DE1440197C

DE1440197C - Mobile circuit breaker for very high voltages

Info

Publication number: DE1440197C
Application number: DE19611440197
Authority: DE
Inventors: Otto; Mantel Edgar; 1000 Berlin Krüger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-09-15
Filing date: 1961-09-15
Publication date: 1973-01-18

Description

Die Erfindung betrifft einen fahrbaren Leistungsschalter für sehr hohe Spannungen mit einem außen am Schaltergehäuse angebrachten Trennschaltstück, das in der Betriebsstellung des Schalters mit einem feststehenden Trennschaltstück zusammenwirkt und durch Fahren des geöffneten Schalters aus der Betriebsstellung in die Trennstellung eine Trennstrecke bildet, die durch Fahren des geöffneten Schalters in Gegenrichtung schließbar ist, und mit Lichtbogenschaltstücken, von denen das eine bewegbare dem einen Trennschaltstück zugeordnet ist und mittels einer Feder durch das Fahren des Schalters bei zwischen den Trennschaltstücken größerem Abstand als die Vorentladungslänge in eine solche Stellung zum anderen Lichtbogenschaltstück bringbar ist, in der zwischen ihnen Entladungen auftreten können.The invention relates to a mobile circuit breaker for very high voltages with an isolating contact attached to the outside of the switch housing, which cooperates in the operating position of the switch with a fixed isolating contact and an isolating distance by moving the open switch from the operating position to the isolating position forms, which can be closed by moving the open switch in the opposite direction, and with arcing contacts, of which the one movable is assigned to the one isolating contact and by means of a spring by moving the switch with a greater distance between the isolating contacts than the pre-discharge length can be brought into such a position with respect to the other arcing contact is in which discharges can occur between them.

Ein derartiger Leistungsschalter ist bekannt (britische Patentschrift 400 716). Das bewegliche Lichtbogenschaltstiick dieses Schalters ist ein unter der Wirkung einer Feder begrenzt bewegbarer Bolzen, dem ein relativ feststehendes Lichtbogenschaltstück innerhalb eines Isolierstoü'rohres zugeordnet ist. Beim Ausfahren des Leistungsschalters in die Trennstellung öffnen sich zunächst die Trennkontakte. Erst danach trennen sich die parallelgeschalteten Lichtbogenschaitstücke innerhalb des Isolierstoffrohres, so daß ein dabei auftretender Lichtbogen durch das Isolierstoffrohr nach dem Hartgasprinzip gelöscht werden kann. Zum Schluß löst sich das außerhalb des Isolierstoffrohres liegende Ende des Bolzens, der als Lichtbogenschaltstück dient, von dem feststehenden Kontaktteil.Such a circuit breaker is known (British patent specification 400 716). The moving arc switch this switch is a bolt that can move to a limited extent under the action of a spring, to which a relatively fixed arcing switch is assigned within an insulating tube. At the When the circuit breaker is moved into the disconnected position, the isolating contacts first open. Only after separate the parallel arcing pieces within the insulating tube, so that a Any arcing that occurs can be extinguished through the insulating tube according to the hard gas principle. Finally, the end of the bolt located outside the insulating tube, which acts as an arcing contact, is released serves, from the fixed contact part.

Beim Einschalten ist die Schaltfolge umgekehrt. Zuerst schließt das Lichtbogenschaltstück eine Verbindung zum feststehenden Kontaktteil, dann wird der Stromkreis innerhalb des Isolierstoffrohres geschlossen. Ein dabei entstehender Lichtbogen wird durch die sich berührenden Trennkontakte überbrückt. When switching on, the switching sequence is reversed. First, the arcing contact closes a connection to the fixed contact part, then the circuit is closed within the insulating tube. The resulting arc is bridged by the touching isolating contacts.

