DE2014101A1 - Elektrischer Schalter - Google Patents

Description

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SISMENS AKTISNGSSELLSCHAFT Erlangen, 19.3.1970

Berlin und München Werner-von-Siemena-Str. 50

Unser Zeichen: VPA 70/3734 Sm/Un

Elektrischer Schalter · · ■

Zusatz zu Patent (Anmeldung P 19 13 969.6)

In der deutschen Patentanmeldung P 19 13 969.6 wird ein elektrischer Schalter mit einem feststehenden Schaltstück, einem beweglichen Schaltstift und einem mit diesen starr verbundener Blaszylinder behandelt, der beim Ausschalten über einen feststehenden Kolben gezogen wird. Der Blaszylinder bildet mit seiner dem feststehenden Schaltstück zugekehrten Stirnseite eine Düse für eine Gasströmung, die von der aus Kolben und Zylinder bestehenden Pumpeinrichtung in Gang gesetzt wird. Die mit der älteren Anmeldung vorgeschlagene Ausbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Schalt stift in an sich bekannter Weise hohl ausgebildet ist und zur Schaltgasabfuhr dient und daß Schaltstift und feststehendes Schaltstück einen Gleitkontakt bilden, der während der Hälfte des Schalt st ifthubes geschlossen ist. Auf diese Weise wird eine große Schaltleistung erreicht, weil dann, wenn die Gasströmung durch den als Düse wirkenden hohlen Schalt stift freigegeben wird, das Gas mit der Pumpeinrichtung wegen des Verhältnisses von Korn-

pressionsweg zu Blasweg fast auf den doppelten Druck komprimiert ist, so daß die Gasströmung annähernd Schallgeschwindigkeit erreicht.

Die Erfindung hat das Ziel, die durch den Kompressionsweg bestimmte Vorkompression, die'beim Schalter nach dem Hauptpatent durch den während der Hälfte des Schaltstifthubes geschlossenen Gleitkontakt

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ermöglicht wird, bei einem kürzeren Schalt st ifthub und damit einer kürzeren Kompressionszeit, die die gesamte Schaltzeit wesentlich bestimmt, zu erhalten, ohne daß die Bewegung des Schaltstiftes ' nach der Vorkompression, also während der Beblasung des Lichtbogens, verringert wird. Dieses Ziel kann man erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß der Blaskolben mit einer Feder abgestützt ist und entgegen deren Wirkung vom Blaszylinder in eine Ausschalt endlage bewegt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Abwandlung des Schalters nach der Hauptanmeldung ist die Pumpeinrichtung quasi ortsbeweglich ausgebildet, weil auch der sonst feststehende Kolben gegen Ende der Ausschaitbewegung vom Schalt stift mitgenommen wird. Mithin ist die Vorkompression, die vor der galvanischen Trennung für einen bestimmten Druck des Lösch gases sorgt, nicht mehr starr zeitlich und räumlich an die Schaltstückbewegung gekoppelt. Deshalb kann die Vorkompression mit einem kleinen Hub in sehr kurzer Zeit und gegebenenfalls zum Ausgleich dafür mit großen Zylinder- und Kolbenquerschnitten vor der galvanischen Trennung vorgenommen werden, obwohl die weitere Schaltstiftbewegung so bemessen ist, daß bei Wechselstrom mit Sicherheit ein normaler Nulldurchgang erfaßt wird. Kompressions- und Blasweg verhalten sich also bei gleichem Kompressionsdruck nicht mehr wie 1:1, sondern beispielsweise wie 0,5 : 1. Der dabei erreichte Druck wird während des Sehaltstückhubes bis zur Endlage der Ausschaltbewegung beibehalten oder noch erhöht, weil der Blaskolben entgegen der Wirkung der Feder mitgenommen wird.

Der Blaskolben kann mit Vorteil ein aus zwei Teilen zusammengesetzter lüngkolben sein. Hierbei empfiehlt sich zwischen den beiden Teilen eine vorzugsweise rotationssymmetrische Federanordnung,

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bei der ein Verkanten des Kolbens ausgeschlossen ist. Ferner ist es zweckmäßig, wenn der bewegliche Teil des Ringkolbens mindestens zum Teil aus Isolierstoff besteht, wenn nan damit das elektrische Feld günstig beeinflussen kann. .

Vor der Bewegung des Blaskolbens sollte beim Schalter nach der Erfindung mindestens ein Kompressionsverhältnis von 1,6 : 1 erreicht sein. Bei größeren Kompressionsverhältnissen kann man auch mit Schaltern nach der Erfindung Gasgeschwindigkeit en in der Größenordnung der Schallgeschwindigkeiten erhalten.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei ist der. Einfachheit halber nur der für die Erfindung wesentliche Teil eines Leistungsschalters für beispielsweise 110 kV dargestellt. Die Isolation der Schalt strecke gegen Erde und die Schalterbetätigung durch einen geeigneten Antrieb ist in bekannter Weise sichergestellt.

