DE19904932C1

DE19904932C1 - Quenching coil for use in gas-insulated switch disconnectors or circuit breakers

Info

Publication number: DE19904932C1
Application number: DE19904932A
Authority: DE
Inventors: Albert Bogner; Rolf Dirks
Original assignee: Felten and Guilleaume AG
Current assignee: Ormazabal Anlagentechnik GmbH
Priority date: 1999-02-06
Filing date: 1999-02-06
Publication date: 2000-10-26
Anticipated expiration: 2019-02-07
Also published as: DE50010481D1; ES2243153T3; NO319305B1; NO20000568D0; EP1026714A3; ATE297597T1; NO20000568L; EP1026714A2; EP1026714B1

Abstract

The blowout coil has a cylindrical coil body (1), a conductor winding and an insulating film between the winding layers. The start of the winding is fixed to the coil body and electrically contacted to it. The winding is held together by a clamp (4) which is electrically contacted to the end of the winding. The start and immediately following part of the first winding layer (2a) is flat and bare, lying on the peripheral surface of the coil body. This part alone is connected mechanically and electrically to the coil body by the external clamp (4) and the force it produces on the winding. An Independent claim is included for a method of manufacturing a blowout coil.

Description

Die Erfindung betrifft eine Löschspule gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, nach dem Lichtbogen-Rotationsprinzip zum Einsatz in gasisolierten, insbesondere SF6-gasisolierten Lasttrenn- oder Leistungsschaltern für das Abschalten von Strömen in Mittelspannungsschaltanlagen.The invention relates to a quenching coil according to the preamble of claim 1, according to the arc rotation principle for use in gas-insulated, in particular SF6 gas-insulated switch disconnectors or circuit breakers for the Switching off currents in medium-voltage switchgear.

Es ist bekannt, in gasisolierten Mittelspannungsschaltanlagen Lasttrennschalter oder Lei stungsschalter einzusetzen, deren Phasen zur Sicherstellung der Schaltfähigkeit mit Lösch spulen ausgerüstet sind. Die Schaltfähigkeit wird u. a. dadurch sichergestellt, daß der beim Schalten des Schalters zwischen dem Festkontakt und dem beweglichen Schaltkontakt der jeweiligen Phase entstehende Lichtbogen möglichst klein gehalten und rasch gelöscht wird, so daß ein Abbrand an den Kontakten weitestgehend vermieden wird. Die Löschspulen bestehen üblicherweise aus einem metallischen ringförmigen Spulenkern mit einer auf die sem aufgebrachten ein- oder mehrlagigen Wicklung. Der entstehende Lichtbogen wird in den Spulenkern geleitet und rotiert in diesem durch das entstehende magnetische Feld. Die Lichtbogenrotation ist mit einer hohen Kühl- und Deionisationswirkung verbunden.It is known in gas-insulated medium-voltage switchgear switch disconnectors or Lei to use circuit breakers, their phases to ensure switching capability with extinguishing coils are equipped. The switching ability is u. a. thereby ensuring that the Switch the switch between the fixed contact and the movable switch contact arcing arising in each phase is kept as small as possible and quickly extinguished, so that burn-off on the contacts is largely avoided. The quenching coils usually consist of a metallic annular coil core with one on the applied single or multi-layer winding. The resulting arc is in guides the coil core and rotates in it through the resulting magnetic field. The Arc rotation is associated with a high cooling and deionization effect.

Der Spulenkörper der Löschspule besteht aus einem unmagnetischen Material und die Wicklung üblicherweise aus einem Kupferband mit einer Folien-Isolation zwischen den Bandlagen, wobei der Anfang des Kupferbandes vorzugsweise durch Löten, Nieten oder Schrauben mechanisch und elektrisch mit dem Spulenkörper verbunden ist. Die Kupfer bandwicklung ist durch ein mit dem Kupferbandende elektrisch kontaktiertes Klemmelement, üblicherweise eine Klemmschelle, zusammengehalten.The coil body of the quenching coil consists of a non-magnetic material and the Winding usually from a copper tape with a foil insulation between the Band layers, the beginning of the copper band preferably by soldering, riveting or Screws is mechanically and electrically connected to the bobbin. The copper tape winding is by a clamping element electrically contacted with the copper tape end, usually a clamp, held together.

Die mechanische Verbindung zwischen dem Kupferbandanfang und dem ringförmigen Spu lenkörper durch Löten, Nieten oder Schrauben kann zu Beschädigungen der Kupferbandla gen und zur Reduzierung des Magnetfeldes und damit zu einer Verschlechterung der Licht bogenrotation und des Löschvermögens führen. Bei hohen Strömen kann auch der Spulen körper in dem genannten Verbindungsbereich infolge der dort gegebenen Festigkeitsredu zierung einknicken und zusammenbrechen. Überdies sind die genannten Verbindungstech niken aufwendig.The mechanical connection between the beginning of the copper band and the ring-shaped spool steering body by soldering, riveting or screwing can damage the copper tape gene and to reduce the magnetic field and thus to a deterioration of the light arc rotation and extinguishing capacity. With high currents, the coils can also body in the connection area mentioned due to the reduction in strength given there Bend the decoration and collapse. Furthermore, the connection tech- niques mentioned are expensive.

Aus der DE 38 82 186 T2 ist eine magnetische Blasspule mit Lichtbogenrotation (Löschspule) für das Schaltelement eines elektrischen Schalters bekannt. Diese weist einen elektrisch leitenden Spulenkern und eine auf diesem angeordnete Bewicklung aus einem flachen Leiter auf, wobei der Anfang der ersten Windung fest mit dem Spulenkern verbun den ist und die Windungen gemeinsam mit einer isolierenden Folie auf diesem aufgebracht sind. Der Kern weist einen axialen Spalt auf, in dem ein Klotz eingefügt ist, mit dem der Anfang der ersten Windung an einer im wesentlichen radial ausgerichteten Spaltwand anliegt. Die Bewicklung ist von einem gespaltenen Ring aus einem plastisch verformbaren Material umgeben, wobei das Ende der letzten Windung durch den Spalt hindurch und zwi schen den Ring und ein umgebendes Gehäuse geführt ist. Die Spule ist in dem Gehäuse in radialer Richtung gespannt angeordnet, wodurch sie mechanisch und elektrisch fest mit dem Spulenkörper und dem Gehäuse verbunden ist. Die Löschspule ist aufwendig, da deren Montage, einschließlich der Befestigung der beiden Enden der Bewicklung, aufwendig und ohne Preßwerkzeug nicht durchführbar ist. Überdies ist der Spulenkern durch den einge brachten radialen Spalt in seiner Festigkeit reduziert.DE 38 82 186 T2 describes a magnetic blow coil with an arc rotation (Quenching coil) known for the switching element of an electrical switch. This has one electrically conductive coil core and a winding arranged thereon from one flat conductor, with the beginning of the first turn firmly connected to the coil core is and applied the turns together with an insulating film on this are. The core has an axial gap in which a block is inserted, with which the Start of the first turn on an essentially radially oriented gap wall is present. The wrapping is made of a split ring from a plastically deformable one Surround material, the end of the last turn through the gap and zwi the ring and a surrounding housing is guided. The coil is in the housing arranged in a radial direction, which makes them mechanically and electrically fixed to the Coil body and the housing is connected. The quenching coil is expensive because of it Assembly, including the attachment of the two ends of the winding, expensive and is not feasible without a pressing tool. Moreover, the coil core is through the brought radial gap reduced in its strength.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Löschspule nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die auch bei hohen Strömen mechanisch fest ist und die mit einem reduzierten technologischen Aufwand erstellbar ist. It is therefore an object of the invention to provide a quenching coil according to the preamble of Claim 1 to create, which is mechanically strong even at high currents and with one reduced technological effort can be created.

Diese Aufgabe wird bei einer Löschspule nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch des sen kennzeichnende Merkmale gelöst.This object is in a quenching coil according to the preamble of claim 1 by characteristic features solved.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Löschspule, die einen Spulenkörper, eine Bewick lung aus einem elektrisch leitenden Metall und eine Isolation zwischen den Wicklungslagen aufweist, wobei der Anfang der Bewicklung am Spulenkörper festgelegt und mit diesem elektrisch kontaktiert ist und die Bewicklung durch ein mit dem Wicklungsende elektrisch kontaktiertes Klemmelement mechanisch zusammengehalten ist, der Anfang und ein diesem unmittelbar folgender Teil der ersten Wicklungslage flach und blank auf dem Spulenkörper aufliegt und dieser Teil allein durch das äußere Klemmelement und den durch dieses erzeugten Druck auf die Bewicklung mechanisch und elektrisch fest mit dem Spulenkörper verbunden ist. Dieser Spulenaufbau, bei dem eine aufwendige Verbindungstechnik zur Fixierung des Wicklungsanfanges am Spulenkörper durch Niete, Schrauben oder durch Löten entfällt, stellt die mechanische Festigkeit des Spulenkörpers sicher, so daß dieser auch einer durch hohe Ströme verursachten mechanischen Belastung standhält. Überdies wird auch eine Beschädigung der Wicklung oder der Lagenisolation durch Schrauben oder Niete vermieden, so daß auch die Lichtbogenrotation unbeeinträchtigt bleibt.The invention consists in the fact that, in the case of an extinguishing coil comprising a coil former, a Bewick an electrically conductive metal and insulation between the winding layers has, with the beginning of the winding fixed on the bobbin and with this is electrically contacted and the winding by an electrical with the winding end contacted clamping element is mechanically held together, the beginning and this Immediately following part of the first winding layer flat and bare on the bobbin rests and this part solely by the outer clamping element and by this generated pressure on the winding mechanically and electrically firmly with the bobbin connected is. This coil structure, in which a complex connection technology for Fixing the start of the winding to the coil body by rivets, screws or Soldering is eliminated, the mechanical strength of the coil body ensures that it also withstands mechanical loads caused by high currents. Moreover If the winding or the layer insulation is damaged by screws or Rivets avoided, so that the arc rotation remains unaffected.

