with SF, which has become known as an extinguishing agent, in which the switching points are located in a low-pressure tank and are mechanically operated to switch on and off. To extinguish the arc when switching off, the switching points are charged with the extinguishing gas via supply lines from a high-pressure container, which is located inside or outside the low-pressure container, the release of the gas supply by means of a mechanically operated blow valve, which is relatively far away from the switching points. It is disadvantageous here that the supply lines acting as dead spaces must first be filled after opening the blow valve before the extinguishing flow can take effect at the switching points, which results in an undesirably long switch-off time. Another disadvantage of this known design is that the movable contact pieces perform their switch-off strokes quickly, so that there is no short-term dwell in a favorable extinguishing distance, so that the breaking capacity of the switching device is not fully utilized. This point of view has already been taken into account with compressed air switches of the open design by allowing the movable, designed as a nozzle contact piece to pass through a partial stroke quickly when switching off and then temporarily stopping it in the optimal extinguishing position by a pneumatic holding device before moving on to the stationary one Switch-off position takes place. In this embodiment, the blow valve is located at a point separate from the switching device, so that there is a relatively large amount of parts. In addition, the switch-off time is still quite long due to the large airways.
Ferner ist es bekannt, bei Druckgasschaltern rohrförmige Blasventile
zu verwenden. Hierbei ist das rohrförmige Ventilorgan mit einem federbelasteten
Differentialkolben verbunden, welcher den Strömungskanal gegenüber dem`eeuerraum
abschließt, während der hohle Ventilkr- an der Seite des Ventilsitzes durch eine
Sti ehe verschlossen ist: Sofern solche Ventile mit einem Hilfsventil versehen sind,
fitzt die Stirnfläche Öffnung zur Aufnahme der Hilfsventilspindel: Diese bekannten
Ventile eignen sich jedoch nicht für den Einbau in unmittelbarer Nähe der Schaltstücke.It is also known to use tubular blower valves in compressed gas switches
to use. Here, the tubular valve member with a spring-loaded
Differential piston connected, which the flow channel opposite to the engine chamber
closes, while the hollow valve valve on the side of the valve seat by a
Before it is closed: If such valves are provided with an auxiliary valve,
Fitzt the end face opening for receiving the auxiliary valve spindle: These are known
However, valves are not suitable for installation in the immediate vicinity of the contact pieces.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Druckgasschalter der
Kesselbäuform mit geschlossenem Gaskreislauf eine einfache Lösung anzugeben,, bei
welcher einerseits die erwähnten Nachteile vermieden werden, wobei andererseits
der Vorteil kurzer Ausschaltzeiten gewahrt bleibt. Erfindungsgemäß wird deshalb
vorgeschlagen, die Schaltstelle derart auszubilden, daß das bewegliche Ventilorgan
des Blasventils als das bewegliche Schaltstück konzentrisch umschließender rohrförmiger
Isolierkörper ausgebildet ist und einen mit letzterem fest verbundenen Antriebskolben
aufweist; welcher in einem Zylinder gleitend gelagert ist und unter Wirkung einer
Schließfeder steht, -wobei der Antriebskolben mit einem Führungszylinder fest verbunden
ist, in welchem ein mit dem beweglichen Schaltstück fest verbundener erster Antriebskolben
gleitend geführt ist, und daß das bewegliche Schaltstück mit einem zweiten, als
Schieber.:,ausgebildeten Antriebskolben fest verbunden ist, welcher nach Erreichen
der Löschstellung dem Abschluß des Steuerraumes gegen den vom Zylinder umschlossenen
Raum dient, wobei
letzterer über eine Öffnung im Zylinder mit dem
Hochdruckraum in Verbindung steht.The invention is based on the object for gas pressure switch
Boiler design with closed gas circuit to provide a simple solution, at
which on the one hand avoids the disadvantages mentioned, while on the other hand
the advantage of short switch-off times is retained. According to the invention is therefore
proposed to design the switching point in such a way that the movable valve member
of the blow valve as the movable contact piece concentrically enclosing tubular
Insulating body is formed and a drive piston firmly connected to the latter
having; which is slidably mounted in a cylinder and under the action of a
Closing spring stands, -wherein the drive piston is firmly connected to a guide cylinder
is in which a first drive piston firmly connected to the movable contact piece
is slidably guided, and that the movable contact piece with a second, as
Schieber.:, trained drive piston is firmly connected, which after reaching
the extinguishing position the closure of the control room against the one enclosed by the cylinder
Space serves, being
the latter through an opening in the cylinder with the
High pressure chamber is in communication.
