DE2703457A1 - Mittelspannungs-lastschalter - Google Patents

Description

• Mittelspannungs-Lastschalter
• == i>ie vorliegende Erfindung betrifft einen Mittelspannungs-Lastschalter mit einer geschlossenen, gasgefüllten Lichtbogen-Löschkammer mit einem in axialer Richtung beweglichen Kontaktstift, der mit einem feststehenden Kontakt zusammenwirkt, wobei die Kammerdurchtrittsstelle des beweglichen Kontaktstiftes mit einer elastischen Dichtvorrichtung abgedichtet ist.
• Als Löschmittel wird vorzugsweise SF6-Gas verwendet, das je nach Schaltvermögen des Schalters unter einem mehr oder weniger hohen Uberdruck in die Löschkammer eingefüllt wird. Der Einsatzbereich des Lastschalters erstreckt sich vorwiegend auf Mittelspannungs-Schaltanlagen, die in großer Zahl für den Betrieb von Energieversorgungsnetzen benötigt werden.
• Legen des großen Bedarfs ist ein möglichst einfacher Schalteraufbau unter Verwendung kostensparender Materialien und eine relativ kurze Fertigungszeit anzustreben. Fertigungsmäßig wäre es von Vorteil, bei der Herstellung des Löschkammergehäuses Isolierwerkstoffe, wie z. B. duroplastische oder thermoplastische Kunststoffe einzusetzen, die neben guten Formgebungseigenschaften auch die Möglichkeit zur maschinellen Serienfertigung mit hohen Stückzahlen bieten.
• Diese Vorteile werden jedoch teilweise wieder dadurch aufgehoben, daß ein zur Herstellung des Kammergehäuses verwendeter Werkstoff der vorgenannten Art unter Lichtbogeneinwirkung Gas abspaltet, welches das Löschgas verunreinigt und eine Herabsetzung von Isolationsfestigkeit und Schaltvermögen der Löschkammer bis zur Betriebsuntauglichkeit bewirkt.
• Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Maßnahme vorzusehen, wodurch negative Auswirkungen des Schaltlichtbogens auf die Löschkammerinnenwände verhindert werden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Patentanspruch 1 genannten Mittel gelöst.
• Durch Vorsehen einer am beweglichen Kontaktstift angebrachten Scheibe, die zur Löschkammerinnenwand einen Abstand besitzt, wird durch den dadurch entstandenen Spalt während des Abschaltvorganges ein Gasstrom entlang der Loschkammerinnenwandfläche hervorgerufen, die die Außenzone des Schaltlichtbogens abkühlt und ihn von der Löschkammerwand fernhält.
• Da die Scheibe geschlossen ist und spaltdicht am ebenfalls geschlossenen Kontaktstift angebracht ist, steht für das sich während der Ausschaltbewegung verdichtende Gas als Entspannungsöffnung nur der Spalt zwischen Scheibe und Kammerinnenwandfläche zur Verfügung, so daß die Gasströmung besonders intensiv ist.
• Ferner werden hinter der Scheibe befindliche Isolierstoffteile der Löschkammer vor Berührung mit dem Schaltlichtbogen geschützt.
• Es empiehlt sich, die Scheibe am Umfangsrand zwecks Erzielung einer axialen Führung mit Führungsnasen zu versehen, so daß eine einwandfreie Kontaktgabe erfolgen kann. Dabei ist zu beachten, daß die wirksame Spaltlänge durch zu großflächige Führungsnasen nicht wesentlich verkürzt wird, da sonst eine Beeinträchtigung der Abschirmwirkung erfolgen kann.
• Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in der nachfolgenden Beschreibung und in den Patentansprüchen aufgeführt.
• Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß eine Gasverunreinigung, die durch Lichtbogeneinwirkung auf Isolierwerkstoffe entstehen könnte, durch eine einfache Maßnahme vermieden werden. Die dafür vorgesehene Scheibe kann gleichzeitig als Führungsorgan für den beweglichen Kontaktstift, als Abschirmorgan für hinter der Scheibe befinlice Isolierstoffteile und erfindungsgemäß als Hilfsmittel zur Erzeugung einer Gasströmung zwischen Lichtbogen und Löschkammerinnenwandfläche verwendet werden.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 die Löschkammer eines Lastschalters im Schnitt Fig. 2 die Löschkammer gemäß Fig. 1 mit einer veränderten Einzelheit Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 2 im Schnitt I - I gemäß Fig. 4 Fig. 4 die Draufsicht der Einzelheit aus Fig. 3 Gemäß Fig. 1 besitzt der erfindungsgemäße Lastschalter ein zylindrisches,aus Kunststoff bestehendes Löschkammergehäuse 1 mit im Durchmesser verjüngten Gehäusefortsatz lo. Die Löschkammer ist mit unter Druck stehendem Ldschgas, wie z. B. 5F6 gefüllt. Die Schaltstelle wird gebildet von einem feststehenden Kontakt 2 und mittels einer Rollmembran 3 gasdicht in die Löschkammer geführten, axial beweglichen Kontaktstift 4, der außen mit einem hier nicht dargestellten Antriebsgestänge verbunden ist. Am Kontaktstift 4 sind vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Hülsen 5, 6 derart befestigt, daß sie die Rollmembran gasdicht zwischen ihre zueinanderweisenden Stirnflächen klemmen.
• Die gehäuseseitige Verbindung der Rollmembran erfolgt durch Einklemmen zwischen die Löschkammerteile 1, 1o, die danach durch Kleben, Schweißen oder dgl. miteinander verbunden werden.
• Am beweglichen Kontaktstift 4 ist unmittelbar hinter der Kontakttulpe 8 die erfindungsgemäße aus Metall bestehende Scheibe 7 spaltdicht befestigt. Sie wird auf den Kontakt stift 7 geschoben, ehe die Hülsen 3, 6 montiert sind.
• Entsprechend der Querschnittsform des Löschkammergehäuses 1 besitzt die Scheibe 7 ebenfalls eine zylindrische Forrl, jedoch ist der Scheibendurchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser des Löschkammergehäuses. Der so gebildete Spalt zwischen Scheibenrand und Löschkammerwand bewirkt bei der Ausschaltbewegung des Kontaktstiftes 4 aufgrund der kolbenähnlichen Wirkung der Scheibe 7 i yeschlossenen System eine in der Zeichnung durch Pfeile P gekennzeichnete Gasströmung entlang der Löschkammerinnenwandfläche. Diese Gasströmung schirmt die Löschkammerinnenwandfläche im Bereich der Schaltstelle gegen den Schaltlichtbogen ab.
• Fig. 1 zeigt den Kontaktstift 4 etwa in der Mitte des ausschaltweges. Die hinter der Scheibe 7 befindlichen Kunststoffteile wie die Hülse 6, Membran 3 und Gehäuseteile der Löschkammer werden ebenfalls durch die Scheibe 7 vor Lichtbogeneinwirkung cschützt.
• Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 2 - 4 dargestellt.
• 3ie mit Fig. 1 übereinstimmenden Teile wurden nit gleichen Bezugszeichen versehen.
• Im Gegensatz zur vorstehend beschriebenen Ausführung besitzt die mit Bohrung 12 versehene Scheibe 7 hier gleichmäßig auf den Umfang verteilte Führungsnasen 9, 9', 9" und einen entgegen der Ausschaltrichtung um etwa 450 hochgebogenen Rand 11, der als Gasleitfläche wirkt. Die Intensität der Gasströmung kann dadurch eingestellt werden, indem der Scheibenrand mehr oder weniger stark hochgebogen wird.
• Die Lauffläcnen der Führungsnasen 9, 9', 9" besitzen gleiche Radien zum Scheibenmittelpunkt, so daß bei gleichmäßiger Randhochbiegung die Spaltbreite umlaufend konstant ist.
• Dadurch wird eine gleichmäßige Gas strömung entlang der Löschkammerinnenwandfläche hervorgerufen und ein stellenweises Einwirken des Lichtbogens auf die Löschkammerwand verhindert.

