DE2403117A1 - HIGH VOLTAGE CIRCUIT BREAKER - Google Patents

HIGH VOLTAGE CIRCUIT BREAKER

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DE2403117A1 DE19742403117 DE2403117A DE2403117A1 DE 2403117 A1 DE2403117 A1 DE 2403117A1 DE 19742403117 DE19742403117 DE 19742403117 DE 2403117 A DE2403117 A DE 2403117A DE 2403117 A1 DE2403117 A1 DE 2403117A1
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Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH.Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH.

6 Frankfurt/M.70, Theodor-Stern-Kai 16 Frankfurt / M.70, Theodor-Stern-Kai 1

Ah/kh FK 73/116 Ah / kh FK 73/116

"Hochspannungs-Leistungsschalter""High voltage circuit breaker"

(Zusatz zu Patent (Pat.Antn. 23 2k 321.2)(Addendum to patent (Pat.Antn. 23 2k 321.2)

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs-Leistungsschalter, wie er in der Hauptanmeldung P 23 24 321.2 beschrieben ist. Es handelt sich hier um einen Leistungsschalter mit mehreren in Reihe liegenden gleichartigen Schaltstellen, von denen ein Teil mit Parallelkapazitäten zur Spannungssteuerung und ein Teil mit Parallelwiderständen zum Bedampfen der Einschwingspannung versehen ist, wobei die Schaltstellen in ihren Antrieben so gesteuert sind, daß sie gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig öffnen.The invention relates to a high-voltage circuit breaker, as described in the main application P 23 24 321.2 is. This is a circuit breaker with several switching points of the same type in series, of which a part with parallel capacitances for voltage control and a part with parallel resistors for vapor deposition the transient voltage is provided, the switching points are controlled in their drives so that they open simultaneously or almost simultaneously.

Die Parallelwiderstände sind gemäß der Hauptanmeldung aus einem scheibenförmigen Material in Mäanderform herausgeschnitten und in induktionsarmer Anordnung aufeinandergestapelt. According to the main application, the parallel resistors are cut out of a disk-shaped material in a meandering shape and stacked on top of one another in a low-induction arrangement.

Es sind schon Widerstände für elektrische Schaltgeräte bekannt, die aus aufexnandergestapelten, voneinander durch Isolierplatten getrennten scheibenförmigen Widerstandselementen bestehen (FR-PS 1 055 828). Diese sind jedoch recht aufwendig gebaut; so ist das Widerstandselement z.B. durch GießenThere are already known resistors for electrical switching devices, which are made of stacked one on top of the other Isolation plates separate disk-shaped resistance elements exist (FR-PS 1 055 828). However, these are built quite elaborately; for example, the resistance element is made by casting

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- 2 - FK 73/116 - 2 - FK 73/116

aus einer Widerstandslegierung hergestellt und weiterhin der Platzbedarf der zum Zusammenpressen des Plattenstapels benötigten Vorrichtung verhältnismäßig groß.made of a resistance alloy and furthermore the space required to compress the plate stack required device relatively large.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, einen mit weniger Aufwand herstellbaren Schaltwiderstand kleiner Abmessung zu schaffen.The object on which the invention is based is to provide a switching resistor that can be produced with less effort to create small dimensions.

Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäß die Widerstandsscheiben aus einem Blech herausgestanzt und an den Kontaktstellen und/oder an Stegen mit herausgedrückten Sicken versehen.For this purpose, the resistance disks are according to the invention punched out of a sheet metal and provided with pressed-out beads at the contact points and / or on webs.

Ein aus einem Metall, z.B. einem handelsüblichen, legierten Aluminiumblech, herausgestanztes Widerstandselement läßt sich preisgünstiger und leichter fertigen, als ein aus einer Widerstandslegierung gegossenes Element. Weiterhin kann ein aus einer Widerstandslegierung bestehender Schaltwiderstand bei mehreren, kurz aufeinanderfolgenden Kurzschlußausschaltungen unzulässig stark erwärmt werden, da die bei jeder Schaltung aufgenommene Leistung gleich bleibt. Wenn der Widerstand dagegen einen Widerstandskoeffizienten der reinen Metalle hat, dann schützt er sich bei Temperaturerhöhung durch Erhöhung seines Wertes selbst. Seine Wirksamkeit geht dann zwar zu einem Teil verloren, aber ein Zerbersten wird in einem weiteren Bereich als bei den bekannten Widerständen vermieden.A resistor element punched out of a metal, e.g. a commercially available alloyed aluminum sheet, can be used cheaper and easier to manufacture than an element cast from a resistance alloy. Furthermore, a Switching resistance consisting of a resistance alloy in the case of several short-circuit deactivations in quick succession are heated to an inadmissible degree, since the power consumed remains the same with every switching. When the resistance on the other hand a resistance coefficient of the pure metals then it protects itself by increasing the temperature when the temperature rises its value itself. Its effectiveness is then lost in part, but a burst becomes in another Range than with the known resistors avoided.

Die Parallelwiderstände, die gemäß der Hauptanmeldung vorwiegend als Ausschaltwiderstand verwendet werden, aber auch - mit höherem Widerstandswert - als Einschaltwiderstand- benutzt werden können, müssen im Betrieb besonders hohen Anforderungen genügen. Dies gilt sowohl für die Spannungsfestigkeit als auch für die Stoßstromfestigkeit und die maximale Betriebstemperatur. Weiterhin muß die Selbstinduktivität der Widerstände klein sein, was durch kleine Abmessungen und eine induktivitätsarme Stromführung erreicht wird. Mit der Baugröße ist notgedrungen aber auch die Wärmekapazität begrenzt.The parallel resistors, which according to the main application predominantly can be used as a switch-off resistor, but also - with a higher resistance value - as a switch-on resistor must meet particularly high requirements in operation. This applies to both the dielectric strength and for the surge current resistance and the maximum operating temperature. Furthermore, the self-inductance of the resistors must be small be what by small dimensions and a low inductance Current conduction is achieved. With the size, however, the heat capacity is necessarily limited.

Die erfindungsgemäße Bauform des Widerstands soll dazu dienen, die obengenannten elektrischen und thermischen Anforderungen bei nicht zu großen äußeren Abmessungen zu erfüllen.The design of the resistor according to the invention is intended to meet the above-mentioned electrical and thermal requirements to meet with not too large external dimensions.

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— 3 —- 3 -

- 3 - FK 73/116 - 3 - FK 73/116

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt eine mäanderförmig gemäß der Hauptanmeldung ausgeschnittene Widerstandsscheibe.Fig. 1 shows a meandering according to the main application cut out resistance disk.

Fig. 2 zeigt eine spiralförmig ausgeschnittene Widerstandsscheibe. Fig. 2 shows a spirally cut out resistance disk.

In Fig. 3 ist der gesamte Schaltwiderstand dargestellt, der aus einem Stapel aufeinander geschichteter Widerstandsscheiben besteht und in einen hohlen zylindrischen Isolator eingesetzt ist.In Fig. 3 the entire switching resistor is shown, which consists of a stack of resistor disks stacked on top of one another and is inserted into a hollow cylindrical insulator.

In Fig. 1 ist gezeigt, wie der Strom I in die Kontaktstelle hineinfließt, die Metallstege 4 mäanderartig durchfließt und aus der Kontaktstelle 3 wieder austritt. Anschließend fließt der Strom in umgekehrter Richtung durch die der Widerstandsscheibe 1 benachbarte Scheibe (nicht gezeichnet). Die Widerstandsscheiben 1 sind durch Ausstanzen aus einem Blech hergestellt. In Fig. 1 it is shown how the current I flows into the contact point, flows through the metal webs 4 in a meandering manner and exits from contact point 3 again. The current then flows in the opposite direction through that of the resistance disk 1 adjacent disc (not shown). The resistance disks 1 are made by punching out of sheet metal.

Der gegenseitige Kontakt der aufeinander geschichteten Widerstandsscheiben kann noch dadurch verbessert werden, daß die Kontaktstellen 2,3 mit herausgedrückten Sicken 12,13 versehen sind. Durch die Sicken wird der Abstand zwischen den einzelnen Widerstandsscheiben 1, der durch die gegenseitige Isolierung 11 erzeugt wird, an den Kontaktstellen 2,3 überbrückt. Es können weiterhin auch die Stege 4 zur Versteifung mit Längssicken 5 versehen werden, wodurch sich die Stabilität der Widerstandsscheiben erhöht und die aufeinander gestapelten Widerstandsscheiben vor dem seitlichen Verrutschen gesichert werden können.The mutual contact of the stacked resistance disks can be further improved by providing the contact points 2, 3 with pressed-out beads 12, 13 are. Through the beads, the distance between the individual resistance disks 1, which is due to the mutual Insulation 11 is generated, bridged at the contact points 2, 3. Furthermore, the webs 4 can also be provided with longitudinal beads 5 for stiffening, which increases the stability the resistance disks increased and the resistance disks stacked on top of each other before slipping sideways can be secured.

Die Widerstandsscheiben 1 können zweckmäßig an ihren Kontaktstellen 2,3 eine Zinn- oder Silberauflage mit einer Stärke von 20-50 /^ aufweisen.The resistance disks 1 can expediently at their contact points 2.3 have a tin or silver coating with a thickness of 20-50 / ^.

Fig. 2 zeigt, daß die Widerstandsscheiben zweckmäßig auch spiralförmig ausgestanzt sein können. Auch hier tritt derFig. 2 shows that the resistance disks can expediently also be punched out in a spiral shape. Here, too, the

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- 4 - FK 73/116 - 4 - FK 73/116

Strom z.B. an der Kontaktstelle 2 ein, durchfließt die Leiterbahn 4 und geht über die Kontaktstelle 3 zum benachbarten Element über. Zur Erzielung einer geringen Gesamtinduktivität sind die Widerstandsscheiben dabei so angeordnet, daß der Windungssinn von Scheibe zu Scheibe wechselt.Current enters e.g. at contact point 2, flows through conductor track 4 and goes via contact point 3 to the neighboring one Element over. In order to achieve a low total inductance, the resistance disks are arranged so that the direction of winding changes from disc to disc.

In Fig. 3 ist zu erkennen, daß die Widerstandsscheiben 1 zu einem Stapel 6 aufeinander geschichtet sind und zweckmäßig mittels senkrecht durch Öffnungen 7 hindurchgesteckter keramischer Stifte 8 gegen seitliches Verschieben gesichert sind.In Fig. 3 it can be seen that the resistance disks 1 are stacked in a stack 6 and are expedient secured against lateral displacement by means of ceramic pins 8 inserted vertically through openings 7 are.

Die gegenseitige Isolierung der einzelnen Widerstandsscheiben kann zweckmäßig aus Zwischenlagen aus hochtemperaturbeständigem Isoliermaterial 11 bestehen, welche die Scheiben bis auf die Kontaktstellen 2,3 voneinander trennen.The mutual isolation of the individual resistance disks can expediently consist of intermediate layers of high temperature resistant Insulating material 11 exist, which separate the panes from one another except for the contact points 2, 3.

Die Zwischenlagen können dabei zweckmäßig aus einem unter hohem Druck verformbaren Isoliermaterial bestehen.The intermediate layers can expediently consist of an insulating material that can be deformed under high pressure.

Die Mäanderblechscheiben können dann in ihrer Kontur in den Isolierstoff eingepreßt werden, wodurch eine seitliche Verschieblichkeit unter dem Einfluß der Stromkräfte vermieden werden kann. Dieser Effekt läßt sich durch in das Blech eingedrückte Sicken verstärken, die in vorgeformte entsprechende Nuten im Isolierstoff eingreifen. Eine derartige Ausbildung eignet sich auch als Montageerleichterung.The contour of the meandering sheet metal disks can then be pressed into the insulating material, which allows them to be moved laterally can be avoided under the influence of the current forces. This effect can be achieved by pressing into the sheet metal Reinforce beads that engage in corresponding pre-formed grooves in the insulating material. Such training is also suitable to facilitate assembly.

Weiterhin können zweckmäßig auch Zwischenlagen verwendet werden, die zu den Sicken der Widerstandsscheiben passend vorgeprägt sind. Auch hierdurch wird das Verrutschen des Plattenstapels verhindert.Furthermore, intermediate layers can also be used, which are pre-stamped to match the beads of the resistance disks are. This also prevents the plate stack from slipping.

Der gesamte Stapel 6 aus Widerstandsscheiben 1 und gegebenenfalls Isolierzwischenlagen 11 ist zweckmäßig in einen hohlen zylindrischen Isolator 9 eingesetzt und durch mindestens eine Tellerfeder 10 zusammenpreßbar. Dabei trägt der Preßdruck einige Mp. Die elastische Pressung hat gegenüber einer Ver-The entire stack 6 of resistance disks 1 and optionally insulating intermediate layers 11 is expediently in a hollow cylindrical insulator 9 is used and can be compressed by at least one plate spring 10. The pressure is applied some Mp. The elastic compression has compared to a compression

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schraubung den Vorteil, daß die Ausdehnung des Stapels infolge seiner Erwärmung ausgeglichen wird.screw connection has the advantage that the expansion of the stack is compensated for as a result of its heating.

Der Isolator 9 ist zweckmäßig mit Schwefelhexafluorid (SF/-) gefüllt. Hierdurch wird die Isolierung des Plattenstapels verbessert und die Gefahr innerer Überschläge bei Widerständen für sehr hohe Spannungen beseitigt.The insulator 9 is expediently made with sulfur hexafluoride (SF / -) filled. This will isolate the stack of plates and the risk of internal flashovers in the case of resistors for very high voltages is eliminated.

Eine temperaturabhängige Kühlung des Plattenstapels durch strömende Druckluft ist notwendig, wenn mehrere, kurz aufeinanderfolgende Schaltungen durchgeführt werden müssen. Hierzu weist zweckmäßig der Isolator 9 einen durch ein Ventil abgeschlossenen Einströmkanal für die Kühlluft auf, und das Ventil läßt sich durch einen mit den Widerstandsscheiben in Wärmekontakt stehenden Bimetallstreifen öffnen.A temperature-dependent cooling of the plate stack by flowing compressed air is necessary if several, in quick succession Circuits need to be carried out. For this purpose, the insulator 9 expediently has a closed off by a valve The inlet duct for the cooling air opens, and the valve can be in Open bimetal strips that are in contact with heat.

5 Seiten Beschreibung
Patentansprüche
1 Blatt Zeichnung5 pages description
Claims
1 sheet of drawing

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Claims (1)

