DE1490475B2

DE1490475B2 - Druckgas schalter

Info

Publication number: DE1490475B2
Application number: DE19631490475
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr.-Ing. Küsnach Kesselring (Schweiz)
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-10-11
Filing date: 1963-10-11
Publication date: 1970-06-25
Also published as: DE1490475A1; US3271548A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit zwangläufig zu einem Zeitpunkt von dem zugeordeiner die Lichtbogenlöschung bewirkenden axialen neten festen Kontaktstück abgehoben wird, in dem Strömung, mit einer Hauptkontakt- und einer Ab- die Abreißkontaktanordnung noch geschlossen ist, reißkontaktanordnung, bei der das feststehende Kon- so daß der bis dahin über die Hauptkontaktanordtaktstück der Abreißkontaktanordnung durch die 5 nung fließende Strom ohne Lichtbogenbildung auf engste Stelle, das feststehende Kontaktstück der die Abreißkontaktanordnung kommutiert. Ein wei-Hauptkontaktanordnung durch den sich in die terer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Löschkammer erstreckenden und sich in diese er- Masse der Kontaktfinger der Hauptkontaktanordweiternden Fortsatz der Löschdüse gebildet werden, nung, die aus Gründen der Strömtragfähigkeit relativ mit einem stiftförmigen, beweglichen Schaltstück der io groß gewählt werden muß, infolge der beim Spreizen Abreißkontaktanordnung, das sich im Inneren der ausgeführten Drehbewegung nur mit etwa 5 bis 8 % Löschdüse bewegt, und mit einem beweglichen Kon- als wirksame Masse in den Bewegungsablauf eingeht, taktstück der Hauptkontaktanordnung, das aus einer F i g. 1 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform

Anzahl von kreisförmig angeordneten Kontaktfingern der Kontaktanordnung eines Druckgasschalters nach besteht, die im Einschaltzustand mit der Außenseite 15 der Erfindung; in

des Fortsatzes der Löschdüse, der das feststehende F i g. 2 ist der Gleitkontakt für die Stromzuführung

Schaltstück der Hauptkontaktanordnung bildet, unter zum beweglichen Abreißschaltstück dargestellt, wähdem Druck von Federn Kontakt bilden. rend

Ein derartiger Druckgasschalter ist in der bri- Fig. 3 eine Draufsicht des feststehenden Teiles

tischen Patentschrift 558 559 beschrieben. Hierbei 20 des Abreißkontaktes wiedergibt, hat die Hauptkontaktanordnung die Aufgabe, bei I_n F i g. 1 bedeutet 1 die feststehenden Kontaktgeschlossenem Schalter einen erheblichen Teil des platten mit dem rohrförmigen Schaltstück 2 des Stromes zu tragen, während die Abreißkontakt- Hauptkontaktes. 3 sind kreisförmig um das Schaltanordnung dazu dient, beim Ausschalten einen Licht- stück angeordnete Kontaktfinger; sie wälzen sich an bogen zu bilden, der dann durch die Druckgas- 25 der Stelle 4 auf der Stromzuführung 5 ab und sind strömung gelöscht wird. Die Hauptkontaktanordnung gegen axiale Verschiebung durch die Nut 6 gesichert, wird zeitlich vor der Abbrennkontaktanordnung ge- Der Kontaktdruck wird durch die Federn 7 erzeugt, öffnet. Dadurch, daß die beweglichen Kontaktfinger _und zwar einmal an den Abwälzstellen 4 und dann der Hauptkontaktanordnung auf der Außenseite des an den Berührungsstellen 8. Bei großem Strom entFortsatzes der Löschdüse angeordnet sind, wird er- 30 stehen neben den durch die Federn 7 erzeugten reicht, daß die Kontaktstellen der Hauptkontakt- Kräften noch zusätzliche Kräfte elektrodynamischer anordnung gegen den Angriff heißer Schaltgase ge- Art, die den Kontaktdruck erhöhen. 9 ist ein Geschützt sind. Die beweglichen Schaltstücke der häuse, in dem die Federn 7 und die Schrauben 10 Hauptkontaktanordnung einerseits, der Abreiß- untergebracht sind. Das Gehäuse 9 und die Schraukontaktanordnung andererseits werden beim Aus- 35 ben 10 können aus Metall oder auch aus Isolierschalten unabhängig voneinander durch den Druck material bestehen. 11 sind Führungsteile, durch die des in den Schalter eingeführten Druckgases be- die Kraft der Federn 7 auf die Kontaktfinger 3 überwegt. tragen wird. Mit der Schaltstange 12 ist das teller-

