DE2339553C3 - Kontaktsystem für Hochspannungs-Leistungsschalter - Google Patents

Description

Aus der DT-AS 11 54 548 ist ein elektrischer Schalter bekannt, bei dem ein elektronegatives, fluorhaltiges Gas, insbesondere SF,,. als Lösch- und Isoliermittel verwendet wird. Der bekannte Schalter weist zwei relativ zueinander bewegliche Schaltstücke auf, zwischen denen beim A usschalten ein Lichtbogen gezogen wird. Die Schaltstücke bestehen aus Kohlenstoff, vorzugsweise Graphit, um die Zerstörung der Schallstücke 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 mantelscitige Hinterschneidungen der Schaltstücke eingreifen.

Dei Hochspannungs-Leistungsschiiltern, 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 Lichtbogengase ι gut standhalten.

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

Druckgasschalter, aus mit mindestens einem feststehe^rden, 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 Düsenkörper aus Graphit besteht. Ein derartiges Kontaktsystem ist z.B. aas der DT-OS 1913973 bekannt

Zur Lösung der Aufgabe, ein Kontaktsystem dieser Art itu schaffen, bei dem die Kommutierung des elektrischen Stroms vom leitenden Rohr zum DüseB-körper verbessert wird, wird erftndungsgemäß vorgesehen, daß der Düsenkörper einen gegenüber dem aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Rohr größeren Außendurchmesser in dem vom beweglichen

Schartstück umfaßten Bereich der StoBstelle aufweist

Auf diese Weise findet im Bereich der StoSstelfe 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 GrapMtmaterial · unter Druck seinen Widerstand zu geringeren Werten hin verändert
Während der Ausschaltbewegung gelangen die federbilasferen KonraktcJemente von dem aus Kupfer bestehenden Rohr auf die aus Graphit bestehende Düse. Der Strom, der zunächst über die Kontaktelemente in das Kupferrohr fließt, muß dabei auf die Graphitdüse, kommutieren. Wegen der wesentlich geringeren elektrisehen Leitfähigkeit des Graphits gegenüber der des Kupfers entsteht dabei ein Spannupgssprung. der die Größe von Kathoden- und Anodenfall überschreiten kann. In diesem Fall bildet sich ein Lichtbogen zwischen dem Kupferrohr und den Kontaktelementen, der Verbreinungen an der Ablaufkante des Kupferrohres bewirk!.

Durch Anwendung der Erfindung entsteht an der Übergangsstelle ein stufenförmiger Vorsprung. Durch die Kontaktdruckerhöhung juf^rund des Düsenkörper-

Übermaßes werden in diesem Bereich der Übergangswiderstand infolge der Widerstandsänderung des Graphi körpers und die Neigung zur Zündung eines Lichtbogens 'lerabgesetzt
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kontaktsystems nach der Erfindung ist der Auß<*ndurchmesser 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 Erfindungsgedankens kann das Kontak(system mit einer progressiven Federung der Kontaktelemente zur Erhöhung des Kontaktdruckes am Düsenkörper ausgestattet sein. Auf diese Weise werden die Trägheitsmomente der Kontaktelemente 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-Leistungsschalters schematisch dargestellt; die

F i g. 2 zeigt ein düsenförmiges Schaltstück des Leistungsschalters nach F i g. 1 im Schnitt
Das in F i g. 1 dargestellte Kontaktsystem ist für einen Druckgasschulter bestimmt. Im Innenraum 1 einer beispielsweise aus Porzellan bestehenden Schaltkammer 2 ist als Lösch- und Isoliermittel Schwefelhexafluorid (SFb) 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 einem elektrisch leiienden Rohr 5. 6 und traeen

stirnseitig je einen Düsenkörper 7, 8 aus Graphit als lichtbogenbeständigem Wirkstoff. Die beiden Rohre 5,6 bestehen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und sind in einer oberhalb der Mittellinie dargestellten Einschaltstellung von einem Überbrückungsschaltstück 12 elektrisch leitend überbrückt, während sie in der unterhalb der Mittellinie dargestellten AusschaUstellung gezeichnet sind. Bei der in Pfeilrichtung 13 vorgenommenen Ausschaltbewegung des Oberbrückungsschaltstückes 12 wird zwischen den Graphitdüsenkörpern 7 und 8 ein Lichtbogen gezogen, der von einer im Innenraum J der Schaltkammer 2 einsetzenden Gasströmung in das Innere der hohlen, düsenförmigen Schaitstücke 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 Ϊ4 soll durch Anwendung der Erfindung die Neigung zu Lichtbogen zwischen dem Rohr 3 und dem Schaltstück 12 verringert werden.

Hierzu ist, wie die Fig. 2 besonders gut erkennen laßt, der aus Graphit bestehende Düsenkorper mit einem Außendurchmesser D\ versehen, der größer ist ah der Außendurchmesser Eh des Rohres 3. Der AuSendurchmesser D, des Düsenkörpers 7 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel: mindestens 0,2 mm größer als der Rohraußendurchmesser Lh- 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 Düsenkorper 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 (4)

1. Patentansprüche:

   L KoBtaktsystem für Hochspannungs-Leistungsschalter, insbesondere Druckgasschalter, mit mindestens einem feststehenden, hohlen düseniömisgen 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 Düsenkörper aus Graphit besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (7) einen gegenüber dem aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Rohr (3) größeren Außendurchmesser (Di) in dem vom beweglichen Schaltstück (12) umfaßten Bereich der Stoßstelle (14) aufweist.
2. 2. Kontaktsystem nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D\) des Düsenkörpers (7) mindestens 0,2 mm größer ist als der Rohraußendurchmesser (Ch)-
3. 3. Kontaktsystem nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Durchmesserübermaß des Düsenkörpers (7) 0,4 bis 0,8 mm beträgt.
4. 4. Kontaktsystem nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine progressive Federung der Kontaktclemente zur Erhöhung des Kontaktdruckes am Duscnkörper (7).