DE1665254B2

DE1665254B2 - Elektrischer Preßgasschalter

Info

Publication number: DE1665254B2
Application number: DE1665254A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Coq Bv Utrecht (niederlande)
Current assignee: Coq Bv Utrecht (niederlande)
Priority date: 1967-04-13
Filing date: 1967-07-22
Publication date: 1974-11-28
Also published as: BE701472A; DE1665254C3; SE348594B; GB1214670A; NL6705204A; JPS4947109B1; US3564178A; DE1665254A1; NL132914C

Description

Die Erfindung betrifft einen Preßgasschalter mit einer mit Löschgas unter Druck gefüllten Schaltkammer, in der sich mindestens ein Paar zusammenarbei- tender, je von einem festen Kontaktträger getragener Kontaktstücke befindet, wobei mindestens eines dieser Kontaktstücke einen zentralen Kanal zum Abführen von Löschgas aufweist und mindestens eines dieser Kontaktstücke bewegbar angeordnet ist, das an seinem von der Unterbrechungsstelle abgekehrten Ende mit einem wenigstens zum Ausschalten dienenden Antritbskolben versehen und durch eine Rückstellkraft in seine Einschaltrichtung bewegbar ist, welcher Kolben an seiner von der UnterbrechungssteUe abgekehrten Seite mit dem Abfuhrkanal in offener Verbindung steht, wobei die Kontaktstücke mit sie umgebenden, zusammenarbeitenden Teilen eines Blasventiles mit ringförmiger Dichtungsfläche verbunden sind, welches Blas ventil im geschlossenen Zustand des Schalters geschlossen ist und den Abfuhrkanal von der Schaltkammer trennt, aber beim Beginn des Ausschaltvorganges über dem mit dem beweglichen Kontakt gemeinsamen Antriebskolben geöffnet wird und Löschgas zum Löschen des Schaltbogens aus der Schdiikiinmer entweichen läßt, und wobei die Kontaktstücke im geschlossenen Zustand des Schalters durch eine mindestens /um Teil durch den Druck des sich in der Schaltkammer befindenden Löschgases erzeugte Festhaltekraft miteinander in Berührung gehalten werden.

Ein Preßgasschalter dieser Art ist aus der DT-AS 1048 981 bekannt. Bei diesem bekannten Schalter ist der Kolben des bewegbaren Kontaktstückes vom Druck in der Schaltkammer getrennt, so daß dieses Kontaktstück während des Ausschaltvorganges durch \on außen her in den Zylinderraum eingeführtes Druckgas in der Ausschachtung getrieben werden muß. Das Blasventil, das dem Gasdruck in der Schalt kammer ausgesetzt ist, hat einen Durchmesser, der etwas kleiner als der Durchmesser des Kolbens ist. und es wird durch eine Feder in den geschlossenen Zustand gedrückt. Daraus geht hervor, daß die Kraft, durch die der Schalter im geschlossenen Zustand gehalten wird, groß ist, und daß nach einem A'jsschaltbcfehl zunächst der wirksame Zylinderraum sich bis /u einem Druck füllen muß. der mindestens etwa gleich dem Druck in der Schaltkammer ist. Dieses Füllen erfordert verhalt nismäßig viel Zeit, besonders wenn das Druckgus SFb-Gas ist. das nur sehr langsam durch Leitungen strömt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen solchen Preßgasschaltcr zu schaffen, der sofort nach dem Ausschaltbefehl in Wirkung tritt und in einfacher Weise die Verwendung mechanischer Mittel ermöglicht, durch die der Stand des bewegbaren Kontaktes angezeigt wird und die Kupplung des beweglichen Kontaktes mit dem bewegbaren Kontakt eines in Reihe geschalteten Kontaktpaares oder mit einem mit dem Preßgasschalter in Reihe geschalteten Trennschalter ohne verwickelte Mittel ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die der Unterbrechungsstelle zugekehrte Seite des Antricbskolbens mit der Schaltkammcr in offener Verbindung steht, daß der mittlere Durchmesser der ringförmigen Dichtungsfläche des Blasventiles dem Durchmesser des Antriebskolbens mindestens gleich ist und daß das bewegbare Kontaktstück außerdem durch mechanische Kupplungsorgane mit einem äußeren Hilfsantrieb gekuppelt ist, durch welchen Hilfsantrieb das bewegbare Kontaktstück wenigstens beim Beginn des Ausschaltvorganges gegen die Festhaltekraft bewegt und dadurch das Blasventil geöffnet, dagegen sofort nach dem öffnen des Blasventiles hauptsächlich

