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Autopneumatischer Druckgasschalter
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Die Erfindung betrifft einen autopneumatischen Druckgasschalter mit
mindestens einer Düse, aus der das in einer Schaltstreckenpumpe während der Ausschaltung
komprimierte Druckgas zur Beblasung des Lichtbogens, der zwischen zwei Leistur.gskontak.-stücken
brennt, austritt, und mit einem elektrisch parallel zu dem aus den Leistungskontaktstücken
gebildeten Leistungsstrompfad geschalteten Nennstrompfadt Ein derartiger Druckgasschalter
ist durch die DE-OS 26 27 948 bekannt geworden.
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Bei diesem bekannten Druckgasschalter ist eine isolierende Abschirmung
in Form eines Isolierrohres und eines Isolierkolbens ür das bewegliche Kontaktstück
des Nennstrompfades vorgesehen, um die Gefahr einer Rückzündung zwischen den Nennstromkontakten
beim Ausschalten höherer Ströme zu vermeiden. Das andere, feststehende Kontaktstück
des Nennstrompfades ist bei diesem bekannten Druckgasschalter Jedoch relativ ungeschützt
der LichEbogenstrahlung und den Lichtbogenspaltprodukten ausgesetzt, wenn auch die
äußere Gestalt der Isolierdüse für einen gewissen Schutz sorgt. Bei diesem bekannten
Schalter kann dadurch die
Kontaktstelle zwischen den Kontaktstücken
des NennstromRontaktes beim Schalten hoher Ströme nachteilig beeinträchtigt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs bezeichneten
Druckgasschalter so auszubilden, daß die Kontaktstelle zwischen den Nennstromontaktstücken
nicht nachteilig durch den Lichtbogen beeinträchtigt wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß
die Kontaktstelle zwischen den Kontaktstücken des Nennstronpfades durch eine Abschirmung
gegenüber der Lichtbogenstrahlung und dem wesentlichen Teil der Lichtbogenspaltprodukte
abgeschirmt ist.
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Die vorgenannte Abschirmung sorgt dafür, daß die Kontaktstelle zwischen
den Kontaktstücken des -ennltrompfades beim Ausschalten hoher Ströme nicht nachteilig
beeintächtit wird.
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Die Abschirmung kann durch ein Metallrohr oder aber auch durch ein
Isolierstoffrohr gebildet werden. Im Falle eines Metallrohres ist dieses zweckm«.ßig
direkt als ein Kontaktstück aus Nennstrompfades ausgebildet, das außen von dem anderen
Kontaktstück kontaktiert wird.
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Im Fall eines Isolierstoffrohres sind die Kontaktstücke des Nennstrompfades
außerhalb des Isolierstoffrohres angeordnet.
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Um die Rückzündfähigkeit zwischen den leitenden Flächen der Kontaktsysteme
des Leistungs- und Nebenstrompfades zu vermindern, ist bei einem Druckgasschalter,
der eine Isolierd4se aufweist, die Abschirmung mit Vorteil so ausgebildet und angeordnet,
daß sie gleichzeitig den Raum, in den Lichtbogengase einströmen, umgibt, wobei die
Abschirmung ein zylindrisches Teil aufweist, innerhalb dem die Isolierdüse, die
einen entsprechend ausgestalteten Schirm aufweist, gleitend geführt ist.
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Dadurch wird eine Abschottung der Gas raume erreicht bzw.
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verhindert, daß die Lichtbogengase im wesentlichen Umfang den Raum
zwischen den leitenden Teilen der Kontaktsysteme überbrücken können.
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vwpckmßig ist dabei die Abschottung weitgehend gasdicht cusgeführt,
damit die Lichtbogengase möglichst nicht zwischen Isolierdüse und zylindrischen
Teil entweichen können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Die Zeichnung zeigt einen Schalterpol eines autopneumatischen Hochspannungs-Druckgas-Leistungsschalters.
Innerhalb eines Isolators 1 ist in einer geschlossenen Schaltkamme- das Kontaktsystem
angeordnet. Der Schalter weist einen oberen plattenförmigen, elektrischen Anschluß
2 und einen unteren plattenförmigen, elektrischen Anschluß 3 auf. Der Leistungspfad
der Scnnlztrecke wird durch einen feststehenden i£eistungskontaktstft 4, der mit
der oberen Anschlußplatte 2 leitend verbunden ist, in Verbindung mit einem beweglichen
Leistungskontakt, dem Lichtbogenkontakt 5, gebildet. Dieser bewegliche Leistungskontakt
5 ist mit eine beweglichen Zylinder 6 leitend verbunden, der mit einem feststehenden
Kolben 7, der auf der unteren Anschlußplatte 3 angebracht ist, als Schaltstreckenpumpe
zur Erzeugung des erfordeXlichen Blasdruckes im Schaltfall zusammenwirkt. Der bewegliche
Kolben 6 ist leitend mit einer Gabel 8 zur Strom- und Krafteinleitung verbunden,
die ihrerseits mit einer Abtriebsstange 9 in Verbindung steht. Die Antriebsstange
wird in überlicher Weise durch einen hydraulischen, pneumatischen Federantrieb oder
dergleichen betätigt; sie wird im Inneren von Stützern 10 geführt, an deren unterem
Ende der Antrieb angebracht ist.
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Die Gabel 8 steht über Hochstromkontakte 11 mit der unteren Anschlußplatte
3 in leitender Verbindung.
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Mit dem beweglichen Kolben 6 ist im Bereich des beweglichen Leistungskontaktes
5 eine Isolierdüse 12 fest verbunden, aus der das in der Schaltstreckenpumpe, 6,7
beim Ausschalten komprivierte Gas austritt und den Schaltlichtbogen bebläst, der
zwischen den Leistungskontakten 4,5 steht. Diese Isolierdüse 12 weist einen Schirm
13 auf, der in einem feststehenden1 mit der oberen Anschlußplatte 2 verbundenen
Isolierstoffzylinder 14 gleitend geführt ist. Zweckmäßig ist der Übergang zwischen
Isolierstoffzylinder und Schirm 13 gasdicht ausgeführt, Zur gasdichten Abdichtung
des Schirmes der Isolieraüse gegenüber den Isolierstoffzylinder bzw. zur gasdichten
Abschottung des Raumes, in aen sich die Lichtbogenwolke befindet (mit 20 bezeichnet),
ist am Schirm eine Dichtung 15, z.B. aus Teflon, vorgesehen. Zwischen Isolierstoffzylinder
14 und dem Isolator 1, d.h. in eine Ra=Q, der zur vom Lichtbogen erzeugten Plasmawolke
hin abgeschirrt ist, ist eie Parallel-Nennstrom-Kortaktstrecke zur Erhohu-g der
Strcmbelastbarkeit, bestehenc aus zwei zylinderförmigen Kontaktstücken 16 und 17
vorgesehen. Das obere Parallelkontaktstück 16 ist mit der oberen Anschlußplatte
2 leitend verbunden und steht fest. Das untere Parallelkontaktstück 17 ist mit dem
beweglichen Zylinder 6 leitend verbunden, wird somit zusammen mit dem Zylinder 6
bewegt. Die Nennstromkontaktstrecke istso mit dem tjeistungsstrompfad abgestirmt,
daß si beim Ausschalten kurz vor de Ofen des Leistungsstrompfades öffnet; so daß
der Lichtbogen allein im Leistungsstrompfad steht.' Die Wirkungsweise des dargestellten
Schalters ist folgende: Im eingeschalteten Zustand (nicht dargestellt) fließt der
Strom zwischen der oberen Anschlußplatte 2 und der unteren Anschlußplatte 3 über
die beiden Strompfade, den Nennstrompfad 16,17 und den Leistungsstrompfad 4,5, den
Zylinder 6, die Gabel 6 und die Hochstromkontakte 11. Wird die Antriebsstange 9
vom Antrieb in Richtung AUS, d.h. nach unten bewegt, so werden, wie dargestellt,
die beiden Strompfade getrennt und es entsteht der Schalt-Lichtbogen zwischen den
Leistungskontakten 4,5. Durch die Schaltstreckenpumpe 6,7 wird ein hoher Blasdruck
erzeugt, wobei das komprimierte Isoliergas, meist SF6, aus der Isolierdüse 12 nach
oben austritt und den Lichtbogen bebläst und die
bichtbogenwolke,
d.h. das Plasma aus der Düse 13 in den Raum 20 zwischen Düse 13 und dem feststehenden
Kontakt d fördert, wo es über Offnungen 18 in der oberen Anschlußplatte in die Kuppe
19 der Schaltkammer entweichen kann, von wo aus es über ein Filter 21 zurück in
die Schalekammer gelangt.
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Dadurch, daß der zun Führen größerer Nennströme erforderliche Parallelpfad
zwischen Isolator 7 und Isolierrohr 14 einerseits und die Isolierdüse mit einem
Schirm 13 versehen ist, der gegenüber ds= Isolierstoffzylinder 14 abgedichtet ist,
so caß ein abgetrennter gasdichter nach der Seite und nach unten elelitt-isch isolierter
Raum 20 entsteht, in dem sich die Lichtbogen-Plasmawolke nach dem Ausschalten befindet,
wird die Rückzündfähigkeit zwischen den leitenden Teilen 4 und 6 des Leistungsstrompfad""s
und insbesondere auch den Kontakten 16,, 17 des Parallel-Nennstrempfades enorm herabgesetzt,
d.h. auch die zusätziichen leitenden Flächen des Parallel-Nennstrompfades wirken
sich hinsichtlich des Ausschaltvermögegens nicht leistungsmindern aus. Dacurch geliegt
es beim dargestellten Ausführungsbeispiel, daß auch beim Schalten größerer Ströme
Einschwingspannungen n'? t großen Spcnnangswerten gehalten werden können, d.h. die
dargestellte Ausführung der Erfindung ermöglicht die Konstruktion von autopneumatischen
Hochspannungs-Leistungsschaltern, die hohe Ströme bei hohen Spannungen schalten
können, d.h. eine hohe Ausschaltleistung aufweisen.
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Gegenüber der' in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind
verschiedene Änderungen denkbar, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
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So sind verschiedene Ausgestaltungen der Isolierdüsen bzw. ihres Schirmes
denkbar; zweckmäßig ist dabei der Aufbau so getroffen, daß der Raum 20, in dem die
Plasmawole auftritt, durch den Isclierstoffzylinder 14 und den Schirm 13 weitgehend
angedichtet ist, ggf. unter Zuhilfenahme von Dichtungsmitteln, wie z.B.
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einem Dichtungsring 15. Dadurch wird die Rückzündfähigkeit vermindert,
d.h. die Spannungsfestigkeit erheblich gesteigert. Sind die Anforderungen an die
Spannungsfestigkeit geringer, so kann
auch die gasdichte Verbindung
entfallen bzw. können die Anforderungen an die Dichtheit geringer gehalten werden.
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Auch für die Ausbildung der Parellel-Nennstronkontaktstrecke sind
verschiedene Ausführungsformen denkbar. Die entsprechenden Kontakte können zylinderförmig
oder auch stegförmig als Einzelkontakte ausgebildet sein. Wesentlich ist, daß sie
vom Zylinder 14 gegenüber dem Raum 20 mit der Plasmawolke abgeschirmt sind, und
zwar sowohl gegenüber der Lichtbogenstrahlung als auch gegenüber dem Niederschlagen
des wesentlichen Teils der Spaltprodukte, damit die Kontaktstelle nicht vom Lichtbogen
beeinträchtigt wird.
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Wird der Zylinder 14 durch ein Metallrohr'gebildet, dann kann dieses
Metallrohr unmittelbar der feststehende Kontakt 16 des Kennstrompfades sein, das
außen von dem beweglichen Kontaktstück 17 umfaßt wird.
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Das feststehende Kontaktstück 16 des Nennstrompiadas kann auch durch
einen äußeren metallischen Belag auf einer; Isolierrohr 14 gebildet werden.