DE1765594A1 - Leistungsschalter - Google Patents

Description

Westinghouse

Electric Corporation

Pittsburgh

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Leistungssehalt er
Zusatz zu latent (Anm. P 17 65 381. 5)

(Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden USA-Anmeldung Serial-No. 670 168 vom 25.9.1967 beansprucht)

Es, ist bekannt, die Löschmittelströmung in Leistungsschaltern mit einem feststehenden Schalt- und einem beweglichen Schaltstück mit Hilfe einer Pumpeinriehtiaig in Gang zu setzen, zu der ein mit dem beweglichen Schaltstift gekoppelter Kolben gehört. Im Hauptpatent (Anm.

P 17 65 381. 5 - PLA 68/8006) wird für einen solchen Schalter vorgeschlagen, daß Schaltstück und Schalt stift hohl aus-

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gebildet sind und die Schaltgase gegen kühlende Metallflächen außerhalb der Schalt strecke führen. Man erhält dadurch eine' beachtliche Schaltleistung, weil der Querschnitt zur Abfuhr der Schaltgase groß ist und zugleich eine Kühlung der Schaltgase erreicht wird, so daß diese nicht die elektrische Festigkeit der Schalt strecke beeinflussen können.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung des vorgenannten Schalters dar. Sie besteht darin, daß das der Schaltstrecke abgekehrte Ende des Schaltstückes als feststehendes Hilfsschaltstück dient, das mit einem am Kolben angebrachten beweglichen Hilfsschaltstück zusammenwirkt, um beim Ausschalten einen druckerzeugenden Hilfslichtbogen zu ziehen.

Bei dem Schalter nach dem Hauptpatent kann zur Löschung stromstarker Lichtbögen eine unerwünscht große Antriebsenergie benötigt werden, weil die Lichtbogenwärme trotz des großen Abströmquerschnittes einen beträchtlichen Gegendruck verursacht. Hier schafft die Erfindung dadurch Abhilfe, daß der Hilfslichtbogen seinerseits einen Druck auf einen der Schalt strecke abgekehrten Seite de.s Kolbens hervorruft. Es ergibt sich daraus eine vom Strom abhängige Kraft in .Richtung des Kolbenhubes, durch die die Blaswirkung wesentlich erhöht wird. Der hierfür erforderliche

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Aufwand ist gering, weil "bei der Erfindung das ohnehin lang ausgebildete feststehende Schaltstück nach dem Hauptpatent mit seinem Ende als feststehendes Hilfsschaltstück benutzt wird. Mithin ist praktisch nur noch das am Kolben angebrachte bewegliche Hilfsschaltstück ein zusätzliches Teil. Es erfordert keinen großen Aufwand.

Das bewegliche Hilfsschaltstück kann mit Vorteil ein Brückenschalt stück sein, das in der Einschaltstellung das Ende des Schaltstückes mit einem Lichtbogenschaltstück verbindet, das an der dem Schaltstück zugeordneten kühlenden Metallfläche befestigt ist. Auf diese Weise kann die zu bewegende Masse des Hilfsschaltstückes klein gehalten werden. Außerdem bietet sich die Möglichkeit, eine weitere Verbesserung durch eine hakenförmige Ausbildung des Lichtbogenschaltstückes zu erhalten, bei der der Lichtbogen magnetisch in Richtung zur Metallfläche hin getrieben wird. Man vermeidet dadurch eine unerwünschte Erwärmung des Kolbens. Die Anordnung kann in allen vorgenannten Fällen symmetrisch ausgebildet sein, so daß zwei parallel geschaltete Hilfslichtbogen entstehen.

Zur näheren Erläuterung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.

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Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines dreipoligen Schalters gemäß der Erfindung. Die Schaltstücke sind in der Einschaltstellung gezeichnet.

Fig. 2 ist ein vertikaler Längsschnitt durch eine der Unterbrechungseinrichtungen der Fig. 1. Die Schaltstücke sind in der Einschaltstellung gezeichnet.

p Fig. 3 ist ein Schnitt ähnlich dem der Fig. 2. Er zeigt jedoch die verschiedenen Teile in einer Zwischenstellung bei der Ausschaltbewegung, so daß die in Reihe geschalteten Lichtbogen zu sehen sind.

Fig. 4 ist ein Längsschnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 2 mit Einzelheiten.

Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 2. Fig. 6 ist eine Teilansicht einer Befestigungskonstruktion.

Fig. 7 ist ein Teilschnitt, der im wesentlichen .rechtwinkelig zu den Darstellungen der Figuren 2 und 3 verläuft. Er zeigt die Anbringung der Kolbenstangen.

Fig. 8 ist ein Schnitt längs der Linie VIII-VIII der Fig. 2.

In den Zeichnungen, insbesondere in Fig. 1, bezeichnet 1 als Ganzes einen dreipoligen Leistungsschalter mit drei

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mit Abstand angeordneten Polen A, B und C. Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, umfaßt jeder Pol eine obere Endplatte 2, ein im wesentlichen aufrechtstehendes zylindrisches Gehäuse 3 und unten ein Getriebegehäuse 4. Außerhalb des Getriebegehäuses 4 liegt ein Antriebshebel 5_f der an einer Antriebswelle 6 befestigt ist, sowie eine im wesentlichen in horizontaler Richtung hin- und hergehende bewegliche Isolierstoffstange 7, die gelenkig an dem äußeren Hebel 5 bei 8 befestigt ist. Die Stange 7 führt zu einer Antriebskurbel 9 mit einer Gelenkverbindung 10. Die drei Antriebskurbeln 9, von denen nur eine dargestellt ist, sind an einer Drehwelle 11 befestigt, die mit einem geeigneten Antrieb 12 verbunden ist. Der Antrieb bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Er kann z.B. so ausgebildet sein, wie in der amerikanischen Patentschrift 3 183 332 angegeben ist.

Aus der Figur 1 geht hervor, daß ein Tragrahmen 14 vorgesehen ist, der vertikal verlaufende U-Eisen 15 mit versteifenden Streben 16, 16a aufweist, an den horizontal verlaufende Isolierstoffstützen 16b befestigt sind. Die Isolierstoffstützen helfen die Unterbrechungseinrichtungen zu tragen. Zusätzlich erstrecken sich untere Stützisolatoren 17 in horizontaler .Richtung von einem U-Eisenträger 16c, der an den vertikal verlaufenden U-Eisen 15 befestigt ist.

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Die Figuren 2 und 3 zeigen die innere Konstruktion der Unterbrechungseinrichtungen. Unter Bezug auf Fig. 2 ist zu sehen, daß die Isolierstoffgehäuse 3 als Zylinder ausgebildet sind, die vorzugsweise aus Gießharz bestehen und einen nach innen vorspringenden Bingflansch 18 aufweisen. In eine Ausnehmung 18a des Ringes 18 ist ein aus Polytetrafluorethylen bestehendes Gasführungsrohr 19 eingepaßt, das in dieser Lage durch einen Klemmring 20 gehalten wird. Ein feststehendes Schaltstück 22, das durch ein Polytetrafluoräthylenrohr 24 geschützt ist, ist mit einem Vorsprung 23 versehen (Fig. 4), der am oberen Ende angelötet ist. Das feststehende Schaltstück 22 besitzt am uöteren Ende einen Düsenkontakt 25· Es ist mit einem Teil 22a in einen Tragstern 27 eingeschraubt. Der Tragstern 27 ist am Ring 18 rait vier Bolzen 29 (Fig. 6) befestigt, die auch die Klemmplatte 20 halten.

Fig. 2 zeigt mit weiteren Einzelheiten, daß der Zylinder 3 von der Endplatte 2 verschlossen ist, die die Anschlußleitung L.J trägt, und von dem Getriebegehäuse 4, das die Anschlußleitung L2 trägt. Die Teile sind mit dem Gehäuse 3 durch Bolzen 30 verbunden, die in Buchsen 31 eingreifen. Die Buchsen sind in das Hohr 3 eingegossen. Durch Dichtungsringe 32 ist ein druckdichter Verschluß gewährleistet. Ein beweglicher Schaltstift 33 besitzt eine innere Düse 34,

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die mit ihm zusammen beweglich ist und in dem aus Isolierstoff bestehenden Gasführungsrohr 19 gleitet. Der Schaltstift 33 trägt die beweglichen Kontaktfinger 35» die das feststehende Schaltstück 25 in der in der Figur 2 gezeigten Einschalt stellung berühren. Der bewegliche Schaltstift 33 steht mit dem Teil 4a des Getriebegehäuses 4 elektrisch durch die Kugelkontaktanordnung 62 in Verbindung, die in der amerikanischen Patentschrift 3 301 986 näher beschrieben ist.

Mit dem Schalt stift 33 ist ein Jochstück 36 verschraubt, das durch eine Kontermutter 37 gesichert ist. Einzelheiten ergeben sich aus der Figur δ. Am Jochstück 36 sind mit Bolzen 39 zwei metallische Antriebsstangen 41 befestigt, die mit Zapfen 42 an einem gabelförmigen Hebel 43 gelenkig befestigt sind.

Ler Hebel 43 sitzt auf der Welle 6, die durch eine Dichtung in das Innere des Getriebegehäuses 4 führt und durch einen Hebel 5 mit dem Antrieb verbunden ist, wie vorher erläutert wurde.

Am Jochstück 36 sind mit Bolzen 44 zwei Isolierstoffstangen 45 befestigt. Die Stangen führen durch Öffnungen 46 im xüng 18. Leckverluste werden durch Dichtungsringe AT verhindert, die mit der Klemmplatte 20 festgelegt sind. An

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den gegenüberliegenden Enden der- Stangen 45 ist mit Schrauben 48 ein Kolben 50 befestigt. Der Kolben 50 gleitet in dem zylindrischen Teil 3a des Gehäuses 3 oberhalb des Hinges 18. Leckverluste werden durch den Kolbenring 52 vermieden.

Wie Fig. 2 zeigt, sind am Kolben 50 zwei Briickenschaltstiicke 54 mit Schrauben 56 befestigt, die durch Bohrungen 57 des Kolbens 50 greifen. Die Brückenschalt stücke 54 stehen unter einer nach oben gerichteten Vorspannung durch Druckfedern 59. In der Einschaltstellung, die in Fig. 2 dargestellt ist, überbrücken die Schaltstücke 54 den Spalt zwischen den Hilfsschalt stücken 23 und Lichtbogenschaltstücken 61, die an der Endplatte 2 befestigt sind und mit dieser elektrisch in Reihe liegen.

In der Einschaltstellung führt der Stromkreis durch den Schalter vom Anschluß L-i zur Platte 2 und den Lichtbogenschaltstücken 61 sowie über die Brückenschalt stücke 54 zu den Hilfsschaltstücken 26. Von dort verläuft der Stromkreis über das Schaltstück 22 zum beweglichen Schalt stift 33 und über die Kugelkontakte 62 zum Getriebegehäuse 4 mit dem anderen Anschluß 1^· Eine Drehung der Antriebswelle 6 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt die Isolierstoffglieder 41 nach unten, so daß sich das Jochstück 36 mit dem Schalt-

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stift 33, den Isolierstoffstangen 45 und dem Blaskolben 50 ebenfalls nach unten bewegt. Lichtbogen, die dabei zwischen den Schaltstücken 25 und 34 gezogen werden, sind mit 63 bezeichnet. Gleichzeitig entstehen zwischen den Kontakten 54 und 61 Hilfslichtbogen, die schnell die bei 64 angedeutete Gestalt annehmen. Der Kolben 50 treibt das Gas im Zylinder 3a über den Lichtbogen 63· Dadurch wird dessen Temperatur auf die Größenordnung von 10.000° K ^: gesteigert-. Dies, führt zu einem hohen Druckansteig. Der Druck verursacht, daß das Gas nach oben durch das Innere des Rohres 22 strömt und nach unten durch das Innere des Rohres Außerdem drückt es über den Kanal 65 in den Zylinder 3a zurück. Dies behindert die Bewegung des Kolbens 50. Die Behinderung wird zu einem gewissen Teil durch Gas ausgeglichen, das durch das Rohr 22 gelangt. Die Lichtbögen 64 führen jedoch dem Gas oberhalb des Kolbens 50 Wärme zu. Dadurch steigt auch der Druck im Bereich 67 und gleicht den Druck im Zylinder 3a aus. JSs sollte darauf hingewiesen werden, daß durch die Reihenschaltung der Lichtbogen 64 mit dem Lichtbogen 63 die Schaltleistung des Gerätes vergrößert wird.

Das wesentliche Merkmal des Schalters-ist die zusätzliche Anwendung druckerzeugender Hilfslichtbogen 64 auf der Oberseite 67.des Kolbens 15 zu dem Zweck, den im Zylinder 3

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vom Hauptlichtbogen 63 erzeugten Druck auszugleichen, damit es möglich ist, den Schalter mit einem normalen Antrieb verhältnismäßig geringer Kraft zu betätigen.

8 Figuren
4 Ansprüche

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Claims (4)

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1. Leistungsschalter mit einem feststehenden Schaltstück und einem beweglichen Schaltstift, der mit einem Kolben einer Pumpeinrichtung für ein Löschmittel gekoppelt ist, wobei Schaltstück und Schaltstift hohl ausgebildet sind und die Schaltgase gegen kühlende Metallflächen außerhalb der Schalt strecke führen, nach Patent .... ... (Anm. P 17 65 381. 5 - PLA 68/8006), dadurch gekennzeichnet, daß das der Schaltstrecke abgekehrte finde (23) des Schaltstückes (22) als feststehendes Hilfsschaltstück dient, das mit einem am Kolben (50) angebrachten beweglichen Hilfsschaltstück (54) zusammenwirkt, um beim Ausschalten einen druckerzeugenden Hilfslichtbogen (64) zu ziehen.

2. Leistungsschalt'er nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das .bewegliche Hilfsschaltstück (54) ein Brückenschalt~ stück ist, das in der Einschalt stellung das Ende des Schaltstückes (22) mit einem Lichtbogenschalt stück (61) verbindet, das an der dem Schaltstück (22) zugeordneten kühlenden Metallfläche (2) befestigt ist.

3. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtbogenschalt stück (61) hakenförmig aus-

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gebildet und so angeordnet ist,„daß der Hilfslichtbogen (64) magnetisch in Hichtung zur Metallfläche (2) hin getrieben wird. ·

4. Leistungsschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine symmetrische Ausbildung mit zwei parallel geschalteten Hilfslichtbogen (64).

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