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durch das seinen Antriebskolben beaufschlagende Löschgas der Schallkammer in seine ausgeschaltete Endlage getrieben wird.

Beim Preßgasschalter nach der Erfindung ist der Antriebskalben des bewegbaren Kontaktstückes also s dauernd dem Druck in der Schallkammer ausgesetzt. Pa dieser Druck auch auf das geschlossene Blasventil wirkt und der mittlere Durchmesser des Blasventils entweder dem Kolbendurchmesser gleich ist, so daß eine zusätzliche Festhaltekraft notwendig ist. oder etwas größer als der Kolbendurchmesser ist, so daß die Festhaltekraft vom Druck in der Spaltkammer geliefert wird, braucht der Hilfsantrieb während des Ausschaltvorganges nur diese Festhaltekraft zu überwinden. Diese Festhaltekraft braucht nur verhältnismäßig klein zu sein, so daß der Hilfsantrieb leicht ausgeführt sein kann. Sobald nach dem Ausschaltbefehl der Hilfsantrieb das Blasventil mechanisch ein wenig geöffnet hat, wird das Kontaktstück durch den vollen, nur den Kolben beaufschlagenden Löschgasdruck zur Ausichaltlage getrieben. Dieser Druck steht unmittelbar atur Verfügung, so daß der Schalter sofort auf den Ausschaltbefehl anspricht. Außerdem kann die mtchaniiche Kupplung, z. B. die Kupplungsstanju /wischen <)em leichten Hilfsantrieb und dem bewegb-iren Konlaktslück für die Standanzeigung, die Kupplung mit bewegbaren Kontaktstücken in Reihe geschalteter Unterbrechungsstellen des Schalters und die Kupplung mit einem in Reihe geschalteten Trennschalter verwendet werden.

Schwer im Preßgasschailer unterzubringende Rückitellfedern können in einfacher Weise vermieden werden, wenn der Schalter so ausgeführt wird, daß das bewegbare Kontaktssück durch eine Kupplungsstange, an eier ein dauernd dem Druck des Löschgases der Schaltkammer ausgesetzter, in einem Zylinder bewegbarer Hilfskolben zur Erzeugung der Rückstellkraft und mindestens eines Teiles der Festhaltekraft befestigt ist, mit dem Hilfsantrieb gekuppelt ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert werden. In der Zeichnung ist

Fig. I ein vertikaler Schnitt eines Preßgasschalters mit zwei in Reihe geschalteten Paaren zusammenarbeitender Kontakte,

Fig.2 ein vertikaler Schnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Preßgasschalters mit einem Paar zusammenarbeitender Kontaktstücke, die beide beweglich sind, und

Fig.3 ein vertikaler Schnitt eines Kontaktpaares von wieder einem anderen Preßgasschailer, wobei das bewegliche Kontaktstück wie ein entlasteter Steuerschieber ir.it dem Träger des festen Kontaktes zusammenarbeitet.

