DE2831567C2

DE2831567C2 - Elektrischer Druckgasschalter

Info

Publication number: DE2831567C2
Application number: DE2831567A
Authority: DE
Inventors: Masami Amagasaki Kii
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1977-07-21
Filing date: 1978-07-18
Publication date: 1984-10-31
Also published as: US4228333A; FR2398378A1; FR2398378B1; CA1106425A; DE2831567A1; CH631829A5; JPS5422581A

Description

a)
b)

auf das bewegliche Kontaktstück (4) wirken mindestens zwei Ausschaltfcdcrn (51,52) ein: die Ausschaltfedern (51,52) sind so aufeinander abgestimmt, daß nur noch ein Teil der Federn auf das bewegliche Kontaktstück (4) wirkt, wenn die Durchgangsöffnung (42) in der Wandung des Hohlraumes (41) des beweglichen Kontaktstücks (4) das Ende der rohrförmigen Verlängerung(23) passiert hat.

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Druckgasschalter mit einer Druckkammer, mit einer Löschkammer, mit einem Expansionsraum, mil einem zwischen Druckkammer und Löschkammer angeordneten feststehenden hohlen Kontaktstück, mit einem beweglichen Kontaktstück, das durch die Lichtbogenkammer hindurch mit dem feststehenden Kontaktstück in Kontakt bringbar ist und mit verzögerter Freigabe der Löschgasströmung zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach Beginn des Ausschaltvorganges, wobei das bewegliche Kontaktstück an dem dem feststehenden Kontaktstück zugewandten Ende ein zu diesem offenen Hohlraum mit vorgegebener Länge besitzt, in der Wandung des Hohlraumes an dessen dem feststehenden Kontaktstück abgewandten Ende mindestens eine Durchgangsöffnung vorgesehen ist, an dem der Druckkammer abgewandten Ende der Löschkammer eine rohrförmige Verlängerung aus Isolierstoff koaxial zum beweglichen Kontaktstück angeordnet ist. die zum Expansionsrauni hin offen ist. der Außendurchniesscr dos beweglichen Kontaktstücks an den innendurchmesser der rohrförmigen Verlängerung angepaßt ist und die Länge der rohrförmigen Verlängerung und die Lage jeder Durchgangsöffnung in der Wandung des Hohlraumes des beweglichen Kontakt-Stücks so gewählt sind, daß die Durchgangsöffnung das Ende der rohrförmigen Verlängerung zu dem vorgegebenen Zeitpunkt nach Beginn des Ausschaltvor<*angs zur Freigabe der Löschgasströmung passiert, nach Patent 28 11 508.

ίο Ein derartiger Druckgasschalter zeichnet sich durch große Leistungsfähigkeit insbesondere bei unterschiedlichen zu schaltenden Strömen aus und ist wegen seiner geringen Abmessungen und der großen Verschleißfestigkeit besonders wirtschaftlich.

is Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Druckgasschalter nach dem Hauptpatent noch zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf das bewegliche Kontaktstück mindestens zwei Ausschaitfedern wirken und daß die Ausschallfedern so aufeinander abgestimmt sind, daß nur noch ein Teil der Federn auf das bewegliche Kontaktstück wirkt, wenn die Durchgangsöffnung in der Wandung des Hohlraumes des beweglichen Kontakt-Stückes das Ende der rohrförmigen Verlängerung passiert hat.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale wird eine gegenseitige Abstimmung der Charakteristiken der Ausschaltfedern für das bewegliche Kontaktstück mit der Anordnung der Durchlaßöffnung in der Wandung des Hohlraumes des beweglichen Kontaktstückes in bezug auf die Länge der rohrförmigen Verlängerung erreicht. Die Geschwindigkeit der Kontaktstücke wird in zwei Stufen gesteuert, wobei die Geschwindigkeit in der y> zweiten Stufe herabgesetzt wird. Hierdurch wird eine unnötige Dehnung des Lichtbogens vermieden und somit unterbleibt die Entwicklung einer übermäßigen Lichlbogenencrgie im Lichtbogenrauin und damit auch ein exzessiver Anstieg der Temperatur des Strömungsmediums.

