DE2430310A1 - COMPRESSED GAS CIRCUIT BREAKER FOR HIGH VOLTAGE - Google Patents
COMPRESSED GAS CIRCUIT BREAKER FOR HIGH VOLTAGEInfo
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Τ·Ι. 20038«Τ · Ι. 20038 "
SPRECHER SSCHUH AG, AARAUSPEAKER SSCHUH AG, AARAU
Druckgas-Leistungsschalter für HochspannungCompressed gas circuit breaker for high voltage
Dia Erfindung betrifft einen Druckgas-LaistungsschaltBT fur Hochspannung mit in einem mit Gas gefüllten Gehäuse angeordneten, in Reihe geschalteten Leistungsunterbracher und Trennschalter, einer mit einem Schalterantrieb kraftschlüssig verbundenen mit Pumpzyjinrier und Pumpkolben ausgerüsteten Pumpvorrichtung, welche beim Ausschalten Gas in den Leistungsunterbrecher fördert und beim Einschalten Gas ansaugt.The invention relates to a pressurized gas power switch for high voltage with a power interrupter and disconnector connected in series, arranged in a gas-filled housing, a pumping device which is frictionally connected to a switch drive and equipped with a pump cylinder and a pump piston, which pumps gas into the power interrupter when it is switched off and gas when it is switched on sucks.
Aus dsr Deutschen Offanlegungsschrift Nr. 1.790.047 ist ein Druc-gasschalter mit einem Schaltstift, mit dem der bewegliche feil eines Blasventils vereinigt ist, bekannt. Der febtstöhende Teil d== Blasventils ist ein aus Isolierstoff bestehender Düsenkörper, dsr zwischen dem mit dem Schaltstift zusammenwirkenden feststehander. Schaltstück und der Ausschdltsteilung des Schaltstiftes liegt cr.z dessen den' festen Schaltstück zugekshrte Seite von diesem durch eine Gasstrecke getrennt ist. Bei dieser Anordnung wird während einer Ausschaltbewegung zuerst der Lichtbogen durch die die Trennstrecke bildende Gasstrecke gezogen und erst nach Erreichen der Länge der sicheren Löschdistanz mit Druckgas beblasen. Diese Anordnung ist nachteilig, weil zur Löschung des Lichtbogens und zur Durchspülung des mit ionisierten Gasen gefüllten Raumes relativ viel Gas erforderlich ist. Aus diesem Grunde ist diese Anordnung auch -ungeeignet-"-für Druckgasschalter mit Selbstbeblasung, wo das zur Löschung und Spülung erforderliche Gas während der Ausschal"-P 312From the German published application no. 1.790.047 a pressure gas switch with a switching pin, with which the movable part of a blow valve is combined, is known. The febtstöhende part d == blow valve is a nozzle body made of insulating material, dsr between the fixed and interacting with the switching pin. The switching element and the disconnection of the switching pin are located at the end of which the fixed switching element is separated from it by a gas path. In this arrangement, during a switch-off movement, the arc is first drawn through the gas path that forms the isolating distance and is only blown with compressed gas after the length of the safe extinguishing distance has been reached. This arrangement is disadvantageous because a relatively large amount of gas is required to extinguish the arc and to flush the space filled with ionized gases. For this reason, this arrangement is also - unsuitable - "- for pressurized gas switches with self-blowing, where the gas required for extinguishing and purging is during disconnection" -P 312
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bewegung komprimiert wird. Zur kurzzeitigen Kompression wäre eine sehr hohe Antriebsenergie und somit ein unwirtschaftlich grosser Antrieb notwendig.movement is compressed. For short-term compression one would be very high drive energy and thus an uneconomically large one Drive necessary.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 6608446 ist ein Leistungsschalter mit Lichtbogenlöschung, der von einem ortsfesten und einem beweglichen Kontakt gebildet wird, bekannt. Wenigstens einer der Kontakte ist dabei rohrförmig ausgebildet. Die ringförrr.igen Kontaktflächen entfernen sich während einer Ausschaltbewegung. Zwischen den Kontaktflächen entsteht der Ausschaltlichtbogen, der durch ein in Richtung der Rohrachse strömendes Löschmittel beblasen wird. Der Blasspalt ist durch die ringförmigen Kontaktflächen der Kontakte selber gebildet. Nachteilig ist, dass die Breite des Blasspaltes mit der Löschdistanz identisch ist. Bei dieser Anordnung kann die Strömungsgeschwindigkeit im Blasspalt nur durch Druckerhöhung des Löschmittels erhöht werden. Diese Massnahme bedingt aber die Verwendung eines unwirtschaftlich grossen Antriebes. From the German utility model No. 6608446 is a circuit breaker with arc quenching, which is formed by a stationary and a movable contact, known. At least one the contacts are tubular. The ring-shaped Contact surfaces move away during a switch-off movement. The switch-off arc occurs between the contact surfaces, the is blown by an extinguishing agent flowing in the direction of the pipe axis. The blowing gap is through the annular contact surfaces formed the contacts themselves. The disadvantage is that the width of the blowing gap is identical to the extinguishing distance. With this arrangement the flow speed in the blowing gap can only be increased by increasing the pressure of the extinguishing agent. This measure but requires the use of an uneconomically large drive.