In F i g. I ist 1 ein mit Erde zu verbindendes metallenes Gefäß. In diesem Gefäß befinden sich drei elek-Irisch leitende Kontaktträger 2, 3 und 4, die durch Isolatoren 5, 6, 7 und 8 in Entfernung voneinander und vom Gefäß 1 gehalten werden. Die Kontaktträger 2 und 4 sind mit Verbmdungslcitcrn 9 und 10 zum Anschluß des Schalters an dem zu unterbrechenden Stromkreis verbunden. Der Kontaktträger 2 trägt einen aus einem Kranz von Kontaktfingern ti bestehenden festen Kontakt. Mit diesem festen Kontakt wirkt ein axial bewegliches Kontaktstück 12 zusammen, das mit einem in einem Zylinder 13 beweglichen Antriebskolben 14 ein Ganzes bildet und mit diesem Kolben auf einem festen Rohr 15 zum Ablaß von Löschgas schieben kann. Das Ablaßrohr 15 ist über einen Kanal 16 aes Kontaktträger 3 an einem aus Rohren 17, !8,19 aus Isoliermaterial zusammengesetzten Ablaßrohr angeschlossen, das zu einer nicht dargestellten Deionisationskammer führt, in der der Druck wöhrend des Ausschaltvorganges zunimmt. Der Zylinder 13 und das Ablaßrohr 15 sind am Kontaktträger 3 befestigt.

Ein ähnliches Paar zusammenarbeitender Kontakte Il', 12' mit Zubehör ist zwischen den Kontaktträgern 3 und 4 angeordnet.

Die beweglichen Kontaktstücke 12, 12' sind je mit einer ringförmigen Dichtungsfläche 20, 20' versehen, die mit einer ringförmigen Dichtfläche 21, 21' zusammenarbeitet, die durch den Kontaktträger 2 bzw. 3 getragen wird. Dieser Schalter ist nur zum Unterbrechen des Stromkreises und zum Löschen des Schaltbogens geeignet, so daß er im Stromkreis in Reihe mit einem Trennschalter (nicht dargestellt) geschaltet ist. Normalerweise ist der Schalter geschlossen, und die Dichtungsflächen 20, 20' sind gegen die Dichtflächen 21,2V gedruckt, so daß die Schaltkammer 22, in der sich üblicherweise Löschgas unter D^ruck befindet, von den Ablaßkanälen 15, 15', 16, 16', it, 18. 19 getrennt ist. Durch den Kanal 23 hindurch wird die Schaltkammer 22 mit Löschgas gespeist.

Die bewegliehen Kontaktstücke 12, 12' sind durch Stangen 24. 25 aus Isoliermaterial und eine Metallstange 26 miteinander, mit einem in einem Zylinder 27 beweglichen, dem Druck des Löschgases ausgesetzten Kolben 28 zur Lieferung einer Rückstellkraft sowie mit einem Hilfsantrieb gekuppelt, welcher Hilfsantrieb aus einem festen Kolben 29 und einem in bezug darauf beweglichen Zylinder 30 besteht, der durch einen Arm 31 mit der Stange 26 gekuppelt ist.

Im geschlossenen Zustand des Schalters wirkt das sich in der Schaltkammer befindende Löschgas auf den Kolben 28 und auf die ringförmigen Flächen, die durch die Außendurchmesser der Dichtungsflächen 20, 20' und die Außendurchmesser der Kontaktstiicke 12, 12' begrenzt sind, in der Einschaltrichtung und auf die ringförmigen Flächen, die durch die Außendurchmesser der Kolben 14, 14' und die Außendurchmesser der Kon taktstücke 12, 12' begrenzt sind, in der Ausschaltrichtung. Die durch das Löschgas auf die beweglichen Kontaktstücke 12 12' in der Einschyitrichtung ausgeübte Kraft ist größer als die durch das Löschgas auf diese Kontaktstücke in der Ausschaltrichtung ausgeübte Kraft, so daß diese Kontaktstücke durch eine Festhaltekraft in der eingeschalteten Lage und die Blasventile 20. 21 und 20', 21' durch diese Kraft im geschlossenen Zustand festgehalten werden, welche Fcsthaltckraft der Differenz der durch das Löschgas auf die beweglichen Kontaktstücke und den Kolben 28 ausgeübten Kräfte gleich ist. Durch richtige Ausführung und Bemessung der beweglichen Kontaktstückc 12, 12' und des Zylinders 27 mit dem Kolben 28 kann die Festhalte kraft bei einem bestimmten Druck des Löschgases den kleinsten zulf isigcn Wert erhalten, so daß der Hilfsantrieb z'jm Einleiten des Ausschallvorganges, d.h. zum öffnen der Blasventile 20, 21 und 20', 2Γ nur diese minimale Festhaltekraft zu überwinden braucht. Wählt man die Verhältnisse richtig, so können der Hilfsantrieb 29, 30 und die Kupplungsstangen 24, 25 leicht ausgeführt werden.

