DE1917724C3 - Leistungsschalter für sehr kurze Ausschaltzeiten - Google Patents

Description

I .öüchmittels, und es ist /ur Betätigung der Arretiervorrichtung für das zweite bewegliche Hohlkontakt- >iiick ein elektrodynamischer Auslöser vorgesehen.

Diese Ausführungsform des Schalters ermöglicht, einmal einen hohen Kontaktdruck anzuwenden und /um anderen eine hohe Beschleunigung der Hohlkontaktstücke in der Ausschaltrichtung nach einer Auslosung der Arretiervorrichtung zu erzielen, da keine Gegenkraft der Ausschaltbewegung entgegenarbeitet. Außerdem läßt sich die Arretiervorrichtung innerhalb weniger ms auslösen.

S ire solche Arretiervorrichtung besteht vorteilhaft .■:.·>-> einem in einer Ringnut des Antriebskolbens des ' .'Λί-'glichen Hohlkontaktstückes angeordneten, nach in:cn federnden Kolbenring und iner der Einschalt-

Uung entsprechend angeoruneten ringförmigen .'-.,; im Antriebszylinder, in die der Kolbenring in o.:t Einschaltstellung durch Spreizung mittels eines '..πι außen betätigten Verriegelungsorgans eingreift. :) iiirtige Arretiervorrichtungen für elektrische :..ha!tgeräte sind an sich bekannt (österreichische • '.uentschrift 253 037).

Nach einem älteren Vorschlag (deutsche Offenle-. ,üüsschrift 1 907 6?8) ist bei einem Druckgasschal- ;.■! mit unter Druck stehender schaltkanimer schon ■. ,irge^ehen, ein bewegliches mit Druckgas beauf- -Λ-iilapbaret; Hohlkontaktstücl·, das in der Einschalt-¹ ihing gegen einen ebenfalls als Hohlkontakt ausg.·- : ;ideten und ständig unter Gasdruck stehenden N.ichbuäkontakt liegt, in dieser Stellung zu verriegeln und die Zylinderräume, die zum Wiedereinschalten beider Hohlkontaktstücke dienen, durch ein gemeinsames uinschaltbar.es Ventil entweder mit der Sdialtkammer oder mit der Außenluft oder mit einem Raum, in dem sich Löschgas unter niedrigerem Druck als derjenige des in der Schaltkanimer vorhandenen Gases befindet, zu verbinden. Dabei stehen beide Hohlkontaklstücke unter der Kraft von mechanischen Federn, die bei dem beweglichen Hohlkontaktstück im Einschaltsinn und bei dem Nachlaufkontakt im Ausschaltsinn wirken. Bei einer Auslösung der Arretiervorrichtung auf nicht näher bezeichnetem Wege setzen sich beide Hohlkontaktstücke zunächst nur unter dem auf den Nachlaufkontakt wirkenden Gasdruck in Bewegung, bis dann nach öffnung eines Ringventils durch den beweglichen Hohlkontakt auch Druckgas auf einen Antriebskolben dieses Hohlkontaktcs gelangt und die Ausschaltbewegung dadurch beschleunigt wird. Da aber beide Hohlkontak'e gegen die Kraft ihrer Federn anlaufen müssen, so kann sich keine so hohe Beschleunigung der Hohlkontakte ergeben, daßStromunterbrechunger· innerhalb einer oder zweier Halbwellen wie beim Schalter nach der Erfindung erreicht werden.

Druckkammerschalter mit Hohlkontakten, von denen einer als Nachlaufkontakt ausgebildet ist, der ausschließlich unter dem Druck einer Feder steht, sind an sich bekannt (schweizerische Patentschrift 422943). Bei diesen fehlt aber die Verriegelung des beweglichen HohlkontaktstUckes durch eine sehr schnell auslösbare Arretiervorrichtung. Letzteres wird vielmehr durch eine Antriebsvorrichtung in die Ausschaltstellung bewegt, was naturgemäß nicht zu extrem schnellen Ausschaltzeiten führen kann.

Ein Schalter nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die eine Hälfte der Doppelschaltkammer eines Schalters, bei dem die Kontaktstücke in der Ausschaltstdlung unter dem Druck des Löschmittels stehen, und F i g. 2 den Antrieb für die Auslösung der Arretiervorrichtung.

