DE2759265C3

DE2759265C3 - Gas switch

Info

Publication number: DE2759265C3
Application number: DE19772759265
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.Rer.Nat. 1000 Berlin Zueckler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1977-12-30
Publication date: 1980-09-11
Also published as: JPS5496776A; DE2759265B2; DE2759265A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter mit zwei feststehenden, in Abstand voneinander ungeordneten Schaltstücken, die zur Abfuhr von Schaltgasen hohl ausgebildet sind und düsenförmig gestaltete Stirnseiten aufweisen, und mit einem diese Schaltstücke in der Einschaltstellung überbrückenden und in der Ausschaltstellung zur Bildung einer Trennstrecke freigebenden beweglichen Schaltstück sowie mit einem Kontaktsystem, das den beim Ausschalten entstehenden Lichtbogen im Innern der feststehenden Schaltstücke zieht.The invention relates to a gas pressure switch with two fixed, spaced apart disordered contact pieces, which are hollow and nozzle-shaped for the discharge of switching gases Have designed end faces, and with a bridging these contact pieces in the switched-on position and in the switched-off position to form a separating distance-releasing movable contact piece as well as with a contact system that eliminates the arcing that occurs inside the fixed contact pieces.

Aus der DE-AS 22 11 617 ist ein derartiger Schalter bekannt. Die hohl ausgebildeten feststehenden Schaltstücke sind in der Einschaltung durch ein leistungslos schaltendes Überbrückungsschaltstück verbunden, dem ein Hilfsschaltstück parallel geschaltet ist. Das Hilfsschaltstück ist im Innern der feststehenden Schaltstücke gleichbeweglich geführt und mit dem Antrieb für das Überbrückungsschaltstück und die Blaseinrichtung gekoppelt.From DE-AS 22 11 617 such a switch known. The hollow fixed contact pieces are in the switching by a powerless Switching bridging contact connected to which an auxiliary contact is connected in parallel. The auxiliary contact is guided inside the fixed contact pieces so that they can move freely and with the drive for the Bridging contact and the blowing device coupled.

Das Hilfsschaltstück zieht den Lichtbogen nahe der Achse der beiden feststehenden Schaltstücke. Dieser Lichtbogen wird von der beim öffnen des Schalters einsetzenden Druckgasströmung wirksam beblasen.The auxiliary contact pulls the arc near the axis of the two stationary contact pieces. This The arc is effectively blown by the flow of compressed gas that begins when the switch is opened.

In Abhängigkeit von der Größe des abzuschaltenden Stromes bildet sich eine mehr oder weniger dicke Lichtbogensäule zwischen den Lichtbogenelektroden des Hilfsschaltstückes aus. Für den größten abzuschaltenden Strom muß aufgrund der vorgegebenen Dicke der Lichtbogensäule die lichte Weite der hohlen düsenförmigen Schaltstücke bemessen sein, damit die Düsen, die zur Abfuhr der Schaltgase bestimmt sind, durch den Lichtbogen nicht unzulässig verdämmt s werden.Depending on the size of the current to be switched off, a more or less thick one forms Arc column between the arc electrodes of the auxiliary contact. For the largest to be switched off Current must be due to the specified thickness of the arc pillar, the clear width of the hollow nozzle-shaped contact pieces must be dimensioned so that the nozzles, which are intended to discharge the switching gases, are not impermissibly blocked by the arc.

Sofern man mit einer einzigen Unterbrechereinheit, d. h. einer einzigen Trennstrecke, eine möglichst große Spannung beherrschen will, muß die Trennstrecke so lang bemessen sein, daß während der Ausschaltbewegung die radiale Gasströmungsgeschwindigkeit in der Trennstrecke unter Umständen wesentlich geringer als in den Düsen der feststehenden Schaltstücke wird. Dies kann dazu führen, daß der Lichtbogen radial nach außen wandert, was die Löschung des Lichtbogens erschwert.If one is with a single interrupter unit, i. H. a single isolating distance, as large as possible Want to control voltage, the isolating distance must be dimensioned so long that during the switch-off movement the radial gas flow speed in the separating distance may be significantly lower than in the nozzles of the fixed contact pieces. This can cause the arc to radially outward migrates, which makes it difficult to extinguish the arc.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Art abzugeben, bei dem große Abschaltströme und eine vergleichsweise lange Trennstrecke zur Beherrschung hoher Spannungen zu keiner Beeinträchtigung der Lichtbogenbeblasung, insbesondere zu keiner ungünstigen Verteilung der Gasströmungsgeschwindigkeit, im Bereich der Trennstrecke führt.The invention is based on the object of providing a pressurized gas switch of the type mentioned at the beginning, with large cut-off currents and a comparatively long isolating distance to control higher ones Tensions do not adversely affect the arc blowing, in particular none are unfavorable Distribution of the gas flow rate, in the area of the separating distance leads.

Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß die feststehenden Schaltstücke stirnseitig mit in die Trennstrecke vorspringenden ringförmigen Isolierstoffkörpern versehen sind, die zumindest teilweise die Düsen bilden.According to the invention, this is achieved in that the fixed contact pieces are end face with in the Separating distance projecting annular insulating bodies are provided, which at least partially the Form nozzles.

Die vorspringenden ringförmigen Isolierstoffkörper erlauben es, den Abstand zwischen den Stirnseiten der Düsen so zu wählen, daß die Gasströmungsgeschwindigkeit an allen Stellen des Kontaktsystems unter Berücksichtigung der Dichteänderung des Löschgases im Löschgebiet gleichbleibt. Damit ergibt sich vorteilhaft die Voraussetzung, daß der Lichtbogen nicht seitlich ausbrechen kann und damit optimalen Löschbedingungen unterworfen werden kann.The protruding annular insulating body allow the distance between the end faces of the Choose nozzles so that the gas flow rate at all points of the contact system is below Consideration of the change in density of the extinguishing gas in the extinguishing area remains the same. This is advantageous the prerequisite that the arc cannot break out laterally and thus optimal extinguishing conditions can be subjected.

Bei einem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung enthält der Isolierstoffkörper einen unter Lichtbogeneinwirkung Löschgas abgebenden Stoff. Hierzu kann der Isolierstoffkörper mindestens teilweise aus Polytetrafluorethylen bestehen.In one embodiment according to the invention, the insulating body contains an arcing Substance emitting extinguishing gas. For this purpose, the insulating body can be at least partially made of polytetrafluoroethylene exist.

Das bewegliche Schaltstück kann als ein die feststehenden Schaltstücke außen umfassendes Rohr ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, daß das bewegliche Schaltstück als ein im Innern der feststehenden Schaltstücke angeordneter Schieberkörper gestaltet ist und zumindest einen Teil des den Lichtbogen ziehenden Kontaktsystems bildet.
Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.The movable contact piece can be designed as a tube surrounding the stationary contact pieces on the outside. However, it is also possible for the movable contact piece to be designed as a slide body arranged inside the stationary contact pieces and to form at least part of the contact system that draws the arc.
An exemplary embodiment according to the invention is described and the mode of operation explained with the aid of the drawing.

Die Figur zeigt in einem Schnitt die wesentlichen Teile eines Druckgasschalters in schematischer Darstellung. Der Druckgasschalter besteht aus einer Isolier-Stoffkammer 1, in deren Innenraum 2 elektronegatives Gas, wie z. B. SFe, unter einem Druck von beispielsweise 6 bar eingefüllt ist. Im Innenraum 2 sind ferner zwei feststehende düsenförmige Schaltstücke 3, 4 vorgesehen, die zur Abfuhr von Schaltgasen hohl ausgebildet sind. Sie weisen düsenförmige Stirnseiten 5, 6 auf. Die Schaltstücke 3, 4 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem rohrförmigen beweglichen Überbrükkungsschaltstück 7 überbrückt, das in der Ausschaltung, wie rechts der Mittellinie 8 gezeigt, die beiden Schaltstücke 3, 4 zur Bildung einer Trennstrecke freigibt. Ferner ist ein Kontaktsystem vorgesehen, das aus einem beweglichen Kontaktstück 9 und einem begrenzt beweglichen Kontaktstück 10 besteht. Zwi-The figure shows in a section the essential parts of a gas pressure switch in a schematic representation. The gas pressure switch consists of an insulating material chamber 1, in the interior of which 2 electronegative gas, such as. B. SFe, is filled under a pressure of 6 bar, for example. In the interior 2, two stationary nozzle-shaped switching pieces 3, 4 are also provided, which are hollow for the discharge of switching gases. They have nozzle-shaped end faces 5, 6. The contact pieces 3, 4 are bridged in the illustrated embodiment by a tubular movable bridging contact piece 7, which in the disconnection, as shown to the right of the center line 8, releases the two contact pieces 3, 4 to form an isolating distance. Furthermore, a contact system is provided which consists of a movable contact piece 9 and a contact piece 10 that can move to a limited extent. Between

