DE1221335B

DE1221335B - High voltage switchgear

Info

Publication number: DE1221335B
Application number: DEC30364A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz-Karl Grossmann
Original assignee: Calor Emag AG
Current assignee: Calor Emag AG
Priority date: 1963-07-05
Filing date: 1963-07-05
Publication date: 1966-07-21

Description

Hochspannungsschalteinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungsschalteinrichtung mit Löschraumwandungen aus gasabgebendem Isolierstoff und mit mindestens zwei in Reihe liegenden Lichtbogenunterbrechungsstellen, deren Lichtbögen durch die unter ihrem Einfluß aus den gasgebenden Wandungen frei werdenden Gase gelöscht werden.High-voltage switching device The invention relates to a High-voltage switchgear with walls made of gas-emitting insulating material and with at least two arc interruption points lying in series, their Arcs caused by the gas-giving walls released under their influence Gases are extinguished.

Es liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter dieser Art bei kleiner Raumbeanspruchung sehr leistungsfähig zu gestalten. Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck vorgesehen, daß die eine einen Schaltstift aufweisende Unterbrechungsstelle in der Bohrung eines Isolierstoffrohres und die andere ein Kontaktrohr aufweisende Unterbrechungsstelle in dem Ringspalt zwischen dem Isolierstoffrohr und einem dieses umgebenden Isolierstoffmantel angeordnet ist, wobei der Kontaktstift mittels eines das Kontaktrohr abschließenden, Kontaktstift und Kontaktrohr elektrisch verbindenden Stirnstückes konzentrisch im Kontaktrohr befestigt ist.The underlying task is to make a switch of this type at smaller Make space requirements very efficient. According to the invention is to this Purpose provided that the one interruption point having a switch pin in the bore of an insulating tube and the other having a contact tube Break point in the annular gap between the insulating tube and one of this surrounding insulating jacket is arranged, wherein the contact pin by means of a the contact tube closing off, electrically connecting the contact pin and contact tube End piece is attached concentrically in the contact tube.

Bei Schaltern mit zwei parallelen Unterbrechungsstellen, von denen die eine die Leistungsunterbrechung übernimmt, während die andere stromlos schaltet, oder wobei die eine die Unterbrechung höherer und die andere die Unterbrechung kleinerer Ströme besorgt, ist es bereits bekannt, eine Unterbrechungsstelle in einem inneren gasabgebenden Isolierstoffrohr und die andere in dem Ringraum zwischen diesem und einem äußeren konzentrisch dazu angeordneten gasgebenden Isolierstoffrohr anzuordnen. Dieser Aufbau, der den Vorteil kleiner Baulänge hat, bringt in der Verwendung beim Schalter der Erfindung, bei dem die Unterbrechungsstellen in Reihe geschaltet sind, ebenfalls den ihm anhaftenden genannten Vorteil mit sich. Durch die im Zusammenhang mit einem solchen Aufbau gewählte Ausbildung des mehrere in Reihe geschaltete Unterbrechungsstellen aufweisenden, der Erfindung zugrunde liegenden Schalters werden jedoch weitere für die Funktion des Schalters außerordentlich günstige Wirkungen erzielt.For switches with two parallel interruption points, of which one takes over the power interruption, while the other switches off the current, or where one is the interruption higher and the other the interruption is smaller Concerned currents, it is already known to have a break point in an interior gas-emitting insulating tube and the other in the annular space between this and to arrange an outer, concentrically arranged gas-emitting insulating tube. This structure, which has the advantage of a small overall length, brings in the use with Switch of the invention in which the interruption points are connected in series, also with the inherent advantage mentioned. Through the related With such a structure selected design of the several interruption points connected in series having, the invention underlying switch, however, are further for the function of the switch achieved extremely beneficial effects.

Durch die Zusammenfassung des Kontaktstiftes der einen Unterbrechungsstelle und des Kontaktrohres der anderen Unterbrechungsstelle durch das erwähnte Stirnstück ist die Antriebsfrage für die beiden beweglichen Schaltstücke, die stets gleichzeitig bewegt werden müssen, besonders einfach gelöst. Die stets zugleich brennenden Lichtbögen der beiden Unterbrechungsstellen werden durch gegenseitige elektrodynamische Beeinflussung intensiv gegen die gasabgebenden Wandungen gedrückt. Die Gasentwicklung ist entsprechend heftig. Der Gasdruck ist hoch und wirkt sowohl auf den Schaltstift als auch auf das Kontaktrohr und das beide verbindende Stirnstück im ausschaltenden Sinn beschleunigend. Die hohe Schaltgeschwindigkeit verkürzt die Lichtbogenbrenndauer. Somit ist der Verschleiß der aktiven Schalterteile klein. Bei geringerem Materialaufwand ist größere Schalthäufigkeit möglich. Erhöhte Betriebssicherheit und höhere Wirtschaftlichkeit sind gegeben.By combining the contact pin of one interruption point and the contact tube of the other interruption point through the aforementioned end piece is the question of the drive for the two moving contact pieces, which are always at the same time have to be moved, solved particularly easily. The arcs always burning at the same time the two interruption points are caused by mutual electrodynamic influence intensely pressed against the gas-emitting walls. The gas development is corresponding violent. The gas pressure is high and affects both the switch pin and accelerating the contact tube and the connecting end piece in the disconnecting sense. The high switching speed shortens the arc burning time. So that is Wear of the active switch parts is small. With less material is larger Switching frequency possible. Increased operational reliability and greater economic efficiency are given.

Die Erfindung wird in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is illustrated in more detail in the drawing using an exemplary embodiment explained.

Dargestellt ist der Längsschnitt durch eine Schalteinrichtung in Form einer sogenannten Schaltpatrone für Hochspannungs-Lasttrennschalter, durch die während des Abschaltvorganges kurzzeitig der Nennstrom geleitet und dort unterbrochen wird. Solche Schaltpatronen werden zwecks Stromunterbrechung beispielsweise in eine zwei Stromschienen verbindende rohrförmige Strombrücke so eingesetzt, daß sie für diese Strombrücke einen Parallelstromweg darstellen. Zum Zweck des Abschaltens wird zunächst die rohrförmige Strombrücke ausgeschaltet, so daß die Schaltpatrone allein noch die Stromverbindung herstellt. Dann wird der Strom mittels der Kontakte der Schaltpatrone unterbrochen. Die Schaltpatrone kann dann entfernt und an anderer Stelle eines Stromverteilungssystems erneut benutzt werden.The longitudinal section through a switching device is shown in the form a so-called switching cartridge for high-voltage switch-disconnectors, through which during of the switch-off process, the nominal current is briefly passed and interrupted there. Such switch cartridges are, for example, in a two for the purpose of power interruption Tubular power bridge connecting busbars so that they are used for this Current bridge represent a parallel current path. For the purpose of switching off, first the tubular current bridge switched off, so that the switching cartridge is still alone establishes the power connection. Then the current is supplied by means of the contacts of the switch cartridge interrupted. The switch cartridge can then be removed and placed elsewhere in a power distribution system can be used again.

Die Zeichnung veranschaulicht lediglich die Schaltpatrone ohne die mit ihr zur Anwendung zu bringenden Stromfühiungselemente für die Dauerstromverbindung, die zur Erläuterung der Erfindung hier nicht weiter von Interesse sind.The drawing only illustrates the switch cartridge without the current carrying elements to be used with it for the continuous current connection, which are not of further interest here to explain the invention.

F i g. 1 zeigt die Patrone in Schaltbereitschaft, d. h. in der Einschaltstellung. Die Aufgabe dieser Patrone besteht darin, beim teleskopartigen Auseinanderziehen nach F i g. 2 und 3 einen Strompfad vom Anschlußkontakt 1 zur Kontakthülse 2 zu unterbrechen.F i g. Fig. 1 shows the cartridge in readiness for switching, i.e. H. in the on position. The task of this cartridge is to pull apart in a telescopic manner according to FIG. 2 and 3 a current path from the connection contact 1 to the contact sleeve 2 to interrupt.