Die auf einem Tragstützer 1 ruhende Schaltkammer 2 enthält innerhalb einer glasfaserverstärkten Druckkammer.! die Schaltstrecke, welche von den ίο beiden Hohlkontaktstücken 4 und 5 gebildet wird. Das relativ feste Kont-iktstück 4 steht unter dem Druck einer starken ! ellerfeder 6. An ihre Stelle könnte auch eine Ringfeder treten. Ein Ansatz 7 legt sich nach einem bestimmten Weg des Kontaktstükkes4 gegen einen festen Teil des Führungsstückes 8 für dieses Kontaktstück. In der Einschaltstellung stehen beide Kontaktstücke unter hohem Kontaktdruck Innerhalb des Antriebskolbens 9 des beweglicher. Kontak'stückes 5 ist eine Ausnehmung IiI ang.ebracht, in die sich ein Verrl·' ?lungsorgan 11 leg! und so die Kontakte gegen der. anstehenden Druck der innerhalb der Kammer 3 befindlichen Löschluft und der Tellerfeder 6 in Berührung hält. Die Druckluft tritt durch Kanäle 12 in den Zylinderraum für den Antriebskolben 9. Damit die Druckluft nicht über die Kontaktstelle aus der Druckkammer abströme:, kann, sind beide Kontakte r'urch eine rohrartige, bei der Ausschaltstellung leilbare Vorrichtung 13 abgedichtet. En-t bei einer Alisschaltung gleitet der an dem beweglichen Hohlkontaktstück 5 befindliche Teil 14 sun einem Abdichtungsring am Teil 13 ab und gibt dadurch der Löschlul't den Weg frei, su daß diese in der angedeuteten Pfeilrichtung in beiden Richtungen durch die Hohlkontaktstücke abströmen und damit den Lichtbogen löschen kann. An den Enden der Kammer sind Ausströmöffnungen 15 angebracht, durch die die Schaltgase ins Frc'^Λ abströmen können. Diese Ausströmöffnungen ·. den nach einer bestimmten Zeit durch die Druckluft, die aut Ventilschieber 16 wirkt, geschlossen, so daß die Hohlkontaktstücke 4 und 5 in der Ausschaltstellung durch den anstehenden Druck offeng;halten werden. Ein besonderer Trennschalter ist damit nicht erforderlich. In dem Antriebszylinder für das Hohlkontaktstück 5 befindet sich noch ein Uberlaufkanal 17, durch den nach einem bestimmten Hub des Kolbens 9 Druckluft auf die Rückseite des Kolbens gelangt, wodurch sich eine Dämpfung der Ausschaltbewegung ergibt.

Zur Einschaltung wird über einen besonderen Druckluftkanal 18 Luft auf einen Antriebskolben 19 gegeben, der sich nach einem bestimmten Hub gegen den Kolben 9 legt und das bewegliche Hohlkontaktstück wieder in die Einschaltstelluiig gegen den Druck der Federn und des anstehenden Löschmittels bewegt. In der Einschaltstellung schnappt das Verriegelungsorgn 11, das unter dem Druck einer Feder steht, wieder in die Ausnehmung 10 um Kolben 9 ein und verriegelt dadurch beide Kontaktstücke in dieser Stellung. Während des EinschaUvorganges wird gleichzeitig über eine Drossel 20 auf ein Entlüftungsventil 21 Druckluft gegeben, wodurch dieses den Ausströmkanal 22 enilüftet. Nach vollzogener Entlüftung öffnen sich auch die Schieberventile 16 wieder.

Die Betätigung der Arretiervorrichtung erfolgt über eine IsoliersEange- 23, die an einem Hebelarm 24 angreift. Der Hebelarm 24 ist seinerseits mit einer

Drehwelle 25 starr verbunden. An den Enden dieser einem kolbenartigen Teil 30. Bei langsam verlaufen- Drehwelle sind die Verriegelungsorgane 11 befestigt. den kleinen Bewegungen der Isolierstange kann ein Diese legen sich unter dem Druck einer Feder 26 Flüssigkeitsaustausch zwischen den beiden kolbenar-

(F i g. 2) in der Einschaltstellung zwischen einen tigen Teilen eintreten, ohne daß dadurch die Stellung

federnden Kolbenring 27 und spreizen ihn dadurch 5 des Verriegelungsorgans 11 verändert wird. Bei

auseinander. Der Kolbenring 27 greift sowohl in den einer Ausschaltbewegung der Stange 23 dagegen

Antriebskolben 9 als auch in eine Nut 28 seines An- kann sich die Flüssigkeit unter- und oberhalb der

triebszylinders. Teile 29 und 30 nicht schnell genug ausgleichen, so

Dadurch entsteht eine feste Verriegelung, die auch daß diese Bewegung voll auf das Verriegelungsorgan nicht durch den vereinten Druck der Tellerfeder 6 io 11 übertragen wird, wie es auch gewünscht ist. Die und des anstehenden Löschmittels aufgehoben wer- Stange 23 steht auf Erdpotential ständig unter dem den kann. Erst bei einer nach unten erfolgenden Be- Druck von hochgespannter Druckluft, ihr Antriebswegung der Stange 23 und einer entsprechenden kolben 31 ist hierbei ebenfalls durch eine Kolben-Drehbewegung der Welle 25 erfolgt eine Entriege- ringverriegelung in der Normallage gehalten. Das lung zwischen dem Kolben 9 und seinem Antriebszy- 15 Verriegelungsorgan 32 wird in diesem Falle in belinder, wodurch eine hohe Beschleunigungskraft frei kannter Weise auf elektrodynamischem Wege mittels wird, die die Kontaktstücke 4 und 5 innerhalb weni- einer Stoßentladung über einen Kondensator 33 beger ms in die Ausschaltstellung bewegt. tätigt. Die Anregung des elektrodynamischen Auslö-

Nach Fig.2 ist noch eine hydraulische Aus- sers 34 kann in Abhängigkeit von der Steilheit des

gleichsvorrichtung in den Zug der Isolierstange 23 ao Netzstromes so erfolgen, daß die Trennung der

eingeschaltet, die es ermöglicht, Längenänderungen Hohlkontaktstücke unter minimaler Lichtbogendauer

dieser Stange bei Temperaturänderungen auszuglei- und damit unter minimaler Schaltarbeit vor sich

chen. Der untere Teil der Stange hängt an einem kol- geht. Man kann auf diese Weise erreichen, daß der

benartigen Teil 29 und der obere Stangenteil an Schalter zu einem Synchronschalter wird

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

1. t 917

   Patentansprüche:

   I. Leistungsschalter für sehr kurze Ausschaltzeiten, bei dem ein als Nachlaufkontakt ausgebildetes Hohlkontaktstück und ein zweites bewegliches Hohlkontaktstück innerhalb einer mit einem gasförmigen Löschmittel gefüllten Kammer ungeordnet und in der Einschaltstellung durch Arretierung des zweiten beweglichen Hohlkontaktstückes unter hohem Kontaktdruck festgehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dall zur Erreichung von Ausschaltzeiten von ein bis zwei Halbwellen der Nachlaufkontakt (4) während des Ausschaltvorganges in bekannter Weise ausschließlich unter dem Druck einer Feder (6) i_ sieht, daß das zweite bewegliche Hohlkontaktstück (5) ständig unter einem nur in der Ausschaltrichtung wirkenden Druck des Löschmitiels steht und daß zur Betätigung der Arretiervorrichtung (11, i7, 28) für das zweite bewegliche Hohl- 2» kontaktstück (5) ein elektrodynamischer Auslöser (34) vorgesehen ist.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung aus einem in einer Ringnut des Antriebskolbens (9) des bewegliiiien Hohlkontaktstückes (5) angeordneten, nach innen federnden Kolbenring (27) und einer der Einschaltstellung entsprechend angeordneten ringförmigen Nut (28) im Antriebszylinder besteht, in die der Kolbenring (27) in der Einschaltstellung duich Spreizung mittels eines von außen betätigten Verriegelu.igsorg^ns (11) eingreift.
3. 3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flachhebe. (11) als Verriegelungsorgan an einer durch den elektrodynamisehen Auslöser (34) betätigten Drehwelle (25) angeordnet ist.
4. 4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einschaltung das bewegliche Hohlkontaktstück (5) durch einen von ihm baulieh getrennten und pneumatisch gesteuerten An- . triebskolben (19) betätigbar ist.
5. 5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachlaufkontakt (4) unter dem Druck einer starken Teller- oder Ringfeder steht.
6. 6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkontaktstücke (4, 5) im Einschaltzustand durch eine rohrartige, bei der Ausschaltung teilbare Vorrichtung (13, 14) gegen < den Zutritt von Löschmittel abgedichtet sind
7. 7. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspufföffnungen (15) für die Schaltgase durch von diesen gesteuerte Schieberventile (16) verschließbar sind, . · ·■...·
8. 8. Schalter nach Anspruch 1,- dadurch gekepnzeichnet, daß ein zeitverzögert betätigtes Ventil (21) im Ausströmweg (22) der Schaltgase zur Entlüftung des Ausströrnwegds (22) während des Einschaltvorganges vorgesehen ist.^:■ ' f ' '*?'.*
9. 9. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- βο zeichnet, daß im Antriebszylinder des beweglichen Hohlkontaktstückes (5) ein Überlaufkanal (17) so angeordnet ist, daß Löschmittel während der Ausschaltbewegung auf die Rückseite des Antriebskolbens (9) zur Dämpfung dieser Bewegunggelangt.
10. 10. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrodynamische Auslö- ser (34) in Abhängigkeit von der Steilheit des Netzstromes so betätigt wird, daß die Trennung der Hohlkontaktstücke (4, 5) unter minimaler Lichtbouendauer und damit minimaler Schaliarbeii erfolgt.
11. 11. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn, eichnet, daß die Betätigungsstange (23) für die Arretiervorrichtung (11, 27, 28) innerhalb des Transtützers (1) mit einer hydraulischen Vorridituim (29, 30) zum Ausgleich von Längenän.ururii-cn sersehcn ist.

