DE1907628C - Druckgasschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit einer ständig mit Druckgas zum Löschen des Lichtbogens sowie zum Antreiben der beweglichen Schalterteile in der Ausschaltrichtung gefüllten Schaltkammer, mit einem Paar innerhalb der Schaltkammer angeordneter, zusammenarbeitender Kontaktstücke, bei dem die beweglichen Schalterteile im eingeschalteten Zustand des Schalters mit einem dauernd in Ausschaltrichtung durch das Druckgas der Schaltkammer belasteten Kolben gekuppelt sind sowie von einem durch das Ausschaltkommando entriegelbaren Verriegelungsorgan in ihrer Einschaltstellung mechanisch festgehalten werden.

Ein Druckgasschalter dieser Bauart ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 281 527 bekannt. Schalter, bei denen im eingeschalteten Zustand die Schaltkammer Gas unter hohem Druck enthält, sind besonders zur Verwendung von Schwefelhexafluorid (SF)₁₁ als Lösch- und Treibgas geeignet. In diesem Gas ist die Schaltgeschwindigkeit niedrig, so daß das Füllen der Schaltkammer und der Treibzylinder verhältnismäßig viel Zeit erfordern und dadurch die

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Zeitspanne zwischen dem Ausschaltkommando und der Ausschaltung entsprechend groß sein würde. Bei Schaltern dieser Art steht aber das Druckgas unmittelbar zur Verfügung, so daß der Schalter sofort auf das Ausschaltkommando anspricht.

Der Erfindung liegt die Aligabe zugrunde, das bekannte Prinzip der in der Einschaltstellung vorgespannten Schalter bei einem aus der niederländischen Offenlegungsschrift 6 705 277 bekannten Schalter anzuwenden, bei Jem der Schalter eine bestimmte Zeitspanne nach dem Ausschaltkommando selbsttätig wieder einschalte«, d. h. der Schalter nur zum Unterbrechen des Stromkreises geeignet ist, und bei dem

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Ausschaltrichtung bewegt werden und der eine Kontakt nach kurzer Bewegungsstrecke festgehalten und der andere Kontakt weiterbewep.t wird, damit die Koiitakttrennung mit großer Geschwindigkeit und an eiiur von den für die normale Stromführung dienenden Kontaktflächen entfernten Stelle nur zwischen Abbrennflächen der beweglichen Kontakte stattfinde. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst.

u) daß in an sich bekannter We^;se beide Kontaktstücke beweglich angeordnet und je mit einem eigenen in einem besonderen Zylinder beweglichen Kolben fest verbunden sind, von welchen Kontaktstücken das eine einen kürzeren Hub als das andere hat, mindestens eines ein Düsenkontaktstück zum Abführen der Löschgas; aus der Schaltkammer bildet und mindestens das Kontaktstück mit dem längeren Hub in Einschaltrichtung federbelastet ist, ein im geschlossenen Schalterzustand die Löschgasabfuhr durch das Düsenkontaktstück unterbrechendes Blasventil vorhanden ist, dessen beweglicher Teil das Kontaktstück mit dem längeren Hub ringförmig umschließt und damit fest verbunden ist und dessen feststehender Teil das Kontaktstück mit dem kürzeren Hub umgibt, welches Blasventil während des Ausschaltvorganges geöffnet wird, wodurch der Kolben des Kontaktstückes mit dem längeren Hub in Ausschaltrichtung auch mit Druckgas aus der Schaltkammer beaufschlagt wird, und daß zwei Steuerventile vorbanden sind, von denen das erste Ventil das zweite Ventil mit Verzögerung steuert, und dau ferner der durch das Druckgas der Schaltkammer ständig belastete Kolben der Kolben des Kontaktstückes mit dem kürzeren Hub ist, so daß nach der Entriegelung des Verriegelungsorgans zunächst beide Kontaktstücke durch diesen Kolben in Ausschaltrichtung zusammen beschleunigt werden, danach das Blasventil geöffnet wird und dadurch auch der Kolben des Kontaktstückes mit dem längeren Hub durch das Druckgas der Schaltkammer beaufschlagt wird, so daß, nachdem das Kontaktstück mit dem kürzeren Hub am Ende seines Hubes clu.ch einen Anschlag festgehalten wird, das andere Kontaktstück in Ausschaltrichtung weiterbeweot wird und die Kontaktstücke voneinander getrennt werden, und
b) daß das erste Steuerventil mit dem Verriegelungsorgan, das die beiden Schaltstücke in der Einschaltstellung festhält, gekuppelt ist und bei der Entriegelung dieses Organs das zweite Steuerventil so steuert, daß die Kolben beider Kontaktstücke nach Löschung des Lichtbogens auch in Einschaltrichtung durch das Druckgas der Spaltkammer beaufschlagt werden, so daß beide Kontaktstiicke unter der Wirkung der Einschaltfeder in ihre Einschaltstellung zurückgebracht werden.