AufgabB der Erfindung ist es, einen Druckgas-Leistungsschalter z. schaffen, dessen Pumpvorrichtung während der Ausschaltbewe£ung nur eine relativ kleine Menge Löschmittel fördern muss", und riz einem wirtschaftlich vorteilhaften kleinen AntrieD ausgerüstet werden kann.AufgabB of the invention is to provide a compressed gas circuit breaker z. create the pumping device clothes during Ausschaltbewe £ must promote only a relatively small amount of extinguishing agent "and riz an economically advantageous small AntrieD can be equipped.
Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass das Gehäuse in zwei durch sine Wand getrennte Räume unterteilt ist,The problem is solved in that the housing in two is divided into rooms separated by its wall,
wobei der eine den Leistungsunterbrecher und der andere den Trenr,-Bchalter aufnimmt, dass der Leistungsunterbrecher aus einem durch eine in der Wand angeordnete Ringspaltdüse umgebenen Ringkontaktpaar gebildet ist, der in offenem Zustand mindestens die 2,5 fache Phaaenspannung des Hochspannungsnetzes hält, wobei der Spalc der Ringspaltdüse mindestens an einer Seite durch ein elektrisches Isoliermaterial begrenzt ist, dass die Trennstrecke des Trennschai t«rs mindestens für die Prüfepannung des Leistungsschalters bsmes- sen ist, dass die Kontakte des Leistungsunterbrechsrs zwiscr.er. ZZ one of which accommodates the circuit breaker and the other accommodates the isolating switch, so that the circuit breaker is formed from a pair of ring contacts surrounded by an annular gap nozzle which is arranged in the wall and which in the open state holds at least 2.5 times the phase voltage of the high-voltage network, the gapc the annular gap is bounded on one side by an electrical insulation at least in that the separation distance of the Trennschai t 'rs is at least sen bsmes- for Prüfepannung of the circuit breaker, the contacts of the Leistungsunterbrechsrs zwiscr.er. ZZ
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und 50V und die Kontakte das Trennschalters frühestens bei 6o% des Pumpkolbenhubes beim Ausschalten sich trennen.and 50V and the contacts of the disconnector at the earliest at 6o% of the Pump piston stroke separate when switching off.
Die das Gehäuse trennende Wand kann mindestens teilweise aus einem elektrischen Isolierstoff bestehen. In der Wand zwischen den beiden Räumen kann ein den einen Kontakt des Leistungsunterbrechers und dan einen Kontakt des Trennschalters tragender Nachlaufkolben ■angeordnet sein.The wall separating the housing can at least partially consist of a electrical insulating material exist. In the wall between the two One contact of the circuit breaker and one can clear Then a follower piston carrying a contact of the disconnector ■ be arranged.