Bei einem Druckgasschalter mit nur einer Kon- förmige Gleitstück 13 fest verbunden. Darüber ist ein taktanordnung, die sowohl den Dauerstrom des ge- 40 sternförmiger Gleitkontakt 14 angeordnet, dessen schlossenen Schalters führt als auch die Lichtbogen- Aufbau an Hand von Fig.2 näher erläutert wird, löschung übernimmt, ist es ferner bekannt, als be- Er vermittelt den Stromübergang von den Kontaktweglichen Teil der Kontaktanordnung eine Mehrzahl fingern 3 zum beweglichen Abreißschaltstück 15, das von kreisförmig angeordneten, schwenkbar gelager- mit dem Gleitkontakt 14 über das gut leitende Rohr ten Kontaktfingern zu verwenden. Beim Ausschalten 45 16 in Verbindung steht. 17 sind die feststehenden werden die Kontaktfinger durch einen Kolben mit- Schaltstücke des Abreißkontaktes, dessen Aufbau genommen, der durch das in den Schalter eingelassene an Hand von Fig. 3 erläutert wird. 18 ist die fest-Druckgas beaufschlagt wird (britische Patentschrift stehende Gegenelektrode, 19 der Lichtbogen, wie er 748 038). bei normalen Abschaltungen auftritt. Die feststehen-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei 5° den Schaltstücke 17 des Abreißkontaktes sind in der einem Druckgasschalter der eingangs genannten Art Kontaktplatte 1 untergebracht, die zeitliche Folge der Bewegungen der Haupt- F i g. 2 zeigt eine Draufsicht des Gleitkontaktes 14

kontaktanordnung einerseits, der Abreißkontakt- in Fig. 1. An dem zentralen Ring 31 sind federnde anordnung andererseits so zu steuern, daß eine Be- Kontaktbleche 32 befestigt, deren äußere Enden auf Schädigung der Hauptkontaktanordnung beim Aus- 55 den Fingern 3 (s. F i g. 1) gleiten, schaltvorgang mit Sicherheit vermieden wird. Diese In F i g. 3 bedeutet 40 Z-förmige Kontaktfinger,

Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die schwenkbar'* deren äußere Enden 41 durch die Federn 42 gegen angeordneten Kontaktfinger des beweglichen Haupt- die Wand 43 der zylindrischen Aussparung in der kontaktstückes mit dem beweglichen Abreißkontakt- Kontaktplatte 1 (s. Fig. 1) gepreßt werden. Die stück derart mechanisch gekoppelt sind, daß sie 60 inneren Enden in Form von Segmenten 44 bestehen beim Ausschalten durch eine Spreizbewegung, die aus einem abbrandfesten Material, z. B. Molybdänvor der Unterbrechung an der Abreißkontaktanord- Silber, und bilden in ihrer Gesamtheit den engsten nung beginnt, von dem feststehenden Hauptkontakt- Querschnitt 45 der Löschdüse. Im eingeschalteten stück abgehoben werden. Zustand entstehen zwischen den einzelnen Segmenten

Durch die erfindungsgemäße mechanische Kopp- 65 44 Spalte 46, durch die, insbesondere bei einer lung der beweglichen Schaltstücke von Haupt- und Schnellwiedereinschaltung, das heiße ionisierte Gas Abreißkontaktanordnung wird erreicht, daß die Kon- abströmen kann, taktfinger des beweglichen Hauptkontaktstückes Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:

