DE19955217A1

DE19955217A1 - Load switch

Info

Publication number: DE19955217A1
Application number: DE1999155217
Authority: DE
Inventors: Guenter Leonhardt
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2001-05-23
Also published as: EP1102296A2; EP1102296A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lastschalter mit einem Isolierkörper aus Keramik, der an beiden Enden mittels jeweils eines Deckels vakuumdicht verschlossen ist, mit einem an einem feststehenden Kontaktstengel befestigten ortsfesten Kontaktstück, das einen der Deckel durchgreift, mit einem beweglichen Kontaktstück, das an einem beweglichen Kontaktstengel befestigt ist, und mit einem Faltenbalg, der zwischen dem anderen Deckel und dem beweglichen Kontaktstengel angeordnet ist, mit einem Schubrohr, in dem sich der Lastschalter befindet und das mit zwei feststehenden Kontaktelementen zusammenwirkt, die in Abstand zueinander angeordnet sind und im eingeschalteten Zustand von dem Schubrohr überbrückt sind, und so den Nennstrom führen, wobei ferner in einem der Kontaktelemente eine Verrastung für einen am feststehenden Kontaktstengel angebrachten Rastkopf vorgesehen ist, daß das freie Ende des beweglichen Kontaktstengels an einem Gleitkontakt befestigt ist, der mit dem Schubrohr elektrisch leitend verbunden ist, daß der bewegliche Kontaktstengel mittels einer Kontaktdruckfeder federnd in Einschaltrichtung beaufschlagt ist, und daß am beweglichen Kontaktstengel eine Rückholfeder angeformt ist, die beim Ausschaltvorgang eine Ausschaltkraft auf den beweglichen Kontaktstengel ausübt.The invention relates to a circuit breaker with an insulating body made of ceramic, which is vacuum-tightly closed at both ends by means of a cover, with a fixed contact piece attached to a fixed contact stem, which passes through one of the covers, with a movable contact piece, which is attached to a movable contact stem is, and with a bellows, which is arranged between the other cover and the movable contact stem, with a push tube in which the load switch is located and which cooperates with two fixed contact elements which are arranged at a distance from each other and in the switched-on state of the push tube are bridged, and so lead the rated current, furthermore, in one of the contact elements, a latch is provided for a locking head attached to the fixed contact stem, that the free end of the movable contact stem is attached to a sliding contact that is electri with the push tube sch is connected conductively that the movable contact stem is spring-loaded by a contact pressure spring in the switch-on direction, and that a return spring is formed on the movable contact stem, which exerts an opening force on the movable contact stem during the switching-off process.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lastschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a load switch according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 198 59 007.5 ist ein Lasttrennschalter der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei dem die Lastschalter innerhalb eines Schubrohres untergebracht ist, wo bei das Schubrohr im eingeschalteten Zustand den Abstand zwischen zwei feststehen den Kontaktelementen überbrückt. Die Lastschalter befindet sich innerhalb des Schubrohres und wird beim Ausschaltvorgang von einer Verriegelung festgehalten.From DE 198 59 007.5 a switch disconnector of the type mentioned is known become in which the load switch is housed within a push tube where the distance between two is fixed when the thrust tube is switched on bridged the contact elements. The load switch is inside the Push tube and is held in place by a lock during the switch-off process.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine andere Lösung für einen Lastschalter der eingangs genannten Art zu schaffen.The object of the invention is to provide another solution for a load switch at the beginning to create the kind mentioned.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

Hierbei wird die Vakuumkammer dadurch festgehalten, daß der feststehende Kontakt stengel einen Rastkopf aufweist, der von einer federnden Verriegelungseinrichtung so lange festgehalten ist, bis einerseits das Schubrohr eine ausreichende Entfernung von dem zugehörigen Kontaktelement aufweist und andererseits die Kontaktstelle innerhalb der Vakuumkammer getrennt ist. Here, the vacuum chamber is held in that the fixed contact stem has a locking head, the so of a resilient locking device long held until on the one hand the push tube a sufficient distance from has the associated contact element and on the other hand the contact point within the vacuum chamber is separated.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu ent nehmen.Further advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims to take.