Im folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben·An exemplary embodiment is described below with reference to the accompanying drawing the invention described in more detail
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines Druckgas-LeistungsschaltersFig. 1 shows a longitudinal section of a compressed gas circuit breaker
Der Druckgas-Leistungsschalter nach Fig. 1 ist in einer mit Schwefelhexafluorid-Isoliergas gefüllten Erdpotential aufweisenden rohrförmigen Metallkapselung 1 koaxial angeordnet. In dem aus elektrischen Isoliermaterial bestehenden Gehäuse 2 sind der Leistungsunterbrecher mit den beiden Kontakten 3 und 4 und der Trennschaltsr mit seinen Kontakten 5 und 6 in Reihe angeordnet. Der Leistungsunterbrecher und . der Trennschalter werden von einem ausserhalb der Metallkapselung 1 angeordneter an der Betätigungsstange 7 direkt oder über Hebel angeschlossenen nicht dargestellten Schaltsrantrieb betätigt. Die Betätigungsstange 7 ist durch einen Balg θ gasdicht in die Metallkapselung 1 hineingeführt. Die Betätigungsstange 7 greift am Isolierhebel 9 an. Am anderen Ende des Isolier-.habeis 9 ist die den Isolierhebel 9 mit dem Schaltrohr 10 verbindende Lasche 11 angeschlossen. Der Isolierhebel 9 ist in Fig. 1 in einer Zwischenstellung dargestellt. Dia beiden Endstellungen dieses Hebels sind durch die Punkt-Strich Mittellinien 12, 13, angedeutet.The compressed gas circuit breaker according to FIG. 1 is arranged coaxially in a tubular metal encapsulation 1 which is filled with sulfur hexafluoride insulating gas and has ground potential. In the housing 2 made of electrical insulating material, the circuit breaker with the two contacts 3 and 4 and the isolating switch with its contacts 5 and 6 are arranged in series. The power breaker and. the disconnectors are actuated by a switching drive, not shown, which is arranged outside the metal enclosure 1 and is connected to the actuating rod 7 either directly or via a lever. The actuating rod 7 is guided into the metal enclosure 1 in a gas-tight manner through a bellows θ. The actuating rod 7 engages the insulating lever 9. At the other end of the insulating .habeis 9, the tab 11 connecting the insulating lever 9 to the switching tube 10 is connected. The insulating lever 9 is shown in Fig. 1 in an intermediate position. The two end positions of this lever are indicated by the dot-dash center lines 12, 13.
Qa* Schaltrohr 10 ist mit dem Strom und Spannung zu führen bestimmten Leiter 14 über die Gleitkontaktstelle 15 verbunden. Das Schalt· rohr 16 trägt den aus Kontaktwerkstoff hergestellten Kontakt 4 des Leistungsunterbrechers. Das Schaltrohr 10 ist an seinem ooersn tncs Qa * switching tube 10 is connected to the current and voltage to carry certain conductors 14 via the sliding contact point 15. The switching tube 16 carries the contact 4 of the circuit breaker made of contact material. The switching tube 10 is at its ooersn tncs
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mit dem zylindrischen den einen Kontakt 16 des Paralleltrenners bildenden Teil versehen. Zwischen dem Kontakt 4 des Leistungsunterbrechers und dem Kontakt Ϊ6 des Paralleltrenners ist die aus elektrischem Isoliermaterial bestehende Düsenkörper 17 am Schaltrohr 10 befestigt. Das Schaltrohr 10 trägt auch noch .den aus elektrischem Isoliermaterial hergestellten Kolben 18 der Pumpvorrichtung. Der durch das als Pumpzylinder der Pumpvorrichtung dienende Gehäuse 2 abgegrenzte Pumpraum ist durch das Rückschlagventil gegen den Gasraum innerhalb der Metallkapselung 1 abgeschlossen. Die Dichtungen 20, 21 sind zwischen den ortsfesten und den beweglichen Teilen der Pumpvorrichtung angeordnet. provided with the cylindrical part forming a contact 16 of the parallel isolator. The nozzle body 17 made of electrical insulating material is attached to the switching tube 10 between the contact 4 of the circuit breaker and the contact Ϊ6 of the parallel disconnector. The switching tube 10 also carries the piston 18 of the pumping device made of electrical insulating material. The pumping space delimited by the housing 2 serving as the pumping cylinder of the pumping device is closed off from the gas space within the metal encapsulation 1 by the check valve. The seals 20, 21 are arranged between the stationary and the movable parts of the pumping device.
Im Düsenkörper 17 ist eine mit dem Pumpraum der Pumpvorrichtung in Verbindung stehende Ringspaltdüse 22·angeordnet. Die Mündung der Ringspaltdüse 22 ist bei geschlossenem Leistungsunterbecher durch den Kontakt 3 verschlossen, bei offenem Leistungsunterbrecher liegt sie zwischen den beiden Kontakten 3 und 4. Das Verhältnis vom Abstand der Kontakte 3, 4 des offenen Leistungsunterbrechers zu der Spaltbreite der Ringspaltdüse 22 beträgt 4. Der Querschnitt des zur Ringspaltdüse 22 führenden Kanals 23 ist in Richtung der Mündung der Ringspaltdüse 22 abnehmend.An annular gap nozzle 22 connected to the pump chamber of the pump device is arranged in the nozzle body 17. The estuary the annular gap nozzle 22 is closed by the contact 3 when the power interrupter is closed, and when the power interrupter is open it lies between the two contacts 3 and 4. The ratio of the distance between contacts 3, 4 of the open circuit breaker to the gap width of the annular gap nozzle 22 is 4. The cross section of the channel 23 leading to the annular gap nozzle 22 is decreasing in the direction of the mouth of the annular gap nozzle 22.
Im Düsenkörper 17 ist der den einen Kontakt 3 des Leistungsunterbrechers und den einen Kontakt 6 des Trennschalters tragende Nachlaufkolben 24 angeordnet. Die Feder 25 hält die Kontakte 3,4 des Leistungsunterbrechers in der offenen Stellung. Der Kontaktdruck des Leistungsunterbrechers in geschlossener Stellung und ein Teil der Ausschaltenergie bei Ausschaltbewegungen liefert die Feder 26. Der Leistungsschalter kann mit dem steckerartig ausgebildeten zylindrischen Teil 27 an weiteren nicht dargestellten Leitern angeschlossen werden.In the nozzle body 17 is the one contact 3 of the circuit breaker and the follower piston 24 carrying a contact 6 of the disconnector. The spring 25 holds the contacts 3.4 of the circuit breaker in the open position. The contact pressure of the circuit breaker in the closed position and supplies part of the breaking energy during opening movements the spring 26. The circuit breaker can with the plug-like cylindrical part 27 on other not shown Ladders are connected.
In Fig. 1 ist der Leistungsschalter in einer Zwischenstellung dar- gestallt. Bei Beginn einer Ausachaltbewegung trennen sich zuerst die Kontakte 16 und 28 des for die Führung des Nennstromes vorgesehenen Paralleltr-nners. In der Pur.pvorrichtung tegir.nt diiIn FIG. 1, the circuit breaker is shown in an intermediate position. At the beginning of a stopping movement, the contacts 16 and 28 of the parallel switch provided for carrying the rated current separate first. In the Pur.pvorrichtung tegir.nt dii
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Kompression des SFg-Gases. Die Mündung der Ringspaltduss 22 bleibt bis 40% der gesamten Hubbewegung des Pumpkolbens 18 durch dan Kontakt 3 verschlossen, weil die Kraft der Feder 26 grosser ist als die Kraft der Feder 25. Bei Fortsetzung der Ausschaltbewegung trennen sich die Kontakte 3 und 4 auf Wirkung der Feder 25, sobald der Kontakt 6 sich vom Nachlaufkolben 29 der Feder 26 trennt. Durch die frei gewordene Mündung der Ringspaltdüse 22 strömt jetzt das vorkomprimierte Gas mit sehr hoher Geschwindigkeit in die zwischen den Kontakten 3 und 4 gebildete Trennstrecke des Leistungsunterbrechers und löscht den dort brennenden Lichtbogen. Bei etwa 83% des Gasamthubes des Pumpkolbens 16 trennen sich auch die nun stromlosen Kontakte 5, 6 des Trennschalters. Die Ausschaltbewegung ist damit beendet. Die zwischen den Kontakten 3 und 4 liegende Trennstrecke' des Leistungsunterbrechers ist nur fur die 2,5-fache Phasenspannung des Hochspannungsnetzes ausgelegt. In dieser Strecke.soll der Lichtbogen nur gelöscht werden. Für die volle Prüfspannung ist hingegen die sich zwischen den Kontakten 5 und bildende Trennstrecke bemessen. Diese Trerinstrecka ist durch die aus dem Kolben 