Durch eine in der eingezeichneten Pfeilrichtung wirkende Kraft wird die Schaltstange 12 nach unten bewegt. Nach etwa 2 mm Weg kommt das tellerförmige Gleitstück 13 mit den gegenüberliegenden schrägen Flächen 20 der Kontaktfinger 3 in Berührung, worauf diese Finger um die Berührungspunkte 4 nach außen gespreizt werden, bis die auf der linken Seite von Fig. 1 dargestellte Ausschaltstellung erreicht ist. Kurz nach Abheben der Kontaktfinger 3 von ihren Berührungspunkten 8 auf dem rohrförmigen Schaltstück 2 erfolgt die Trennung zwischen dem beweglichen Schaltstück 15 und den feststehenden Schaltstücken 17 des Abreißkontaktes. Es entsteht ein Lichtbogen 19, der sehr schnell gegen die feststehende Elektrode 18 geblasen wird. Bei asynchroner Abschaltung und erfolgreicher Synchronunterbrechung erlischt der Lichtbogen in dieser Lage, ohne daß der Hauptkontakt 2, 3 in irgend einer Weise gefährdet wird. Bei nicht erfolgreicher Synchronabschaltung brennt zwar der Lichtbogen meist zunächst von der Kuppe des Abreißschaltstückes 15 zur Elektrode 18, wie dies als Lichtbogen 19 angedeutet ist. Entsteht nun aber wegen des verhältnismäßig großen Stromes ein Rückstau, so kann der Lichtbogen in eine der punktiert angedeuteten Lagen 19 α kommen. Würde, wie dies bei den üblichen Düsenkontakten der Fall ist, die Innenseite des rohrförmigen Schaltstückes 2 zugleich die Kontaktfläche des Hauptkontaktes darstellen, so entstünde am Hauptkontakt ein starker Abbrand, was eine Erhöhung des Kontaktwiderstandes zur Folge hätte. Nach der Erfindung liegen nun aber die Berührungspunkte oder -flächen 8 auf der Außenseite des rohrförmigen Schaltstückes 2, und es kann daher, wie durch Versuche bestätigt wurde, auch bei starkem Rückstau kein Lichtbogen an der Stelle 19 b entstehen, da er an den Stellen 19 α viel günstigere Verhältnisse vorfindet. Die Lichtbögen 19 α erlöschen nun, sowie das bewegliche Abreißschaltstück 15 die feststehenden Schaltstücke 17 wieder berührt. Sorgt man dafür, daß das heiße Gas, das sich im Innern des Ringkontaktes 2 angesammelt hat, durch die Schlitze zwischen den Schaltstücken 17 des feststehenden Abreißkontaktes (s. Fi g. 3) in einigen Millisekunden entweichen kann, so ist die Kontaktanordnung für die darauffolgende synchrone Unterbrechung wieder bereitgestellt und von allen heißen und ionisierten Gasen gereinigt.

Beim Einschalten erfolgt zunächst die Berührung zwischen dem beweglichen Schaltstück 15 und den feststehenden Schaltstücken 17. Da es sich hier im wesentlichen um einen Gleitkontakt handelt, tritt praktisch keine Kontaktprellung auf. Kurz vor Erreichen der Endstellung treffen die Kontaktfinger 3 auf die Berührungsstellen 8 auf. Hierbei kann unter Umständen ein leichtes Prellen auftreten; es ist aber unschädlich, da der Stromkreis durch den Abreißkontakt überbrückt ist. Aus F ig. 1 geht hervor, daß im eingeschalteten Zustand keine zusätzliche Kraft zur Erzeugung eines ausreichend niedrigen Kontaktwiderstandes erforderlich ist, wodurch der Antrieb sich vereinfacht.