Mit einem feststehenden Schaltstück 1, das als hohle Düse ausgebildet ist, der eine zweite hohle Düse 2 als Abbrand elektrode gegenübersteht, wirkt in der Einschalt st ellung des Schalters ein Schaltrohr 3 zusammen, das den Spalt 4 zwischen den Düsenschaltstücken 1 und 2 überbrückt. Das Schaltrohr 3 liegt außen auf dem feststehenden Schaltstück 1 auf, damit ein für den Nennstrom des Schalters bemessener Kontakt vorhanden ist. Mit dem beweglichen Schaltrohr 3 ist über einen konzentrisch dazu verlaufenden Rohrteil 6 eine Isolierstoffkappe 7 verbunden, die als Stirnseite einen Blaszylinder 8 begrenzt.

Der relativ zum Blaszylinder 8 feststehende Blaskolben ist als Ganzes mit-10 bezeichnet. Er ist ein Ringkolben, der das Schalt-

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rohr 3 konzentrisch umgibt und besteht aus einem starr mit den Düsen 1, 2 verbundenen und deshalb vollständig feststehenden Teil 11 und einem an diesem federnd abgestützten Teil 12. Eine ' Feder 13 zwischen den beiden Kolbenteilen 11, 12 ist rotationssymmetrisch ausgebildet. Zu diesem Zweck können über den Umfang des Ringkolbens 10 mehrere Schraubenfedern oder Federkombinationen gleichmäßig am Umfang verteilt sein.

Unter der Wirkung der Feder 13 hält sich der Kolbenteil 12 in der Einschalt st ellung mit einem Anschlag 14 am Kolbenteil 11. Sein aus Isolierstoff bestehender haubenförmiger Teil 16 ist dabei dem feststehenden Schaltstück 1 soweit zugekehrt, daß der Spalt 4 zwischen dem feststehenden Schaltstück und der Elektrode 2 überbrückt ist. Am Anschlag 14 und dem Absatz 15» der dem Zylinder 8 zugekehrt ist, sind zur Dämpfung von Stoßen Gummipuffer angebracht.

Zum Ausschalten wird das Schaltrohr 3 zusammen mit dem Blaszylinder 8 vom feststehenden Schaltstück 1 weg bewegt. Dabei wird das als Löschmittel verwendete Schwefelhexafluorid im Innern des Zylinders 8 komprimiert. Das Maß der Kompression vor der Trennung der Schaltstücke ist durch den beweglichen Kolbenteil 12 bestimmt. Nach einem Hub, der kleiner als die Hälfte des gesamten Schaltstifthubes ist, ist das Schwefelhexafluorid innerhalb des Zylinders 8 im wesentlichen auf den Raum zwischen ,der 'Isolierstoffhaube 16 und dem feststehenden Schaltstück 1 zusammengedrückt, so daß ein Vorkompressionsverhältnis von mindestens 2 .: 1 erhalten wird. In diesem Augenblick verläßt das bewegliche Schaltrohr 3 das feststehende Schaltstück 1. Gleichzeitig wird der bewegliche Kürbenteil 12 vom Blaszylinder 8 in Ausschaltrichtung mitgenommen. Bei hohem Löschmitteldruck, der nur durch die Abströmung bestimmt ist, erhält man nun während einer langen Schalt st iftbewegung eine Löschmittelströmung, die über mindestens 1 1/2 Halbwellen bei einem auszuschaltenden Wechselstrom anhält. In der Ausschalt endlage liegt

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der bewegliche Kolbenteil 12 am feststehenden Kolbenteil 11 an, und die Isolierstoffkappe 7 hat den Abstand zwischen den Elektroden 1 und 2 freigegeben.

Beim Ausführungsbeispiel ist von beweglichen und feststehenden Kolbenteilen 11, 12 die Hede, die federnd gegeneinander abgestützt sind. Eine entsprechende Wirkung kann man auch erhalten, wenn die Kolbenteile als flexible Membranen oder Wellrohre ausgebildet sind, . ·

Die gegebenenfalls vorgespannten Federn 13 sind vorteilhaft so aus- | gelegt, daß während der Blasphase, also nach dem Durchlaufen des Kompressionsweges, eine möglichst konstante Kraft vorhanden ist. Am Ende des Schaltstifthubes können die Federn außerdem als Dämpfungsglieder wirken, die die kinetische Energie der beweglichen Schalterteile stoßfrei auffangen.

1 Figur
4 Ansprüche

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Claims (3)

1. 2ÜH101

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   Patentansprüche

   1i /Elektrischer Schalter mit einem beweglichen Behältst ift und cmiem mit diesem verbundenen Blaszylinder, der mit einem relativ

   feststehenden Blaskolben zusammenwirkt, nach Patent

   (Anmeldung P 19 13 969.6), dadurch gekennzeichnet, daß der Blaskoiben (Teil 12) mit einer Feder (13) abgestützt ist und entgegen deren «Virkung vom Blassylinder (8) in eine Ausschalt endlage bewegt wird.
2. 2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blaskolben (10) ein aus zwei Teilen (11, 12) zusammengesetzter Hingkolben ist und daß zwischen den beiden Teilen (11, 12) eine vorzugsweise rotationssymmetrische Federanordnung (13) vorgesehen ist.
3. 3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (12) des Hingkolbens mindestens zum Teil aus Isolierstoff besteht.

   4r Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Bewegung des Blaskolbens (Teil 12) ein Kompressionsverhältnis von mindestens 1,6 : 1 erreicht ist.

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