18 aus dem Schaltrohr 10, aus dem Düsenkörper 17 gebildete Wand und durch den in dieser Wand geführten Nachlaufkolben 24 von dar Trennstrecke des Leistungsunterbrechers getrennt* Die Trennstrecke des Trennschalters befindet sich daher immer in neuwertigem, nicht ionisiertem oder verunreinigtem Löschgas. Der Trennschalter kann auch mit einer Schnappvorrichtung ausgerüstet sein, die ein Zurückschnellen mindestens des einen Kontaktes das Trennschalters nach der Kontakttrennung und somiij ein schnelleres Erreichen der notwendigen Tranndistanz bewirkt. Durch eine solche Massnahme ist ein weiteres Einsparen von Antriebsenergie möglich, weil während der Trennbewegung des Trennschalters keine weiter· Kompression des Gases notwendig ist. . ·Compression of the SFg gas. The mouth of the annular gap nozzle 22 remains up to 40% of the total stroke movement of the pump piston 18 through contact 3 closed because the force of the spring 26 is greater than the force of spring 25. Disconnect when continuing the switch-off movement the contacts 3 and 4 on the action of the spring 25 as soon as the Contact 6 separates from the follower piston 29 of the spring 26. By the opened mouth of the annular gap nozzle 22 now flows the pre-compressed gas at very high speed into the between the isolating distance of the circuit breaker formed by contacts 3 and 4 and extinguishes the arc burning there. At about 83% of the gas total stroke of the pump piston 16 also separate now de-energized contacts 5, 6 of the disconnector. The switch-off movement is over with that. The isolating distance between the contacts 3 and 4 of the circuit breaker is only 2.5 times Phase voltage of the high-voltage network designed. In this distance, the arc should only be extinguished. For the full Test voltage, however, is that between contacts 5 and dimensioning separating distance. This Trerinstrecka is through the formed from the piston 18 from the switching tube 10, from the nozzle body 17 Wall and separated from the isolating distance of the circuit breaker by the follower piston 24 guided in this wall * The isolating distance of the isolating switch is therefore always in as good as new, non-ionized or contaminated extinguishing gas. Of the The disconnector can also be equipped with a snap-action device that prevents at least one contact from snapping back Disconnector after the contact separation and somiij a faster one Reaching the necessary tranndistance causes. By such a Measure further saving of drive energy is possible, because during the disconnection movement of the disconnector no further Compression of the gas is necessary. . ·
Bai der Einschaltbewegung, werden zuerst die Kontakt· 5 und 6 des Trennschalters, dann die Kontakte 3,4 des Leistungsunterbreoher». und schliesslich die Kontakte 16, 28 des Paralleltrennefs geschlo«-During the closing movement, contacts 5 and 6 of the disconnector are activated first, then contacts 3, 4 of the power breaker. and finally the contacts 16, 28 of the parallel separator closed «-
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sen. Während der Einschaltbewegung füllt sich'der durch d~3 Gehäuse 2 und Schaltrohr 10 gebildete Pumpraum über das Rückschlagventil 19 mit frischem Gas. Die Fedem 25 und 26 werden ebenfalls wäh-rend der. Einschaltbewegung gespannt.sen. During the switch-on movement, the pump space formed by the housing 2 and the switching tube 10 is filled via the check valve 19 with fresh gas. The springs 25 and 26 are also during the. Switch-on movement tense.
Besondere Vorteile des beschriebenen Gruckgas-Leistungsschalters liegen im hohen Abschaltvermögen bei einer relativ kleinen Antriebsenergie. Special advantages of the pressure gas circuit breaker described lie in the high disconnection capacity with a relatively low drive energy.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |