DE2529623A1

DE2529623A1 - Elektrischer kompressionsschalter

Info

Publication number: DE2529623A1
Application number: DE19752529623
Authority: DE
Inventors: Guenter Rapp
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-07-03
Filing date: 1975-07-03
Publication date: 1977-01-20
Also published as: CH607292A5; NL7607262A; FR2316717A1; NO762335L; IT1066901B; FR2316717B1

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH

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

Ah/bu KS 75/105

2. Juli 1975

"Elektrischer Kompressionsschalter"

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kompressionsschalter, bei dem die zur Löschung des Lichtbogens erforderliche Löschgasströmung im Schaltaugenblick mittels einer aus Zylinder und Kolben bestehenden Kompressionseinrichtung erzeugt wird.

Derartige Schaltgeräte, die meist mit SF^-Gas als Lichtbogenlöschmittel arbeiten, werden in steigender Anzahl und für immer höhere Kurzschlußströme eingesetzt. Neben der Erhöhung der Schaltleistung wird aber auch eine Verkürzung der Schaltzeiten gefordert, um die Belastungen der Schaltanlage durch den Kurzschlußstrom zu reduzieren. Weiterhin wird verlangt, daß unterschiedliche Kurzschlußarten, wie Klemmenkurzschluß, Abstandskurzschluß, Phasenopposition, induktive und kapazitive Ströme mit unterschiedlich langen Lichtbogenzeiten zuverlässig ausgeschaltet werden.

Zur Erzielung einer kurzen Lichtbogenzeit ist es notwendig, daß der zur Lichtbogenlöschung erforderliche Gasdruck möglichst schnell, d.h. schon nach einer kurzen V/egstrecke des angetriebenen Schaltstiftes erreicht wird. Zur Abschaltung von. Kurzschlüssen mit langer dauernder Lichtbogenzeit rau2 weiterhin

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der Gasdruck ausreichend lange aufrechterhalten werden.

Bei Verwendung eines einfachen Blaskolbensystems ist es schwierig, diesen gewünschten Verlauf des Gasdruckes zu erreichen, da erst nach etwa der halben Wegstrecke des Schaltstiftes bzw. des Blaszylinders der Gasdruck auf den doppelten Anfangswert ansteigt. Die Zeit bis zum Erreichen eines Druckes, der zur Löschung des Lichtbogens ausreicht, ist also zu lang. Im weiteren Verlauf der Kompression steigt anschließend der Druck auf unnötig hohe Werte an, wodurch die Kompressionseinrichtung mechanisch stark belastet wird.

Um diesen ungleichmäßigen Druckverlauf abzuflachen, ist bereits bekannt, in den Kompressionszylinder einen gefederten Zwischenboden einzusetzen (DT-OS 23 63 171)· Hierdurch ergibt sich ein schneller Druckanstieg in der Anfangsphase der Abschal tung. Diese Maßnahme reicht jedoch nicht aus, um auch für Kurzschlußarten mit langer Lichtbogendauer, wie z.B. für das Unterbrechen asymmetrischer Kurzschlußströme, den erforderlichen flachen Druckverlauf zu erzielen. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine konstruktive Lösung für das Blassystem eines Kompressionsschalters anzugeben, durch die der gwünschte Druckverlauf erreicht werden kann.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Zylinder zur Anpassung der Intensität und Dauer der Beblasung an unterschiedliche elektrische Belastungsfälle zwischen Zylinderoberteil und Kolben zwei übereinander liegende mit Federn und Ventilen versehene Zwischenboden enthält.

Anhand der Zeichnung soll die Blaseinrichtung gemäß der Erfindung näher erläutert werden.

Es ist dargestellt in

Fig. 1 ein Längsschnitt durch einen Kompressionsschalter mit der erfindungsgemäßen Blaseinrichtung,

Fig. 2 ein Diagramm des Druckverlaufs über dem Weg des beweglichen Schaltstiftes während einer Ausschaltung,

Fig. 3 eine besondere Ausbildung des Kompressionskolbens.

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Die linke Hälfte der Fig. 1 zeigt den Schalter in der eingeschalteten, die rechte Hälfte in der ausgeschalteten Stellung. Zur Veranschaulichung ist schematisch ein Lichtbogen eingezeichnet. Zur Ausschaltung wird in bekannter Weise der Zylinder 1 mit dem daran befestigten Schaltrohr 13 von einem nicht gezeichneten Antrieb über den festen Kolben 8 gezogen. Zur Steuerung des dabei entstehenden Gasdruckes enthält der Zylinder 1 die beiden Zwischenboden 2 und 3» die gleitend in den ringförmigen Raum zwischen Zylinderwand und Schaltrohr 13 gelagert sind. Die Zwischenboden werden gehalten durch Schraubenfedern 4· und 5» die an ihren Enden in Einbuchtungen des Zylinderoberteils bzw. des Kolbens 8 befestigt sind. Die Zwischenboden weisen ferner Ventile 6 und 7 auf, die durch Schraubenfedern 9 und 10 geschlossen gehalten werden. Das Ventil 6 öffnet sich, sobald während der Kompressionsphase der Stift 11 an das Oberteil des Zylinders 1 anstößt. Entsprechend öffnet sich das Ventil 7, sobald der Stift 12 an den Kolben 8 anstößt. Zur Aufnahme der Schraubenfeder im zusammengedrückten Zustand sind im Zylinderoberteil und im Kolben Einbuchtungen vorgesehen. Obwohl jeweils nur eine Feder bzw. ein Ventil gezeichnet wurden, weist der Schalter mehrere solcher Elemente auf, die über den Umfang der Zwischenboden verteilt sind.