Zur Herstellung einer elektrisch festen Verbindung kann die halbe erste Wicklungslage blank auf dem Spulenkörper aufliegen. Auch kann die letzte halbe Wicklung zurückgewickelt sein.Half of the first winding layer can be bare to produce an electrically strong connection rest on the bobbin. The last half winding can also be wound back.

In üblicher Weise kann als Klemmelement eine Klemmschelle aus Stahl verwendet werden, die um die Bewicklung herumgelegt und durch Verschraubungselemente festgezogen wird, wodurch die Bewicklung mit der Isolation, vorzugsweise einer Isolierfolie zusammengepreßt und ein ausreichender mechanischer und elektrischer Kontaktdruck erzeugt werden.In the usual way, a steel clamp can be used as the clamping element, which is wrapped around the wrapping and tightened by screwing elements, whereby the wrapping is pressed together with the insulation, preferably an insulating film and sufficient mechanical and electrical contact pressure is generated.

Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Löschspule werden der Anfang der ersten Wick lungslage mittels Klebeband auf dem Spulenkörper fixiert und ein diesem unmittelbar fol gender Teil dieser ersten Wicklungslage, vorzugsweise die halbe erste Wicklungslage, blank aufgewickelt. Am Ende dieses Teils werden der Anfang eines isolierenden Folienbandes zwischengelegt und dann dieses und die weiteren n Wicklungslagen aufgewickelt. Nach dem Aufwickeln der n Wicklungslagen werden ein Teil der letzten Wicklungslage zurückge schlagen und anschließend eine Stahlschelle um die Bewicklung gelegt, festgezogen und dadurch die Bewicklung zusammengepreßt.To produce an erase coil according to the invention, the beginning of the first wick fixed position on the bobbin with adhesive tape and immediately follow this Gender part of this first winding layer, preferably half the first winding layer, bare wound up. At the end of this part will be the beginning of an insulating tape interposed and then wound this and the other n winding layers. To after winding up the n winding layers, part of the last winding layer is returned hit and then put a steel clamp around the wrapping, tightened and thereby compressing the wrapping.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den zuge hörigen Zeichnungen wird schematisch gezeigt: The invention is explained below using an exemplary embodiment. In the supplied corresponding drawings are shown schematically:

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den zuge hörigen Zeichnungen wird schematisch gezeigt:The invention is explained below using an exemplary embodiment. In the supplied corresponding drawings are shown schematically:

Fig. 1 die Struktur einer Löschspule in einer Ansicht quer zur Spulenachse, Fig. 1 shows the structure of an erasing coil in a view transverse to the coil axis,

Fig. 2 den Wicklungsanfang auf dem Spulenkörper und Fig. 2 shows the beginning of the winding on the bobbin and

Fig. 3 das Wicklungsende. Fig. 3 shows the winding end.

Die in Fig. 1 dargestellte Löschspule weist einen Spulenkörper 1, eine auf diesem angeord nete Bewicklung 2 aus Kupferband mit mehreren Lagen, von denen nur zwei Bandlagen dargestellt sind, eine zwischen einem Teil der ersten Bandlage 2a und dem Spulenkörper 1 und zwischen den Bandlagen angeordnete Kunststoffolie 3 zur Isolation und eine Klemm schelle 4 aus Stahl mit einer Verschraubung 5 auf, durch die die Bewicklung 2 auf den Spu lenkörper 1 gepreßt ist. Die Folieneinlage zwischen der ersten Bandlage 2a und dem Spu lenkörper 1 beginnt nach der halben ersten Bandlage 2a, die blank auf dem Spulenkörper 1 aufliegt, und endet nach der letzten Bandlage 2b. Diese ist zur Hälfte zurückgeschlagen, wobei die zurückgeschlagene Endhälfte blank auf der anderen Hälfte der letzten Bandlage 2b aufliegt.The quenching coil shown in Fig. 1 has a bobbin 1 , on this angeord Nete winding 2 of copper tape with several layers, of which only two tape layers are shown, one between a part of the first tape layer 2 a and the bobbin 1 and between the tape layers arranged plastic film 3 for insulation and a clamp clamp 4 made of steel with a screw 5 through which the winding 2 is pressed onto the spool body 1 . The film insert between the first tape layer 2 a and the spool body 1 begins after half the first tape layer 2 a, which lies bare on the spool 1 , and ends after the last tape layer 2 b. Half of this is folded back, the folded back end half lying bare on the other half of the last layer of tape 2 b.

In den Fig. 2 und 3 sind die Anfangs- und die Endphase der Bandbewicklung dargestellt. Der Anfang der Kupferbandes 2 (erste Bandlage 2a) wird beispielsweise mit einem Klebeband streifen (nicht dargestellt) auf dem Spulenkörper 1 fixiert. Danach wird die erste Bandlage 2a wird zur Hälfte (ca. 180°) blank in Wickelrichtung A aufgewickelt. Nach dieser Hälfte wird der Anfang der Kunststoffolie 3 zwischen den Spulenkörper 1 und der ersten halben Bandlage 2a eingelegt, und es wird das Aufwickeln des Kupferbandes fortgesetzt, bis alle Bandlagen, jeweils mit untergelegter Kunststoffolie 3, erreicht sind. Die letzte Bandlage 2b wird zur Hälfte auf der Wicklung über die Folie 3 zurückgeschlagen (Wickelrichtung B in Fig. 3). Auf der nach außen blanken Wicklung, deren Ende mit E bezeichnet ist, wird schließlich die Klemmschelle 4 angeordnet.In FIGS. 2 and 3, the initial and final phase of the taping are shown. The beginning of the copper strip 2 (first strip layer 2 a) is fixed, for example, with an adhesive tape (not shown) on the spool 1 . Thereafter, the first tape layer 2 is a (about 180 °) blank wound half in the winding direction A. After this half, the beginning of the plastic film 3 is inserted between the bobbin 1 and the first half of the tape layer 2 a, and the winding of the copper tape is continued until all tape layers, each with plastic film 3 underneath, are reached. Half of the last strip layer 2 b is folded back on the winding over the film 3 (winding direction B in FIG. 3). Finally, the clamp 4 is arranged on the bare outward winding, the end of which is designated E.

Claims

1. quenching coil for use in gas-insulated switch disconnectors or circuit breakers, the phases of which have a fixed and a movable contact, with an annular coil body ( 1 ), an electrically conductive winding and a film ( 3 ) for insulation between the winding layers, the beginning of Winding fixed to the coil former ( 1 ) and electrically contacted with it and the winding ( 2 ) is mechanically held together by a clamping element ( 4 ) electrically contacted with the winding end, characterized in that the beginning and a part of the first winding layer immediately following this (2 a) flat and blank rests on the peripheral surface of the Spu lenkörpers (1), and that this portion mechanically solely by the outer clamping element (4) and the pressure generated by it on the winding (2) and electrically integral with the bobbin ( 1 ) is connected.

2. quenching coil according to claim 1, characterized in that the first winding layer ( 2 a) lies half blank on the bobbin ( 1 ).

3. quenching coil according to claim 1, characterized in that a part of the last winding layer ( 2 b) is turned back, preferably one half.

4. quenching coil according to claim 1, characterized in that the clamping element ( 4 ) is a clamping clamp made of steel, the ends of which are drawn together by screwing elements ( 5 ) to generate pressure.

5. A method for producing an erasing coil according to one of claims 1 to 3, characterized in that the beginning of the first winding layer ( 2 a) fixed by means of adhesive tape on the coil former ( 1 ) and a part of this first winding layer ( 2 a ) is placed flat and bare on the bobbin ( 1 ), that at the end of this part the beginning of an insulating foil tape ( 3 ) is interposed and then the foil tape ( 3 ) and all other winding layers are wound up that part of the last winding layer ( 2 b) beat back over the end of the film strip ( 3 ) and then a clamping element ( 4 ) is placed around the winding and the winding ( 2 ) is pressed onto the bobbin ( 1 ).

6. The method according to claim 5, characterized in that a clamping clamp is used as the clamping element ( 4 ) and its ends are pulled together by screwing elements ( 5 ) generating pressure.