Zunächst verläuft der Strompfad durch folgende Leiterteile: Anschlußkontakt 1, Kontaktfeder 3, ortsfestes Kontaktstück 4, Kontaktstift 5, Stirnstück 6, Kontaktrohr 7, ortsfestes Kontaktstück S, Kontaktfeder 9 und Kontakthülse 2. Die ortsfesten Leiterteile sind in dem Isolierkörper 10 angeordnet. Wird nach F i g. 2 die Isolierstoffhülse 11 nach unten gezogen, dann wird über den Bund 12 der Stange 13 die Schaltfeder 14 gespannt. Letztere findet ihr zweites Widerlager in dem Raststück 15, das auf dem Rohr 16 befestigt ist, welches mit dem Stirntstück 6 verbunden ist. Das Raststück 15 wird zunächst durch die Kugel 17 in Verbindung mit der Feder 18, welche beide in dem Isolierstoffmantel 24 gelagert sind, in seiner Stellung blockiert. Mit der Feder 14 wird zugleich die zwischen dem Isolierstoffmantel 24 und der Isolierstoffhülse 11 eingelagerte Rückholfeder 19 gespannt.First, the current path runs through the following conductor parts: connection contact 1, contact spring 3, stationary contact piece 4, contact pin 5, end piece 6, contact tube 7, stationary contact piece S, contact spring 9 and contact sleeve 2. If according to FIG. 2, the insulating sleeve 11 is pulled down, then the switching spring 14 is tensioned via the collar 12 of the rod 13. The latter is located in the second abutment in the locking piece 15, which is attached to the tube 16, which is connected to the end piece 6. The locking piece 15 is initially blocked in its position by the ball 17 in connection with the spring 18, both of which are mounted in the insulating jacket 24. With the spring 14, the return spring 19 embedded between the insulating jacket 24 and the insulating sleeve 11 is tensioned at the same time.

Bei weiterer Abwärtsbewegung der Isolierstoffhülse 11 gelangt zunächst die Schaltfeder 14 in Blockstellung. Jetzt drückt das Raststück 15 unter überwindung der von der Feder 18 herrührenden Kraft die Kugel 17 zur Seite. Die Blockierung ist damit aufgehoben, und die Schaltfeder 14 kann sich unter Mitnahme des Raststückes 15, des Rohres 16, des Stirnstückes 6, des Schaltstiftes 5 und des Kontaktrohres 7 entspannen. Dabei wird der Strompfad erstens zwischen dem Kontaktstück 4 und dem Schaltstift 5 und zweitens zwischen dem Kontaktstück 8 und dem Kontaktrohr 7 unterbrochen. Es entstehen zwei in Reihe geschaltete Lichtbögen. Der erste brennt in der Bohrung des Isolierstoffrohres 20, der zweite in dem von dem Isolierstoffrohr 20 und dem Isolierstoffmäntel 24 gebildeten Spalt 23.With further downward movement of the insulating sleeve 11, the switching spring 14 first moves into the blocking position. Now the locking piece 15 pushes the ball 17 to the side, overcoming the force originating from the spring 18. The blocking is thus canceled, and the switching spring 14 can relax, taking along the locking piece 15, the tube 16, the end piece 6, the switching pin 5 and the contact tube 7. The current path is interrupted firstly between the contact piece 4 and the switching pin 5 and secondly between the contact piece 8 and the contact tube 7. Two arcs connected in series are created. The first burns in the bore of the insulating tube 20, the second in the gap 23 formed by the insulating tube 20 and the insulating jacket 24.

Da die Schaltgase, abgesehen von den Druckspeicherräumen 21 und 22, nur durch den vom Kontaktrohr 7 und vom Isolierstoffmantel 24 gebildeten Ringspalt 23 entweichen können, unterstützen sie wesentlich die Beschleunigung der bewegten Leiterteile. Das vom Lichtbogen des Schaltstiftes 5 herrührende Schaltgas schneidet außerdem den Lichtbogenpfad des am Kontaktrohr 7 brennenden Lichtbogens und unterstützt dessen Löschung.Since the switching gases, apart from the pressure storage chambers 21 and 22, only through the annular gap formed by the contact tube 7 and the insulating jacket 24 23 can escape, they significantly support the acceleration of the moving Ladder parts. The switching gas resulting from the arc of the switching pin 5 cuts also supports the arc path of the arc burning on the contact tube 7 and its deletion.