An Hand der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel eines Druckgasschalters
gemäß der Erfindung wiedergibt, wird die neue Anordnung näher erläutert. In der
Zeichnung bedeutet 1 einen Tragisolator, welcher gleichzeitig der Unterteilung des
nicht nähet dargestellten Schalterkessels in den Niederdruckraum 24 und den Hochdruckraum
25 dient. In den Tragisolator 1 ist der Flansch 2 eingebettet, mit welchem der Festkontaktträger
3 druckdicht verschraubt ist. In letzterem ist die Dichtung 3 a des Blasventils
eingelassen und das düsenförmige feststehende Schaltstück 4 fest eingeschraubt.
Mit 5 ist der rohrförmige Stromleiter bezeichnet, welcher über das Teil 3 mit dem
Schaltstück 4 in elektrischer Verbindung steht. Außerdem besitzt der Tragisolator
1 einen über Rippen 1 a verbundenen Flansch 1 b, welcher über die Platte 6 mit dem
Zylinder 7 verbunden ist. In letzterem ist der Antriebskolben 8 gleitend geführt,
welcher einerseits den isolierenden Rohrkörper 9 und andererseits über die Rippen
8 a den Führungszylinder 8 b trägt. Mit 10 ist das bewegliche Schaltstück bezeichnet.
Es besitzt den Kolben 10a, der im Führungszylinder 8 b gleitend gelagert ist, und
trägt an seinem oberen Ende die Kontakttulpe 11 sowie das axial verschiebbar geführte
Abbrandstück 12, das unter der Wirkung der Druckfeder 13 steht. Unterhalb des Kolbens
10 a sind Schlitze 10 c in das bewegliche Schaltstück 10 eingearbeitet. An seinem
unteren Ende ist das Schaltstück 10 zu einem Antriebskolben 10b erweitert und mit
diesem im Führungsstück 14 gleitend gelagert, welches seinerseits den Zylinder
7 an seinem unteren Ende abschließt. Außerdem besitzt das Führungsstück
14 die Öffnungen 14 a, 14 b sowie eine über Rippen gehaltene Gleitbüchse
14c zur Aufnahme der mit dem Schaltstück 10 fest verbundenen Stange
18. 16 ist ein im Führungsstück 14 eingesetzter Gleitkontakt zur Stromübertragung
zwischen dem Schaltstück 10 und Führungsstück 14, welches an seiner oberen Stirnfläche
den Anschlagring 15 für den Antriebskolben 8 trägt. Ferner ist im Führungsstück
14 die Dichtung 17 eingelassen. Die Öffnung 21 am unteren Ende des Teiles 14 steht
mit einem nicht näher gezeigten Steuerventil an sich bekannter Art in Verbindung.