Die Schaltgeschwindigkeit ist bei dem bekannten Leistungsschalter in beiden Fällen durch die Geschwindigkeit gegeben, mit der der Schalter bewegt wird. Diese Geschwindigkeit kann wegen der großen Schaltermasse nur klein sein. Mithin kommt es zu unerwünscht lange andauernden Entladungen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Leistungsschalter der eingangs genannten Art eine Verkürzung der Dauer der Vorentladungen während des Fahrens in die Betriebsstellung zu erreichen.In the known circuit breaker, the switching speed is determined by the speed in both cases with which the switch is moved. This speed may be because of the great Switch ground only be small. This leads to undesirably long discharges. the The invention is based on the object of a circuit breaker of the type mentioned at the outset To achieve a reduction in the duration of the pre-discharges while driving into the operating position.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Feder durch das Fahren des Schalters in die Betriebsstellung derart spannbar ist, daß das Lichtbogenschaltstück, an dem das eine Ende der ■ Feder befestigt ist, zum anderen Lichtbogenschaltstück hin eine Schnappbewegung ausführt und mit diesem eine elektrische Verbindung herstellt. Man erhält auf diese Weise eine schnelle Einschaltgeschwindigkeit an den Lichtbogenschaltstücken unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Leistungsschalters.According to the invention, this object is achieved in that the spring is actuated by driving the switch is so tensioned in the operating position that the Arc switch, to which one end of the ■ spring is attached, to the other arc switch executes a snap movement and establishes an electrical connection with it. Man In this way, a fast closing speed on the arcing contacts is obtained independently on the speed of movement of the circuit breaker.

Hierzu wird bemerkt, daß beim Ausschalten von sogenannten Lasttrennschaltern nacheilend öffnende, eine Schnappbewegung ausführende Lichtbogenschaltstücke bekannt sind, wie beispielsweise aus der Zeitschrift »AEG-Mitteilungen«, 49 (1959), S. 77 und 78, hervorgeht.It should be noted that when so-called switch-disconnectors are switched off, lagging opening, arcing contact pieces performing a snap movement are known, for example from US Pat Journal "AEG-Mitteilungen", 49 (1959), pp. 77 and 78, emerges.

Lasttrennschalter sind aber bekanntlich Trennschalter, die mit Hilfe einer besonderen, parallel zur Hauptschaltstelle liegenden Hilfsschaltstelle mit Löscheinrichtung zum Abschalten kleiner Leistungen ertüchtigt sind. Die Hilfsschaltstelle arbeitet zumeist beim Ausschaltvorgang.Switch disconnectors are known to be disconnectors, which with the help of a special, parallel to Main switching point, auxiliary switching point with extinguishing device for switching off small loads are trained. The auxiliary switching point mostly works during the switch-off process.

Es ist aber auch ein Lasttrennschalter bekannt (schweizerische Patentschrift 336 479), dessen Lichtbogenschaltstück auch beim Einschaltvorgang eine Schnappbewegung ausführt und so den Stromkreis schließt,· ehe die Hauptschaltmesser die Einschaltstellung erreicht haben. Vor dieser Schnappbewegung berührt aber bereits ein am Gegenkontakt des Lichtbogenschaltstückes befestigtes, mit derselben Geschwindigkeit wie die Hauptschaltmesser — also ohne Schnappbewegung — geschwenktes stangenförmiges Hilfsschaltstück das zugehörige ortsfeste Hilfsschaltstück und gleitet auf ihm.But there is also a known switch-disconnector (Swiss patent 336 479), whose arcing contact also performs a snap movement when the power is switched on, and so does the circuit closes before the main switch blades have reached the switch-on position. Before this snap movement but already touches one attached to the mating contact of the arc switch at the same speed like the main switch knife - i.e. without a snap movement - pivoted rod-shaped Auxiliary contact the associated stationary auxiliary contact and slides on it.

Die Erfindung unterscheidet sich auch von der aus der schweizerischen Patentschrift 169 821 bekannten Trennschaltstelle und dem aus der USA.-Patentschrift 1 867 293 bekannten Leistungsschalter, bei' denen die eigentlichen Schaltstücke durch vorgeschobene Elektroden dielektrisch entlastet sind. Diese C) vorgeschobenen Elektroden sind beweglich .angeordnet, damit sie beim Ein- und Ausschaltvorgang über die Schaltstücke gleiten können. Eine Verkürzung der Vorentladungslänge kann damit nur in begrenztem Maße erreicht werden. Insbesondere ist die Verschiebungsgeschwindigkeit wiederum unbedingt gleich der Bewegungsgeschwindigkeit der Schaltstiicke selbst, so daß man vergleichsweise nicht von einer Schnappbewegung sprechen kann.The invention also differs from the isolating switch known from Swiss Patent 169 821 and the circuit breaker known from US Pat. These C) advanced electrodes are movable so that they can slide over the contact pieces when switching on and off. A shortening of the pre-discharge length can thus only be achieved to a limited extent. In particular, the speed of displacement is in turn absolutely equal to the speed of movement of the switching elements themselves, so that comparatively speaking one cannot speak of a snap movement.

Es kann in Ausgestaltung der Erfindung auch vorteilhaft sein, wenn die Feder durch das Fahren des Schalters in die Trennstellung derart spannbar ist, daß sich das eine Lichtbogenschaltstück von dem anderen Lichtbogenschaltstück mit einer Schnappbewegung löst.It can also be advantageous in an embodiment of the invention if the spring by driving the Switch can be tensioned in the disconnected position in such a way that the one arcing contact piece from the another arcing contact triggers with a snap movement.

Die Erfindung läßt sich mit sehr einfachen Mitteln verwirklichen, denn die Federkraft kann klein sein, weil die zu beschleunigende Masse des beweglichen Lichtbogenschaltstückes sehr gering ist. Deshalb genügt die Fahrbewegiing während eines kleinen Teils , der Trennstrecke zum Spannen der Feder. Anschließend wird die restliche Strecke überbrückt. Dies kann dadurch geschehen, daß das eine Ende der Feder bei Annähern bzw. Annähern und Trennen der Schaltstücke über die Totpunktlinie geführt wird, die durch die Verbindungslinie zwischen dem Aufhängepunkt des anderen Endes der Feder und dem Lagerpunkt des beweglichen Lichtbogenschaltstückes gegeben ist. Mit einer solchen Einrichtung erhält man die vorteilhafte Schnappbewegung beim Ausschalten und beim Einschalten'. Die Feder kann vorteilhaft mit einem Isolierstoffstück betätigt werden, das an einem Trennschaltstück angebracht ist und eine größere Länge in Richtung auf das andere Trennschaltstück hat als die Vorentladungslänge zwischen den Trennschaltstücken. The invention can be implemented with very simple means, because the spring force can be small, because the mass of the moving arcing contact to be accelerated is very small. Therefore it is enough the movement during a small part, the separation distance for tensioning the spring. Subsequently the remaining distance is bridged. This can be done by having one end of the spring at Approaching or approaching and separating the contact pieces over the dead center line that is passed through the connecting line between the point of attachment of the other end of the spring and the point of support of the movable arcing contact is given. With such a device one obtains the advantageous one Snap movement when switching off and when switching on '. The spring can be advantageous with a Isolierstoffstück are operated, which is attached to an isolating contact and a greater length in Direction to the other isolating contact than the pre-discharge length between the isolating contacts.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. To explain the invention in more detail, an exemplary embodiment is described below with reference to the drawing.

In Fig. 1 ist mit 1 als Ganzes ein dreipoliger flüssigkeitsarmer Leistungsschalter für 110 kV bezeichnet. Jeder der drei Pole des Schalters besitzt eine Schaltkammer 2, die über ein metallisches Zwischenstück 7 von einem Stützisolator 3 getragen wird und durch einen metallischen Schalterkopf 4In Fig. 1, 1 denotes a three-pole low-liquid circuit breaker for 110 kV as a whole. Each of the three poles of the switch has a switching chamber 2, which has a metallic Intermediate piece 7 is carried by a post insulator 3 and by a metallic switch head 4

abgeschlossen ist. Die drei Stiilzisolatoren 3 sind aiii einem gemeinsamen Fahrgestell 5 befestigt. An dem Fahrgestell sind vier Rollen 6 angebracht, so daIi der Schalter verfahren werden kann.is completed. The three stilt insulators 3 are aiii attached to a common chassis 5. Four rollers 6 are attached to the chassis so that the switch can be moved.

Außen am Schaltergehäuse sind am Schalterkopf 4 und am Zwischenstück 7 Ansehlußbolzen 10 vorgesehen, an denen normalerweise die zum Schalter führenden Leitungen befestigt werden. Bei dem Schalter nach der Erfindung ist dort jedoch mit Hilfe eines zweiteiligen Klemmstückes 1L ein Trennschaltstück 12 bzw. 13 angebracht, das im wesentlichen von zwei kurzen, in einer horizontalen Eibene nebeneinander liegenden Vorsprüngen 15 (Fig. 3) gebildet wird, deren dem Schalter abgekehrte Enden 16 kugelförmig gerundet sind.On the outside of the switch housing, connection bolts 10 are provided on the switch head 4 and on the intermediate piece 7, to which the cables leading to the switch are normally attached. At the switch According to the invention, however, there is an isolating contact piece with the aid of a two-part clamping piece 1L 12 or 13 attached, essentially of two short, side by side in a horizontal plane lying projections 15 (Fig. 3) is formed, whose ends 16 facing away from the switch are spherical are rounded.

■Mit den am Schalter angebrachten Trennschaltstücken 12 bzw. 13 wirken ortsfeste Trennschaltstücke 25 bzw. 26 zusammen. Sie bestehen aus einer von einem Stützisolator 28 getragenen Kappe 29, in der zwei in einer vertikalen Ebene untereinander liegende Stangen 30 etwa parallel zueinander festgeklemmt sind. Die Stangen 30 tragen an ihrem dem Schalter zugekehrten Ende Kugeln 31. Die Vorsprünge 15 der Trennschalterstücke 12 bzw. 13 und jeweils eine der oberen und unteren Stangen 30 tragen die zusammenwirkenden, aus F i g. I nicht ersichtlichen Lichtbogenschaltstücke 250, 266. Diese sind in den F i g. 2 und 3 in größerem Maßstab dargestellt. Bei dieser. Anordnung ist an dem einen Vorsprung 15 der außerram Schaltergehäuse angebrachten Trennschaltstücke 12, 13 ein vertikal nach oben gerichtetes, als Stift ausgebildetes Lichtbogenschaltstück 250 befestigt. Der Stift kann beispielsweise an seinem unteren Ende mit einem Gewinde versehen sein, das in den Vorsprung 15 eingeschraubt wird. Ferner ist .an dem Vorsprung 15 ein Isolierstoifstück 251 befestigt, das sich in Richtung auf das gegenüberliegende ortsfeste Trennschaltstück 25 bzw. 26 erstreckt. Die Länge des TsoiierstofFstückes 251 ist größer als die Vorentladungslänge zwischen den Trennschaltstücken. Fixed isolating contact pieces 25 and 26 cooperate with the isolating contact pieces 12 and 13 attached to the switch. They consist of a cap 29 carried by a support insulator 28, in which two rods 30 lying one below the other in a vertical plane are clamped approximately parallel to one another. The rods 30 carry balls 31 at their end facing the switch. The projections 15 of the disconnector pieces 12 or 13 and one of the upper and lower rods 30 each carry the interacting elements shown in FIG. I arcing contact pieces 250, 266 which cannot be seen. These are shown in FIGS. 2 and 3 shown on a larger scale. At this. Arrangement is attached to the one projection 15 of the switch housing attached to the isolating contact pieces 12, 13, a vertically upwardly directed, arcing contact piece 250 formed as a pin. The pin can for example be provided with a thread at its lower end which is screwed into the projection 15. Furthermore, an Isolierstoifstück 251 is attached to the projection 15, which extends in the direction of the opposite stationary isolating switch piece 25 and 26, respectively. The length of the insulating material piece 251 is greater than the pre-discharge length between the isolating contact pieces.

Auf der einen Stange 30 der ortsfesten Trennschaltstücke 25 bzw. 26 ist mit einem Bügel 253 eine Grundplatte 254 mit Hilfe von Schrauben 255 festgeklemmt. In der Grundplatte 254 ist eine Welle 258 drehbar gelagert. Die Welle 258 trägt an ihrem unteren Ende einen fest verbundenen Flügel 259. Der Flügel wird von einer die Welle 258 umgebenden Drehfeder 260 in F i g. 3 entgegen dem Uhrzeigersinn gedrückt. Zu diesem Zweck ist die Feder 260 mit ihrem einen umgebogenen Ende 261 hinter den Flügel 259 gelegt. Das andere Ende ist um einen Stift 262 gebogen, der in der Grundplatte 254 befestigt ist. Am oberen Ende der Welle 258 ist ein Zylinder 265 mit einer exzentrischen Bohrung frei drehbar gelagert. In dem Zylinder 265 ist das als horizontal verlaufende Stange ausgebildete weitere Lichtbogenschaltstück 266 z. B. mit Hilfe eines Gewindes befestigt. Die Welle 258 stellt also den Lagerpunkt des Lichtbogenschaltstückes 266 dar. Das freie Ende 267 der Stange 266 ist bei 268 in Richtung auf den Stab 250 abgewinkelt. Auf der Stange 266 ist ein Bolzen 269 festgeklemmt. Oberhalb des Zylinders 265 ist. ein Flacheisen 272 mit der Welle 258 fest verbunden, z.B. vernietet. An dem der Welle abgekehrten Ende des Flacheisens ist ein Bolzen 273 angebracht. Zwischen diesem Bolzen und dem erwähnten Bolzen 269 auf der Stange 266, die als Aufhängepunkte dienen, ist eine Feder 274 ausgespannt. Unter der Wirkung dieser Zugfeder legt sich die Stange 266 gegen einen Anschlag 275, der an der Grundplatte 254 angeschweißt ist.On one rod 30 of the stationary isolating contact pieces 25 and 26, a base plate 254 is clamped with a bracket 253 with the aid of screws 255. A shaft 258 is rotatably mounted in the base plate 254. The shaft 258 carries a firmly connected wing 259 at its lower end. The wing is actuated by a torsion spring 260 in FIG. 3 pressed counterclockwise. For this purpose, the spring 260 is placed with its one bent end 261 behind the wing 259. The other end is bent around a pin 262 which is secured in the base plate 254. At the upper end of the shaft 258, a cylinder 265 with an eccentric bore is freely rotatably mounted. In the cylinder 265 , designed as a horizontally extending rod, further arc switch 266 z. B. fastened with the help of a thread. The shaft 258 thus represents the bearing point of the arc contact piece 266. The free end 267 of the bar 266 is angled at 268 toward the rod 250th A bolt 269 is clamped onto the rod 266. Above the cylinder 265 is. a flat iron 272 firmly connected to the shaft 258, for example riveted. A bolt 273 is attached to the end of the flat iron facing away from the shaft. A spring 274 is stretched out between this bolt and the aforementioned bolt 269 on the rod 266, which serve as suspension points. Under the action of this tension spring, the rod 266 rests against a stop 275 which is welded to the base plate 254.

Die Stange 266 und der Stift 250 bilden zwei Lichtbogenschaltstücke, die Vorentladungen zwischen den Trennschaltstücken beim Verfahren des Schalters verhindern, da sie die Trennstrecke zwischen den Trennschaltstücken durch eine SchnappbewegungThe rod 266 and the pin 250 form two arcing contacts, Prevent the pre-discharges between the isolating contacts when moving the switch, as they reduce the isolating distance between the Isolating contact pieces by a snap movement

ίο schnell überbrücken bzw. offnen. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, stößt das IsolierstofTstück 251 beim Einfahren des Schalters in die Betriebsstellung gegen den Flügel 259. Der Flügel wird dadurch entgegen der Wirkung der Feder 260 im Uhrzeigersinn ge-ίο bridge or open quickly. As can be seen from FIG. 3, when the switch is retracted into the operating position , the insulating material 251 hits against the wing 259. The wing is thereby moved clockwise against the action of the spring 260.

»5 dreht. Dadurch wird über die Welle 258 auch das Flacheisen 272 im Uhrzeigersinn gedreht, so daß der vom Bolzen 273 gebildete eine Aufhängepunkt der Feder 274 über die Totpunktlinie geführt wird, die durch die Gerade durch den Bolzen 269 und die Welle 258 gegeben ist. Nach Überschreiten der Totpunktlinie wird die Stange 266 von der Feder 274 mit einer Schnappbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn schnell gegen den Stab 250 gezogen. Dadurch wird die Trennstrecke zwischen den Trennschaltstükken überbrückt, bevor Vorentladungen auftreten können.»5 turns. As a result, the flat iron 272 is also rotated clockwise via the shaft 258, so that the suspension point of the spring 274 formed by the bolt 273 is guided over the dead center line given by the straight line through the bolt 269 and the shaft 258. After the dead center line has been crossed, the rod 266 is quickly pulled against the rod 250 by the spring 274 with a counterclockwise snap movement. As a result, the isolating distance between the isolating contact pieces is bridged before pre-discharges can occur.

Beim Ausfahren des Schalters aus der Betriebsstellung kann der Flügel 259 unter der Wirkung der Feder 260 in die in F i g. 3 gezeichnete Lage zurückkehren. Gleichzeitig wird der abgewinkelte Teil 267 der Stange 266 von dem Stab 250 beiseite gedruckt, so daß wiederum die Totpunktlinie in bezug auf die Feder 274 überschritten wird. Die Stange 266 schnellt in die in F i g. 3 gezeichnete Trennstellung zurück, nachdem die Trennschaltstücke eine Entfernung voneinander erreicht haben, die größer ist als die Vorentladungslänge. When the switch is extended from the operating position, the wing 259 can move under the action of the spring 260 into the position shown in FIG. 3 return to drawn position. At the same time, the angled portion 267 of the rod 266 is pushed aside by the rod 250 so that the dead center line with respect to the spring 274 is again exceeded. The rod 266 snaps into the position shown in FIG. 3 drawn back after the isolating contact pieces have reached a distance from each other that is greater than the pre-discharge length.

Claims

Patent claims:

1.Mobile circuit-breaker for very high voltages with an isolating contact attached to the outside of the switch housing, which interacts with a stationary isolating contact when the switch is in its operating position and, by moving the open switch from the operating position to the isolating position, forms an isolating distance which, by moving the open switch in Can be closed in the opposite direction, and with arcing contact pieces, of which one movable is assigned to the one disconnecting contact and by means of a spring by moving the switch at a greater distance between the disconnecting pieces than the pre-discharge length in such a position to the other arcing contact can be brought in between them Discharges can occur, characterized in that the spring (274) can be tensioned by moving the switch into the operating position in such a way that the arcing contact piece (266), to which one end of the spring (274) is attached, arcs to the other eschaltstück (250) executes a snap movement and establishes an electrical connection with it (Fig. 2, 3).

2. Mobile circuit breaker according to claim 1, characterized in that the spring (274) by driving the switch in the

Separation position can be tensioned in such a way that the one arc-sounding piece (266) from the the other arc clip (250) loosens with a snap path.

3. Mobile circuit breaker according to claim 1, characterized in that the one End of the spring (274) when the isolating switch pieces approach (1.2, 25; 13, 26, Fig. 1) above the dead center line is feasible through the connecting line between the suspension point (269) of the other End of the spring and your bearing point (258) of the movable arcing contact piece (266) is given.

4. FaIu ble circuit breaker according to claim 2 .. characterized in that the one

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End of the spring (274) when the isolating contact pieces (12, 25; 13, 26, Fig. 1) approach and separate can be guided via the dead center line, which is through the connecting line between the suspension point (269) of the other end of the spring and the bearing point (258) of the movable arcing contact (266) is given.

5. Mobile circuit breaker according to claim 3 or 4, characterized in that the Spring (274) by a (12, 13, Fig. 1) piece of insulating material attached to one of the isolating contact pieces (251) can be actuated, the length of which in the direction of the other isolating contact piece (25, 26, Fig. 1) is greater than the pre-discharge length between the isolating contacts.

1 sheet of drawings