DE2319836B2

DE2319836B2 - Circuit breaker

Info

Publication number: DE2319836B2
Application number: DE2319836A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Hitachi Yoshioka (Japan)
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-04-17
Filing date: 1973-04-18
Publication date: 1975-11-20
Also published as: FR2226740B1; DE2319836A1; DE2319836C3; FR2226740A1; US3872272A

Description

einem Mehrfachschaltteil gebaut, der aus einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Schalteinheiten bestehtbuilt a multiple switching part, which consists of a plurality of series-connected switching units

Andererseits erfordert ein Gasbeblasungs-Leistungsschalter eine starke Betätigungs- od?r Antriebskraft. Dies kommt daher, daß bei diesem Leistungsschalter ein Lichtbogenlöschgas im wesentlichen gleichzeitig mit dem Schalt- oder Trennvorgang oder der Bewegung der Kontaktstücke zwecks Blasens des komprimierten Hochdruckbogenlöschgases gegen einen zwischen den Kontaktstücken erzeugten Lichtbogen zum Löschen des Lichtbogens komprimiert wird. Da außerdem der Kompressionsweg der Blaseinrichtung zum Komprimieren des Löschgases erheblich ist, ist auch der Schaltweg der Kontaktstücke lang.On the other hand, a gas blast circuit breaker is required a strong actuating or driving force. This is because this circuit breaker an arc extinguishing gas essentially simultaneously with the switching or disconnection process or the movement of the contact pieces for the purpose of blowing the compressed high pressure arc extinguishing gas against an intermediate the contact pieces generated arc is compressed to extinguish the arc. Since also the compression path of the blowing device for compressing the extinguishing gas is considerable, too the switching path of the contact pieces is long.

Wenn der Gasbeblasungs-Leistungsschalter mehrere Schalteinheiten aufweist, die nach bisheriger Art gleichzeitig und zusammen durch einen Antriebskolben betätigt oder angetrieben werden missen, der seinerseits durch komprimierte Luft als Arbeitsmedium angetrieben wird, muß die Antriebskraft 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 Schaltverhalten erwarten, da die Antriebsvorgänge bei den einzelnen Gruppen nicht ausgeglichen wären.If the gas blower circuit breaker has several switching units, which according to the previous type be actuated or driven simultaneously and together by a drive piston, which in turn is driven by compressed air as the working medium, the driving force must be stronger. To overcome this difficulty, the switching units can be divided into a number of groups will. However, if separate groups of separate drives are to be operated, one cannot do a good one and expect stable switching behavior, as the drive processes in the individual groups are not balanced would be.

Die eingangs genannte Art von Leistungsschaltern (DT-OS 21 61 507 und US-PS 35 31 608), bei der die elektrodynamische Energie des zu unterbrechenden Stromes als Antriebskraft ausgenutzt wird, ist so aufgebaut, daß der zu schaltende Strom zur Zeit des Schaltens in die Primärspule abgeleitet wird, um eine elektrodynamische Abstoß- oder Anziehungskraft zwischen der Primärspule und der elektrodynamisch damit gekoppelten sekundären induktiven Einheit zu erzeugen, und da die durch diesen elektrodynamischen Antrieb erzeugte elektrodynamische Kraft proportional dem Quadrat des zu unterbrechenden Stromes ist, wird die Schalteinheit bei jedem starken S\rom sicher angetrieben. The aforementioned type of circuit breakers (DT-OS 21 61 507 and US-PS 35 31 608), in which the the electrodynamic energy of the current to be interrupted is used as the driving force, is structured in such a way that that the current to be switched is diverted at the time of switching in the primary coil to an electrodynamic Repulsive or attractive force between the primary coil and the electrodynamically coupled one to generate secondary inductive unit, and because of this electrodynamic drive generated electrodynamic force is proportional to the square of the current to be interrupted, the Switching unit safely driven with every strong s \ rom.

Jedoch ist ein Leistungsschalter, bei dem je ein vorstehend erläuterter elektrodynamischer Antrieb für jede Schalteinheit vorgesehen ist, in seinem Aufbau kompliziert, v/odurch es schwierig wird, den Mechanismus so einzustellen, daß die einzelnen Schalteinheiten gleichmäßig arbeiten.However, a circuit breaker in which one electrodynamic drive as described above for each each switching unit provided is complicated in structure, v / o making the mechanism difficult set 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 find a circuit breaker with good uniform switching properties to manufacture.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein gleichzeitiges öffnen der einzelnen Schalteinheiten mit Sicherheit erreicht wird.The invention is based on the object of developing a circuit breaker of the type mentioned at the outset so that that a simultaneous opening of the individual switching units is achieved with certainty.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für alle Schalteinheiten ein gemeinsamer elektrodynamischer Antrieb vorgesehen ist, der mittels Verbindungsstangen aus Isolierstoff mit den beweglichen Teilen der Blaseinrichiungen verbunden ist.This object is achieved according to the invention in that a common electrodynamic for all switching units Drive is provided, which by means of connecting rods made of insulating material with the movable Parts of the Blaseinrichiungen is connected.