Außer dem Vorteil, daß dieser Druckgasschalter ebenso wie der bekannte Schalter sofort auf das Aus&chaltkommando anspricht, hat der erfindungsgemäße Schalter dem aus der niederländischen Offenlegungsschrift 6 705 277 bekannten Schalter gegenüber den Vorteil, daß die beweglichen Schaltkontakte auch im geschlossenen Ruhezustand des

cu.ι*--. ~:· :u_„ .a.«.!-«....—._·< >—«i »..(...«:^nrl,>n Stirnflächen mit großer Kraft gegeneinanclergedrückt sind und gegeneinand» gedrückt bleiben, bis sie sich trennen. Dadurch wird ein wiederholtes Steißen dieser Stirnflächen gegeneinander während des ersten Teiles der Ausschaltbewegung und daher die Möglichkeit einer Beschädigung des meistens spröden Abbrennmaterials vermieden, und der Strom fließt auch vor der Trennung der Schaltkontakte durch die wie Abbrennflächen arbeitenden Stirnflächen. Dies hat zur Folge, daß der Hbergang oder die Kommutation des Stromes von den gesondert angeordneten festen Hauptkontakten für die dauernde Stromführung zu den Abbrennflächen der beweglichen Schaltkontakte ohne Nebenerscheinungen, daher optimal günstig, stattfindet.

Zur Erzielung einer schnellen Reaktion des Verriegelungsorgans auf das Ausschaltkommando wird der Schalter gemäß der Erfindung vorzugsweise so ausgeführt, daß das Verriegelun^sorgan durch eine Feder in die Verriegelungssteilung gedrückt, mittels eines durch das Ausschaltkommando entriegelbaren zweiten Verriegelungsorgans in der Verriegelungsstellung festgehalten wird und mit einem Kolben gekuppelt ist, der durch das Druckgas der Schaltkammer ständig in Entriegelungsrichtung belastet ist und nach der Entriegelung durch das danach vom ersten Steuerventil mit Verzögerung gesteuerte zweite Steuerventil so gesteuert wird, daß er auch in Verriegelungsrichtung durch das Druckgas der Schaltkammer beaufschlagt wird, so daß das Verriegelungsorgan durch seine Feder in seine Verriegelungsstellung zurückgedrückt wird und die Kontaktstücke nach Erreichen ihrer Einschaltstellung wieder verriegelt werden.

Da^ zweite Verriegelungsorgan kann ein sehr leichtes Organ sein, während in diesem Falle der Zylinderraum zum Antrieb des ersten Verriegelungsorgans dauernd in der Entriegelungsrichtung unter hohem Druck steht und daher nach dem Empfang des Ausschaltkommandos nicht erst, mit dem Druckgas gefüllt zu werden braucht, so daß dieses erste Verriegelungsorgan nach dem Wegziehen des leichten zweiten Vcrriegelungsorgans sofort in die Entriegelungssteüung gedruckt wird.