chen den Kontaktstucken 9 und 10 wird beim Ausschalten unter Last der Lichtbogen gezogen. Der Lichtbogen brennt damit im Innern der düsenförmigen Schaltstücke 3, 4. Das bewegliche Kontaktstück 9 wird mit dem Schaltstück 7 gemeinsam von einem nicht weiter dargestellten Antrieb in Pfeilrichtung 11 bewegt, wenn der Schalter in die Ausschaltstcllung überführt wird.Chen the contact pieces 9 and 10, the arc is drawn when switching off under load. Of the Arc burns so inside the nozzle-shaped contact pieces 3, 4. The movable contact piece 9 is moved together with the contact piece 7 by a drive (not shown) in the direction of arrow 11, when the switch is in the switch-off position will.

Zu Beginn der Ausschaltbewegung läuft das begrenzt bewegliche Kontaktstück 10, von einer Feder 12 belastet, de;A Kontaktstück 9 eine bestimmte Strecke nach, so daß das bewegliche Schaltstück 7 lichtbogenfrei vom feststehenden Schaltstück 3 ablaufen kann. Nach der Trennung der Schaltstücke 3, 7 und der Kontaktstücke 9, 10 wird aus dem Innenraum 2 Löschgas zur Trennstrecke gegen den Lichtbogen geführt.At the beginning of the switch-off movement, the contact piece 10, which can move to a limited extent, runs from a spring 12 loaded, de; A contact piece 9 a certain distance after, so that the movable contact piece 7 can run away from the stationary contact piece 3 without an arc. To the separation of the contact pieces 3, 7 and the contact pieces 9, 10 is from the interior 2 extinguishing gas for Separating distance led against the arc.

Die entstehenden Schaltgase werden durch das Innere der Schaltstücke 3 und 4 abgeführt. Ersichtlich sind die feststehenden Schaltstücke 3,4 stirnseitig mit in die Trennstrecke Γ vorspringenden Isolierstoffkörpern versehen, die zumindest teilweise die Düsen bilden. Die metallischen Schaltstücke 3, 4 können damit soweit voneinander entfernt werden, daß eine hohe Spannung in der Ausschaltstellung des Schalters gehalten werden kann. Die Isolierstoffkörper beeinflussen die dielektrisehe Festigkeit vergleichsweise wenig. Sie sorgen dafür, daß die Gasströmungskomponente, die radial den Lichtbogen bebläst, so groß ist, daß der Lichtbogen nicht seitlich auswandern kann. Die Isolierstoffkörper enthalten vorteilhaft einen Stoff, der unter Lichtbogeneinwirkung zusätzliches Löschgas abgibt. Sofern t'.ie Isolierstoffkörper zumindest teilweise aus Polytetrafluoräthylen bestehen, ergibt sich eine besonders günstige Verträglichkeit des Löschgases mit dem übrigen Löschgas (SFo). Außerdem hat Polytetrafluoräthylen eine verhältnismäßig niedrige Dielektrizitätskonstante, was vorteilhaft ist.The resulting switching gases are discharged through the interior of the switching pieces 3 and 4. Obvious the stationary contact pieces 3, 4 are on the front with insulating bodies protruding into the isolating distance Γ provided, which at least partially form the nozzles. The metallic contact pieces 3, 4 can so far be removed from each other so that a high voltage can be kept in the off position of the switch can. The insulating bodies have a comparatively little effect on the dielectric strength. They ensure that the gas flow component that blows the arc radially is so large that the arc cannot migrate sideways. The insulating bodies advantageously contain a substance which, under the action of an arc emits additional extinguishing gas. Unless t'.ie insulating body at least partially made of polytetrafluoroethylene exist, there is a particularly favorable compatibility of the extinguishing gas with the remaining extinguishing gas (SFo). Also has polytetrafluoroethylene a relatively low dielectric constant, which is advantageous.