    Die Erfindung bezieht sich auf einen Leistungsschalter für sehr kurze Ausschaltzeiten, bei dem ein als Nachlaufkontakt ausgebildetes Hohlkontaktstüek und ein zweites bewegliches Hohlkontaktstück inner ha!!> einer nut einem gasförmigen Löschmittel gefüllten kammer angeordnet und in der Einschaltstellun,; durch Arretierung des zweiten beweglichen Hohlkon tnktstückes unter hohem Kontaktdruck festgehalten sind.

    Solche Druckkammersdialter, die in ein oder zwei Halbwellen ein.n Kurzschlußstrom unterbrechen, smd bereits in der Form bekannt, daß die beweglichen Hohlkontaktstücke durch elektrodynamische Kräfte zur Trennung gebracht werden, wobei die dann in die Schaltsirecke einströmende Druckluft sowohl die Weiterbeweguiif; der Kontaktstücke in ihre Endstellung als auch die Löschung des Lichtbogens übernimmt. Nun erfordern auf Hochspannungspotential angeordnete elektrodynamische Auslöser jedoch einen hohen technischen Aufwand, da das Auslösekommando von Erdpotential auf Hochspannungspotential gebracht werden muß und femer zur Aufladung des den Auslösestoß einleitenden Kondensators, der auf Hochspannungspotential angeordnet ist, die Übertragung des Ladestromes über für die Hochspannung isolierte Transformatoren erfolgen, muß (deutsche Patentschrift 1 142 201).

    Ein anderer, einfacher aufgebauter Druckkammerschalter sieht eine.Schncllauslösung in der Weise vor, daß durch Entlüftung eines unmittelbar an der Schaltstrecke vorhandenen Ringraumes, die von außen auf eine Membran drückende Luft hinter die Rückseite eines Antriebskolbens für das bewegliche Hohlkontaktstück ■ gelangt 'und dadurch eine- Trennung der Kontaktstücke bewirkt. Eine sehr hohe Schaltgeschwindigkeit läßt sich aber auf diesem Wege nicht erzielen, da der Entlüftungsvorgang und der darauffolgende Belüftungsvorgang wegen der Trägheit der strömenden Luft -,eine längere ,jZ^eit erfordert und der Antrieb auch noch gegen die anste hende Druckluft zu arbeiten jiat (deutsche Patentschrift 1067 502)... _f'; '

    Die Erfindung geht' deshalb' lauf einem anderen brftiifityiftA "

    Wege vor, um

    Druckkammerschalter mit extrem ;k zeiten zu gelangen, also die Vn Kurzschlußstromes innerhalb JaIf₁ Halbwellen zu erreichen. Erfindun; diesem Schalter der Nachltüf*' *" Au'sschaltvorganges in -beglich unter dem Druck einer bewegliche Hohlkontakls J_ nur in der Ausscha|trich(yng j