Sobald die Dichtungsflächcn 20, 20' und die Dichtflächen 21, 2Γ voneinander getrennt worden sind, fällt der Druck des Löschgases auf die ringförmigen Flächen der Ventilteile in der F.inschaltrichtung weg, und größe-

re ringförmige Kolbenflächen, d h. diejenigen, die durch die Außendurchmesser der Kolben 14. 14' und die Außendurchmesser der Ablaßkanäle 15. 15' begrenzt sind, werden dann dem in der Ausschallrichtung gerichteten Druck des Gases ausgesetzt, so daß die beweglichen Kontaktslücke 12. 12' mit großer Geschwindigkeit durch das Löschgas in der Ausschaltrichtting getrieben werden. Im vorliegenden Falle wird die Ausschaltbewegung außerdem durch die Wirkung des Hilfsantriebes 29,30 beschleunigt.

Beim Schalter nach F i g. 2 befinden sich im Metallgefäß 32 zwei durch Isolatoren 33. 34, 35 in Entfernung voneinander und vom Gefäß gehaltene Kontaktträger 36, 37. Der Kontaktträger 36 trägt ein bewegliches Kontaktstück 38, das auf einem Ablaßrohr 39 ver schiebbar angeordnet und zu seiner Bewegung in der Ausschaltrichtung an einem in einem Zylinder 40 beweglichen Kolben 41 befestigt ist. In derselben Weise trägt der Kontaktträger 37 ein zweites bewegliches Kontaktstück 42. das auf einem Ablaßrohr 43 verschiebbar angeordnet und für seine Bewegung in der Ausschaltrichtung an einem in einem Zylinder 44 beweglichen Kolben 45 befestigt ist. Das Kontaktstück 38 ist mit einem Kranz von Kontaktfingern 46 versehen, die im eingeschalteten Zustand des Schalters den freien Endteil des Kontaktstückes 42 umklemmen. Die Kontaktstücke 42 und 38 bilden zusammen gleichzeitig ein nicht entlastetes Ventil, und sie sind zu diesem Zweck mit einer Dichtfläche 47 bzw. einer damit zusammenarbeitenden Dichtfläche 48 versehen, welche Dichtflächen 47 und 48 dafür Sorge tragen, daß im eingeschalteten Zustand des Schalters die Löschgas unter Druck enthaltende Schaltkammer 49 von einem in offener Verbindung mit den Ablaßrohren 39 und 43 stehenden

.1° gcr 60. 61, die je ein Löschgas-Ablaßrohr 62 bzw. 63 tragen. Der Kontaktträger 60 trägt weilcr einen aus einem Kranz von Kontaktfingern 64 bestehenden festen Kontakt, und der Kontaktträger 61 ist mit einem mit diesem festen Kontakt zusammenarbeitenden, axial beweglichen Kontaktstück 65 versehen, an dem ein in einem Zylinder 66 beweglicher Kolben 67 gebildet ist Im eingeschalteten Zustand des Schalters bildet eine innere Zylinderfläche 68 des beweglichen Konlakistükkes 65 zusammen mit einer äußeren Zylinderfläche 69 eines durch den Kontaktträger 60 getragenen Ringes 17 mit einem Packungsring 71 einen Steuerschieber zum Trennen der unter hohem Druck stehenden Schaltkammer 72 von den Ablaßrohren 62 und 63 im eingeschalteten Zustand des Schalters. Das Besondere dieses Schalters ist, daß der äußere Durchmesser des Kolbens 67 dem Durchmesser der Zylinderfläehc 68 gleich ist, so daß dieser Steuerschieber im eingeschalte ten Zustand des Schalters entlastet ist. Die Rückstellkraft und die Festhaltekraft werden in diesem Falle durch einen Zylinder 73 mit einem auf der Kupplungsstange 74 angeordneten, durch das Löschgas in der Spaltkammer 72 belasteten Hilfskolben 75 geliefert. Dazu kann aber auch eine auf die Kupplungsstangc 74 oder unmittelbar auf den Rohrkontakt 65 wirkende Rückstell- Festhallcfeder angewendet werden. Der H"ifsantrielb zum Öffnen des Steuerschiebers 68.69 zum Einleiten des Ausschaltvorganges ist nicht gezeichnet.