Dac bewegliche Schaltstück 7 ist als ein die festehenden Schaltstücke außen umfassendes Rohr ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, das bewegliche Schaltstück als einen im Innern der feststehenden Schaltstücke 3, 4 angeordneten Schieberkörper zu gestalten, der zumindest einen Teil des den Lichtbogen im Innern der Schaitstücke 3, 4 ziehenden Kontaktsystems bildet. Damit ist ein besonderes Kontaktsystem in der Schaltsiückachse entbehrlich.The movable contact piece 7 is a tube surrounding the stationary contact pieces on the outside educated. However, it is also possible to use the movable contact piece as one inside the stationary one To make contact pieces 3, 4 arranged slide body, at least part of the arc forms inside the switch pieces 3, 4 pulling contact system. This means that a special contact system is in the rear axle can be dispensed with.

Bei dem in der Figur dargestellten Druckgasschalter wird die Löschgasströmung beim Ausschalten von einem Kolben-Zylinder-System erzeugt, das aus einem feststehenden Kolben 13 und einem beweglichen Zylinder 14 besteht. Der Zylinder 14 ist mit dem Antrieb für das Schaltstück 7 und das Kontaktstück 9 gekoppelt. Im Verlauf der Ausschaltbewegung wird der Blaszylinder 14 über den feststehenden Kolben 13 gezogen und das dazwischenliegende Löschgas komprimiert, bis das freie Ende des Schaltstückes 6 vom Düsenkörper des feststehenden Schaltstückes 3 abläuft. Für die Erfindung ist jedoch die Erzeugung der Löschgasströmung mittels eines Kolben-Zylinder-Systems nicht notwendig. Die Löschgasströmung kann auch, wie bei Zweidruckschaltern üblich, aus einem Hochdruckreservoir gespeist werden, die in einen Raum niederen Druckes geführt wird.In the case of the compressed gas switch shown in the figure, the extinguishing gas flow is switched off when a piston-cylinder system generated, which consists of a fixed piston 13 and a movable one Cylinder 14 consists. The cylinder 14 is coupled to the drive for the contact piece 7 and the contact piece 9. In the course of the switch-off movement, the blowing cylinder 14 is pulled over the stationary piston 13 and the intermediate extinguishing gas is compressed until the free end of the contact piece 6 from the nozzle body of the fixed contact piece 3 expires. For the invention, however, is the generation of the extinguishing gas flow by means a piston-cylinder system is not necessary. The extinguishing gas flow can also, as with two-pressure switches common to be fed from a high pressure reservoir, which led into a room with low pressure will.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Compressed gas switch with two fixed, spaced apart switch pieces, which are hollow for the discharge of switching gases and have nozzle-shaped end faces, and with one of these contact pieces bridging in the switched-on position and in the switched-off position for the formation of a separating distance releasing movable contact, whereby a contact system it is provided that the arc created when switching off inside the fixed Contact piece pulls characterized that the stationary contact pieces (3, 4) protrude into the isolating distance at the front annular insulating bodies (6) are provided which at least partially form the nozzles.

2. Compressed gas switch according to claim 1, characterized in that the insulating body (6) has a contains substance that emits extinguishing gas when exposed to an arc.

3. Compressed gas switch according to claim 1 or 2, characterized in that the insulating body (6) consists at least partially of polytetrafluoroethylene.

4. Compressed gas switch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the movable Switching piece (7) is designed as a tube surrounding the stationary switching pieces (3, 4) on the outside.

5. Compressed gas switch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the movable Switching piece as a slide body arranged inside the stationary switching pieces (3, 4) is designed and forms at least part of the contact system (9, 10) which draws the arc.