DE2339553B2

DE2339553B2 - Kontaktsystem fuer hochspannungs- leistungsschalter

Info

Publication number: DE2339553B2
Application number: DE19732339553
Authority: DE
Inventors: Heiner; Müller Alfred; 1000 Berlin Marin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-08-02
Filing date: 1973-08-02
Publication date: 1976-08-26
Also published as: US4027124A; GB1445217A; DE2339553A1; JPS5044471A; JPS579168B2; ES428855A1; BR7405833D0

Description

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Aus der DT-AS 11 54 548 ist ein elektrischer Schalter bekannt, bei dem ein elektronegatives, fluorhaltiges Gas, insbesondere SFt,. als Lösch- und Isoliermittel verwendet wird. Der bekannte Schalter weist zwei relativ zueinander bewegliche Schaltstücke auf, zwischen denen beim Ausschalten ein Lichtbogen gezogen wird. Die Schaltstücke bestehen aus Kohlenstoff, vorzugsweise Graphit, um die Zerstörung der Schaltstücke und die Bildung von Zersetzungsprodukten während der Einwirkungszeit des Lichtbogens gering zu halten. Die aus Graphit bestehenden Schaltstücke sind massiv ausgebildet und in topfförmigen Elektroden eingesetzt, wobei die Wände der topfförmigen Elektroden zumindest teilweise in manlelseilige Hinterschneidungen der Schaltstücke eingreifen.

Bei Hochspannungs-Leistungsschaltern, insbesondere Druckgasschaltern, ist es vorteilhaft, die Schaltstücke hohl und zur Abfuhr der während des Ausschaltvorganges entstehenden heißen Lichtbogengase düsenförmig zu gestalten. Die hohlen Kontaktstücke tragen Lichtbogenelektroden an ihren Stirnseiten, die ringförmig ausgebildet sind. Auf diese Weise kann das Kontaktsystem den heißen Lichtbogengasen gut standhalten.

Die Erfindung geht von einem Kontaktsystem für Hochspannungs-Leistungsschalter, insbesondere

Druckgasschalter, aus mit mindestens einem feststehenden, hohlen düsenförmigen Schaltstück, das in der Einschaltstellung von einem rohrförmigen, beweglichen Schaltstück mit federnd gelagerten Kontaktelementen umfaßt ist und in der Ausschaltstellung die vom Löschmittel bespülte Trennstrecke begrenzt, wobei das feststehende Schaltstück aus einem elektrisch leitenden Rohr und einem vom Rohr stirnseitig getragenen Dusenkörper aus Graphit besteht. Ein derartiges Kontaktsystem ist
bekannt.

Zur Lösung der Aufgabe, ein Kontaktsystem dieser Art zu schaffen, bei dem die Kommutierung des elektrischen Stroms vom leitenden Rohr zun: Düsenkörper verbessert wird, wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Düsenkörper einen gegenüber dem aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Rohr größeren Außendurchmesser in dem vom beweglichen Schaltstück umfaßten Bereich der Stoßstclle aufweist.

Auf diese Weise findet im Bereich der Stoßstelle eine Kontaktdruckerhöhung statt, weil durch die Trägheit der federbelasteten Kontaktelemente der nach außen vorspringende Teil des Graphitdüsenkörpers eine erhöhte Flächenpressung erhält Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß Graphitmaterial unter Druck seinen Widerstand zu geringeren Werten hin verändert.

Während der Ausschallbewegung gelangen die federbelasteten Kontaktelemente von dem aus Kupfer bestehenden Rohr auf die aus Graphit bestehende Düse. Der Strom, der zunächst über die Konlaktelemente in das Kupferrohr fließt, muß dabei auf die Graphitdüse kommutieren. Wegen der wesentlich geringeren elektrischen Leitfähigkeit des Graphits gegenüber der des Kupfers entsteht dabei ein Spannungssprung, der die Größe von Kathoden- und Anodenfall überschreiten kann. In diesem Fall bildet sich ein Lichtbogen zwischen dem Kupferrohr und den Kontuktelementen. der Verbrennungen an der Ablaufkante des Kupferrohres bewirkt.

Durch Anwendung der Erfindung entsteht an der Übergangsstelle ein stufenförmiger Vorsprung. Durch die Kontaktdruckerhöhung aufgrund des Düsenkörper-Übermaßes werden in diesem Bereich der Übergangswiderstand infolge der Widerstandsänderung des Graphitkörpers und die Neigung zur Zündung eines Lichtbogens herabgesetzt

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kontaktsystems nach der Erfindung ist der Außendurchmesser des Düsenkörpers mindestens 0,2 mm größer als der Rohraußendurchmesser. Allgemein ist es vorteilhaft, wenn das Durchmesserübermaß des Düsenkörpers 0,4 bis 0,8 mm beträgt.

In Weiterbildung des Erfindungsgeclankens kann das Kontaktsystem mit einer progressiven Federung der Kontaktelemenie zur Erhöhung des Kontaktdruckes am Düsenkörper ausgestattet sein. Auf diese Weise werden die Trägheitsmomente der Kontaklclemente durch Federprogression unterstützt.

Ein Ausführungsbeispiel des Kontaktsystems nach der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. In

Fig. 1 ist in einem Schnitt das Kontaktsystem eines elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalter schematisch dargestellt: die

F i g. 2 zeigt ein düsenförmiges Schaltstück des Leistungsschalters nach F i g. 1 im Schnitt.

Das in Fi g. 1 dargestellte Kontaktsystem ist für einen Druckgasschalter bestimmt. Im Innenraum 1 einer beispielsweise aus Porzellan bestehenden Schaltkammer 2 ist als Lösch- und Isoliermittel Schwefelhexafluorid (SF₆) eingefüllt. Die Schaltkammer 2 ist rohrförmig ausgebildet und weist zentrisch zwei feststehend angeordnete, mit Abstand einander gegenüberstehende Schaltstücke 3, 4 auf, die im wesentlichen gleich ausgebildet sind. Die Schaltstücke 3, 4 bestehen aus je elektrisch leitenden Rohr 5, 6 und tragen

einem

stirnseitig je einen Duscnkörper 7, 8 aus Graphit als lichtbogenbesiändigem Wirkstoff. Diebeiden Rohre5,6 bestehen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und sind in einer oberhalb der Mittellinie dargestellten Einschaltstellung von einem Oberbrückungsschaltstück 12 elektrisch leitend überbrückt, während sie in der unterhalb der Mittellinie dargestellten Ausschaltstcllung gezeichnet sind. Bei der in Pfeilrichtung 13 vergenommenen Ausschaltbewegung des Überbrückungsschaltstückes 12 wird zwischen den Graphitdüsenkörpern 7 und 8 ein Lichtbogen gezogen, der von einer im Innenraum 1 d>>r Schaltkammer 2 einsetzenden Gasströmung in das Innere der hohlen, düsenförmigen Schaltstücke 3 und 4 getrieben wird, bis er im Nulldurchgang des Wechselstromes gelöscht wird.

Die Schaltstückrohre 5 und 6 bestehen vorzugsweise aus kaltverfestigtem Kupfer und weisen im Bereich der Stirnseiten je eine innere zylindrische Ausnehmung auf. in die der Düsenkörper 7 bzw. 8 eingreift.

In dem vom beweglichen Schaltstück 12 umfaßten Bereich der Stoßstelle 14 soll durch Anwendung der Erfindung die Neigung zu Lichtbögen zwischen dem Rohr 3 und dem Schaltstück 12 verringert werden.

Hierzu ist. wie die Fig.2 besonders gut erkennen laßt, der aus Graphit bestehende Düsenkörper mit einem Außendurchmesser D\ versehen, der größer ist als der Außendurchmesser Eh des Rohres 3. Der Außendurchmesser D\ des Düsenkörpers 7 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mindestens 0,2 mm größer als der Rohraußendurchmesser D2. Es sind jedoch auch Ausführungsformen vorteilhaft, bei denen das Durchmesserübermaß des Düsenkörpers 7 zwischen 0.4 und 0,8 mm beträgt.

Bei einer Ausführungsform des Schaltstückes mit federnd gelagerten Kontaktelementen, die gemeinsam einen an sich bekannten Tulpenkontakt bilden, kann die Federung dieser Kontaktelemente zum Zwecke der Erhöhung des Kontaktdruckes am Düsenkörper 7 progressiv ausgeführt sein, um auf diese Weise das Trägheitsmoment des Überbrückungsschaltstückes im Bereich der Stoßstelle 14 >:u unterstützen.

Durch Anwendung der Erfindung wird der im Bereich der Stoßstelle 14 wegen der unterschiedlichen Leitfähigkeiten des Graphits und des Kupfers sich ergebende Spannungssprung verringert, so daß die Kommutierung des elektrischen Stroms vom Kupferrohr auf die Graphitdüse verbessert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

/.B. aus der DT-OS 19 13 973 Patentansprüche:

1. Kontakisystem für Hochspannungs-Leistungsschalter, insbesondere Druckgasschalter, mit mindestens einem feststehenden, hohlen düsenfönnigen Schaltstück, das in der Einschaltstellung von einem rohrförmigen, beweglichen Schaltstück mit federnd gelagerten Kontaktelementen umfaßt ist und in der Ausschaltstellung die vom Löschmittel bespülte Trennstrecke begrenzt, wobei das feststehende Schaltstück aus einem elektrisch leitenden Rohrund einem vom Rohr stirnseitig getragenen Düsenkörper aus Graphit besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Dusenkörper (7) einen gegenüber dem aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Rohr (3) größeren Außendurchmesser CDi) in dem vom beweglichen Schaltstück (12) umfaßten Bereich der Stoßstelle (14) aufweist.

2. Kontaktsystem nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (Di) des Düsenkörpers (7) mindestens 0,2 mm größer ist als der Rohraußendurchmesser (D2).

3. Kontaktsystem nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Durchmesserübermaß des Düsenkörpers (7) 0,4 bis 0.8 mm beträgt.

4. Kontaktsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine progressive Federung der Kontaktelemente zur Erhöhung des Kontaktdruckes am Dusenkörper (7).

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