Weiler wird es klar sein, daß die Rückstellkraft, die die beweglichen Kontakistücke kurz nach dem Löschen der Schaltbogcn zu der eingeschalteten Lage zurücktreiben muß, im richtigen Augenblick die in der Ausschallrnchtung auf die Schaltkontakte wirkende Druckdifferenz überwinden muß. Diese Druckdifferenz.

Löschgasablaßkanal 50 getrennt ist. Die Kontaktstücke 35 die in dem Zeitpunkt maximal ist, in welchem die Vcnii-

38 und 42 sind durch Rückstellfedern 51.52 belastet, die die Kontaktstücke zueinander treiben, sobald die Druckdifferenz über die Kolben 41, 45 beim ausgeschalteten Schalter ausreichend vermindert worden ist. Das Kontaktstück 42 ist durch eine aus Isolatoren 53, 54 und metallenen Stangen 55. 56 zusammengesetzte Kupplungsstange mit einem äußeren Hilfsantrieb gekuppelt, das aus einem festen Kolben 57 und einem beweglichen Zylinder 58 besteht, der durch einen Arm 59 mit d?:r Stange 56 verbunden ist.

Im eingeschalteten Zustand dieses Schalters werden die Kontakistücke 38 und 42 durch den Druck des Löschgases und der Rückstellfedern 51, 52 miteinander in Berührung gehalten, und die Dichtfläche 48 ist dann Ie gerade aufgestoßen werden, und die beweglichen Kontakte dann sozusagen mit einem Schlag zu ihrer ausgeschalteten Endlage treibt, nimmt danach ab. da der Druck in den Ablaßkanälen und daher auch der Druck, der in der Einschaltrichtung auf diese Konlaktc ausgeübt wird, durch den Gegendruck des wegströmenden Löschgases zunimmt. Die Verhältnisse können nun derart gewählt werden, daß eine kleine Rückstellkraft genügt, um den Schalter in den geschlossenen Zustand zurückzubringen. Diese Rückstellkraft kann, wie bereits beschrieben worden ist, dauernd vorhanden sein, und sie kann dann durch einen auf den Druck in der Schallkammer wirkenden Rückstc /kolben oder durch Rückstellfedern geliefert werden. Es ist aber

gegen die Dichtfläche 47 gedrückt, so daß das Löschgas 5° auch möglich, die Rückstellkraft durch den in entgegen-

nicht aus der Schaltkammer 49 entweichen kann. So- °~^u ^:~ "'^:-' ^J— "^:ir—

bald aber nach einem Ausschaltbefehl der Hilfsantrieb 57, 58 das durch die Dichtfläche 48 und die Dichtfläche 49 gebildete Ventil geöffnet hat, werden beide Kontakistücke 38,42 mit großer Geschwindigkeit durch das Löschgas in der Ausschaltrichtung bewegt. Der Schaltbogen wird durch das aus der Schaltkammer 49 durch die Rohre 39 und 43 hindurch zum Ablaßkanal 50 entweichende Löschgas gelöscht.