Es ist zwar bekannt, Kraftspeicher in Form von Federn an der Betätigungseinrichtung des beweglichen Kontaklstückes von Druckgasschaltern vorzusehen (DE-AS 12 19 567. DE-AS 12 41 892). Dort erfolgt aber keine Abstimmung mit den speziellen Konstruktionsmerkmalcn des beweglichen Kontaktstückes für eine optimale Lichtbogenlöschung, sondern die Federn unterschiedlicher Charakteristik sind lediglich dazu angeordnet, die mechanische Beanspruchung des Schalters so zu verringern.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines elektrischen Druckgasschalters, und
γ, Fig.2 ein Diagramm der Betriebscharakteristik des Druckgasschalters.

Der elektrische Druckgasschalter gemäß Fig. 1 umfaßt ein als Expansionsraum dienendes Gehäuse 1, welches mit einem Löschgas für die Lichtbogenlöschung bo gefüllt ist. In dem Gehäuse 1 ist eine Lichtbogenlöschkammer 2 angeordnet, welche mit dem Löschgas für die Lichtbogenlöschung gefüllt ist. Die Löschkammer wird begrenzt durch eine Druckkammer 22 bzw. durch eine rohrförmige Verlängerung 23 zu beiden Seiten des Geh5 häuscs 21 der Löschkammer. Ein feststehendes Kon-Uiktsiiick 3 ist in der Lichtbogenlöschkammer 2 angeordnet. Hin bewegliches Kontaktstück 4 ist von dem feststehenden Kontaktstück 3 lösbar angeordnet. Es

umfaßt einen Hohlraum 41 für das Löschgas sowie eine Durchgangsöffnung 42 für das Löschgas. Ferner ist eine Steuereinrichtung 5 zwischen dem beweglichen Kontaktstück 4 und einer nicht gezeigten Betätigungseinrichtung angeordnet. Diese Vorrichtung umfaßt zwei Arten von Ausschaltfedern 51 und 52 zur Steuerung der Geschwindigkeit der Trennung der Kontaktstücke derart, daß diese gemäß F i g. 2 in zwei Stufen erfolgt. Bei der Bewegung von der Schließposition über eine Trennposition Pi bis zu einer spezifischen Position P₂ ist die Geschwindigkeit hoch. Bei der weiteren Bewegung von der spezifischen Position P\ zur Öffnungsposition (Gasentlassung) ist die Geschwindigkeit niedrig.

Die rohrförmige Verlängerung 23 hat eine geeignete Länge derart, daß die Durchgangsöffnung 42 des beweglichen Kontaktstückes 4 im Schließzustand gehalten wird, bis das bewegliche Kontaktstück 4 sich um eine spezifische Strecke vom feststehenden Kontaktstück 3 entfernt hat. Daher ist die rohrförmig.'? Verlängerung 23 in Richtung der Verschiebung des beweglichen Kontaktstückes verlängert. Die Steuereinrichtung 5 umfaßt einen Hebel 55, welcher um eine Anlenksteifo 54 verschwenkbar ist und an einem Gelenkpunkt 53 mit dem beweglichen Kontaktstück 4 verbunden ist. Die zwei Ausschaltfedern 51, 52 unterschiedlicher Länge betätigen den Hebel 55. Die Arbeitsstrecke der Ausschaltfeder 52 ist größer als die Arbeitsstrecke der Ausschaltfcder51.

In F i g. 2 bezeichnet t\ die Zeit der Lösung der Kontaktstücke 3 und 4 voneinander, während I₂ den Zeiipunkt des Wechsels der Geschwindigkeit der F.ntfcrnung des Kontaktstückes 4 bezeichnet.

Bei dieser Ausführungsform wird der nicht gezeigten Antriebseinrichtung ein Kontakt-Trennbefehl erteilt, wodurch das bewegliche Kontaktstück 4 aufgrund des Betriebs der Betätigungseinrichtung rasch beschleunigt wird. Somit bewegt sich das bewegliche Kontaktstück 4 um eine ScMeifstrecke relativ zum feststehenden Kontaktstück 3 abwärts und am Punkt P₂ der F i g. 2 wird das bewegliche Kontaktstück 4 vom feststehenden Kontaktstück 3 getrennt. Nun wird zwischen den beiden Kontaktstücken ein Lichtbogen ausgebildet. Da beide Ausschaltfedern 51, 52 auf den Hebel 55 einwirken, ist die Trenrrgeschwin.digkcit des beweglichen Kontakistückes 4 groß. Der Lichtbogen wird in kurzer Zeil durch die Bewegung des beweglichen Kontaktstückes 4 expandiert. Das bewegliche Kontaktstück 4 wird dabei stark beschleunigt. Hierdurch wird die Lichibogcnspannung rasch erhöht, wodurch sich auch die Lichtbogenenergie und somit auch dc-r Druck erhöhende Effekt des Löschgases im Innenraum erhöht. Demzufolge erreicht der Druck in der Druckkammer 22 in kürzester Zeil den für die Lichtbogenlöschung erforderlichen Druckwert.

Wenn das bewegliche Kontaktstück 4 sich über den Punkt P₂ hinaus bewegt, so wird nur noch die Ausschaltfeder 52 auf den Hebel 55 ein, so daß das bewegliche Kontaktstück gebremst wird und mit geringer Geschwindigkeit abwärts bewegt wird. Der Auslaß 42 des beweglichen Kontaktstückes 4 gelangt in der Nähe des Punktes P₂ über das Ende der rohrförmigen Verlängerung 23 hinaus, so daß der Hohlraum 41 des beweglichen Kontaktstückes 4 über die Durchgangsöffnung 42 in Verbindung nvi dem als Expansionsraum dienenden Inneren des Gehäuses 1 kommt. Nun sinkt der Lichtbogenstrom auf einen \>.'ort nahe Null. Wenn der Hohlraum 41 vom Schließzustand aufgrund des Lichtbogens befreit wird, so findet die Lichtbogenlöschung unmittelbar durch den eintret..:.'en Blascffekt und Kühlcffckt des Löschgases in der Druckkammer 22 statt, unter Senkung des Lichtbogenstroms auf Null.

Das bewegliche Kontaktstück 4 wird in letzterer Stufe verlangsamt bewegt, so daß eine unnötige Verlange'S rung des Lichtbogens vermieden wird. Hierdurch wird auch eine übermäßige Lichtbogenenergie im Lichtbogcnraum vermieden und die Temperatur des Löschgases steigt nicht übermäßig an. Darüber hinaus verbleibt das bewegliche Kontaktstück 4 während langer Zeit in ίο der rohrförmigen Verlängerung 23, so daß die Beziehung zwischen dem Hohlraum 41 und der Druckkammer 22 stabil gehalten wird. Man erhält auf diese Weise eine ausgezeichnete stabile Betriebsfunktion selbst bei den Relativpositionen während der Expandierung des Lichtbogens.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Elektrischer Druckgasschalter mit einer Druckkammer, mit einer Löschkammer, mit einem Expansionsraum, mit einem zwischen Druckkammer und Löschkammer angeordneten feststehenden hohlen Kontaktstück, mit einem beweglichen Kontaktstück, das durch die Löschkammer hindurch mit dem feststehenden Kontaktstück in Kontakt bringbar ist und mit verzögerter Freigabe der Löschgasströmung zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach Beginn des Ausschaltvorganges, wobei das bewegliche Kontaktstück an dem dem feststehenden Kontaktstück zugewandten Ende ein zu diesem offenen Hohlraum mit vorgegebener Länge besitzt, in der Wandung des Hohlraumes an dessen dem feststehenden Kontaktstück abgewandten Ende mindestens eine Durchgangsöffnung vorgesehen ist, an dem der Druckkammer abgewandten Ende der Löschkammer eine rohrförmige Verlängerung aus Isolierstoff koaxial zum beweglichen Kontaktstück angeordnet ist, die zum Expansionsraum hin offen ist, der Außendurchmesser des beweglichen Kontaktstücks an den Innendurchmesser der rohrförmigen Verlängerung angepaßt ist und die Länge der rohrförmigen Verlängerung und die Lage jeder Durchgangsöffnung in der Wandung des Hohlraumes des beweglichen Kontaktstücks so gewählt sind, daß die Durchgangsöffnungen das Ende der rohrförmigen Verlängerung zu dem vorgegebenen "Zeitpunkt nach Beginn des Ausschaltvcrgancs zur Freigabe der Löschgasströmung passiert, nach Patf M 28 11 508, g e kennzeichnet durch folgende Merkmale: