DE2404721C2 - Electrical pressure gas circuit breaker - Google Patents

Electrical pressure gas circuit breaker

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DE2404721C2 DE19742404721 DE2404721A DE2404721C2 DE 2404721 C2 DE2404721 C2 DE 2404721C2 DE 19742404721 DE19742404721 DE 19742404721 DE 2404721 A DE2404721 A DE 2404721A DE 2404721 C2 DE2404721 C2 DE 2404721C2
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Gerhard 6905 Schriesheim Körner
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H33/70Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/90Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
    • H01H33/901Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism making use of the energy of the arc or an auxiliary arc

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Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Druckgas-Leistungsschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an electrical pressure gas circuit breaker according to the preamble of claim 1.

Ein Leistungsschalter der eingangs genannten Art ist aus der DE-PS 6 46 031 bekanntgeworden. Jene Anordnung, bei der ein beliebiges Löschmittel verwendet werden kann, besitzt ein feststehendes Nennstromkontaktstück, das konzentrisch ein Festkontaktstück umgibt, auf dem nach Öffnen des Schalters ein Fußpunkt des zwischen den festen Kontaktstücken und dem beweglichen Kontaktstück gezogenen Lichtbogens rotiert. Dabei heizt der Lichtbogen das im Inneren des die Kontaktstelle aufnehmenden Druckraumes befindliche Löschmittel auf, so daß der Lichtbogen intensiv beblasen wird.A circuit breaker of the type mentioned above is known from DE-PS 6 46 031. This arrangement, in which any extinguishing agent can be used, has a fixed rated current contact piece that concentrically surrounds a fixed contact piece on which a base point of the arc drawn between the fixed contact pieces and the movable contact piece rotates after the switch is opened. The arc heats up the extinguishing agent located inside the pressure chamber that accommodates the contact point, so that the arc is blown intensively.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckgas-Leistungsschalter der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bereits zu Beginn des Ausschaltvorganges und Vorziehen eines Lichtbogens zwischen den Kontaktstücken die Kompression des im Druckraum befindlichen Löschgases einsetzt.The object of the invention is to develop a pressure gas circuit breaker of the type mentioned at the beginning in such a way that the compression of the extinguishing gas in the pressure chamber begins already at the beginning of the switching-off process and advancement of an arc between the contact pieces.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

Die durch die Kolben-Zylinderanordnung bewirkte Gasströmung ist eine vom Lichtbogen unabhängige, der Zusatzbeblasung dienende Strömung, die den Gasdruck im Druckraum zusätzlich erhöht.The gas flow caused by the piston-cylinder arrangement is a flow independent of the arc, serves as additional blowing, which additionally increases the gas pressure in the pressure chamber.

Damit der Druckgas-Leistungsschalter auch wieder eingeschaltet werden und die Kolben-Zylinderanordnung in ihrer Anfangsstellung verbracht werden kann, ist gemäß kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2 im Kolben wenigstens eine Öffnung mit Verschlußeinrichtung vorgesehen, die dem Druckgas einen Durchtritt lediglich aus dem Raum zwischen dem Kolben und der Zylinderabschlußwand heraus in den Druckraum gestattet. Dadurch wird ein Aufstau des in dem Raum zwischen dem Kolben und der Zylinderabschlußwand befindlichen Gases vermieden.In order that the compressed gas circuit breaker can be switched on again and the piston-cylinder arrangement can be returned to its initial position, at least one opening with a closure device is provided in the piston according to the characterizing features of claim 2, which only allows the compressed gas to pass from the space between the piston and the cylinder end wall into the pressure chamber. This prevents the gas in the space between the piston and the cylinder end wall from building up.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigtThe invention will be explained and described in more detail with reference to the drawing, which shows an embodiment of the invention. It shows

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines elektrischen Druckgas-Leistungsschalters in eingeschaltetem Zustand und Fig. 1 is a schematic sectional view of an electrical gas pressure circuit breaker in the switched-on state and

Fig. 2 den Druckgas-Leistungsschalter gemäß Fig. 1 in Löschstellung. Fig. 2 shows the gas pressure circuit breaker according to Fig. 1 in the extinguishing position.

In einer zylindrischen Löschkammer 1, welches von einer Wand 2 nach links abgeschlossen ist, befindet sich eine aus einem beweglichen Kontaktstück 51 und einem festen Kontaktstück 52 bestehende Kontakteinrichtung. Das feststehende Kontaktstück 53 umfaßt in eingeschaltetem Zustand das bewegliche Kontaktstück 51 und ist in an sich bekannter Weise aufgebaut; es besitzt eine korbartige Form mit der Öffnung in Ausschaltrichtung. Am Rand 54 des feststehenden Kontaktstückes 53 sind nach innen weisende, der Kontaktierung mit dem beweglichen Kontaktstück 51 dienende Nocken 55 angeformt. Die Löschkammer 1 ist durch eine Zwischenwand 10 in einen Expansionsraum 13 und einen Druckraum 14 unterteilt; die Zwischenwand 10 nimmt eine düsenförmige Öffnung 11 auf, durch die hindurch das bewegliche Kontaktstück 51 in eingeschaltetem Zustand aus dem Expansionsraum 13 in den Druckraum 14 hin zum feststehenden Kontaktstück 53 hindurchgreift. Das Volumen des Druckraumes 14 ist dabei kleiner als das Volumen des Expansionsraumes 13. Daß natürlich der Expansionsraum 13 an seinem rechten Rand (siehe Zeichnung Fig. A) ebenfalls abgeschlossen ist, ist selbstverständlich, da das in der Löschkammer 1 befindliche Löschgas, das im allgemeinen SF 6-Gas ist, nicht in die Umgebung abströmen darf.In a cylindrical arcing chamber 1 , which is closed off to the left by a wall 2 , there is a contact device consisting of a movable contact piece 51 and a fixed contact piece 52. The fixed contact piece 53 encloses the movable contact piece 51 in the switched-on state and is constructed in a manner known per se; it has a basket-like shape with the opening in the switching-off direction. Inward-pointing cams 55 are formed on the edge 54 of the fixed contact piece 53 and serve to make contact with the movable contact piece 51. The arcing chamber 1 is divided by an intermediate wall 10 into an expansion chamber 13 and a pressure chamber 14 ; the intermediate wall 10 accommodates a nozzle-shaped opening 11 through which the movable contact piece 51 reaches from the expansion chamber 13 into the pressure chamber 14 towards the fixed contact piece 53 in the switched-on state. The volume of the pressure chamber 14 is smaller than the volume of the expansion chamber 13. It goes without saying that the expansion chamber 13 is also closed off at its right-hand edge (see drawing Fig. A), since the extinguishing gas in the extinguishing chamber 1 , which is generally SF 6 gas, must not flow out into the environment.

Das feststehende Kontaktstück 53 ist von einer ringförmigen Elektrode 8 konzentrisch umgeben, wobei die Elektrode 8 mit dem feststehenden Kontaktstück mittels einer Verbindungsleitung 9 elektrisch leitend verbunden ist.The fixed contact piece 53 is concentrically surrounded by an annular electrode 8 , wherein the electrode 8 is electrically connected to the fixed contact piece by means of a connecting line 9 .

Die Elektrode 8 ist als Spule ausgebildet und besitzt eine oder mehrere voneinander elektrisch isolierte Windungen, die in der Zeichnung nicht weiter dargestellt sind. Die elektrische Verbindungsleitung 9 kann spiralförmig ausgebildet sein, wobei die Wicklungsrichtung der Spiralform und der Elektrode 8 gleich ist. Im Druckraum 14 ist zusätzlich noch ein die düsenförmige Öffnung 11 umgebendes Strömungsbauteil 21 vorgesehen, dessen Funktion weiter unten näher erläutert ist.The electrode 8 is designed as a coil and has one or more turns that are electrically insulated from one another and are not shown in the drawing. The electrical connecting line 9 can be designed in a spiral shape, with the winding direction of the spiral shape and the electrode 8 being the same. In the pressure chamber 14, a flow component 21 is also provided that surrounds the nozzle-shaped opening 11 . whose function is explained in more detail below.

Die Durchgangsöffnung 52 ist auf der Außenseite der Löschkammer von einem Zylinder 56 umgeben, dessen Rand 57 flanschartig aufgebördelt ist und zur Befestigung des Zylinders an der Außenseite der Wand 2 dient. Die Stromzuführung zu dem feststehenden Kontakt 53 geschieht mittels einer durch die Wand 2 quer zur Achse des Druck gas-Leistungsschalters geführten Leitung 58. The through opening 52 is surrounded on the outside of the arcing chamber by a cylinder 56 , the edge 57 of which is flange-like and serves to fasten the cylinder to the outside of the wall 2. The current is supplied to the fixed contact 53 by means of a line 58 which is led through the wall 2 transversely to the axis of the compressed gas circuit breaker.