Anhand der Zeichnung, in der schematisch der Lastschalter in unterschiedlichen Schaltstellungen dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausge staltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Using the drawing, in which the circuit breaker schematically in different Switch positions is shown, the invention and other advantageous Ausge Events and improvements of the invention are explained and described in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Lastschalter in eingeschaltetem Zustand, Fig. 1 is a load switch in the on mode,

Fig. 2 den Lastschalter in einer ersten Ausschaltphase, Fig. 2 shows the circuit breaker in a first switch-off phase,

Fig. 3 den Lastschalter gemäß Fig. 1 und 2 unmittelbar nach Trennung der Kon taktstelle in der Vakuumkammer, und Fig. 3 shows the load switch according to FIGS. 1 and 2 immediately after separation of the contact point in the vacuum chamber, and

Fig. 4 der Lastschalter in ausgeschaltetem Zustand, lediglich teilweise. Fig. 4 of the load switch in the off state, only partially.

Der Lastschalter 10 gemäß Fig. 1 besitzt in Abstand zueinander angeordnete Kontakt elemente 11, 12, die als Kontaktfinger federnd nach innen gedrückt sind und eine Ver dickung 13, 14 an ihren jeweiligen freiem Ende, die aufeinanderzuweisen, aufweisen.The load switch 10 shown in FIG. 1 has spaced-apart contact elements 11 , 12 which are resiliently pressed in as a contact finger and have a thickening 13 , 14 at their respective free ends which have to face one another.

Innerhalb der Kontaktelemente 11, 12 befindet sich ein Schubrohr 15 aus elektrisch leitendem Material, welches elektrisch leitend mit den Verdickungen 13 und 14 verbun den ist und das im eingeschalteten Zustand zur Überbrückung des Kontaktelementab standes dient.Within the contact elements 11 , 12 there is a push tube 15 made of electrically conductive material which is electrically conductive with the thickenings 13 and 14 and which, in the switched-on state, serves to bridge the contact element position.

Innerhalb des Schubrohres 15 ist eine Vakuumkammer 16 angeordnet, die einen Kera mikzylinder 17 aufweist, der an seinen beiden Enden mittels je eines Deckels 18 und 19 verschlossen ist, wobei der Deckel 19 eine nicht näher dargestellte Öffnung in seiner Mitte aufweist. Inside the push tube 15 , a vacuum chamber 16 is arranged, which has a ceramic cylinder 17 , which is closed at both ends by means of a cover 18 and 19 , the cover 19 having an opening, not shown, in the middle.

Der Deckel 18 ist von einem feststehenden Kontaktstengel 20 durchgriffen, wobei der feststehende Kontaktstengel 20 mit dem Deckel 18 vakuumdicht verbunden ist.The cover 18 is penetrated by a fixed contact stem 20 , the fixed contact stem 20 being connected to the cover 18 in a vacuum-tight manner.

Das innere freie Ende des feststehenden Kontaktstengels trägt ein feststehendes Kon taktstück 21.The inner free end of the fixed contact stem carries a fixed con tact piece 21 .

Der Deckel 19 ist von einem beweglichen Kontaktstengel 22 durchgriffen, wobei zwi schen dem Deckel 19 und dem Kontaktstengel 22 ein Faltenbalg 23 angeordnet ist, mittels dem die Vakuumkammer vakuumdicht verschlossen ist, wobei eine freie Beweg lichkeit des beweglichen Kontaktstengels erzielt ist. An dem dem feststehenden Kon taktstück 21 zugewandten Ende des Kontaktstengels 22 ist ein bewegliches Kontakt stück 24 befestigt.The cover 19 is penetrated by a movable contact stem 22 , wherein between the cover 19 and the contact stem 22 a bellows 23 is arranged, by means of which the vacuum chamber is closed in a vacuum-tight manner, a free movement of the movable contact stem being achieved. At the fixed con tact piece 21 facing the end of the contact stem 22 , a movable contact piece 24 is attached.

Das freie, aus dem Deckel 18 herausragende Ende des feststehenden Kontaktstengels ist mit einem Rastkopf 25 mit erweitertem Durchmesser versehen, der im eingeschal teten Zustand hinter eine aus zwei Verriegelungsfedern 26 und 27 gebildete Verriege lungseinrichtung 28 greift; die Figur zeigt zwei Verriegelungsarme 26, 27; es können na türlich auch mehr sein.The free, protruding from the cover 18 end of the fixed contact stem is provided with a locking head 25 with an enlarged diameter, which in the switched-on state behind a locking device 26 and 27 formed by two locking springs 26 engages device 28 ; the figure shows two locking arms 26 , 27 ; there can of course be more.

An der Außenseite des Deckels 19 schließt ein Aufnahmetopf 29 an, wobei der Boden 30 des Aufnahmetopfes 29, siehe Fig. 2, mit dem beweglichen Kontaktstengel 22 fest verbunden ist. Innerhalb des Aufnahmetopfes 29 befindet sich ein Kolben 31, der den beweglichen Kontaktstengel 22 umfaßt und gegenüber diesem beweglich ist. Innerhalb des Aufnahmetopfes zwischen dem Kolben 31 und dem Boden 30 ist eine Kontakt druckfeder 32 vorgesehen, die den beweglichen Kontaktstengel 22 und damit das be wegliche Kontaktstück 24 gegen das feststehende Kontaktstück 21 drückt.A receptacle 29 adjoins the outside of the cover 19 , the base 30 of the receptacle 29 , see FIG. 2, being firmly connected to the movable contact stem 22 . A piston 31 is located within the receptacle 29 , which comprises the movable contact stem 22 and is movable relative to the latter. Within the receptacle between the piston 31 and the bottom 30 , a contact pressure spring 32 is provided which presses the movable contact stem 22 and thus the movable contact piece 24 against the fixed contact piece 21 .

An dem beweglichen Kontaktstengel 22 ist eine Rückholfeder 33 mit einem Ende befes tigt, deren anderes Ende an einem Boden 34 des Schubrohres 15 angehängt ist. An dem Schubrohr 15 greift ein Ausschaltantrieb an, der mit dem Pfeil 35 bezeichnet ist. An dem beweglichen Kontaktstengel 22 ist weiterhin ein Kontakttopf 36 befestigt, der für eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem beweglichen Kontaktstengel 22 und dem Schubrohr 15 sorgt. On the movable contact stem 22 , a return spring 33 is attached with one end, the other end of which is attached to a bottom 34 of the push tube 15 . A switch-off drive, which is indicated by the arrow 35 , engages on the push tube 15 . To the movable contact stem 22, a contact pot 36 is further fastened, which provides an electrically conductive connection between the movable contact stem 22 and the push tube 15 °.

Wenn nun der Lastschalter ausgeschaltet ist, wird über die Antriebseinrichtung eine Antriebskraft gemäß Pfeilrichtung 35 auf das Schubrohr ausgeübt. Dabei wird der Kol ben 31, der mit dem beweglichen Kontaktstengel fest verbunden ist, in die Antriebs richtung gezogen, wodurch die Kontaktdruckfeder 32 zusammengedrückt wird. Wenn die Federkraft der Rückholfeder 33 noch kleiner ist als die von der Kontaktdruckfeder 32 auf den beweglichen Kontaktstengel 22 ausgeübte Kraft, wird dieser Kontaktstengel 22 mit dem beweglichen Kontaktstück 24 gegen das feststehende Kontaktstück 21 ge drückt. Aufgrund der Verriegelungseinrichtung 28 wird der Rastkopf 25 festgehalten, so daß in dem ersten Augenblick, nachdem das Schubrohr das Kontaktelement 11 verlas sen hat, die Kontaktstelle aus dem beweglichen und dem feststehenden Kontaktstück geschlossen gehalten wird; dabei wird auch die Vakuukammer in der in Fig. 2 darge stellten Stellung festgehalten.If the load switch is now switched off, a driving force according to the direction of arrow 35 is exerted on the push tube via the drive device. The Kol ben 31 , which is fixedly connected to the movable contact stem, is pulled in the drive direction, whereby the contact pressure spring 32 is compressed. If the spring force of the return spring 33 is even smaller than the force exerted by the contact pressure spring 32 on the movable contact stem 22 , this contact stem 22 is pressed with the movable contact piece 24 against the fixed contact piece 21 . Due to the locking device 28 , the locking head 25 is held so that in the first instant after the push tube has left the contact element 11 , the contact point is kept closed from the movable and the fixed contact piece; the vacuum chamber is also held in the position shown in FIG. 2 Darge.

Sobald die Kraft der Rückholfeder 33 die entgegengesetzt gerichtete Kraft der Kontakt druckfeder 32 überwindet, wird die Vakuumkammer geöffnet und das bewegliche Kon taktstück 24 entfernt sich vom feststehenden Kontaktstück 21, bis der Abstand D er reicht ist, der dem Isolierabstand der Kontaktstücke in der Vakuumkammer entspricht. Sobald dieser Abstand D erreicht ist, ist die Kraft der Rückholfeder 33 größer als die Verriegelungskraft der Verriegelungseinrichtung 28, so daß der Rastkopf 25 freigege ben und der Lastschalter in seine Ausschaltstellung verbracht wird. Dabei besteht die Möglichkeit, daß das Schubrohr 15 so bemessen wird, daß der Rastkopf in ausge schaltetem Zustand hinter der Stirnkante verschwindet.As soon as the force of the return spring 33 overcomes the oppositely directed force of the contact pressure spring 32 , the vacuum chamber is opened and the movable contact piece 24 moves away from the fixed contact piece 21 until the distance D is sufficient, which corresponds to the insulation distance of the contact pieces in the vacuum chamber . As soon as this distance D is reached, the force of the return spring 33 is greater than the locking force of the locking device 28 , so that the locking head 25 is released ben and the load switch is moved into its switched-off position. There is a possibility that the push tube 15 is dimensioned so that the locking head disappears in the switched-off state behind the front edge.

Die Rastkraft zwischen Rastkopf und der Verriegelungseinrichtung ist größer als die Maximalkraft der Rückholfeder und die Rückholfeder erreicht erst etwa nach der Hälfte des gesamten Schalthubes die gleiche Federkraft wie die Kontaktdruckfeder.The locking force between the locking head and the locking device is greater than that Maximum force of the return spring and the return spring only reaches about halfway of the entire switching stroke the same spring force as the contact pressure spring.

Das System erfordert dabei eine exakte Abstimmung zwischen der Kontaktdruckfeder der Vakuumkammer und der Rückholfeder, ebenso wie zur Verriegelungseinrichtung 28. The system requires exact coordination between the contact pressure spring of the vacuum chamber and the return spring, as well as with the locking device 28 .

Beim Einschalten findet eine Vorzündung und damit ein Stromfluß zwischen dem Schaltrohr 15 und dem Kontaktelement 11 statt; die Löscheinrichtung, d. h. die Vaku umkammer mit Rastkopf rastet erst geometrisch und damit auch zeitlich später ein. Damit gibt es keinerlei Einwirkungen durch Vorzündlichtbögen oder Stromeinwirkungen auf die Vakuumkammer selbst.When switched on, a pre-ignition and thus a current flow takes place between the switching tube 15 and the contact element 11 ; the extinguishing device, ie the vacuum chamber with the locking head, only engages geometrically and thus later in time. This means that there are no effects from pre-ignition arcs or current effects on the vacuum chamber itself.

Claims

1. circuit breaker with an insulating body made of ceramic, which is vacuum-sealed at both ends by means of a cover, with a fixed contact piece attached to a fixed contact stem that passes through one of the covers, with a movable contact piece that is attached to a movable contact stem , And with a bellows, which is arranged between the other cover and the movable union stem, with a push tube in which the load switch is located and which cooperates with two fixed contact elements which are arranged at a distance from one another and in the switched-on state of the push tube are bridged, and thus lead to the rated current, characterized in that a latching is provided for a contact stem attached to the fixed contact stem in one of the contact elements, that the free end of the movable contact stem is attached to a sliding contact which is electrically connected to the push tube Itend is connected that the movable contact stem is spring-loaded by a contact pressure spring in the switch-on direction, and that a return spring is formed on the movable contact stem, which exerts a switching force from the switching contact on the movable contact stem.

2. Load switch according to one of the preceding claims, characterized in that the associated locking element contact element and this spaced further contact element surround the thrust tube in a ring.

3. Load switch according to claim 2, characterized in that the distance of the is dimensioned so that a rollover is avoided.

4. Load switch according to one of the preceding claims, characterized in that the locking device for the locking head is a spring arrangement which Detent head resiliently includes.

5. Load switch according to one of the preceding claims, characterized in that on the lid associated with the movable contact stem with the be movable contact stem fixed cylinder is arranged that within the Cylinder a piston firmly connected to the movable contact stem movable and that the contact pressure spring between the piston and the bottom of the cylinder, which connect to the movable contact stem, is arranged.

6. Load switch according to one of the preceding claims, characterized in that the locking device holds the locking head until it is switched off operation via the return spring the contact pieces are in the disconnected position.

7. Load switch according to one of the preceding claims, characterized in that that the spring constant of the contact pressure spring is greater than the spring constant of Return spring, so that only after a certain insulation distance between the push tube and the fixed contact element an opening of the contact point is achieved within the load switch.