Der Schalter, von dem Fig.3 nur ein Paar zusammenarbeitender Kontakte zeigt, hat feste Komaktträgesetzter Richtung in Wirkung zu setzenden Hilfsantrieb liefern zu lassen. Im letzteren Falle ist die Rückstellkraft während des Ausschaltvorganges gleich Null. so daß sie der Ausschaltung nicht entgegen wirkt.

Schließlich dient die Kupplungsstangc gleichzeitig ah Verbindungsstange zwischen den beweglichen Kontaktstücken in Reihe geschalteter Paare zusammenarbeitender Kontakte, so daß während des Schaltvorganges alle Kontaktstücke gleichzeitig und in derselben Weise bewegt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

i 665 Patentansprüche:

1. Elektrischer Preßgasschalter mit einer mit Löschgas unter Druck gefüllten Schaltkammer, in S der sich mindestens ein Paar zusammenarbeitender, je von einem festen Kontaktträger getragener Kontaktstücke befindet, wobei mindestens eines dieser Kontaktstücke einen zentralen Kanal zum Abführen von Löschgas aufweist und mindestens eines dieser Kontaktstücke bewegbar angeordnet ist. das an seinem von der Unterbrechungssteile abgekehrten Ende mit einem wenigstens zum Ausschalten dienenden Antriebskolben versehen und durch eine Rückstellkraft in seine Einschaltrichtung bewegbar J5 ist, welcher Kolben an seiner von der Unterbrechungsstelle abgekehrten Seite mit dem Abfuhrkanal in offener Verbindung steht, wobei die Kontaktsiücke mit sie umgebenden, zusammenarbeitenden Teilen eines Blasventiles mit ringförmiger Dichtungsfläche verbunden sind, welches Blasventil im geschlossenen Zustand des Schalters geschlossen ist und den Abfuhrkanal von der Schaltkammer trennt, aber beim Beginn di.^ Ausschaltvorganges über dem mit dem beweglichen Kontakt gemeinsamen Antriebskoiben geöffnet wird und Löschgas zum Löschen des Schaltbogens aus der Schaltkammcr entweichen läßt, und wobei die Kontaktslücke im geschlossenen Zustand des Schalters durch eine mindestens /um Teil durch den Druck des sich in der Spaltkammer befindenden Löschgases erzeugte Festhaltekraft miteinander in Berührung gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die der Unterbrechungsstdle ugekehrte Seite des Antriebskolbens (14, 14' bzw. 45. 41 bzw. 67) mit der Schaltkammer (22 bzw. 49 bzw. 72) in offener Verbindung steht, daß der mittlere Durchmesser der ringförmigen Dichtungsfläche des Blasvcntils (20. 21, 20', 21 ' bzw. 47, 48 bzw. 68, 69. 70. 71) dem Durchmesser des Antriebskolbens mindestens gleich ist, und daß das bewegbare Kontaktstück (12. 12 ' bzw. 42 b/w. 65) außerdem durch mechanische Kupplungsorgane (24. 25, 26 bzw. 53, 54, 55, 56 bzw. 74) mit einem äußeren Hilfsantrieb (29. 30, 31 bzw. 57. 58, 59) gekuppelt ist. durch welchen Hilfsantrieb das bewegbare Kontaktstück wenigstens beim Beginn des Ausschaltvorganges gegen die Festhaltekraft bewegt und dadurch das Blasventil geöflnct, dagegen sofort nach dem Öffnen des Blasvcntils hauptsächlich durch das seinen Antriebskolben beaufschlagende Löschgas der Schaltkammer in seine ausgeschaltete Endlage getrieben wird.

2. Preßgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Kontaktstück (12.

12 ' bzw. 65) durch eine Kupplungsstange (24, 25, 26 bzw. 74), an der ein dauernd dem Druck des Löschgases der Schaltkammer (22 bzw. 72) ausgesetzter, in einem Zylinder (30 bzw. 73) bewegbarer Hilfskolben (29 bzw. 75) zur Erzeugung der Rückstellkraft und mindestens eines Teiles der Festhaltekraft befestigt ist, mit dem Hilfsantrieb gekuppelt ist.