Während sich die Schließfeder 19 zwischen dem Antriebskolben 8 des Blasventils und
dem Führungsteil 14 abstützt, befindet sich die Einschaltfeder
20
zwischen dem Schaltstück 10 und der Gleitbüchse 14 c. Im
Zylinder 7 sind der Anschlagring 22 sowie die Dämpferscheiben 23 eingesetzt. Sie
dienen als Hubbegrenzung für den Antriebskolben B. Der Führungszylinder 8 b umschließt
den Dämpfungsraum 26 und der Zylinder 7 den Raum 27 b, welcher nur über die Öffnung
7a mit dem Hochdruckraum 25 kommuniziert. Der Steuerraum 27a befindet sich unterhalb
des Antriebskolbens 10b im Führungsstück 14.The new arrangement is explained in more detail with reference to the drawing, which shows an exemplary embodiment of a compressed gas switch according to the invention. In the drawing, 1 denotes a support insulator, which at the same time serves to subdivide the switch boiler, not shown in detail, into the low-pressure chamber 24 and the high-pressure chamber 25. In the support insulator 1, the flange 2 is embedded, with which the fixed contact carrier 3 is screwed pressure-tight. In the latter, the seal 3 a of the blow valve is let in and the nozzle-shaped stationary contact piece 4 is screwed in tightly. The tubular current conductor, which is in electrical connection with the contact piece 4 via the part 3, is denoted by 5. In addition, the support insulator 1 has a flange 1 b which is connected via ribs 1 a and which is connected to the cylinder 7 via the plate 6. In the latter, the drive piston 8 is slidably guided, which on the one hand carries the insulating tubular body 9 and on the other hand carries the guide cylinder 8 b via the ribs 8 a. With 10 the movable contact is referred to. It has the piston 10a, which is slidably mounted in the guide cylinder 8b, and at its upper end carries the contact tulip 11 and the axially displaceable consumable piece 12, which is under the action of the compression spring 13. Slits 10 c are incorporated into the movable contact piece 10 below the piston 10 a. At its lower end, the contact piece 10 is expanded to form a drive piston 10b and is slidably mounted with this in the guide piece 14 , which in turn closes the cylinder 7 at its lower end. In addition, the guide piece 14 has the openings 14 a, 14 b, and a held via ribs slide bushing 14c 18 for receiving the fixedly connected to the contact piece 10 rod 16 is inserted in the guide piece 14 sliding contact for current transmission between the switching piece 10 and the guide piece 14, which the stop ring 15 for the drive piston 8 carries on its upper end face. Furthermore, the seal 17 is embedded in the guide piece 14. The opening 21 at the lower end of the part 14 is connected to a control valve of a known type, not shown in detail. While the closing spring 19 is supported between the drive piston 8 of the blow valve and the guide part 14 , the closing spring 20 is located between the contact piece 10 and the sliding bush 14 c. The stop ring 22 and the damper disks 23 are inserted in the cylinder 7. They serve to limit the stroke of the drive piston B. The guide cylinder 8 b encloses the damping chamber 26 and the cylinder 7 encloses the chamber 27 b, which communicates with the high-pressure chamber 25 only via the opening 7 a. The control chamber 27a is located below the drive piston 10b in the guide piece 14.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: In der gezeichneten
Lage befindet sich der Schalter in Einschaltstellung. Oberhalb des Tragisolators
1, d. h. im Raum 24, sowie im Inneren des Rohrkörpers 9 herrscht Niederdruck, während
die Räume 25, 26, 27 a und 27 b mit Hochdruckgas gefüllt sind. Die
Strombahn des Schalters wird von den Teilen 5, 3, 4, 11, 10, 16 und 14 gebildet.
Zum Ausschalten wird der Steuerraum 27a und damit auch der vom Zylinder 7 umschlossene
Raum 27 b durch die zu einem Steuerventil an sich bekannter Art hinführende Öffnung
21 auf Niederdruck gebracht. Dadurch bewegt sich der Antriebskolben 8 des Blasventils
infolge des auf seiner ringförmigen Oberseite anstehenden Hochdruckes nach unten
und nimmt nach kurzem Weg über den Kolben 10a das bewegliche Schaltstück 10 mit.
Während sich der Rohrkörper 9 dabei bereits von der Dichtung 3 a abhebt, das Blasventil
also öffnet, kommt kurz darauf die Kontakttulpe 11 außer Eingriff mit dem
feststehenden, düsenförmigen Schaltstück 4, welches jedoch durch das unter
Wirkung der Feder 13 nach oben gedrückte Abbrandstück 12 noch kurzzeitig verschlossen
bleibt, wobei letzteres die Führung des Ausschaltstromes übernimmt. Auf diese Weise
steht das Hochdruckgas bereits an der Schaltstelle an, bevor die Kontakttrennung
erfolgt. Im weiteren Verlauf der Ausschaltbewegung wird das Abbrandstück 12 über
seinen am unteren Ende befindlichen Bund durch das Schaltstück 10 mitgenommen. Der
nunmehr zwischen den Teilen 4 und 12 entstehende Lichtbogen wird beblasen, wobei
das Hochdruckgas aus dem Hochdruckraum 25 durch das düsenförmige Schaltstück
4
in den Niederdruckraum 24 einströmt. Die größte Öffnung des Blasventils
ist erreicht, sobald der Antriebskolben 8 a zum gedämpften Anschlag gegen
den Anschlagring 22 gelangt. Das bewegliche Schaltstück 10, welches diese Hubbewegung
infolge der Mitnahme des Kolbens 10a durch den Antriebskolben 8 mitgemacht hat,
ist dabei in die optimale Löschstellung gebracht worden, in welcher es mit seinem
als Schieber wirkenden Antriebskolben 10 b die Öffnungen 14a und damit den Steuerraum
27a gegen den Raum 27 verschließt. Diese optimale Löschstellung, in der die Löschung
des Lichtbogens erfolgt, bleibt nun so lange erhalten, bis sich der Raum 27 b über
die Öffnung 7 a des Zylinders 7 mit Hochdruck so weit aufgefüllt hat, daß der sich
über die Öffnungen 14 b im Führungsteil 14 oberhalb des Antriebskolbens 10 b aufbauende
Druck in der Lage ist, das Schaltstück 10 gegen die Einschaltfeder
20
weiterzubewegen. Sobald die Auffüllung des Raumes 27b annähernd vollzogen
ist, .wird das Blasventil durch die an den Rippen 8 a des Antriebskolben
8 angreifende Schließfeder 19 nach oben bewegt und beim Auftreffen des Rohrkörpers
9 auf die Dichtung 3 a die Blaszeit beendet. Die stationäre untere Grenzlage des
beweglichen Schaltstückes 10 ist erreicht, sobald sein Antriebskolben 14a gegen
die Dichtung 17 gelangt und den Steuerraum 27a dabei gasdicht gegen den Raum
27 b abschließt. Um den letzten Teil der Bewegung zügig ausführen zu können,
besitzt das Schaltstück 10 Schlitze 10 c, welche dabei nunmehr den Dämpfungsraum
26 mit dem Raum 27b
über einem genügend großen Querschnitt verbinden, so daß
der Kolben 10 a im Führungszylinder 8 b ungehemmt laufen kann. Die
mit dem Schaltstück 10
fest verbundene Stange 18 greift in der stationären
Ausschaltstellung in eine mit dem nicht näher dargestellten Steuerventil verbundene
Verriegelungseinrichtung an sich bekannter Art ein, wodurch erreicht wird, daß bei
einem allfälligen ungewollten Eindringen von Hochdruckgas in den Steuerraum 27 a
kein unbefugtes Einschalten des Schalters erfolgen kann.The mode of operation of the arrangement is as follows: In the position shown, the switch is in the on position. Above the support insulator 1, ie in the space 24, as well as in the interior of the tubular body 9, there is low pressure, while the spaces 25, 26, 27 a and 27 b are filled with high pressure gas. The current path of the switch is formed by parts 5, 3, 4, 11, 10, 16 and 14. To switch it off, the control space 27a and thus also the space 27b enclosed by the cylinder 7 are brought to low pressure through the opening 21 leading to a control valve of a type known per se. As a result, the drive piston 8 of the blow valve moves downward as a result of the high pressure present on its annular upper side and, after a short distance via the piston 10a, takes the movable contact piece 10 with it. While the tubular body 9 is already lifting off the seal 3 a, i.e. the blow valve opens, shortly thereafter the contact tulip 11 disengages from the stationary, nozzle-shaped contact piece 4, which, however, is still pushed up by the consumable piece 12 pushed up by the action of the spring 13 remains closed for a short time, the latter taking over the management of the breaking current. In this way, the high-pressure gas is already available at the switching point before the contact is separated. In the further course of the disconnection movement, the consumable piece 12 is carried along by the contact piece 10 via its collar located at the lower end. The arc which now arises between the parts 4 and 12 is blown, the high-pressure gas flowing from the high-pressure chamber 25 through the nozzle-shaped contact piece 4 into the low-pressure chamber 24. The biggest opening of the blow valve is reached as soon as the drive piston 8 a muted for abutment against the stop ring 22 passes. The movable contact piece 10, which has taken part in this stroke movement as a result of the piston 10a being carried along by the drive piston 8, has been brought into the optimal extinguishing position in which it counteracts the openings 14a and thus the control chamber 27a with its drive piston 10b acting as a slide locks room 27. This optimal extinguishing position, in which the arc is extinguished, is retained until the space 27 b has been filled with high pressure via the opening 7 a of the cylinder 7 to such an extent that it extends through the openings 14 b in the guide part 14 Above the drive piston 10 b building up pressure is able to move the switching piece 10 against the closing spring 20. As soon as the space 27b is almost completely filled, the blow valve is moved upwards by the closing spring 19 acting on the ribs 8 a of the drive piston 8 and the blow time ends when the tubular body 9 hits the seal 3 a. The stationary lower limit position of the movable contact piece 10 is reached as soon as its driving piston 14a comes against the seal 17 and the control chamber 27a thereby gas-tight manner against the chamber 27 b terminates. In order to be able to carry out the last part of the movement quickly, the switching piece 10 has slots 10 c, which now connect the damping chamber 26 with the chamber 27 b over a sufficiently large cross-section so that the piston 10 a can run uninhibited in the guide cylinder 8 b. The rod 18 firmly connected to the switching piece 10 engages in the stationary switched-off position in a locking device of a known type connected to the control valve, which is not shown, which ensures that in the event of an unintentional penetration of high pressure gas into the control chamber 27a, no unauthorized switching on of the switch can be done.
Zum Einschalten wird mittels des Steuerventils über die Öffnung
21 Hochdruckgas in den Steuerraum
27 a eingelassen, wobei
gleichzeitig die obenerwähnte Verriegelungseinrichtung gelöst und damit die Stange
18 freigegeben wird. Durch die Einschaltfeder 20 wird das bewegliche Schaltstück
10 nach oben bewegt und gelangt in die gezeichnete Einschaltstellung. Hierbei wird
der Dämpfungsraum 26 über die Schlitze 10c wieder gefüllt, so daß das Einschalten
zügig erfolgt. To switch on, high-pressure gas is let into the control chamber 27 a via the opening 21 by means of the control valve, the above-mentioned locking device being released at the same time and the rod 18 being released. By means of the closing spring 20, the movable contact piece 10 is moved upwards and reaches the switched-on position shown. In this case, the damping space 26 is filled again via the slots 10c, so that switching on takes place quickly.
Die neue Anordnung ist nicht auf das gewählte Ausführungsbeispiel
beschränkt. So kann beispielsweise durch Hintereinanderschalten mehrerer solcher
Schalteinheiten ein Schalter mit Mehrfachunterunterbrechung erhalten werden, wobei
die Schalteinheiten entweder in horizontaler oder vertikaler Richtung aneinandergebaut
sein können. Infolge der Anordnung der bewegten Teile und Dichtungen im Hochdruckraum
werden diese in vorteilhafter Weise dem Angriff der Schaltgase entzogen. Ein weiterer
Vorteil ergibt sich durch die Anordnung der Schaltdüse am Tragisolator, wodurch
eine gute Zugänglichkeit der Schaltstücke bei Revisionen ermöglicht wird.The new arrangement is not based on the chosen embodiment
limited. For example, by connecting several of these in series
Switching units a switch with multiple interruption can be obtained, wherein
the switching units are assembled either horizontally or vertically
could be. As a result of the arrangement of the moving parts and seals in the high pressure chamber
these are advantageously withdrawn from attack by the switching gases. Another
The advantage results from the arrangement of the switching nozzle on the support insulator, whereby
a good accessibility of the contact pieces during revisions is made possible.