Die zum Löschen des Schaltbogens erforderliche Zeitspanne kann in günstiger Weise dadurch erreicht werden, daß das zweite Steuerventil mit einem Kolben gekuppelt ist. der nach der Entriegelung des Vcrriegelungsorgans über eine Leitung mit verzögernder Wirkung und das erste Steuerventil mit Druckgas aus der Schaltkammcr beaufschlagt wird, wodurch das zweite Steuerventil gegen die Kraft einer Feder in die Stellung gebracht wird, in der die Wiedereinschaltung der Kontaktstiicke bewirkt wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die durch diese Querbohrung hindurchgeführten Schalt-

cinen axialen Schnitt des Schaltelementes eines kontaktes 13 hineingreift und die Schaltkontakte 8,

Druckgasschalters darstellt, näher erläutert werden. 13 in ihrem eingeschalteten Stand mechanisch ver-

In der Zeichnung sind 1 und 2 Kontaktträger, die riegelt. Der Kolben 40 ist in einem doppeltwirkenden

mit elektrisch leitenden hohlen Blöcken 3, 4 a, 4 b 5 Zylinder 42 beweglich angeordnet, dessen für die

versehen sind, welche durch einen rohrförmigen Entriegelung bestimmter Zylinderraum 42 a durch

Isolator S in Entfernung voneinander gehalten die Öffnung 43 hindurch mit der Schaltkammer 19

werden. und dessen für die Verriegelung bestimmter Zylinder-

Der Block 3 ist mit einem doppeltwirkenden raum 42 b durch die Öffnung 44 hindurch mit dem

Zylinder 6 versehen, in dem ein Kolben 7 beweglich io Zylitiderraum 11 b in offener Verbindung steht. Der

angeordnet ist. An diesem Kolben ist ein erster, Kolben 40 ist durch eine Feder 45 belastet und mit

axial beweglicher, rohrförmiger Schaltkontakt 8 be- einem zweiten umschaltbaren Ventil 46 durch eine

festigt, der gleichzeitig wie ein Löschgasablaßkanal 9 Stange 47 gekuppelt, die einen Kopf 48 aufweist, der

wirkt. Der Kolben 7 ist durch eine Feder 10 belastet. mit einem zweiten Verriegelungsorgan in der Gestalt

Der Block Aa ist mit einem Zylinder 11 versehen, 15 einer Klinke 49 zusammenarbeitet, die im einge-

in dem ein Plungerkolben 12 beweglich angeordnet schalteten Ruhezustand des Schalters das erste Ver-

ist. Am Kolben 12 ist ein zweiter, axial beweglicher, riegelungsorgan 38 im Verriegelungsstand festhält

rohrförmiger Schaltkontakt 13 befestigt, der eben- und durch ein Ausschaltkommando weggezogen wer-

falls einen Löschgasablaßkanal 14 bildet. Der Kolben den kann.

12 ist durch eine Feder 15 belastet. ao Das Ventil 46 verbindet eine Kammer 50 entweder

Die Schaltkontakte 8, 13 sind durch ein ring- über Schlitze 51 mit dem Niederdruckraum 30 oder förmiges Absperrorgan umgeben, das durch einen über Schlitze 52 und eine Öffnung 53 mit der Hoch-Sitzring 16, der durch einen federnden Balgen 17 mit drucks haltkammer 19. Die Kammer 50 ist über eine dem Zylinder 6 verbunden ist, sowie durch einen Leitung mit verzögernder Wirkung, bestehend aus Ventilring 18, der am Kolben 12 befestigt ist, ge- 25 einem durch eine Stellschraube 54 einstellbaren bildet wird. Im dargestellten geschlossenen Ruhe- Drosselkanal und einem Rohr 55 aus Isoliermaterial, zustand des Schalters ist das Absperrorgan 16, 18 mit dem wirksamen Raum 56 des Zylinders 35 mit geschlossen, und die Schaltkontakte 8, 13 sind mit Kolben 37 für die Steuerung des ersten umschaltihren Löschgasablaßkanälen 9, 14 von der sich baren Ventils 28 verbunden.