Durch die Zuordnung eines gemeinsamen elektrodynamischen Antriebs für alle Schalteinheiten und dessen Verbindung mit den beweglichen Teilen sämtlicher Blaseinrichtungen wird das gleichzeitige Öffnen aller Schalteinheiten gewährleistet. Außerdem läßt sich mit dem so aufgebauten Leistungsschalter jeder auch noch so siärke Strom mit einer geringen äußeren Betätigungskraft schalten.By assigning a common electrodynamic drive for all switching units and their Connection with the moving parts of all blowers will allow all of them to open at the same time Switching units guaranteed. In addition, everyone can still use the circuit breaker constructed in this way this would allow electricity to be generated with a small external actuation force switch.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüclien gekennzeichnetAdvantageous further developments of the invention are characterized in the subclaims

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläuteri, darin zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawing, in it shows

F i g. 1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des LeistungsschaUers,F i g. 1 is a sectional view of an embodiment of the performance auditor,

Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie H-II in Fig.1.
F i g. 3 einen dem Leistungsschalter nach F i g. 1 entsprechenden Schaltkreis,Fig.2 shows a cross section along the line H-II in Fig.1.
F i g. 3 a circuit breaker according to FIG. 1 corresponding circuit,

F i g. 4 eine Schnittansicht eines Teils eines anderen Ausführungsbeispiels des LeistungsschaUers, undF i g. 4 is a sectional view of a portion of another embodiment of the power switch, and FIG

F i g. 5 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Leistungsschalters.F i g. 5 is a sectional view of a further exemplary embodiment of the circuit breaker.

Gemäß Fig. 1 sind zwei Schalteinheiten la und Xb elektrisch in Reihe geschaltet. Jede der Schalteinheiten la und Xb besteht aus einem festen Kontaktstück 2, einem dem festen Kontaktstück 2 gegenüberstehenden bewegiichen Kontaktstück 3, einer aus einem BJaszylinder 4 und einem Blaskolben 5 bestehenden und eine Blaskammer 6 darin definierenden Blaseinrichtung und einer Isolierdüse 7, die ein Lichtbogenlöschgas, wie z. B. Schwefelhexafluorid-(SFb-)Gas gegen einen zwischen dem festen Kontaktstück 2 und dem beweglichen Kontaktstück 3 erzeugten Lichtbogen bläst. Das bewegliche Kontaktstück 3, der Blaszylinder 4 und die Isolierdüse 7 sind untereinander verbunden. Der Blaskolben 5 der Schalteinheit la und das feste Kontaktstück 2 der Schalteinheit Xb werden von demselben festen Träger 8 getragen. Das bewegliche Kontaktstück 3 und ein tragendes leitendes Rohr 9 des Blaskolbens 5 sind über einen Stromabnehmer 10 in elektrischem Kontakt miteinander. According to FIG. 1, two switching units la and Xb are electrically connected in series. Each of the switching units la and Xb consists of a fixed contact piece 2, a movable contact piece 3 opposite the fixed contact piece 2, a blowing device consisting of a blowing cylinder 4 and a blowing piston 5 and defining a blowing chamber 6 therein, and an insulating nozzle 7 which supplies an arc extinguishing gas, such as z. B. sulfur hexafluoride (SFb) gas against an arc generated between the fixed contact piece 2 and the movable contact piece 3 blows. The movable contact piece 3, the blowing cylinder 4 and the insulating nozzle 7 are connected to one another. The blowing piston 5 of the switching unit 1 a and the fixed contact piece 2 of the switching unit X b are carried by the same fixed support 8. The movable contact piece 3 and a supporting conductive tube 9 of the blow 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 la und Xb verbunden ist, and die Stange 11 weist außerdem Anschläge 116 und lic auf, die den Bewegungsspielraum des Trägers 13 begrenzen. Zum Drükken des Trägers 13 in den gezeigten geschlossenen Zustand nach unten gegen den Anschlag lic ist eine Feder 14 vorgesehen.An actuating rod 11, which is connected to an external actuating device (not shown), has an axial part 11a which transmits a driving force to a diverting device 12, which will be described later, and which slidably passes through a carrier 13 which, with the moving parts of the switching units la and Xb is connected, and the rod 11 also has stops 116 and lic which limit the freedom of movement of the carrier 13. A spring 14 is provided for pressing the carrier 13 downward against the stop lic in the closed state shown.

Die Stromableiteinrichtung 12 besteht aus einem hohlen festen Kontaktstück 15, einem dem festen Kontaktstück 15 gegenüber angeordneten beweglichen Kontaktstück 16 mit einer federnd gelagerten Spitze 36, einer Blaseinrichtung mit einem beweglichen Blaskolben 17 und einem festen Blaszylinder 18, die zusammen eine Blaskammer 19 bilden, und einer Isolierdüse 21, die ein Lichtbogenlöschgas, das in der Blaskammer 19 auf hohen Druck komprimiert ict, gegen einen zwisehen dem festen Kontaktstück 15 und dem beweglichen Kontaktstück 16 erzeugten Lichtbogen bläst. Das bewegliche Kontaktstück 16 ist mit der Betätigungsstange 11 verbunden, wobei das bewegliche Kontaktstück 16, der bewegliche Blaskolben 17 und die IsolierThe current diverting device 12 consists of a hollow fixed contact piece 15, one of the fixed contact pieces 15 opposite movable contact piece 16 with a resiliently mounted tip 36, a blowing device with a movable blowing piston 17 and a fixed blowing cylinder 18, which together a blowing chamber 19, and an insulating nozzle 21, which an arc extinguishing gas, which in the blowing chamber 19 ict compressed to high pressure, against a zwisehen the fixed contact piece 15 and the movable contact piece 16 generated arc blows. That movable contact piece 16 is connected to the actuating rod 11, wherein the movable contact piece 16, the movable blow piston 17 and the isolating

£1 düse 21 durch die Betätigungsstange 11 als Verbunc betätigbar sind. Das bewegliche Kontaktstück 16 kon taktiert elektrisch einen Stromabnehmer 22, der ar einem Endteil des festen Blaszylinders 19 vorgeseher ist.£ 1 nozzle 21 through the actuating rod 11 as a verbunc are actuatable. The movable contact piece 16 con tacts electrically a current collector 22, the ar one end part of the fixed blowing cylinder 19 is provided.

Ein elektrodynamischer Antrieb 23 umgibt das feste Kontaktstück 15. Der elektrodynamische Antrieb 21 weist eine Primärspule 24, in die der zu unterbrechend! Strom durch die Ableiteinrichtung 12 abgeleitet wirdAn electrodynamic drive 23 surrounds the fixed contact piece 15. The electrodynamic drive 21 has a primary coil 24 into which the! Current is derived through the diverter 12

jnd einen elektrodynamisch mit der Primärspule 24 gekoppelten Kurzschlußring 25 auf, so daß ein Induktionsstrom im Kurzschlußring 25 induzierbar ist, wodurch dieser gegenüber der Primärspule 24 abstoßend gemacht wird. Der Kurzschlußring 25 kann auch eine Kurzschlußspule sein, die eine kurzgeschlossene Wicklung aufweist.jnd one electrodynamically coupled to the primary coil 24 Short-circuit ring 25 so that an induction current can be induced in the short-circuit ring 25, whereby this is made repulsive to the primary coil 24. The short-circuit ring 25 can also be a Be short-circuit coil that has a short-circuited winding.

Die Primärspule 24 ist z. B. eine einstückig geformte Einheit und an einem festen Träger 26 befestigt, an dem auch der Blaskolben 5 der Schalteinheit lö und das feste Kontaktstück 15 der Ableiteinrichtung 12 befestigt sind. Der Kurzschlußring 25 ist mit Verbindungsstangen 28 aus Isolierstoff verbunden, die mechanisch mit an den Blaszylindern 4 der Schalteinheiten la und 16 befestigten Metallhaltern 27 verbunden sind und die beweglichen Teile der Schalteinheiten la und 16 betätigen. The primary coil 24 is e.g. B. an integrally molded one Unit and attached to a fixed support 26, on which also the blow piston 5 of the switching unit and the fixed Contact piece 15 of the discharge device 12 are attached. The short-circuit ring 25 has connecting rods 28 made of insulating material, which is mechanically connected to the blowing cylinders 4 of the switching units la and 16 attached metal holders 27 are connected and the moving parts of the switching units la and 16 operate.

Die Primärspule 24 und der Kurzschlußring 25 sind koaxial angeordnet und haben jeweils bestimmte axiale Längen, so daß im gezeigten Zustand die Primärspule 24 in den Kurzschlußring 25 eingeführt ist. Durch diese Anordnung läßt sich, auch wenn sich der Kurzschlußring 25 bewegt, eine bestimmte elektrodynamische Kraft über einen großen Weg entwickeln. Unten sitzt an der Primärspule 24 ein Leiter 34.The primary coil 24 and the short-circuit ring 25 are arranged coaxially and each have certain axial ones Lengths so that the primary coil 24 is inserted into the short-circuit ring 25 in the state shown. Through this Arrangement can, even if the short-circuit ring 25 moves, a certain electrodynamic Developing strength in a great way. A conductor 34 is seated at the bottom of the primary coil 24.

Die festen Teile der Schalteinheiten Xa und 16 und der feste Teil der Ableiteinrichtung 12 werden durch isolierende Trägerstangen 29 gehalten. Im einzelnen werden ein fester Träger 31, der das feste Kontaktstück 2 der Schalt einheit la trägt und an seinem Endteil zu einem Anschluß 30 ausgeformt ist. der feste Träger 8, der zwischen der Schalteinheit la und der Schalteinheit 16 vorgesehen ist, der feste Träger 26, der zwischen der Schalteinheit 16 und der Ableiteinrichtung 12 vorgesehen ist. und ein fester Träger 33, der den festen Blaszylinder 18 der Ableiteinrichtung 12 trägt und an seinem Endteil zu einem Anschluß 32 ausgeformt ist. von den Isolierträgerstangen 29 getragen.The fixed parts of the switching units Xa and 16 and the fixed part of the discharge device 12 are held by insulating support rods 29. In detail, a solid support 31, which carries the fixed contact piece 2 of the switching unit la and is formed at its end part to form a terminal 30. Die Kontaktstück 2 ist der Schalteinheit La in der Schalteinheit 1. the fixed carrier 8, which is provided between the switching unit 1 a and the switching unit 16, the fixed carrier 26, which is provided between the switching unit 16 and the discharge device 12. and a fixed support 33 which supports the fixed blowing cylinder 18 of the discharge device 12 and is formed into a connection 32 at its end part. carried by the insulating support rods 29.

In F i g. 2. die einen Querschnitt nach der Linie 11-11 in F i g. 1 darstellt tragen die drei Isolierträgerstangen 29 den festen Träger 8. und die Verbindungsstangen 28. die mit dem Kurzschlußring 25 des elektrodynamischen 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 Blaszylindern 4. wie oben beschrieben, befestigt sind.In Fig. 2. the a cross section along the line 11-11 in Fig. 1 shows the three insulating support rods 29 support the fixed support 8 and the connecting rods 28. which are connected to the short-circuit ring 25 of the electrodynamic drive 23 are alternating with the Insulating support rods 29 arranged offset. The connecting rods 28 are attached to the metal holders 27 which in turn are attached to the blow cylinders 4. as described above.

Der Strompfad im in F i g. 1 dargestellten geschlossenen Zustand ist: Anschluß 30 — fester Träger 31 — festes Kontaktstück 2 — bewegliches Kontaktstück 3 — Stromabnehmer 10 — tragendes leitendes Rohr 9 — fester Träger 8 — festes Kontaktstück 2 — bewegliches Kontaktstück 3 — Stromabnehmer 10 — tragendes leitendes Rohr 9 — fester Träger 26 — festes Kontaktstück 15 — bewegliches Kontaktstück 16 — Stromabnehmer 22 — fester Blaszylinder 18 — fester Träger 33 —Anschluß 32.The current path in FIG. 1 is closed state shown: connection 30 - fixed support 31 - fixed contact piece 2 - movable contact piece 3 - current collector 10 - carrying conductive tube 9 - Fixed carrier 8 - fixed contact piece 2 - movable contact piece 3 - current collector 10 - supporting conductive tube 9 - fixed support 26 - fixed contact piece 15 - movable contact piece 16 - current collector 22 - fixed blowing cylinder 18 - fixed support 33 - Connection 32.

Wenn der durch das feste Kontaktstück 15 und das bewegliche Kontaktstück 16 der Ableiteinrichtung 12 fließende Strom hn Anfangsstadium der Abschaltung unterbrochen wird, ergibt sich der Strompfad: fester Träger 26 — Primärspule 24 — Leiter 34 — fester Blaszylinder 18.When the through the fixed contact piece 15 and the movable contact piece 16 of the discharge device 12 If the current flowing is interrupted in the initial stage of shutdown, the result is the current path: more solid Carrier 26 - primary coil 24 - conductor 34 - fixed blow cylinder 18.

F i g. 3 ist ein Schaltschema des Leistungsschalter nach F i g. 1. Eine Reihenschaltung der Schalteinheiten la und 16 ist in Reihe mit einer Parallelschaltung der Ableiteinrichtung 12 und des elektrodynamischen Antriebs 23 verbunden. Wenn die Ableiteinrichtung 12 geschlossen ist, fließt nur wenig Strom durch den elektrodynamischen Antrieb 23, da der Widerstand der Ableiteinrichtung so gewählt ist, daß er im Vergleich mit dem elektrodynamischen Antrieb 23 sehr klein ist.F i g. 3 is a circuit diagram of the circuit breaker according to FIG. 1. A series connection of the switching units la and 16 are in series with a parallel connection of the discharge device 12 and the electrodynamic drive 23 connected. When the discharge device 12 is closed is, only a little current flows through the electrodynamic drive 23, since the resistance of the discharge device is chosen so that it is very small in comparison with the electrodynamic drive 23.

Bei einem Schallvor<*ang, bei dem man die Betätigungsstange 11 durch eine nicht dargestellte äußere Antriebseinrichtung in F i g. 1 nach unten drückt, wird der bewegliche Teil der Ableiteinrichtung 12 nach unten geschoben, so daß der Kontakt zwischen dem fe-In the case of a sound pressure, in which the operating rod 11 by an external drive device (not shown) in FIG. 1 pushes down, becomes the movable part of the discharge device 12 pushed down so that the contact between the fe-

ίο sten Kontaktstück 15 und dem beweglichen Kontaktstück 16 unterbrochen wird, so daß der bewegliche Blaskolben 17, der mit dem beweglichen Kontaktstück 16 zu einer einstückigen Einheit geformt ist, ein Lichtbogenlöschgas in der Blaskammer 19 komprimiert und dieses gegen einen zwischen dem festen Kontaktstück 15 und dem beweglichen Kontaktstück 16 erzeugten Lichtbogen geblasen wird. Infolgedessen steigt die Bogenspannung zwischen dem festen Kontaktstück 15 und dem beweglichen Kontaktstück 16. Wenn die Lichtbogenspannung hoch genug wird, wird der Lichtbogen durch Blasen mit dem unter Hochdruck gesetzten Lichtbogenlöschgas gelöscht, bevor der Strom im Hauptkreis den Nullpunkt erreicht, so daß der Strom in den Kreis mit der Primärspule 24 abgeleitet wird.ίο most contact piece 15 and the movable contact piece 16 is interrupted, so that the movable blow piston 17, which is connected to the movable contact piece 16 is formed into an integral unit, an arc extinguishing gas is compressed in the blowing chamber 19 and this against a generated between the fixed contact piece 15 and the movable contact piece 16 Arc is blown. As a result, the arc voltage between the fixed contact piece 15 increases and the movable contact piece 16. When the arc voltage becomes high enough, the arc will extinguished by blowing with the high pressure arc extinguishing gas before the current in the Main circuit reaches the zero point, so that the current is diverted into the circuit with the primary coil 24.

2s Dabei ist da die Induktanz der Primärspule etwa 10 μΗ beträgt, die Spannung nur etwa 200 bis 300 V für das Schalten von 50 kA. Folglich läßt sich, auch wenn die Kompressionswirkung auf das Lichtbogenlöschgas, die gleichzeitig mit dem Kontaktstückunterbreehungs-Vorgang auftritt, zu gering ist um ein hochkomprimiertes Lichtbogenlöschgas zu erzeugen, der zwischen dem festen Kontaktstück 15 und dem beweglichen Kontaktstück 16 erzeugte Lichtbogen ausreichend löschen. Zu dieser Zeit gleitet nur der Träger 13 auf dem axialen Teil 11 a der Betätigungsstange 11.2s Since the inductance of the primary coil is around 10 μΗ, the voltage is only around 200 to 300 V for switching of 50 kA. Consequently, even if the compression effect on the arc extinguishing gas, which occurs simultaneously with the contact piece breaking process is too small to be a highly compressed one Generate arc extinguishing gas between the fixed contact piece 15 and the movable contact piece 16 extinguish enough arcs. At this time, only the carrier 13 slides on the axial one Part 11 a of the operating rod 11.

Wenn der Strom durch die Ableiteinrichtung 12 in den Kreis mit der Primärspule 24 abgeleitet wird, wird durch den zu unterbrechenden Strom ein magnetischer Fluß um die Primärspule 24 erzeugt. Der MagnetflußWhen the current is diverted through the diverter device 12 into the circuit with the primary coil 24 a magnetic flux is generated around the primary coil 24 by the current to be interrupted. The magnetic flux

induziert durch elektrodynamische Induktion einen Induktionsstrom im Kurzschlußring 25. der elektrodynamisch mit der Primärspule 24 gekoppelt ist. wodurch eine elektrodynamische Abstoßungskraft zwischen der Primärspule 24 und dem Kurzschlußring 25 entsteht, soinduces an induction current in the short-circuit ring 25 by electrodynamic induction, the electrodynamically is coupled to the primary coil 24. creating an electrodynamic repulsive force between the Primary coil 24 and the short-circuit ring 25 is created so

daß der Kurzschlußring 25 nach unten in der F i g. 1 getrieben wird. Mit anderen Worten wird zwischen der Primärspule 24 und dem Kurzschlußring 25 eine starke elektrodynamische Kraft zur Verschiebung der Verbindungsstangen 28 in Unlerbrechungsrichtung erzeugt.that the short-circuit ring 25 down in the F i g. 1 is driven. In other words, between the Primary coil 24 and the short-circuit ring 25 a strong electrodynamic force to move the connecting rods 28 generated in the direction of interruption.

5» Durch die Bewegung der Verbindungsstangen 28 werden die Blaszylinder 4 der Schalteinheiten la und 16 angetrieben, um einen Unterbrechung- oder Trennvorgang zwischen dem festen Kontaktstück 2 und dem beweglichen Kontaktstück 3 zu bewirken, wodurch andererseits das Lichtbogenlöschgas in der Blaskammer 6 der Blaseinrichtung komprimiert wird jedes bewegliche Kontaktstück 3 besitzt an seinem Ende eine federnd gelagerte Spitze 35. Diese bleibt während des ersten Teiles der Bewegung des Blaszylinders 4 noch5 »Through the movement of the connecting rods 28, the blowing cylinders 4 of the switching units 1 a and 16 driven to an interruption or disconnection process to effect between the fixed contact piece 2 and the movable contact piece 3, whereby on the other hand the arc extinguishing gas in the blowing chamber 6 of the blowing device is compressed each movable Contact piece 3 has a resiliently mounted tip 35 at its end. This remains during the first part of the movement of the blowing cylinder 4

miidem feststehenden Kontaktstück 2 in Berührung, so daß ein Lichtbogen zwischen dem festen Kontaktstück 2 und dem beweglichen Kontaktstück 3 erst erzeugt werden kann, wenn das Lichtbogenlöschgas in der Blaskammer 6 auf einen bestimmten Druck komprimiert worden ist Das dadurch untet hohen Druck gesetzte Lichtbogenlöschgas wird gegen den zwischen dem festen Kontaktstück 2 und dem beweglichen Kontaktstück 3 erzeugten Lichtbogen bis zu dessen Auslö-with the fixed contact piece 2 in contact, see above that an arc between the fixed contact piece 2 and the movable contact piece 3 is only generated can be when the arc extinguishing gas in the blowing chamber 6 is compressed to a certain pressure The arc extinguishing gas, which is set under high pressure, is counteracted by the between the fixed contact piece 2 and the movable contact piece 3 generated arc until it is triggered

schung geblasen, wodurch der Unterbrechungs- bzw. Abschaltvorgang des Leistungsschalter* vollendet wird.blown, whereby the interruption or disconnection process of the circuit breaker * is completed.

Nun soll der Schließ- oder Einschaltvorgang beschrieben werden. Wenn die Betätigungsstange 11 durch eine nicht dargestellte äußere Bctätigungsvorrichtung in der Zeichnung nach oben gedrückt wird, treibt die Betätigungsstange 11 nicht nur das bewegliche Kontaktstück 16 der Ableiteinrichtung 12. sondern auch die mit dem Träger 13 verbundenen Verbindungsstangen 28 nach oben, so daß die beweglichen Teile der Schalteinheiten la und Ib in der Schließ- oder Einschaltrichtung verschoben werden, da der Träger 13 gegen den Anschlag Hc gedrückt wird. So schließen oder schalten das feste Kontaktstück 15 und das bewegliche Kontaktstück 16 zuerst ein, und dann werden die festen Kontaktstücke 2 und die beweglichen Kontaktstücke 3 der Schalteinheiten la und Ib geschlossen oder eingeschaltet.The closing or switching-on process will now be described. When the operating rod 11 is pushed upward in the drawing by an external operating device (not shown), the actuating rod 11 drives not only the movable Contact piece 16 of the diverter 12 but also the connecting rods 28 connected to the carrier 13 upwards, so that the moving parts of the Switching units la and Ib are shifted in the closing or switch-on direction, since the carrier 13 is pressed against the stop Hc. So close or switch the fixed contact piece 15 and the movable one Contact piece 16 first, and then the fixed contact pieces 2 and the movable contact pieces 3 of the switching units la and Ib closed or switched on.

Durch diese Maßnahme bewirkt die Ableiteinrichtung 12 niemals eine frühere Entladung zur Zeit des Einschalten. Folglich wird die Erscheinung, daß eine elektrodynamische Kraft zwischen der Primärspule 24 und dem Kurzschlußring 25 zu der Zeit des Einschaltens auf Grund des wegen vorzeitiger Entladung durch die Primärspule 24 fließenden Stroms auftritt, verhinden, so daß der Einschaltvorgang gleichmäßig und glatt verläuft.As a result of this measure, the discharge device 12 never causes an earlier discharge at the time of Turn on. As a result, there becomes a phenomenon that an electrodynamic force between the primary coil 24 and the short-circuit ring 25 at the time of power-on due to premature discharge through the primary coil 24 of flowing current occurs, prevent so that the switch-on process is even and smooth.

F i g. 4 ist eine Abwandlung der Ableileinrichtung 12 nach F 1 g. 1. Im wesentlichen im mitteren Teil eines festen Blaszylinders 40 ist ein zweiter beweglicher Blaskolben 42 vorgesehen, der durch eine Druckfeder 41 in die der Bewegungsrichtung des beweglichen Blaskolbens 17 zur Unterbrechungszeit entgegengesetzte Richtung gedrückt wird. Durch diese Anordnung ist das Volumen der Blaskammer 43 reduziert.F i g. 4 is a modification of the diverting device 12 according to F 1 g. 1. Essentially in the middle part of a solid Blowing cylinder 40, a second movable blowing piston 42 is provided, which is supported by a compression spring 41 in that of the direction of movement of the movable blowing piston 17 opposite at the time of interruption Direction is pressed. This arrangement reduces the volume of the blow chamber 43.

Im Betrieb bewirkt infolge der Abwärtsbewegung der Betätigungsstange 11 das bewegliche Kontaktstück 16 eine Unterbrechungsbewegung vom festen Kontaktstück 15 weg. und gleichzeitig komprimiert der bewegliche Blaskolben 17 ein Lichtbogenlöschgas in der Blaskammer 43. Dabei wird, da das Volumen der Blaskammer 43 kleiner als das der Blaskammer 19 in F i g. 1 gemacht ist. das Lichtbogenlöschgas in der Blaskammer 43 mit höherer Geschwindigkeit durch einen geringeren Hub des beweglichen Kontaktstückes 16 komprimiert. Der zweite bewegliche Blaskolben 42 wird gegen die Kraft der Feder 41 zurückgedrückt, wodurch der Druck in der Blaskammer 43 auf einem hohen Wert gehalten wird, so daß der zwischen den Kontaktstükken 15 und 16 erzeugte Lichtbogen schnell gelöscht wird und gleichzeitig die zum Unterbrechungsvorgang des ganzen Leistungsschalters erforderliche Zeit reduziert ist.In operation, the downward movement of the actuating rod 11 causes the movable contact piece 16 an interruption movement away from the fixed contact piece 15. and at the same time compresses the movable one Blow piston 17 an arc extinguishing gas in the blow chamber 43. Since the volume of the blow chamber 43 smaller than that of the blow chamber 19 in FIG. 1 is made. the arc extinguishing gas in the blowing chamber 43 is compressed at a higher speed by a smaller stroke of the movable contact piece 16. The second movable blow piston 42 is pushed back against the force of the spring 41, whereby the Pressure in the blowing chamber 43 is kept at a high value, so that the between the contact pieces 15 and 16 generated arc is quickly extinguished and at the same time leading to the interruption process the entire circuit breaker required time is reduced.

F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispicl. Obwohl nur drei Schakeinheiten 51a. 51b und 51c darin gezeigt sind, kann man irgendeine gewünschte Zahl von Schalteinheiten noch über der Schaheinheit 51c hinzufügen. Zwischen der Schalteinheit 51a und der Schalteinheit 51b sind eine Ableiteinrichtung 52 und ein elektrodynamischer Antrieb 53 vorgesehen. Jede der Schalteinheiten 51a bis 51c besteht aus einem festen Kontaktstück 54, einem beweglichen Kontaktstück 55, einer aus einem Blaszylinder 56 und einem Blaskolben 57 bestehenden, zusammen eine Blaskammer 58 definierenden Blaseinrichtung und einer trichterförmigen Isolierdüse 78, die ein Lichtbogcnlöschgas von der Blaskammer 58 zu einem zwischen den Kontaktstücken 54 und 55 erzeugten Lichtbogen lenkt. Das bewegliche Kontaktstück 55 besieht aus einem Hauptkontaktstück 55a und einem Lichtbogenkontaktstück 55b, das einen Lichtbogen erzeugt.F i g. 5 shows a further embodiment. Even though only three hook units 51a. 51b and 51c shown therein can be any number desired of switching units still above the viewing unit 51c. Between the switching unit 51a and the Switching unit 51b are a diverter 52 and a electrodynamic drive 53 is provided. Each of the switching units 51a to 51c consists of a fixed one Contact piece 54, a movable contact piece 55, one of a blow cylinder 56 and a blow piston 57 existing, together a blowing chamber 58 defining blowing device and a funnel-shaped Isolating nozzle 78, which an arc extinguishing gas from the Blowing chamber 58 directs to an arc generated between the contact pieces 54 and 55. The movable one Contact piece 55 consists of a main contact piece 55a and an arcing contact piece 55b, the one Arc generated.

Die Ableiteinrichtung 52 besteht aus einem festen Kontaktstück 59 und einem beweglichen Kontaktstück 60. Das feste Komaktstück 59 ist an seiner lnnenwandoberfläche mit einer Isolierschicht 62 mit Ausnahme des Teils versehen, wo ein Stromabnehmer 61 vorgesehen ist. Das bewegliche Kontaktstück 60 ist an seinem oberen Endteil in einem bestimmten Abstand von dem dem Stromabnehmer 61 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 F i g. 1 und 4.The discharge device 52 consists of a fixed contact piece 59 and a movable contact piece 60. The solid compact piece 59 is on its inner wall surface with an insulating layer 62 except of the part where a current collector 61 is provided. The movable contact piece 60 is on his upper end part at a certain distance from the one facing the current collector 61 in the closed state Part provided with an insulating layer 63. With this arrangement, an arc is created in the insulating layers 62 and 63 are directed to effect brief arc extinction. Such a discharge device 52 is of a simpler construction than that in FIG. 1 and 4.

Der elektrodynamische Antrieb 53 besteht aus einer Primärspule 64 und einem Kurzschlußring 65, der damit ähnlich wie in F i g. 1 elektrodynamisch 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 Blaszylindern 56 der Schalteinheiten 51a bis 51c befestigt sind, und auch mit dem Kurzschlußring 65 verbunden ist, und die Betätigungsstange 66 weist weiter einen Anschlag 66b zur Begrenzung der Bewegung des Trägers 68 auf. Das bewegliche Kontaktstück 60 der Ableiteinrichtung 52 ist mit der Betätigungsstange 66 mittels einer Verbindungsstange 69 verbunden.The electrodynamic drive 53 consists of a primary coil 64 and a short-circuit ring 65, which thereby similar to FIG. 1 is electrodynamically coupled, and will therefore not be described again in detail will. Has an actuating rod 66 connected to an external drive device (not shown) 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 blowing cylinders 56 of the switching units 51a to 51c, and also to the short-circuit ring 65 is connected, and the actuating rod 66 further has a stop 66b for limiting the movement of the carrier 68. The movable contact piece 60 of the discharge device 52 is with the actuating rod 66 connected by means of a connecting rod 69.

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 provided by at least one supporting insulating rod 71 held.

Der Strompfad nach diesem Ausführungsbeispiel ist: Schalteinheit 51c — Schalteinheit 51b — Ableiteinrichtung 52 — Schalteinheit 51a — Anschluß 72. und in jeder der Sehalteinheiten 51a bis 51c läuft der Strompfad: fester Träger 70 — festes Kontaktstück 54 — Hauptkontaktstück 55a — Blaszylinder 56 — Stromabnehmer 73 — Blaskolben 57 — Kolbenträger 74 - fester Träger 70. Der Strompfad in der Ableiteinrichtung 52 ist: fester Träger 70 - festes Konlaktstück 59 — Stromabnehmer 61 — bewegliches Kontaktstück 60 — Stromabnehmer 75 — fester Träger 70.The current path according to this exemplary embodiment is: switching unit 51c - switching unit 51b - discharge device 52 - switching unit 51a - connection 72. and the current path runs in each of the holding units 51a to 51c: fixed support 70 - fixed contact piece 54 - main contact piece 55a - blow cylinder 56 - current collector 73 - blow piston 57 - piston carrier 74 - solid carrier 70. The current path in the discharge device 52 is: fixed support 70 - fixed contact piece 59 - current collector 61 - movable contact piece 60 - Pantograph 75 - Fixed Support 70.

Beim Ausschalt- oder Unterbrechungsbetrieb bewegt sich, wenn die Betätigungsstange 66 nach unten gedrückt wird, das bewegliche Kontaktstück 60 der Ableiteinrichtung 52 zur Unterbrechung der Leitung mil dem Stromabnehmer 61 und zum Treiben eines Lichtbogens in die Isolierschichten 62 und 63 nach unten, so daß sich eine kurze Lichtbogenlöschung ergibt. Der zu unterbrechende Strom, der vorher durch die Ableitein richtung 52 floß, wird in den festen Träger 70 — di< Primärspule 64 — einen Leiter 76 — den festen Trägei 70 abgeleitet. Der Kurzschlußring 65 wird durch di< elektrodynamische Abstoßkraft betätigt, die durch dei durch die Primärspule 64 fließenden Strom induzier wird, um die beweglichen Teile der Schalteinheiten 51, bis 51c anzutreiben, wodurch das feste Kontaktstück S und das Hauptkontaktstück 55a getrennt werden, si daß ein Lichtbogen zwischen dem festen Kontaktstüc 54 und dem Lichtbogenkontaktstück 55b erzeugt win Gleichzeitig wird ein Lichtbogenlöschgas in der BIa; kammer 58 auf hohen Druck komprimiert und durc die Isolierdüsc 78 gegen den Lichtbogen geblasen, ui diesen auszulöschen und den UnterbrechungsvorganIn the switch-off or interrupt mode, when the operating rod 66 moves down is pressed, the movable contact piece 60 of the discharge device 52 to interrupt the line mil the current collector 61 and for driving an arc in the insulating layers 62 and 63 downwards, so that there is a brief arc extinction. The current to be interrupted, which was previously carried out by the arrester direction 52 flowed, is in the solid support 70 - di <primary coil 64 - a conductor 76 - the solid Trägei 70 derived. The short-circuit ring 65 is actuated by di <electrodynamic repulsive force that is generated by the current flowing through the primary coil 64 is induced in order to control the moving parts of the switching units 51, to drive 51c, whereby the fixed contact piece S and the main contact piece 55a are separated so that an arc occurs between the fixed contact piece 54 and the arcing contact piece 55b generated at the same time, an arc extinguishing gas in the BIa; chamber 58 is compressed to high pressure and blown through the insulating nozzle 78 against the arc, ui delete this and the interruption process

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zu vollenden.to complete.

Beim Schließ- oder Einschaltbetrieb werden, wenn die Betätigungsstange 66 nach oben geschoben wird, die Ableiteinrichtung 52 und die Schalteinheiten 51 bis 51c in der Schließrichtung getrieben, wobei zuerst die Ableiteinrichtung 52 und danach die Schalteinheiten 51a bis 51c geschlossen werden. Dadurch wird verhindert, daß ein Strom durch den elektrodynamischen Antrieb 53 fließt, was sonst durch die vorzeitige EntladungIn the closing or switch-on mode, when the operating rod 66 is pushed up, the diverting device 52 and the switching units 51 to 51c are driven in the closing direction, the diverting device 52 being closed first and then the switching units 51a to 51c . This prevents a current from flowing through the electrodynamic drive 53, which would otherwise be caused by the premature discharge

1010

in den Schalteinheiten 51a bis 51c zur Schließzeit auftritt, so daß infolge dieser Anordnung der Schließvorgang glatt und gleichmäßig vor sich geht.occurs in the switching units 51a to 51c at the time of closing, so that as a result of this arrangement, the closing operation proceeds smoothly and evenly.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß bei allen vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen die Schalteinheiten, die Ableiteinrichtung und der elektrodynamische Antrieb in ein Gefäß eingebracht werden bzw. sind, das mit einem Lichtbogenlöschgas 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 electrodynamic drive are placed in a vessel or which is filled with an arc extinguishing gas with good electrical insulating properties.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

IOIO

■ L. circuit breaker with at least two electrical Switching units in series, each with a fixed and a movable contact piece and each with an electrodynamically driven blowing device, the moving part of which is firmly connected to the movable contact piece, for compressing an arc extinguishing gas and a nozzle for blowing the arc formed between the contact pieces, thereby ge k e η h draws that for all switching unitsn (la, 16; 51a, 516, 51c) a common electrodynamic drive (23; 53) is provided by means of connecting rods (28; 77) made of insulating material is connected to the moving parts of the blowing devices (4,5,6; 56,57,58)

2. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the electrodynamic drive from a primary coil (24; 64), one (one) with this electrodynamically coupled short-circuit ring (25; 64) (or coil) and a discharge device which can be actuated by an outer actuating rod (11; 66) (12; 52) for diverting the current to be interrupted into the primary coil (24; 64) before opening the switching units.

3. Circuit breaker according to claim 2, characterized in that that the primary coil (24; 64) is attached to a fixed support (26; 70) and the short-circuit ring (25; 65) is connected to the connecting rods (28; 77).

4. Circuit breaker according to claim 2 or 3, characterized characterized in that the discharge device (12) is a pair of lying in the main current path Contact pieces (15, 16) to which the primary coil (24) is connected in parallel, a blowing device (17, 18, 19) and a nozzle (21) for blowing the arc extinguishing gas pressurized by the blowing means has against the arc.

5. Circuit breaker according to claim 4, characterized in that the movable contact piece (16) of the discharge device (12) and a first piston (17) of the blowing device, which is in a stationary Cylinder (40) is displaceable, are firmly connected to the actuating rod (U) and that between the first piston (17) and the bottom of the cylinder (40) opposite the operating rod freely displaceable second piston (42) is arranged, which by a compression spring (41) in the direction of the first piston (17) is pressed.

6. Circuit breaker according to claim 2, characterized in that the actuating rods (H; 66) are suitable for the joint closing of the discharge device (12; 52) and the switching units (la, 16; 51a, 5lb, 51c) and has a connecting part which the actuation of the discharge device before the switching units are opened by means of the electrodynamic drive during the interruption process.

7. Circuit breaker according to claim 6, characterized in that the connecting part has a support (13; 68) mechanically connected to the moving parts of the switching units, an axial part (Ha; 66a) of the actuating rod (11; 66) and a stop (116; 666) which is attached to the actuating rod for the purpose of restricting the displacement of the

2020th

30 carriers
is

(13; 68) fastened to a certain length,

^{angeordnetarranged}

\ o Circuit breaker according to claim 2, characterized in that the dividing device (52) has a marked α, from the pair of W ^ m, _in 'a hollow part _ne "the one g *" * ^^ ^ ₉ ) is introduced, WO-T ^ ⁱ ndobernäche of a Komakte inner wall surface of the "dees (59) in such a manner confront with insulating Sidaß at the time of turning off each other with a possible SiSrSSSS, in anyway, to be erased printed arc w.rd.

Gswitch according to claim 6 or 7. dae _{d ß d} Abieitvorrichtung

ifafS

51c) is closed.

The invention relates to a circuit breaker with at least two electrically connected in series c Small items with one fixed and one each

ÄÄÄock and each with an e.electrodyn mixed-powered blowing device, the more movable one T-il connected to the movable contact piece test Ut, for compressing a blank sheet

gases and a nozzle for blowing the arc formed between the f ^ nLktstücke.

H! I eitungsschalter with such a switching unit is beispSweise from DT-OS 2161 507 known where it comes, moreover, an improved adaptation

«The electrodynamic drive of the blowing device

to both weak and staike breaking currents to "achieve" while on the problems of several electrical switching units in a row are not

SO newer times lead with growing demand after electrical energy the transmission lines always have higher voltages and also stronger currents, to enable high capacity energy transfer A circuit breaker that acts as a protection device Before such a high-capacity transmission line is used, it must be such that with an electric current of high voltage and high amperage can be switched and interrupted. For this purpose, z. B. used a circuit breaker of the type mentioned, the one between the Contact pieces generated arcs by blowing an arc-quenching insulating medium with good quenching property such as SFe gas, against which the arc extinguishes However, this type of circuit breaker is in terms of the switching of high voltage and high current in the presence of only one switching unit only usable to a limited extent, and therefore the circuit breaker has recently been used for such applications