Innerhalb des Zylinders 56 ist ein Kolben 59 geführt, der eine Öffnung 60 mit Verschlußeinrichtung aufweist, welche dem Gas einen Durchtritt lediglich aus dem Raum zwischen der Zylinderabschlußwand 56 a und dem Kolben 59 in Pfeilrichtung F gestattet, so daß sich bei einer Einschalthandlung zwischen der Zylinderabschlußwand 56 a und dem Kolben 59 ein Druck aufstaut, der eine Einschaltung zumindest stark erschweren würde. Zwischen der Zylinderabschlußwand 56 a und dem Kolben 59 befindet sich eine Federanordnung 61 in Form einer Schraubendruckfeder, die den Kolben 59 immer in Ausschaltrichtung beaufschlagt.A piston 59 is guided inside the cylinder 56 , which has an opening 60 with a closure device which only allows the gas to pass from the space between the cylinder end wall 56a and the piston 59 in the direction of the arrow F , so that when the device is switched on , a pressure builds up between the cylinder end wall 56a and the piston 59 , which would at least make switching on very difficult. Between the cylinder end wall 56a and the piston 59 there is a spring arrangement 61 in the form of a helical compression spring which always acts on the piston 59 in the switching off direction.

In eingeschaltetem Zustand, siehe Fig. 1, durchgreift das bewegliche Kontaktstück 51 die düsenförmige Öffnung 11 und das feststehende Kontaktstück 53 und drückt den Kolben 59 entgegen dem Druck der Federanordnung 61 gegen die Zylinderabschlußwand 56 a. Bei einer Ausschalthandlung wird das bewegliche Kontaktstück 51 nach rechts in Pfeilrichtung A gezogen, wobei zwischen dem feststehenden Kontaktstück 53 und dem beweglichen Kontaktstück 51 ein Lichtbogen entsteht, der schnell auf die Elektrode 8 wandert und auf dieser rotiert. Gleichzeitig wird der Kolben 59 von der Federanordnung 51 ebenfalls in Pfeilrichtung A gedrückt, er läuft also dem beweglichen Kontaktstück 51 hinterher und schiebt das im Zylinder 56 befindliche Gas durch das Innere des feststehenden Kontaktstückes in den Druckraum 14, wodurch der Gasdruck im Druckraum 14 zusätzlich erhöht wird. Sobald das bewegliche Kontaktstück 51 die Zwischenwand 10 und damit die Öffnung passiert hat, strömt das Gas durch die düsenförmige Öffnung 11 aus dem Druckraum aus und löscht dadurch den durch die düsenförmige Öffnung hindurchbrennenden Lichtbogen 62.When switched on, see Fig. 1, the movable contact piece 51 passes through the nozzle-shaped opening 11 and the fixed contact piece 53 and presses the piston 59 against the cylinder end wall 56a against the pressure of the spring arrangement 61. When the device is switched off , the movable contact piece 51 is pulled to the right in the direction of arrow A , whereby an arc is created between the fixed contact piece 53 and the movable contact piece 51 , which quickly migrates to the electrode 8 and rotates on it. At the same time, the piston 59 is also pressed in the direction of arrow A by the spring arrangement 51 , i.e. it follows the movable contact piece 51 and pushes the gas in the cylinder 56 through the interior of the fixed contact piece into the pressure chamber 14 , whereby the gas pressure in the pressure chamber 14 is additionally increased. As soon as the movable contact piece 51 has passed the intermediate wall 10 and thus the opening, the gas flows out of the pressure chamber through the nozzle-shaped opening 11 and thereby extinguishes the arc 62 burning through the nozzle-shaped opening.

Da aufgrund des rotierenden Lichtbogens 62 das Problem besteht, daß das im Druckraum 14 befindliche Gas in Drehung versetzt wird und so in Form eines Abflußwirbels durch die düsenförmige Öffnung 11 abströmt, was nachteilig ist aufgrund der ungleichmäßigen Gasverteilung im Inneren der Öffnung 11, ist das Strömungsbauteil vorgesehen, das Kanäle 22 aufweist, die das Gas radial der Öffnung 11 bzw. dem durch die Öffnung 11 hindurchbrennenden Lichtbogen 62 zuführen.Since the rotating arc 62 causes the problem that the gas in the pressure chamber 14 is set in rotation and thus flows out through the nozzle-shaped opening 11 in the form of a discharge vortex, which is disadvantageous due to the uneven gas distribution inside the opening 11 , the flow component is provided which has channels 22 which feed the gas radially to the opening 11 or to the arc 62 burning through the opening 11 .

Claims (3)

1. Elektrischer Druckgasleistungsschalter mit a) einer geschlossenen, mit Druckgas gefüllten Löschkammer (1), die durch eine eine düsenförmige Öffnung ( 11) aufweisende radiale Zwischenwand (10) in einen Druckraum (14) und einen Expansionsraum (13) geteilt wird, b) einem feststehenden Kontaktstück (53), das an der der düsenförmigen Öffnung (11) gegenüberliegenden Wand (2) des Druckraumes (14) angeordnet ist, c) einem zum feststehenden Kontaktstück (53) koaxial angeordneten beweglichen Kontaktstück (51), das in der Einschaltstellung die düsenförmige Öffnung (11) durchgreifend mit dem feststehenden Kontaktstück (53) in Eingriff bringbar ist und während des Ausschaltvorganges aus der düsenförmigen Öffnung (11) herausgezogen wird, d) einer koaxial zum feststehenden Kontaktstück (53), mit diesem in elektrisch leitender Verbindung stehenden Elektrode (8), auf der während des Ausschaltvorganges der eine Fußpunkt des Ausschaltlichtbogens rotiert, 1. Electrical gas pressure circuit breaker with a) a closed extinguishing chamber ( 1 ) filled with compressed gas, which is divided into a pressure chamber ( 14 ) and an expansion chamber ( 13 ) by a radial partition wall ( 10 ) having a nozzle-shaped opening ( 11 ), b) a fixed contact piece ( 53 ) which is arranged on the wall ( 2 ) of the pressure chamber ( 14 ) opposite the nozzle-shaped opening ( 11 ), c) a movable contact piece ( 51 ) arranged coaxially with the fixed contact piece ( 53 ), which in the switched-on position can be brought into engagement with the fixed contact piece ( 53 ) by passing through the nozzle-shaped opening ( 11 ) and is pulled out of the nozzle-shaped opening ( 11 ) during the switching-off process, d) an electrode ( 8 ) coaxial with the fixed contact piece ( 53 ) and in electrically conductive connection thereto, on which one base point of the breaking arc rotates during the breaking process, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: e) koaxial zu dem feststehenden Kontaktstück (53) ist auf dessen dem beweglichen Kontaktstück (51) abge- wandten Seite ein Zylinder (56), dessen Innenraum mit dem Druckraum (14) über eine durch das feste Kontaktstück (53) hindurchverlaufende Durchgangsöffnung (52) in Verbindung steht, angeordnet, in dem ein Kolben (59) gleiten kann, f) das bewegliche Kontaktstück (51) durchgreift im Einschaltzustand die Durchgangsöffnung (52) und drückt den Kolben (59) gegen den Druck einer Federanordnung (61) in Richtung auf die der Durchgangsöffnung (52) gegenüberliegende Zylinderabschlußwand ( 56 a), g) die Elektrode (8) umgibt das feststehende Kontaktstück (53) ringförmig. characterized by the following features: e) coaxially to the fixed contact piece ( 53 ), on the side thereof facing away from the movable contact piece ( 51 ), there is arranged a cylinder ( 56 ), the interior of which is connected to the pressure chamber ( 14 ) via a through-opening ( 52 ) running through the fixed contact piece ( 53 ), in which a piston ( 59 ) can slide, f) the movable contact piece ( 51 ) passes through the through opening ( 52 ) in the switched-on state and presses the piston ( 59 ) against the pressure of a spring arrangement ( 61 ) in the direction of the cylinder end wall ( 56 a ) opposite the through opening ( 52 ), g) the electrode ( 8 ) surrounds the fixed contact piece ( 53 ) in a ring shape. 2. Druckgasleistungsschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kolben (59) wenigstens eine Öffnung (60) mit Verschlußeinrichtung vorgesehen ist, die dem Druckgas einen Durchtritt lediglich aus dem Raum zwischen dem Kolben (59) und der Zylinderabschlußwand (56 a) heraus in den Druckraum (14) gestattet. 2. Pressure gas circuit breaker according to claim 1, characterized in that at least one opening ( 60 ) with a closure device is provided in the piston ( 59 ), which allows the pressure gas to pass only from the space between the piston ( 59 ) and the cylinder end wall ( 56a ) into the pressure chamber ( 14 ).
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