innerhalb der Blöcke 3, Aa und des Isolators 5 und 30 Der Schalter wirkt wie folgt: Im dargestellten geiiußerhalb der Zylinder 6,11 befindenden, Löschgas schlossenen Ruhezustand des Schalters sind die unter hohem Überdruck enthaltenden Schaltkammer Schaltkontakte 8,13 durch die Nocken 38 im Kolben 19 getrennt. Die Schaltkammer 19 steht durch weite 40 in ihrem eingeschalteten Stand mechanisch verÖffnungen 20, 21 mit einem nicht dargestellten riegelt. In diesem Zustand sind die Schaltkammer 19, Löschgasvorratssystem in offener Verbindung. 35 der Zylinderraum 6a und der Zylinderraum 42a mit

Im dargestellten geschlossenen Zustand des Hochdrucklöschgas gefüllt, während die Zylinder-Schalters ist der zweite Schaltkontakt 13 über räume 6b, lib, 42b und 56 mit dem Niederdruckfedernde Kontaktringe 22 mit dem Block 4b und raum 30 in offener Verbindung stehen. Auch alle dem Kontaktträger 2 und über einen Kranz von Räume innerhalb des Absperrorgans 16,18, wie die Kontaktfingern 23 mit dem Zylinder 6, dem Block 3 40 Kammer 57 und die Löschgasablaßkanäle 9, 14, und dem Kontaktträger 1 elektrisch leitend ver- stehen entweder mit der Außenluft oder mit einem bunden. Der erste Schaltkontakt 8 ist über einen Niederdruckraum in Verbindung. Durch den hohen federnden Kontaktring 24 mit dem Zylinder 6, dem Druck im Zylinderraum 6 a wird der erste Schalt-Block 3 und dem Kontaktträger 1 elektrisch leitend kontakt 8 mit seinem mit Abbrennmaterial 58 ververbunden. *5 sehenen Ende mit großer Kraft gegen das Aobrenn-

Der zum Ausschalten bestimmte Zylinderraum 6α material 59 aufweisende Ende des durch das Versteht über weite Öffnungen 25 dauernd mit der riegelungsorgan 38 in seinem eingeschalteten Stand Schaltkammer 19 in offener Verbindung, während festgehaltenen zweiten Schaltkontaktcs 13 gedrückt, der zur Wiedereinschaltung bestimmte Zylinderraum so daß auch über die Abbrennflächen der Schalt- 6 b über eine Öffnung 26 dauernd mit einer Kammer 50 kontakte eine gut leitende Strombahn vorhanden ist.

27 verbunden ist. Diese Kammer kann durch ein Muß der Schalter ausgeschaltet werden, so wird umschaltbares Ventil 28 entweder über Schlitze 29 die Klinke 49 durch das Ausschaltkommando wegmit der Außenluft oder einem mit Niederdrucklösch- gezogen. Sofort danach wird durch den hohen Druck gas gefüllten Raum 30 oder über Schlitze 31 mit der im Zylinderraum 42a der Kolben 40 nach rechts gemit Hochdrucklöschgas gefüllten Spaltkammer 19 55 trieben, wodurch das Verriegelungsorgan 38 wegin Verbindung gesetzt werden. Die Kammer 27 steht gezogen wird, so daß die Schaltkontakte 8, 13 zuüber ein weites Rohr 32 aus Isoliermaterial und einen sammen durch den hohen Druck im Zylinderraum 6 a Block mit einem Kanal 33 mit dem für die Wieder- in der Ausschaltrichtung getrieben und beschleunigt einschaltung des zweiten Schaltkontaktes bestimmten werden. Durch die Ausschaltbewegung der Schalt-ZyI inderraum lift in offener Verbindung. Das Ventil 60 kontakte 8,13 wird das Absperrorgan 16,18 sofort

28 ist durch eine Stange 34 mit einem in einem geöffnet, so daR auch der Kolben 12 des zweiten Zylinder 35 beweglichen, durch eine Feder 36 be- Schaltkontaktes 13 dem Druck des Löschgases in lasteten Kolben 37 gekuppelt. der Schaltkammer i9 ausgesetzt wird. Die Schalt-

Der zweite Schaltkontakt 13 wirkt mit einem kontakte 8,13 bleiben sich zusammen bewegend, so

ersten Vcrriegelungsorgan 38 zusammen, das die 65 daß ein wenig später die Kontaktfinger 23 mit dem

Gestalt eines in einer Querbohrung 39 eines Kolbens ersten Schaltkomakt 8 in Berührung kommen und die

40 angebrachten Nockens hat, der im geschlossenen Stromführung nur noch über die noch immer mit

Zustand des Schalters in eine Umfangsnut 41 des Kraft gegencin?ndergedrückten Abbrennstirnflächen

der Schaltkontakte 8,13 stattfindet. Darauf wird die Bewegung des ersten Schaltkontaktes 8 aufgehalten, und zwar dadurch, daß der Kolben 7 gegen den Anschkijblock 60 stößt. Die Schaltkontakte 8, 13 werden dann voneinander getrennt, so daß das Löschgas mit Kraft aus der Schaltkammer 19 zu den Ablaßkanälen 9,14 strömen und den auftretenden Schaltbogen löschen kann.

Durch die Verstellung des Kolbens 40 nach rechts wird das Ventil 46 ebenfalls nach rechts bewegt, so daß die Schlitze Sl geschlossen und die Schlitze 52 geöffnet werden. Die Folge davon ist, daß über die Kammer 50, den Drosselkanal 54 und das Rohr 55 Hochdruckgas aus der Schaltkammer 19 zum Zylinderraum 56 strömt, der sich eine durch die Stellschraube 54 eingestellte Zeit später mit genug Gas füllt, um den Druck der Feder zu überwinden und das Ventil 28 umzuschalten. Dadurch werden die Schlitze 29 geschlossen, und die Schlitze 31 werden geöffnet, so daß der Zylinderraum 6 b über die ao öffnung 26, der Zylinderraum Hb über die Kammer 27, das Rohr 32 und der Kanal 33 und der Zylinderraum 42 b über den Zylinderaum 11 b und die üffnung 44 mit Hochdruckgas gefüllt werden. Die Kolben 7, 12 und 40 werden dadurch pneumatisch entladet, so daß sie durch ihre Federn 10, 15 und 45 je zu ihrem Ruhestand zurückgedrückt werden. Die Schaltkontakte 8,13 kehren dann zum eingeschalteten Zustand zurück, während nach dem Erreichen dieses Zustandes das Verriegelungsorgan 38 wieder in die Nut 41 hineingedrückt wird. Auch das Ventil 46 wird dann. wieder umgeschaltet, so daß die Schlitze 51 geöffnet und die Schlitze 52 geschlossen werden und dadurch der Druck im Zylinderraum 56 wegfällt. Die Feder 36 drückt dann das Ventil 28 zum Anfangsstand zurück, in dem die Schlitze 29 geöffnet und die Schlitze 31 geschlossen sind, so daß die Zylinderräume 6b, Hb und 42b wieder mit dem Niederdruckraum 30 in Verbindung gebracht werden und der Schalter sich wieder im geschlossenen Ruhezustand befindet. Da bereits früher das Ausschaltkommando beendet worden ist, wird das erste Verriegelungsorgan 38 wieder durch die Klinke 49 im Verriegelungsstand festgehalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209635/241

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Druckgasschalter mit einer ständig mit Druckgas zum Löschen des Lichtbogens sowie zum Antreiben der beweglichen Schalterteile in der Ausschaltrichtung gefüllten Schaltkammer, mit einem Paar innerhalb der Schaltkammer angeordneter, zusammenarbeitender Kontaktstücke, bei dem die beweglichen Schalterteile im eingeschalteten Zustand des Schalters mit einem dauernd in Ausschaltrichtune durch das Druckgas der Schaltkammer belasteten Kolben gekuppelt