In Fig. 2 ist der Gasdruck P im Verlauf einer Ausschaltung über den Weg S des Schaltstiftes 13 aufgetragen. Die Druckmessung erfolgt dabei an der Stelle 18 innerhalb der Isolierstoff düse 19, und zwar ohne Beeinflussung durch den Lichtbogen. Der Druck P ist der Anfangsdruck des Isoliergases und beträgt ca. 4 bar. Die Kurve a ergibt sich bei einem Schalter gemäß dem Stand der Technik, die Kurve b bei dem -Schalter nach der Erfindung und die Kurve c zeigt den angestrebten Idealverlauf des Druckes.

Im Verlauf einer Ausschaltung erfolgt die Kontakttrennung zwischen dem festen Schaltrohr 17 und dem beweglichen Schaltrohr 13 nach der Wegstrecke s^.. Die nun einsetzende Gasströmung

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dient nur zur Zentrierung des Lichtbogens, da der zur Löschung nötige Kontaktabstand (1. Löschchance) noch nicht erreicht ist. Bei S₂ hat der obere Zwischenboden 2 seine Endstellung erreicht, und es öffnet sich das Ventil 6. Dadurch kann im folgenden das komprimierte Gas aus dem Raum zwischen den beiden Zwischenboden ausströmen. Zuletzt öffnet sich bei S₂. auch das Ventil 7 des Zwischenbodens 3, nachdem dieser etwa die Hälfte seines Weges zurückgelegt hat. Dadurch steigt der Druck P nochmals an und erreicht bei s^ sein Maximum. Nach Erreichen der Endstellung der Kolbenanordnung (s.Fig. 1 rechte Hälfte) sinkt der Druck steil auf den Anfangsdruck ab. Der Verlauf der Gasströmung der Rückbeblasung erfolgt durch das Schaltrohre 13 und Bohrungen 16 in den Gasvorratsraum (Fig. 1).

Man erkennt aus Fig. 2, daß durch die erfindungsgemaße Ausbildung der Blaseinrichtung gegenüber dem Stand der Technik der Zeitraum zwischen der ersten Löschchance t^ und der letzten Löschchance bei t~ erheblich verlängert wurde. Außerdem wurde die Druckkurve abgeflacht und damit die Ausbildung von unnötig hohen Druckspitzen, welche die Blasvorrichtung mechanisch gefährden, vermieden. Der durch Anwendung der Erfindung erzielte Druckverlauf b bedeutet gegenüber dem Verlauf a eine Annäherung an die Ideallinie c.

In Fig. 3 ist eine verbesserte Ausführung des Kolbens 8 dargestellt. Die Zwischenboden sind hier zur Vereinfachung weggelassen worden. Der Kolben 8 ist zweckmäßig mit einem verschiebbaren Hohlschieber 14 versehen, der das Schaltrohr umschließt. Der Hohlschieber wird von einer Blattfeder 15 in seiner oberen Ruhestellung gehalten und bedeckt in dieser Stellung die Ausströmöffnung 16 im Schaltrohr 13· In der oberen Endlage des Kolbens 8 schiebt sich der Hohlschieber in eine Ausnehmung des Kolbens zurück. Durch diese Ausbildung des Kompressionskolbens ist es möglich, die Ausströmöffnungen 16 für die Rückbeblaoung höher anzuordnen, wodurch die Gesamtlänge des Schalters verkürzt wird.

4· Seiten Beschreibung

5 Ansprüche, 3 Bl· Zeichng. (3 Fig.)

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Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH

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

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2. Juli 1975

Patentansprüche

Elektrischer Kompressionsschalter, bei dem die zur Löschung des Lichtbogens erforderliche Löschgasströmung im Schaltaugenblick mittels einer aus Zylinder und Kolben bestehenden Kompressionseinrichtung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) zur Anpassung der Intensität und Dauer der Beblasung an unterschiedliche elektrische Belastungsfälle zwischen Zylinderoberteil und Kolben (8) zwei übereinander liegende, mit Federn (4,5) und Ventilen (6,7) versehene Zwischenboden (2,3) enthält.

Kompressionsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der obere Zwischenboden (2) mittels der Feder (4) an dem oberen Ende des Zylinders (1) abstützt.

Kompressionsschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der untere Zwischenboden (3) mittels der Feder (5) am Kolben (8) abstützt.

Kompressionsschalter nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (6,7) von Federn (9,10) zugehalter, werden und wegabhängig bei Anschlag ihrer Stifte (11,12) gegen den Zylinder (1) bzw. den Kolben (8) öffnen.

Kompressionsschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (8) mit einem das Schaltrohr (I3) umschließenden Hohlschieber (14) versehen ist, der von einer Blattfeder (15) in der oberen Stellung gehalten wird und so Ausströmöffnungen (16) verschließt (Fig. 3).

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