DE2319836A1 - CIRCUIT BREAKER - Google Patents
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Description
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18. AprilApril 18
LeistungsschalterCircuit breaker
Die Erfindung bezieht sich auf einen Leistungsschalter, insbesondere auf einen Leistungsschalter des Gaspuffertyps mit einem Mehrfachschaltteil, der von der durch den zu unterbrechenden Strom entwickelten elektromotorischen Kraft angetrieben wird.The invention relates to a circuit breaker, in particular to a circuit breaker of the gas buffer type with a multiple switching part, which is derived from the electromotive Force is driven.
In neuerer Zeit führen bei wachsender Nachfrage nach elektrischer Energie die Übertragungsleitungen immer höhere Spannungen und auch stärkere Ströme, um eine Hochkapatität-Energieübertragung zu ermöglichen. Ein Leistungsschalter, der als Schutzvorrichtung für eine solche Übertragungsleitung hoher Kapazität verwendet wird, muß derart beschaffen sein, daß mit ihm ein elektrischer StromIn recent times, as the demand for electrical power increases, the transmission lines carry higher and higher Voltages and also stronger currents to enable high-capacity energy transfer. A circuit breaker, which is used as a protective device for such a high-capacity transmission line must be such be such that with it an electric current
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hoher Spannung und hoher Stromstärke geschaltet und unterbrochen werden kann.high voltage and high current can be switched and interrupted.
Hierzu wird als solcher Leistungsschalter einer verwendet, der einen zwischen den Kontaktgebern erzeugten Lichtbogen durch Blasen eines Bogenlöschisoliermediums mit guter Löscheigenschaft, wie z. B. SF^-Gases, gegen den Lichtbogen löscht. Jedoch ist auch diese Art von Leistungsschalter hinsichtlich der Schaltung hoher Spannung und starken Stromes bei Vorhandensein nur einer Schalteinheit nur begrenzt einsatzfähig, und daher wird neuerdings der Leistungsschalter mit einem Mehrfachschaltteil versehen, der aus einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Schalteinheiten besteht.For this purpose, a circuit breaker is used as such, the one arc generated between the contactors by blowing an arc-quenching insulating medium with good erasing properties, such as B. SF ^ gas, against extinguishes the arc. However, this type of circuit breaker is also high voltage in terms of switching and strong current only limited usable in the presence of only one switching unit, and therefore recently the circuit breaker is provided with a multiple switching part, which consists of a plurality of series-connected Switching units consists.
Andererseits erfordert ein Gaspuffertyp-Leistungsschalter eine starke Betätigungs- oder Antriebskraft« Dies kommt daher, daß beim Gaspuffer-Leistungsschalter ein Bogenlöschgas im wesentlichen gleichseitig mit dem Schalt- oder Trennvorgang oder der Bewegung der Kontaktgeber zwecks Blasens des komprimierten Hochdruckbogenlöschgases gegen einen zwischen den Kontaktgebern erzeugten Lichtbogen zum Löschen des Lichtbogens komprimiert wird. Da außerdem der Kompressionsweg des Kompressors zum Komprimieren des Bogenlöschgases erheblich ist, ist auch der Schaltweg der Kontaktgeber lang.On the other hand, a gas buffer type circuit breaker requires a strong actuating or driving force « This is because the gas buffer circuit breaker an arc extinguishing gas essentially at the same time as the switching or disconnecting process or the movement of the contactor for the purpose of blowing the compressed high pressure arc extinguishing gas against one generated between the contactors Arc is compressed to extinguish the arc. There is also the compression path of the compressor to compress the arc extinguishing gas is significant the switching path of the contactor is also long.
Wenn der Gaspuffer-Leistungsschalter mehrere Schalteinheiten aufweist, die nach bisherigen Art gleichzeitig und zusammen durch einen Antriebskolben betätigt oder angetrieben werden müssen, der seinerseits durch komprimierte Luft als Arbeitsmedium angetrieben wird, muß die An-If the gas buffer circuit breaker has multiple switching units has that operated or driven by a drive piston at the same time and together according to the previous type must be driven, which in turn is driven by compressed air as the working medium, the
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triebskraft um so stärker sein. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, können die Schalteinheiten in eine Anzahl von Gruppen unterteilt werden« Wenn jedoch getrennte Gruppen von getrennten Antrieben zu betätigen sind, kann man kein gutes und stabiles Schaltverhaiten erwarten, da die Antriebsvorgänge bei den einzelnen Gruppen nicht ausgeglichen wären»the driving force will be all the stronger. To overcome this difficulty, the switching units can be in a number can be subdivided into groups «If, however, separate groups are to be operated by separate actuators, you do not expect a good and stable switching behavior, because the drive processes in the individual groups are not would be balanced »
Es gibt noch eine Art von Leistungsschaltern, bei der die elektromagnetische Energie des zu unterbrechenden Stromes als Antriebskraft ausgenutzt wird» Dieser Leistungsschaltertyp ist so aufgebaut, daß der zu schaltende Strom zur Zeit des Schaltens in die Primärspule abgeleitet wird, um eine elektromagnetische Abstoß- oder Anziehungskraft zwischen der Primärspule und der elektromagnetisch damit gekoppelten sekundären induktiven Einheit zu erzeugen« Da die durch diese elektromagnetische Antriebsvorrichtung erzeugte elektromagnetische Kraft proportional dem Quadrat des zu unterbrechenden Stroms ist, wird die Schalteinheit bei jedem starken Strom sicher angetrieben»There is still a type of circuit breaker in which the electromagnetic energy of the circuit breaker is to be interrupted Current is used as the driving force »This type of circuit breaker is constructed in such a way that the Current at the time of switching in the primary coil is diverted to an electromagnetic repulsion or Attraction between the primary coil and the electromagnetic secondary inductive unit coupled with it to produce «As the electromagnetic through this Drive device generated electromagnetic force proportional to the square of the interrupted Is current, the switching unit is safely driven with every strong current »
Jedoch ist der Leistungsschalter, bei dem je eine vorstehend erläuterte elektromagnetische Antriebseinrichtung für jede Schalteinheit vorgesehen ist, in seinem Aufbau kompliziert, wodurch es schwierig wird, den Mechanismus so einzustellen, daß die einzelnen Schalteinheiten gleichmäßig arbeiten»However, the circuit breaker has one electromagnetic drive device as explained above is provided for each switching unit, complicated in structure, making it difficult to Adjust the mechanism so that the individual switching units work evenly »
Aus diesem Grund ist es schwer, einen Leistungsschalter mit guten gleichmäßigen Schalteigenschaften herzustellen. For this reason, it is difficult to manufacture a circuit breaker with good uniform switching characteristics.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter mit mehreren Schalteinheiten des Gaspuffertyps zu schaffen, der sich durch eine geringe äußere Antriebskraft schalten läßt. Der Leistungsschalter soll außerdem in seinem gesamten Aufbau und auch hinsichtlich des Aufbaus jeder Schalteinheit vereinfacht sein, indem ein einziger elektromagnetischer Antriebsmechanismus für die verschiedenen Schalteinheiten gemeinsam vorgesehen wird»The invention is based on the object of a circuit breaker to create with several switching units of the gas buffer type, which is characterized by a low external driving force can switch. The circuit breaker should also in its entire structure and also in terms of The structure of each switching unit can be simplified by using a single electromagnetic drive mechanism for the different switching units is provided jointly »
Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Leistungsschalter, der gekennzeichnet ist durch wenigstens zwei elektrisch in Reihe geschaltete Schalteinheiten mit je wenigstens einem Paar von ein bogeninduzierendes Unterbrechen oder Trennen bewirkenden Kontaktgebern, einem Kompressor zum Komprimieren eines Bogenlöschgases und einer Düse zum Blasen des durch den Kompressor hoch komprimierten Bogenlöschgases gegen den Lichtbogen,The subject of the invention, with which this object is achieved, is a circuit breaker which is identified by at least two switching units electrically connected in series, each with at least one pair of one arc-inducing Interrupting or disconnecting effecting contactors, a compressor for compressing a Arc extinguishing gas and a nozzle for blowing the through the Compressor of highly compressed arc extinguishing gas against the arc,
einen aus einer Primärspule und einem(r) damit elektromagnetisch gekoppelten Kurzschlußring oder -spule bestehende elektromagnetischen Antrieb,one consisting of a primary coil and a short-circuit ring or coil electromagnetically coupled therewith electromagnetic drive,
eine entsprechend einem Unterbrechungsbefehl betätigbare Stromableiteinrichtung zum Ableiten eines zu unterbrechenden Stroms in den elektromagnetischen Antrieb undone that can be actuated in accordance with an interrupt command Current diverting device for diverting a current to be interrupted into the electromagnetic drive and
Verbindungsstücke zum elektrisch isolierten Verbinden des elektromagnetischen Antriebs mit beweglichen Teilen der Schalteinheiten zum Verschieben dieser beweglichen Teile«Connectors for electrically isolated connection of the electromagnetic drive with moving parts of the switching units to move these moving parts «
Mit diesem Leistungsschalter läßt sich jeder auchWith this circuit breaker everyone can
noch so starke Strom mit einer geringen äußeren Betätigungskraft schalten«switch currents, no matter how strong, with a small external actuation force «
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen;The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawing; in this demonstrate;
F±gt 1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des Leistungsschalters gemäß der Erfindung;F ± g t 1 a sectional view of an embodiment of the circuit breaker according to the invention;
Flg. 2 einen Querschnitt nach der Linie H-II in Fig. 1;Flg. 2 shows a cross section along the line H-II in FIG. 1;
Fig» 3 einen äquivalenten Schaltkreis des Leistungsschalters nach Fig. 1; Fig. 3 shows an equivalent circuit of the circuit breaker of Fig. 1;
Fig« k eine Schnittansicht eines Teils eines anderen Ausführungsbeispiels des Leistungsschalters gemäß der Erfindung; undFig. K is a sectional view of part of another embodiment of the circuit breaker according to the invention; and
Fig. 5 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Leistungsschalters gemäß der Erfindung. Fig. 5 is a sectional view of a further embodiment of the circuit breaker according to the invention.
Gemäß Fig. 1 sind zwei Schalteinheiten Ta und 1b elektrisch in Reihe geschaltet. Jede der Schalteinheiten 1a und 1b besteht aus einem festen Kontaktgeber 2, einem dem festen Kontaktgeber 2 gegenüberstehenden beweglichen Kontaktgeber 3» einem aus einem Pufferzylinder k und einem Pufferkolben 5 bestehenden und eine Pufferkammer 6 darin definierenden Kompressor und einer Isolierdüse 7» die ein Bogenlöschgas, wie z. B. SchwefelhexafIuOrId-(SF^)-GasAccording to FIG. 1, two switching units Ta and 1b are electrically connected in series. Each of the switching units 1a and 1b consists of a fixed contactor 2, a movable contactor 3 facing the fixed contactor 2, a compressor consisting of a buffer cylinder k and a buffer piston 5 and defining a buffer chamber 6 therein, and an insulating nozzle 7 which contains an arc-extinguishing gas, such as z. B. Sulfur hexafluorid (SF ^) gas
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gegen einen zwischen dem festen Kontaktgeber 2 und dem beweglichen Kontaktgeber 3 erzeugten Lichtbogen blästs Der bewegliche Kontaktgeber 3» der Pufferzylinder k und die Isolierdüse 7 sind untereinander verbunden. Der Pufferkolben 5 der Schalteinheit Ta und der feste Kontaktgeber 2 der Schalteinheit 1b werden von demselben festen Träger 8 getragen. Der bewegliche Kontaktgeber 3 und ein tragendes leitendes Rohr 9 des Pufferkolbens 5 sind über einen Stromabnehmer 10 in elektrischem Kontakt miteinander. against an arc generated between the fixed contactor 2 and the movable contactor 3 blows s The movable contactor 3 »the buffer cylinder k and the insulating nozzle 7 are interconnected. The buffer piston 5 of the switching unit Ta and the fixed contactor 2 of the switching unit 1b are carried by the same fixed support 8. The movable contactor 3 and a supporting conductive tube 9 of the buffer piston 5 are in electrical contact with one another via a current collector 10.
Eine Betätigungsstange 11, die mit einer nicht dargestellten äußeren Betätigungseinrichtung verbunden ist, weist einen axialen Teil 11a auf, der eine Antriebskraft zu einer Ableiteinrichtung 12, die noch beschrieben wird, überträgt und gleitend einen Träger 13 durchsetzt, der mit den beweglichen Teilen der Schalteinheiten 1a und 1b verbunden ist, und die Stange 11 weist außerdem Anschläge 11b und 11c auf, die den Bewegungsspielraum des Trägers 13 begrenzen. Zum Drücken des Trägers 13 in den gezeigten geschlossenen Zustand nach unten gegen den Anschlag lic ist eine Feder 14 vorgesehen.An operating rod 11, which is connected to a not shown external actuator is connected, has an axial part 11a, which is a driving force to a discharge device 12, which will be described, transmits and slidably passes through a carrier 13 which is connected to the moving parts of the switching units 1a and 1b, and the rod 11 also has stops 11b and 11c, the freedom of movement of the carrier 13 limit. For pushing the carrier 13 in the shown In the closed state downwards against the stop lic, a spring 14 is provided.
Die Stromableiteinrichtung 12 besteht aus einem hohlen festen Kontaktgeber 15» einem dem festen Kontaktgeber 15 gegenüber angeordneten beweglichen Kontaktgeber 16, einem Kompressor mit einem beweglichen Pufferkolben 17 und einem festen Pufferzylinder 18, die zusammen eine Pufferkammer 19 bilden, und einer Isolierdüse 21, die ein Bogenlöschgas, das in der Pufferkammer 19 auf hohen Druck komprimiert ist, gegen einen zwischen dem festen Kontaktgeber 15 und dem beweglichen Kontaktgeber 16 erzeugten The current deriving device 12 consists of a hollow fixed contactor 15 »a fixed contactor 15 opposite movable contactor 16, a compressor with a movable buffer piston 17 and a solid buffer cylinder 18, which together have a Form buffer chamber 19, and an insulating nozzle 21, the arc extinguishing gas, which in the buffer chamber 19 at high pressure is compressed against a generated between the fixed contactor 15 and the movable contactor 16
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Lichtbogen bläst. Der bewegliche Kontaktgeber 16 ist mit der Betätigungsstange 11 verbunden, wobei der bewegliche Kontaktgeber 16, der bewegliche Pufferkolben 17 und die Isolierdüse 21 durch die Betätigungsstange 11 als Verbund betätigbar sind. Der bewegliche Kontaktgeber 16 kontaktiert elektrisch einen Stromabnehmer 22, der an einem Endteil des festen Pufferzylinders 18 vorgesehen ist,Arc blows. The movable contactor 16 is with the actuating rod 11 connected, the movable contactor 16, the movable buffer piston 17 and the Isolating nozzle 21 through the actuating rod 11 as a composite are operable. The movable contactor 16 makes contact electrically a current collector 22 provided at one end portion of the fixed buffer cylinder 18,
Ein elektromagnetischer Antrieb 23 umgibt den festen Kontaktgeber 15· Der elektromagnetische Antrieb 23 weist eine Primärspule 2k, in die der zu unterbrechende Strom durch die Ableiteinrichtung 12 abgeleitet wird, und einen elektromagnetisch mit der Primärspule 2k gekoppelten Kurzschlußring 25 auf, so daß ein Induktionsstrom im Kurzschlußring 25 induzierbar ist3 wodurch dieser gegenüber der Primärspule 2k abstoßend gemacht wird= Der Kurzschlußring 25 kann auch eine Kurzschlußspule sein, die eine kurzgeschlossene Wicklung aufweist=.An electromagnetic drive 23 surrounds the fixed contactor 15. The electromagnetic drive 23 has a primary coil 2k, into which the current to be interrupted is diverted by the discharge device 12, and a short-circuit ring 25 which is electromagnetically coupled to the primary coil 2k , so that an induction current in the short-circuit ring 25 is inducible 3, which makes it repulsive to the primary coil 2k = the short-circuit ring 25 can also be a short-circuit coil which has a short-circuited winding =.
Die Primärspule 2k ist z. B. eine einstückig geformte Einheit und an einem festen Träger 26 befestigt, an dem auch der Pufferkolben 5 der Schalteinheit 1b und der feste Kontaktgeber 15 der Ableiteinrichtung 12 befestigt sind. Der Kurzschlußring 25 ist mit Verbindungsstangen 28 verbunden, die mechanisch mit an den Pufferzylindern 4 der Schalteinheiten 1a und 1b befestigten Metallhaltern 27 verbunden sind und die beweglichen Teile der Schalteinheiten 1a und 1b betätigen.The primary coil 2k is z. B. an integrally formed unit and attached to a fixed support 26, to which the buffer piston 5 of the switching unit 1b and the fixed contactor 15 of the discharge device 12 are attached. The short-circuit ring 25 is connected to connecting rods 28 which are mechanically connected to metal holders 27 attached to the buffer cylinders 4 of the switching units 1a and 1b and which actuate the moving parts of the switching units 1a and 1b.
Die Primärspule 2k und der Kurzschlußring 25 sind koaxial angeordnet und haben jeweils bestimmte axiale Längen, so daß im gezeigten Zustand die Primärspule 2k The primary coil 2k and the short-circuit ring 25 are arranged coaxially and each have certain axial lengths, so that in the state shown, the primary coil 2k
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in den Kurzschlußring 25 eingeführt ist. Durch diese Anordnung läßt sich, auch wenn sich der Kurzschlußring 25 bewegt, eine bestimmte elektromagnetische Kraft über einen großen Weg entwickeln. Unten sitzt an der Primärspule 2k ein Leiter 34.is inserted into the short-circuit ring 25. With this arrangement, even if the short-circuit ring 25 moves, a certain electromagnetic force can be developed over a long distance. A conductor 34 is seated at the bottom of the primary coil 2k.
Die festen Teile der Schalteinheiten 1a und Ib und der feste Teil der Ableiteinrichtung 12 werden durch isolierende Trägerstangen 29 gehaltene Xm einzelnen werden ein fester Träger 31» der den festen Kontaktgeber 2 der Schalteinheit 1a trägt und an seinem Endteil zu einem Anschluß 30 ausgeformt ists der feste Träger 89 der zwischen der Schalteinheit 1a und der Schalteinheit 1b vorgesehen ist, der feste Träger 26, der zwischen der Scaalteinheit 1b und der Ableiteinrichtung 12 vorgesehen ist, und ein fester Träger 33» der· den festen Pufferzylinder 18 der Ableiteinrichtung 12 trägt und an seinem Endteil zu einem Anschluß 32 ausgeformt ist, von den Isolierträgerstangen 29 getragen»The solid parts of the switching units 1a and Ib, and the solid part of the drain 12 are insulative support rods 29 held Xm each be a fixed support 31 'carrying the fixed contactor 2 of the switching unit 1a and is formed at its end portion to a terminal 30 s of the fixed carrier 8 9 which is provided between the switching unit 1a and the switching unit 1b, the fixed carrier 26 which is provided between the switching unit 1b and the discharge device 12, and a fixed carrier 33 »which carries the fixed buffer cylinder 18 of the discharge device 12 and is formed at its end part to a connection 32, carried by the insulating support rods 29 »
In Fig. 2, die einen Querschnitt nach der Linie H-II in Fig. 1 darstellt, tragen die drei Isolierträgerstangen 29 den festen Träger 8, und die Verbindungsstangen 28, die mit dem Kurzschlußring 25 des elektromagnetischen Antriebs 23 verbunden sind, sind abwechselnd mit den Isolierträgerstangen 29 versetzt angeordnet. Die Verbindungsstangen 28 sind an den Metallhaltern 27 befestigt, die ihrerseits an den Pufferzylindern h\ wie oben beschrieben, befestigt sind.In Fig. 2, which shows a cross section along the line H-II in Fig. 1, the three insulating support rods 29 carry the fixed support 8, and the connecting rods 28, which are connected to the short-circuit ring 25 of the electromagnetic drive 23, are alternately with the insulating support rods 29 arranged offset. The connecting rods 28 are attached to the metal brackets 27, which in turn are attached to the buffer cylinders h \ as described above.
Der Strompfad im in Fig. 1 dargestellten geschlossenen Zustand ist! Anschluß 30 - fester Träger 31 - festerThe current path in the closed state shown in FIG. 1 is! Connection 30 - solid support 31 - solid
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ORiGSNAL INSPECTEDORiGSNAL INSPECTED
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Kontaktgeber 2 - beweglicher Kontaktgeber 3 - Stromabnehmer 10 - tragendes leitendes Rohr 9 - fester Träger 8 fester Kontaktgeber 2 - beweglicher Kontaktgeber 3 Stromabnehmer 10 - tragendes leitendes Rohr 9 - fester Träger 26 - fester Kontaktgeber 15 - beweglicher Kontaktgeber 16 - Stromabnehmer 22 - fester Pufferzylinder 18 - fester Träger 33 - Anschluß 32Contactor 2 - movable contactor 3 - current collector 10 - supporting conductive tube 9 - fixed support 8 more solid Contactor 2 - moving contactor 3 current collector 10 - carrying conductive tube 9 - more solid Carrier 26 - fixed contactor 15 - movable contactor 16 - current collector 22 - fixed buffer cylinder 18 - fixed support 33 - connection 32
Wenn der durch den festen Kontaktgeber 15 und den beweglichen Kontaktgeber 16 der Ableiteinrichtung 12 fließende Strom im Anfangsstadium der Abschaltung unterbrochen wird, ergibt sich der Strompfads fester Träger 26 - Primärspule 24 - Leiter 34 - fester Pufferzylinder 18«If the through the fixed contactor 15 and the movable contactor 16 of the discharge device 12 If the current flowing is interrupted in the initial stage of shutdown, the result is the current path of a solid carrier 26 - primary coil 24 - conductor 34 - fixed buffer cylinder 18 «
Fig. 3 ist ein Äquivalentschaltschema des Leistungsschalters nach Fig. 1. Eine Reihenschaltung der Schalteinheiten 1a und Ib ist in Reihe mit einer Parallelschaltung der Ableiteinrichtung 12 und des elektromagnetischen Antriebs 23 verbunden. Wenn die Ableiteinrichtung 12 geschlossen ist, fließt nur wenig Strom durch den elektromagnetischen Antrieb 23» da der Widerstand der Ableiteinrichtung so gewählt ist, daß er im Vergleich mit dem elektromagnetischen Antrieb 23 sehr klein ist.FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the circuit breaker according to FIG. 1. A series connection of the switching units 1a and Ib are in series with a parallel connection the discharge device 12 and the electromagnetic drive 23 connected. When the discharge device 12 is closed is, only a little current flows through the electromagnetic drive 23 »because the resistance of the discharge device is chosen so that it is very small in comparison with the electromagnetic drive 23.
Bei einem SchaItVorgang, bei dem man die Betätigungsstange 11 durch eine nicht dargestellte äußere Antriebseinrichtung in Fig. 1 nach unten drückt, wird der bewegliche Teil der Ableiteinrichtung 12 nach unten geschoben, so daß der Kontakt zwischen dem festen Kontaktgeber 15 und dem beweglichen Kontaktgeber 16 unterbrochen wird, so daß der bewegliche Pufferkolben 17, der mit dem beweglichen Kontaktgeber 16 zu einer einstückigen Einheit geformt ist, ein Bogenlöschgas in der Pufferkammer 19 korn-In a switching process in which the operating rod 11 pushes downward in FIG. 1 by an external drive device (not shown), becomes the movable one Part of the discharge device 12 pushed down so that the contact between the fixed contactor 15 and the movable contactor 16 is interrupted, so that the movable buffer piston 17, which is formed with the movable contactor 16 into an integral unit is, an arc extinguishing gas in the buffer chamber 19 grain
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primiert und dieses gegen einen zwischen dem festen Kontaktgeber 15 und dem beweglichen Kontaktgeber 16 erzeugten Lichtbogen geblasen wird. Infolgedessen steigt die Bogeiispannung zwischen dem festen Kontaktgeber 15 und dem beweglichen Kontaktgeber 16. Wenn die Bogenspannung höher als der Spannungsabfall des die Primärspule 2k enthaltenden Kreises wird, wird der Lichtbogen durch Blasen mit dem unter Hochdruck gesetzten Bogenlöschgas gelöscht, bevor der Strom im Hauptkreis den Nullpunkt erreicht, so daß der Strom in den Kreis mit der Primärspule 2k abgeleitet wird»and this is blown against an arc generated between the fixed contactor 15 and the movable contactor 16. As a result, the arc voltage between the fixed contactor 15 and the movable contactor 16. When the arc voltage becomes higher than the voltage drop of the circuit containing the primary coil 2k , the arc is extinguished by blowing with the high pressure arc extinguishing gas before the current in the main circuit goes to zero reached so that the current is diverted into the circuit with the primary coil 2k »
Dabei ist, da die Impedanz der Primärspule etwa 10 / beträgt, die Spannung nur etwa 200 - 300 V für das Schalten von 50 kA. Folglich läßt sich, auch wenn die Kompressionswirkung auf das Bogenlöschgas, die gleichzeitig mit dem Kontaktgeberunterbrechungsvorgang auftritt „ zvl gering ist, um ein hochkomprimiertes Bogenlöschgas zu erzeugen, der zwischen dem festen Kontaktgeber 15 und dem beweglichen Kontaktgeber 16 erzeugte Lichtbogen ausreichend löschen. Since the impedance of the primary coil is around 10 /, the voltage is only around 200 - 300 V for switching 50 kA. Consequently, even if the compressive action on the arc extinguishing gas occurring simultaneously with the contactor breaking operation is small to generate a highly compressed arc extinguishing gas, the arc generated between the fixed contactor 15 and the movable contactor 16 can be extinguished sufficiently.
Zu dieser Zeit gleitet nur der Träger 13 auf dem axialen Teil 11a der Betätigungsstange 11.At this time, only the bracket 13 slides on the axial part 11 a of the operating rod 11.
Wenn der Strom durch die Ableiteinrichtung 12 in den Kreis mit der Primärspule 2k abgeleitet wird, wird durch den zu unterbrechenden Strom ein magnetischer Fluß um die Primärspule 24 erzeugt. Der Magnetfluß induziert durch elektromagnetische Induktion einen Induktionsstrom im Kurzschlußring 25» der elektromagnetisch mit der Primärspule 2k gekoppelt ist, wodurch eine elektromagnetische When the current is diverted through the diverter device 12 into the circuit with the primary coil 2k , a magnetic flux is generated around the primary coil 24 by the current to be interrupted. The magnetic flux induces an induction current in the short-circuit ring 25 »which is electromagnetically coupled to the primary coil 2k , whereby an electromagnetic
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Abstoßungskraft zwischen der Primärspule 2k und dem Kurzschlußring 25 entsteht, so daß der Kurzschlußring 25 nach unten in der Fig. 1 getrieben wird, Mit anderen Worten wird zwischen der Primärspule 24 und dem Kurzschlußring 25 eine starke elektromagnetische Kraft zur Verschiebung der Verbindungsstangen 28 in Unterbrechungsrichtung erzeugt. Repulsive force between the primary coil 2k and the short-circuit ring 25 arises, so that the short-circuit ring 25 is driven downward in FIG .
Durch die Bewegung der Verbindungsstangen 28 werden die Pufferzylinder k der Schalteinheiten 1a und 1b angetrieben, um einen Unterbrechungs- oder Trennvorgang zwischen dem festen Kontaktgeber 2 und dem beweglichen Kontaktgeber 3 zu bewirken, wodurch andererseits das Bogenlöschgas in der Pufferkammer 6 des Kompressors komprimiert wird. Ein Gleitstück 35» das sich zu einem Wischvorgang eignet, ist am oberen Endteil jedes beweglichen Kontaktgebers 3 vorgesehen, so daß ein Lichtbogen zwischen dem festen Kontaktgeber 2 und dem beweglichen Kontaktgeber 3 in dem Zustand erzeugt werden kann, wo das Bogenlöschgas in der Pufferkammer 6 durch den Kompressor auf einen bestimmten Druck komprimiert wird« Das dadurch unter hohen Druck gesetzte Bogenlöschgas wird gegen den zwischen dem festen Kontaktgeber 2 und dem beweglichen Kontaktgeber 3 erzeugten Lichtbogen bis zu dessen Auslöschung geblasen, wodurch der Unterbrechungs- bzw. Abschaltvorgang des Leistungsschalters vollendet wirdoBy moving the connecting rods 28, the buffer cylinders k of the switching units 1a and 1b are driven to cause an interruption or disconnection process between the fixed contactor 2 and the movable contactor 3, which on the other hand compresses the arc-extinguishing gas in the buffer chamber 6 of the compressor. A slider 35 'suitable for wiping is provided at the upper end portion of each movable contactor 3 so that an arc can be generated between the fixed contactor 2 and the movable contactor 3 in the state where the arc extinguishing gas in the buffer chamber 6 passes the compressor is compressed to a certain pressure. The arc-extinguishing gas, which is thereby put under high pressure, is blown against the arc generated between the fixed contactor 2 and the movable contactor 3 until it is extinguished, whereby the interruption or disconnection of the circuit breaker is completedo
Der Schließ- oder Einschaltvorgang soll nun beschrieben werden. Wenn die Betätigungsstange 11 durch eine nicht dargestellte äußere Betätigungsvorrichtung in der Zeichnung nach oben gedrückt wird, treibt die Betätigungsstange 1 1 nicht nur den beweglichen Kontaktgeber 16 der Ab-The closing or switching on process will now be described. If the operating rod 11 by a not shown outer actuating device is pushed up in the drawing, drives the actuating rod 1 1 not only the movable contactor 16 of the
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leiteinrichtung 12, sondern auch die mit dem Träger 13 verbundenen Verbindungsstangen 28 nach oben, so daß die beweglichen Teile der Schalteinheiten 1a und 1b in der Schließ- oder Einschaltrichtung verschoben werden, da der Träger 13 gegen den Anschlag 11c gedrückt wird» So schließen oder schalten der feste Kontaktgeber 15 und der bewegliche Kontaktgeber 16 zuerst ein, und dann werden die festen Kontaktgeber 2 und die beweglichen Kontaktgeber 3 der Schalteinheiten 1a und 1b geschlossen oder eingeschaltet. Wenn der Wischweg des Gleitstücks 36 der Ableiteinrichtung 12 größer als die Wischwege der Gleitstücke 35 der Schalteinheiten 1a und 1b gemacht ist9 wird die Einschaltung der Ableiteinrichtung 12 eher als die der Schalteinheiten 1a und 1b erreicht,guide device 12, but also the connecting rods 28 connected to the carrier 13 upwards, so that the moving parts of the switching units 1a and 1b are shifted in the closing or switching-on direction, since the carrier 13 is pressed against the stop 11c the fixed contactor 15 and the movable contactor 16 are turned on first, and then the fixed contactors 2 and the movable contactors 3 of the switching units 1a and 1b are closed or turned on. If the wiping path of the sliding piece 36 of the diverting device 12 is made larger than the wiping path of the sliding pieces 35 of the switching units 1a and 1b 9 , the switching on of the diverting device 12 is achieved earlier than that of the switching units 1a and 1b,
Durch diese Maßnahme bewirkt die Ableiteinrichtung 12 niemals eine frühere Entladung zur Zeit des Einschaltenso Folglich wird die Erscheinung, daß eine elektromagnetische Kraft zwischen der Primärspule 24 und dem Kurzschlußring 25 zu der Zeit des Einschaltens aufgrund des wegen vorzeitiger Entladung durch die Primärspule 24 fließenden Stroms auftritt, verhindert, so daß der Einschaltvorgang gleichmäßig und glatt verläuft.With this measure, the discharge device 12 never causes an earlier discharge at the time of switching on As a result, there becomes a phenomenon that an electromagnetic force occurs between the primary coil 24 and the short-circuit ring 25 at the time of power-on due to the flowing through the primary coil 24 due to premature discharge Current occurs, prevented, so that the switch-on process is even and smooth.
Fig. 4 ist eine Abwandlung der Ableiteinrichtung 12 nach Fig. 1. Im wesentlichen im mittleren Teil eines festen Pufferzylinders 40 ist ein zweiter beweglicher Pufferkolben 42 vorgesehen, der durch eine Feder 41 in die der Bewegungsrichtung des beweglichen Pufferkolbens 17 zur Unterbrechungszeit entgegengesetzte Richtung gedrückt wird. Durch diese Anordnung ist das Volumen der Pufferkammer 43 reduziert.Fig. 4 is a modification of the discharge device 12 according to Fig. 1. Substantially in the middle part of a solid one Buffer cylinder 40 is a second movable buffer piston 42 is provided by a spring 41 in the the direction of movement of the movable buffer piston 17 at the time of the interruption is pressed opposite the direction will. This arrangement reduces the volume of the buffer chamber 43.
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Im Betrieb bewirkt infolge der Abwärtsbewegung der Betätigungsstange 11 der bewegliche Kontaktgeber l6 eine Unterbrechungsbewegung vom festen Kontaktgeber 15 weg, und gleichzeitig komprimiert der bewegliche Pufferkolben 17 ein Bogenlöschgas in der Pufferkammer 43» Dabei wird, da das Volumen der Pufferkammer 43 kleiner als das der Pufferkammer 19 in Fig. 1 gemacht ist, das Bogenlöschgas in der Pufferkammer 43 mit höherer Geschwindigkeit durch einen geringeren Hub des beweglichen Kontaktgebers 16 komprimiert. Der zweite bewegliche Pufferkolben 42 zieht sich zurück, wobei der Druck in der Pufferkammer 43 auf einem hohen Wert gehalten wird, da er durch die Feder 4i gedrückt wird, so daß der zwischen den Kontaktgebern 15 und 16 erzeugte Lichtbogen schnell gelöscht wird und gleichzeitig die zum Unterbrechungsvorgang des ganzen Leistungsschalters erforderliche Zeit reduziert ist«In operation, due to the downward movement of the actuating rod 11, the movable contactor l6 causes a Interrupting movement away from the fixed contactor 15, and at the same time compresses the movable buffer piston 17 an arc extinguishing gas in the buffer chamber 43 » since the volume of the buffer chamber 43 is smaller than that of the Buffer chamber 19 in Fig. 1 is made, the arc extinguishing gas in the buffer chamber 43 at a higher speed a smaller stroke of the movable contactor 16 compressed. The second movable buffer piston 42 pulls back, the pressure in the buffer chamber 43 increasing is kept at a high value because it is by the spring 4i is pressed so that the arc generated between the contactors 15 and 16 is quickly extinguished and at the same time the time required to interrupt the entire circuit breaker is reduced «
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Obwohl nur drei Schalteinheiten 51a, 51b und 51c darin gezeigt sind, kann man irgendeine gewünschte Zahl von Schalteinheiten noch über der Schalteinheit 51c hinzufügen. Zwischen der Schalteinheit 51a und der Schalteinheit 51b sind eine Ableiteinrichtung 52 und ein elektromagnetischer Antrieb 53 vorgesehen. Jede der Schalteinheiten 51a bis 51c besteht aus einem festen Kontaktgeber 54, einem beweglichen Kontaktgeber 55» einem aus einem Pufferzylinder 56 und einem Pufferkolben 57 bestehenden, zusammen eine Pufferkammer 58 definierenden Kompressor, und einer trichterförmigen Isolierdüse 78» die ein Bogenlöschgas von der Pufferkammer 58 zu einem zwischen den Kontaktgebern 54 und 55 erzeugten Lichtbogen lenkt. Der bewegliche Kontaktgeber 55 besteht aus einemFig. 5 shows a further embodiment of the invention. Although only three switching units 51a, 51b and 51c shown therein, any desired number of switch units can be added above switch unit 51c. Between the switching unit 51a and the switching unit 51b are a diverter 52 and an electromagnetic one Drive 53 is provided. Each of the switching units 51a to 51c consists of a fixed contactor 54, a movable contactor 55 »one consisting of a buffer cylinder 56 and a buffer piston 57, together a compressor defining a buffer chamber 58, and a funnel-shaped insulating nozzle 78 »die an arc extinguishing gas from the buffer chamber 58 to an intermediate the contactors 54 and 55 directs generated arc. The movable contactor 55 consists of a
Hauptkontaktgeber 55a und einem Bogenkontaktgeber 55t>» der einen Lichtbogen erzeugt.Main contactor 55a and an arc contactor 55t> » that creates an arc.
Die Ableiteinrichtung 52 besteht aus einem festen Kontaktgeber 59 und einem beweglichen Kontaktgeber 60. Der feste Kontaktgeber 59 ist an seiner Innenwandoberfläche mit einer Isolierschicht 62 mit Ausnahme des Teils versehen, wo ein Stromabnehmer 6i vorgesehen ist. Der bewegliche Kontaktgeber 6.0. ist an seinem oberen Endteil in einem bestimmten Abstand von dem dem Stromabnehmer 01 im geschlossenen Zustand gegenüberstehenden Teil mit einer Isolierschicht 63 versehen. Mittels dieser Anordnung wird ein Lichtbogen in die Isolierschichten 62 und 63 gelenkt, um eine kurze Bogenlöschung zu bewirken. Eine solche Ableiteinrichtung 52 ist von einfacherem Aufbau als die in Fig. 1 und 4."The discharge device 52 consists of a fixed contactor 59 and a movable contactor 60. The fixed contactor 59 is provided on its inner wall surface with an insulating layer 62 except for the part where a current collector 6i is provided. The movable contactor 6.0. is provided with an insulating layer 63 at its upper end part at a certain distance from the part facing the current collector 01 in the closed state. By means of this arrangement, an arc is directed into the insulating layers 62 and 63 to effect a brief arc extinction. Such a discharge device 52 is of a simpler construction than that in FIGS. 1 and 4. "
Der elektromagnetische Antrieb 53 besteht aus einer Primärspule 64 und einem Kurzschlußring 65, der damit ähnlich wie in Fig. 1 elektromagnetisch gekoppelt ist, und soll daher im einzelnen nicht nochmals beschrieben werden. Eine mit einer nicht dargestellten äußeren Antriebsvorrichtung verbundene Betätigungsstange 66 hat einen Axialteil 66a, der gleitbar einen Träger 68 durchsetzt, der durch Verbindungsstangen 77 mit Haltern 67, die an den Pufferzylindern 56 der Schalteinheiten 51a bis 51c befestigt sind, und auch mit dem Kurzschlußring 6^ verbunden ist, und die Betätigungsstange 66 weist weiter einen Anschlag 66b zur Begrenzung der Bewegung des Trägers auf. Der bewegliche Kontaktgeber 60 der AbIeiteinrichtung 52 ist mit der Betätigungsstange 66 mittels einer Verbindungsstange 69 verbunden.The electromagnetic drive 53 consists of a primary coil 64 and a short-circuit ring 65, which is thus electromagnetically coupled in a manner similar to that in FIG. 1, and will therefore not be described again in detail. An operating rod 66 connected to an external drive device (not shown) has an axial part 66a which slidably passes through a carrier 68, which is supported by connecting rods 77 with holders 67 which are attached to the buffer cylinders 56 of the switching units 51a to 51c, and also to the short-circuit ring 6 ^ is connected, and the actuating rod 66 further has a stop 66b for limiting the movement of the carrier. The movable contactor 60 of the discharge device 52 is connected to the actuating rod 66 by means of a connecting rod 69.
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Feste Träger 70, die die festen Teile der Schalteinheiten 51a bis 51c halten, werden von wenigstens einer tragenden Isolierstange 71 gehalten*Fixed supports 70 that hold the fixed parts of the switch units 51a to 51c are supported by at least one supporting insulating rod 71 held *
Der Strompfad nach diesem Ausführungsbeispiel ists Schalteinheit 51c - Schalteinheit 51t> - Ableiteinrichtung 52 - Schalteinheit 51a - Anschluß 72, und in jeder der Schalteinheiten 51a bis 51c läuft der Strompfads fester Träger 70 - fester Kontaktgeber ^k - Hauptkontaktgeber 55a - Pufferzylinder 56 - Stromabnehmer 73 Pufferkolben 57 - Kolbenträger Ik - fester Träger 70. Der Strompfad in der Ableiteinrichtung 52 ist ι fester Träger 70 - fester Kontaktgeber 59 - Stromabnehmer 6l beweglicher Kontaktgeber 60 - Stromabnehmer 75 - fester Träger 70.The current path according to this exemplary embodiment is switching unit 51c - switching unit 51t> - discharge device 52 - switching unit 51a - connection 72, and in each of the switching units 51a to 51c the current path runs fixed support 70 - fixed contactor ^ k - main contactor 55a - buffer cylinder 56 - current collector 73 Buffer piston 57 - piston carrier Ik - fixed carrier 70. The current path in the discharge device 52 is ι fixed carrier 70 - fixed contactor 59 - current collector 6l movable contactor 60 - current collector 75 - fixed carrier 70.
Beim Ausschalt- oder Unterbrechungsbetrieb bewegt sich, wenn die Betätigungsstange 66 nach unten gedrückt wird, der bewegliche Kontaktgeber 60 der Ableiteinrichtung 52 zur Unterbrechung der Leitung mit dem Stromabnehmer 61 und zum Treiben eines Bogens in die Isolierschichten 62 und 63 nach unten, so daß sich eine kurze Bogenlöschung ergibt. Der zu unterbrechende Strom, der vorher durch die Ableiteinrichtung 52 floß, wird in den festen Träger 70 die Primärspule 6k - einen Leiter 76 - den festen Träger 70 abgeleitet. Der Kurzschlußring 65 wird durch die elektromagnetische Abstoßkraft betätigt, die durch den durch die Primärspule 64 fließenden Strom induziert wird, um die beweglichen Teile der Schalteinheiten 51a bis 51c anzutreiben, wodurch der feste Kontaktgeber 5k und der Hauptkontaktgeber 55a getrennt werden, so daß ein Lichtbogen zwischen dem festen Kontaktgeber $k und dem Bogen-When switching off or interrupting operation, when the operating rod 66 is pushed down, the movable contactor 60 of the discharge device 52 to interrupt the line with the current collector 61 and to drive an arc into the insulating layers 62 and 63 downwards, so that a brief arc erasure results. The current to be interrupted, which previously flowed through the discharge device 52, is diverted into the fixed support 70, the primary coil 6k - a conductor 76 - the fixed support 70. The short-circuit ring 65 is operated by the electromagnetic repulsive force induced by the current flowing through the primary coil 64 to drive the moving parts of the switching units 51a to 51c, whereby the fixed contactor 5k and the main contactor 55a are separated so that an arc between the fixed contactor $ k and the arc
kontaktgeber 55b.erzeugt wird. Gleichzeitig wird ein Bogenlöschgas in der Pufferkaramer 58 auf hohen Druck komprimiert und durch die Isolierdüse 78 gegen den Lichtbogen geblasen, um diesen auszulöschen und den Unterbrechungsvorgang zu vollenden«contactor 55b. is generated. At the same time an arc extinguishing gas is used compressed in the buffer karamer 58 to high pressure and blown through the insulating nozzle 78 against the arc to extinguish it and the interruption process to be completed "
Beim Schließ- oder Einschaltbetrieb werden, wenn die Betätigungsstange 66 nach oben geschoben wird, die Ableiteinrichtung 52 und die Schalteinheiten 51a bis 51c in der Schließrichtung getrieb'en, wobei zuerst die Ableiteinrichtung 52 und danach die Schalteinheiten 51a bis 51c geschlossen werden. Dies kommt daher, daß der Wischweg der Ableiteinrichtung 52 größer als die Wischwege der Schalteinheiten 51a bis 51c gemacht ist, wodurch verhindert wird, daß ein Strom durch den elektromagnetischen Antrieb 53 fließt, was sonst durch die vorzeitige Entladung in den Schalteinheiten 51a bis 51c zur Schließzeit auftritt, so daß also infolge dieser Anordnung der Schließvorgang glatt und gleichmäßig vor sich geht.In the closing or switch-on mode, when the operating rod 66 is pushed up, the diverting device 52 and the switching units 51a to 51c are driven in the closing direction, the diverting device 52 being closed first and then the switching units 51a to 51c. This is because the wiping path of the discharge device 52 is made larger than the wiping path of the switching units 51a to 51c, thereby preventing a current from flowing through the electromagnetic drive 53, which is otherwise caused by the premature discharge in the switching units 51a to 51c at closing time occurs, so that as a result of this arrangement, the closing process proceeds smoothly and evenly.
Es ist noch darauf hinzuweisen, daß bei allen vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen die Schalteinheiten, die Ableiteinrichtung und der elektromagnetische Antrieb in ein Gefäß eingebracht werden bzw. sind, das mit einem Bogenlöschgas mit guten elektrisch isolierenden Eigenschaften gefüllt ist.It should also be pointed out that in all of the exemplary embodiments explained above, the switching units, the discharge device and the electromagnetic drive are or are introduced into a vessel that is filled with an arc extinguishing gas with good electrical insulating properties.
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Legal Events
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