   sind sowie > ι η einem durch das Ausschaltkommando entriegelbaren Verriegelungsorgan in ihrer Einschaltstellung mechanisch festgehalten werden, dadurch gekennzeichnet: a) daß in an sich bekannter Weise beide Kontaktstücke (8, 13) beweglich angeordnet und je mit einem eigenen in einem besonderen Zylinder (6, 11) beweglichen Kolben (7, 12) fest verbunden sind, von welchen Kontakt-Stücken (8, 13) das eine (8) einen kürzeren Hub als das andere (13) hat, mindestens eines ein Düsenkontaktstück zum Abführen der Löschgase aus der Schaltkammer (19) bildet und mindestens das Kontaktstück (13) mit dem längeren Hub in cinschaltrichtung federbelastet ist, ein im geschlossenen Schalterzustand die Löschgasabfuhr durch das ; Düsenkontaktstück unterbrechendes Blasventil (16, 18) vorhanden ist, dessen beweglicher Teil (18) das Kontaktstück (13) mit dem längeren Hub ringförmig umschließt und damit fest verbunden ist und dessen feststehender Teil (16) das Kontaktstück (8) mit dem kürzeren Hub umgibt, welches Blasventil (16, 18) während des Ausschaltvorganges geöffnet wird, wodurch der Kolben (12) des Kontaktstückes (13) mit dem längeren Hub in Ajsschaltrichtung auch mit Druckgas aus der Schaltkammer (19) beaufschlagt wird, und daß zwei Steuerventile (28, 46) vorhanden sind, von denen das erste Ventil (46) das zweite Ventil (28) mit Verzögerung steuert, und daß ferner der durch das Druckgas der Schalterkammer (19) ständig belastete Kolben der Kolben (7) des Kontaktstückes (8) mit dem kürzeren Hub ist, so daß nach der Entriegelung des Verriegelungsorgans (38,40) zunächst beide Kontaktstücke (8, 13) durch diesen Kolben (7) in Ausschaltrichtung zusammen beschleunigt werden, danach das Blasventil (16, 18) geöffnet wird und dadurch auch der Kolben (12) des Kontaktstückes (13) mit dem längeren Hub durch das Druckgas der Schaltkammer (19) beaufschlagt wird, so daß, nachdem das Kontaktstück (8) mit dem kürzeren Hub am Ende seines Hubes durch einen Anschlag (60) festgehalten wird, das andere Kontaktstück (13) in Ausschaltrichtung weiterbewegt wird und die Kontaktstücke (8, 13) voneinander getrennt werden, und

   b) daß das erste Steuerventil (46) mit dem Verriegelungsorgan (38, 40), das die beiden Schaltstücke in der Einschaltstellung festhält, gekuppelt ist und bei der Entriegelung dieses Organs das zweite Steuerventil (28) so steuert, daß die Kolben (7, 12) beider Kontaktstücke (8, 13) nach Löschung des Licht bogens auch in Einschaltrichtung durch das Druckgas der Schaltkammer (19) beaufschlagt werden, so daß beide Kontaktstücke (8,13) unter der Wirkung der Einschaltfeder (15) in ihre Einschaltstellung zurückgebracht werden.
2. 2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsorgan (38, 40) durch eine Feder (45) in die Verriegelungs- steuung gearucKi, iumch k.ii.-.. j-.»i> j=- .»— schaltkommando entriegelbaren zweiten Verriegelungsorgans (49) in der Verriegelungsstellur.g festgehalten "wird und mit einem Kolben (40) gekuppelt ist, der durch das Druckgas der Schali- kammer(19) ständig in Entriegelungsrichtung belastet ist und nach der Entriegelung durch das danach vom ersten Steuerventil (46) mit Verzögerung gesteuerte zweite Steuerventil (28) so gesteuert wird, daß er auch in Verriegelungsrichtung durch das Druckgas der Schaltkammer (19) beaufschlagt wird, so daß das Verriegelungsorga;i (38, 40) durch seine Feder (45) in seine Verriegelungsstellung zurückgedrückt wird und die Kontaktstücke (8, 13) nach Erreichung ihrer Hin schaltstellung wieder verriegelt werden.
3. 3. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Steueiventil (28) mit einem Kolben (37) gekuppelt ist. der nach der Entriegelung des Verriegelungsorgans (38, 40) über eine Leitung (54, 55) mn verzögernder Wirkung und das erste Steuerventil (46) mit Druckgas aus der Schaltkammer be aufschlagt wird, wodurch das zweite Steuerventil (28) gegen die Kraft einer Feder (36) in die Stel lung gebracht wird, in der die Wiedereinschaltung der Kontaktstücke (8, 13) bewirkt wird.