Claims (9)

1. Patentansprüche 1. Mittelspannungs-Lastschalter mit einer gasgefüllten, geschlossenen Lichtbogenlöschkammer mit einem in axialer Richtung beweglichen Kontaktstift, der mit einem feststehenden Kontakt zusammenwirkt, wobei die mammerdurchtrittsstelle des Tsontaktstiftes mit einer elastischen Dichtvorrichtung abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß spaltdicht am hewealichen Kontaktstift (4) innerhalb der Löschkammer (1) eine der Kammerquerschnittsform in etwa entsprechende, geschlossene Scheibe (7, 7') angebracht ist, deren Umfangsrand einen Abstand zur Löschkammerwand unter bildung eines Spaltes aufweist, welcher bei der Ausschaltbewegung des Kontaktstiftes (4) eine intensive Gasstrbmung (P) entlang der Löschkammerinnenwandfläche bewirkt.
2. 2. Lastschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt durch am Scheibenrand vorgesehene, auf den Scheibenumfang gleichmäßig verteilte Führungsnasen (9, 9', 9") unterbrochen ist, die Scheibe (7, 7') und Kontaktstift (4) in der Kammer zentrieren.
3. 3. Lastschalter mit zylindrischer Löschkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 3 Filhrungsnasen (o, 9', ', 9") vorgesehen sind.
4. 4. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenrand (11) zwecks Spaltbildung entgegen der Ausschaltrichtung abgebogen ist, während nicht abgebogene Randabschnitte der Scheibe die Führungsnasen (9, 9', 9") bilden.
5. 5. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite durch mehr oder weniger starkes Abbiegen des Scheibenrandes (11) einstellbar ist.
6. 6. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, uaßdie abgebogene Teilfläche zur übrigen Scheibenfläche vorzugsweise einen winkel von etwa 45° aufweist.
7. 7. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, das die Spaltlänge etwa 70 - 90 % des Scheibenumfanges beträgt.
8. 8. Lastschalter nach einem er Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (7, 7') aus Metall, vorzugsweise versilbertem Kupfer hergestellt ist.
9. 9. Lastschalter nach einer er Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (7, 7') dahinterbefindliche Löschkammerabschnitte und sonstige Isolierstoffteile (3, 6) vor Lichtbogeneinwirkung schützt.