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH.Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH. 6 Frankflirt/M.70, Theodor-Stern-Kai 16 Frankflirt / M.70, Theodor-Stern-Kai 1 Ah/kh FK 73/116 Ah / kh FK 73/116 21.1.1974January 21, 1974 PatentansprücheClaims 1); Hochspannungs-Leistungsschalter mit mehreren in Reihe ^- liegenden gleichartigen Schaltstellen, von denen ein Teil mit Parallelkapazitäten zur Spannungssteuerung und ein Teil mit Parallelwiderständen zum Bedampfen der Einschwingspannung versehen ist und die Schaltstellen in ihren Antrieben so gesteuert sind, daß sie gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig öffnen, und mit Parallelwiderständen, die aus übereinandergestapelten, mäanderförmig ausgeschnittenen und voneinander bis auf ihre Kontaktstellen isolierten1); High-voltage circuit breaker with several switching points of the same type lying in series, some of which with parallel capacitances for voltage control and a part with parallel resistors for damping the settling voltage is provided and the switching points are controlled in their drives so that they are simultaneously or almost open at the same time, and with parallel resistances that are made from stacked, meander-shaped cutouts and isolated from each other except for their contact points Widerstandsscheiben bestehen, nach Patent Resistance disks exist, according to patent (Patentanmeldung P 23 24 321.2), dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsscheiben (l) aus einem Blech herausgestanzt und an den Kontaktstellen (2,3) und/oder an Stegen (4) mit herausgedrückten Sicken (5jl2,13) versehen sind.(Patent application P 23 24 321.2), characterized in that that the resistance disks (l) are punched out of a sheet metal and at the contact points (2,3) and / or at Provide webs (4) with pressed-out beads (5jl2,13) are. 2) Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsscheiben (l) an ihren Kontaktstellen (2,3) eine Zinn- oder Silberauflage mit einer Stärke von 20 - 50A aufweisen.2) high-voltage circuit breaker according to claim 1, characterized in that the resistance disks (l) at their Contact points (2,3) a tin or silver plating with a Have a strength of 20 - 50A. 3) Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahn der Widerstandsscheiben (l) in Form einer Spirale ausgebildet ist.3) high-voltage circuit breaker according to claim 1-2, characterized in that the conductor track of the resistor disks (l) is in the form of a spiral. 509830/0221509830/0221 - 7 - FK 73/116 - 7 - FK 73/116 k) Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch l-3i dadurch gekennzeichnet, daß die übereinandergestapelten Widerstandsscheiben mittels senkrecht durch Offnungen (7) hindurchgesteckter keramischer Stifte (8) gegen seitliches Verschieben gesichert sind. k) High-voltage circuit breaker according to claim l-3i, characterized in that the stacked resistance disks are secured against lateral displacement by means of ceramic pins (8) inserted vertically through openings (7). 5) Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinander geschichteten Widerstandsscheiben (l) durch Zwischenlagen aus hochtemperaturbeständigem Isoliermaterial (ll) bis auf die Kontaktstellen (2,3) voneinander isoliert sind.5) high-voltage circuit breaker according to claims 1-4, characterized in that the stacked resistance disks (l) through intermediate layers made of high temperature resistant Insulating material (ll) except for the contact points (2,3) are isolated from each other. 6) Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlagen aus Isoliermaterial (ll) aus einem unter hohem Druck verformbaren Material bestehen.6) high-voltage circuit breaker according to claim 5 »characterized in that the intermediate layers are made of insulating material (ll) consist of a material that can be deformed under high pressure. 7) Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspxich 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlagen aus Isoliermaterial (ll) zu den Sicken (5) der Widerstandsscheiben (l) passend vorgeprägt sind.7) High-voltage circuit breaker according to Anspxich 5, thereby characterized in that the intermediate layers are made of insulating material (ll) are pre-stamped to match the beads (5) of the resistance washers (l). 8) Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1-71 dadurch gekennzeichnet, daß ein Stapel (6) von Widerstandsscheiben (l) und Isolierstoff-Zwischenlagen (ll) in einen hohlen zylindrischen Isolator (9) eingesetzt ist und durch mindestens eine Tellerfeder (lO) zusammenpreßbar ist.8) high-voltage circuit breaker according to claims 1-71 thereby characterized in that a stack (6) of resistance disks (l) and insulating material intermediate layers (ll) in a hollow cylindrical insulator (9) is used and can be compressed by at least one plate spring (10). 9) Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (9) mit Schwefelhexafluorid (SF6) gefüllt ist.9) high-voltage circuit breaker according to claim 8, characterized in that the insulator (9) is filled with sulfur hexafluoride (SF 6). 10) Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 8 mit Kühlung durch strömende Druckluft, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (9) einen durch ein Ventil abgeschlossenen Einströmkanal für die Kühlluft aufweist, und daß sich das Ventil durch einen mit den Widerstandsscheiben in Wärmekontakt stehenden Bimetallstreifen öffnen läßt.10) high-voltage circuit breaker according to claim 8 with cooling by flowing compressed air, characterized in that that the insulator (9) has an inflow channel closed by a valve for the cooling air, and that the The valve can be opened by a bimetallic strip in thermal contact with the resistance disks. 509830/0221509830/0221 •g·•G· LeerseiteBlank page
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