In F i g. 3 ist die Lichtbogenlöschung vollzogen. Die Schaltfeder 14 ist bis auf eine gewisse Vorspannung entspannt. Nunmehr ist die Rückholfeder 19 in Blockstellung gelangt. Wird die Isolierstoffhülse 11 noch weiter nach unten bewegt, dann trennt sich der Anschlußkontakt 1 stromlos aus seiner nicht eingezeichneten Halterung, und die Patrone schiebt sich beim Entspannen der Rückholfeder 19 wieder zusammen, entsprechend der Stellung nach F i g. 1.In Fig. 3 the arc extinction is complete. The switch spring 14 is relaxed except for a certain bias. Now is the return spring 19 reaches the block position. If the insulating sleeve 11 is still further down moves, then the connection contact 1 separates currentless from its not shown Holder, and the cartridge pushes again when the return spring 19 is released together, corresponding to the position according to FIG. 1.

Durch eine enge Parallelführung der beiden Lichtbögen läßt es sich erreichen, daß sie infolge elektrodynamischer Kraftwirkung besonders kräftig auseinander und somit besonders dicht an das gasabgebende Isoliermaterial gedrückt werden. Dies verstärkt die Löschwirkung erheblich. Die Löschwirkung kann aber zusätzlich noch dadurch begünstigt werden, daß für das Kontaktrohr 7 ferromagnetisches Material verwendet wird, so daß für den Stromanteil des Kontaktstiftes 5 eine stromdämpfende Drosselwirkung entsteht. Schließlich kann man das Kontaktrohr 7 an seiner dem Lichtbogen zugekehrten .Seite auch noch so abschrägen, daß an der Abschrägung eine Lichtbogenfußpunktwanderung erfolgt.By closely paralleling the two arcs, it can be achieve that they separate particularly powerfully as a result of the electrodynamic action of force and are thus pressed particularly close to the gas-emitting insulating material. this increases the extinguishing effect considerably. The extinguishing effect can also be added be favored by the fact that for the contact tube 7 ferromagnetic material is used, so that for the current portion of the contact pin 5 a current-damping Throttling effect arises. Finally, you can the contact tube 7 on its the arc facing .Seite also bevel so that an arc base migration at the bevel he follows.

Claims

Claims: 1. High-voltage switching device with extinguishing chamber walls made of gas-emitting insulating material and with at least two arc interruption points in series, free their arcs through the gas-emitting walls under their influence gases to be extinguished, characterized in that one of them has a switching pin (5) having interruption point in the bore of an insulating tube (20) and the other interruption point having a contact tube (7) in the annular gap (23) between the insulating tube (20) and an insulating jacket surrounding it (24) is arranged, the contact pin (5) by means of a contact tube (7) final, contact pin (5) and contact tube (7) electrically connecting end piece (6) is attached concentrically in the contact tube (7).

2. Device according to claim 1, characterized in that the insulating tube (20) and the annular gap (23) at the ends containing the fixed contact pieces (4, 8) by one of the fixed ends Contact pieces (4, 8) carrying insulating body (10) are closed.

3. Establishment according to claim 1 and 2, characterized in that; that that with the movable contact pin (5) cooperating fixed contact piece (4) in an expanded pressure storage space (21) is arranged.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that that with the contact tube (7) cooperating fixed contact pieces (8) over the insulating jacket (24) engage in the annular gap (23) and contact pressure springs (9) with a power supply, placed around the insulating jacket (24) Contact sleeve (2) are in conductive connection.

5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that a tube (16) is attached to the end piece (6) is, in which there is a switch-off spring (14), which is at one end the narrowed mouth of the tube (16) and the other end to the collar (12) a rod (13) engaging in the tube (16) and to be actuated when switching off supported, and that the outside of the mouth of the tube (16) and on the inner wall of the the pipe (16) surrounding insulating material jacket (24) to be overcome when switching off Latching means (15,17,18) are provided.

6. Device according to claim 1 to 5, characterized characterized in that the actuating rod (13) in the bottom of the insulating material jacket (24) overlapping cup-shaped sleeve (11) is attached and that around the insulating jacket (24) a return spring (19) is placed, which is with one end at an outer Collar of the insulating material jacket (24) and the other end to an inner collar the sleeve (11) is supported.

7. Device according to claim 1 or following, characterized in that the contact tube (7) consists of ferromagnetic material. B. Device according to claim 1 or the following, characterized in that the contact tube (7) has a bevel which enables an arc base migration. Considered publications: German Patent Nos. 608 711, 615 649, 863380.