An Stelle des Bewegungsmechanismus gemäß F i g. 1 kann z. B. auch eine schirmartige Anordnung, wie sie in F i g. 4 schematisch dargestellt ist, verwendet werden. Die Hebel 51 liegen mit ihrem oberen Ende in einer Pfanne 52 und haben in der Einschaltstellung Spiel, wodurch eine sichere Berührung zwischen den Kontaktfingern 3 und dem rohrförmigen Schaltstück 2 des Hauptkontaktes gewährleistet ist. Ein wesentlicher Vorteil dieser Kontaktanordnung, insbesondere für Synchronschalter, besteht darin, daß die aus Gründen der Stromtragfähigkeit relativ große Masse der Kontaktfinger 3 infolge der Drehbewegung im Zusammenwirken mit einer Keilwirkung (schiefe Ebene, Kniehebel) nur mit etwa 5 bis 8 ⁰Zo als wirksame Masse in den Bewegungsablauf eingeht, ίο Man erkennt „ somit, daß die Kontaktanordnung nach der Erfindung folgende Vorteile in sich vereinigt:

geringe wirksame Masse,

keine Gefährdung der Kontaktfläche des Hauptkontaktes durch den Lichtbogen, insbesondere bei Rückstau

praktisch prellfreier Abreißkontakt

zusätzliche dynamische Anpreßkräfte auf die Kontaktfinger des Hauptkontaktes

keine in Ausschaltrichtung wirkende Kontaktkraft

einfacher Aufbau und leichte Auswechselbarkeit der dem Abbrand unterworfenen Abreißkontakte.

Claims

Patentansprüche:

1. Druckgasschalter mit einer die Lichtbogenlöschung bewirkenden axialen Strömung, mit einer Hauptkontakt- und einer Abreißkontaktanordnung, bei der das feststehende Kontaktstück der Abreißkontaktanordnung durch die engste Stelle, das feststehende Kontaktstück der Hauptkontaktanordnung durch den sich in die Löschkammer erstreckenden und sich in diese erweiternden Fortsatz der Löschdüse gebildet werden, mit einem stiftförmigen, beweglichen Schaltstück der Abreißkontaktanordnung, das sich im Inneren der Löschdüse bewegt, und mit einem beweglichen Kontaktstück der Hauptkontaktanordnung, das aus einer Anzahl von kreisförmig angeordneten Kontaktfingern besteht, die im Einschaltzustand mit der Außenseite des Fortsatzes der Löschdüse, der das feststehende Schaltstück der Hauptkontaktanordnung bildet, unter dem Druck von¹--Federn Kontakt bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbar angeordneten Kontaktfinger (3) des beweglichen Hauptkontaktstückes mit dem beweglichen Abreißkontaktstück (15) derart mechanisch gekoppelt sind, daß sie beim Ausschalten durch eine Spreizbewegung, die vor der Unterbrechung an der Abreißkontaktanordnung (15,17) beginnt, von dem feststehenden Hauptkontaktstück (2) abgehoben werden.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontaktfinger (3) an ihrem einen Ende drehbar gelagert sind und an ihrer Innenseite in axialer Richtung konvergierende Gleitflächen (20) aufweisen, und ferner gekennzeichnet durch ein längs der Gleitflächen axial verschiebbares, tellerförmiges Gleitstück (13), das bei der Ausschaltbewegung die Spreizung der beweglichen Kontaktfinger bewirkt.

3. Druckgasschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromübertragung zwischen den beweglichen Kontaktfingern (3) des

Hauptkontaktes und dem beweglichen Schaltstück (15) des Abreißkontaktes ein Vielfachgleitkontakt (14) angeordnet ist, der zusammen mit dem tellerförmigen Gleitstück (13) bewegt wird.

4. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizung der Kontaktfinger durch eine schirmartige Anordnung erfolgt, die aus Hebeln (51) besteht, welche an ihren unteren Enden drehbar mit den Kontaktfingern (3) verbunden sind, während die oberen Enden in eine an der Schaltstange befestigte Pfanne (52) eingreifen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen