DE2925162C2 - - Google Patents

Description

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Hochspannungs­ schalter gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein derartiger Schalter ist aus der DE-OS 20 62 865 bekannt. Der bekannte Schalter weist einen die Führung großer Ströme begünstigenden Nennstrompfad auf sowie einen parallel zum Nennstrompfad geschalteten Leistungspfad. Beim Ausschalten dieses Schalters wird zunächst der Nennstrompfad geöffnet und es kommutiert dann der abzuschaltende Strom in den Leistungs­ pfad. Wegen der durch Zuleitungsinduktivitäten und ohmsche Widerstände lichtbogenresistenter Kontaktmaterialien bedingten, vergleichsweise großen Impedanz des Leistungspfades kann die Kommutation vom Nennstrom- auf den Leistungspfad beim Schalten großer Ströme problematisch werden.

Aus der DE-AS 11 91 465 ist ein als Draufschalter in Anlagen zur Prüfung elektrischer Schalter verwendeter Hochspannungs­ schalter für große Einschaltströme bekannt. Bei diesem Schal­ ter wird ein vorüberschlagsfreies Einschalten zweier zur Führung der Einschaltströme vorgesehener Schaltstücke durch galvanisch mit diesen Schaltstücken verbundene, abbrandfeste Vorkontakt­ teile ermöglicht. Zwischen diesen Vorkontaktteilen erfolgt beim Einschalten ein Vorüberschlag. Nachfolgend können die Schaltstücke dann einander vorüberschlagsfrei kontaktieren. Ein solcher Schalter kann daher ohne Abbranderscheinungen sehr große Einschaltströme tragen. Er kann aber nur leistungs­ los geöffnet werden.

Aus der DE-OS 17 65 932 ist ferner ein Hochspannungsschalter mit zwei längs einer Achse relativ zueinander beweglichen und rotationssymmetrisch ausgebildeten Schaltstücken mit einan­ der in der Einschaltposition reibschlüssig überlappenden Kon­ takten bekannt. Bei diesem Schalter ist ein zur Führung des Stromes in der Einschaltposition vorgesehener Kontakt von federnd an einem der Schaltstücke gehaltenen Kontaktfingern gebildet. Diese Kontaktfinger weisen jeweils einen als Schleife ausgebildeten und zwischen dem Kontaktende und dem Auflagepunkt des jeweiligen Kontaktfingers am Schaltstück vorgesehenen Ab­ schnitt auf. Durch diese Ausbildung der Kontaktfinger wird die Kontaktkraft zwischen den Schaltstücken mit steigender Stromstärke erhöht, so daß die Federkraft der Kontaktfinger vorteilhaft klein gehalten werden kann.

Aus der DE-AS 16 40 885 ist eine Kontaktanordnung für einen Leistungsschaltung kleiner oder mittlerer Leistung bekannt mit einem als Stromschleife ausgebildeten Kontaktabschnitt. Die Ausbildung und gegenseitige Anordnung der Kontaktstücke der Kontaktanordnung erfolgt hierbei derart, daß ein beim Ausschalten entstehender Lichtbogen durch die von der Strom­ schleife hervorgerufenen magnetischen Blaskräfte in eine Lösch­ kammer getrieben werden und dadurch das Löschvermögen des Schalters verbessern.

Die Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 definiert ist, löst die Aufgabe, einen Schalter der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem die Kommutation des abzuschalteten Stromes vom Nennstrom- auf den Leistungspfad auch bei großen Strömen mit großer Sicherheit erfolgt.

Der erfindungsgemäße Hochspannungsschalter hat den Vorteil, daß bei einem Ausschaltvorgang zwischen den sich öffnenden Nennstromkontakten in kürzester Zeit eine ver­ gleichsweise große Spannung aufgebaut wird, welche den abzu­ schaltenden Strom äußerst rasch vom Nennstrom- in den Leistungs­ pfad treibt. Die Nennstromkontakte bleiben daher weitgehend vor Abbrand geschützt und können daher auch nach mehrmaligem Schalten großer Ströme problemlos weiter verwendet werden. Probleme beim Kommutieren großer Ströme entfallen weitgehend.

Die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schalters gemäß Patentanspruch 2 ermöglicht durch den Einsatz einer Löschvor­ richtung ein weiter beschleunigtes Kommutieren des abzuschaltenden Stromes und verzögert dadurch den Abbrand der Nennstromkontakte zusätzlich. Hierbei ist es zusätzlich von Vorteil, daß die Löschvorrichtung problemlos an einem bei Hochspannungsschaltern zwischen Nennstrom- und Löschkontakten vorgesehenen Zentrier­ körper kommutiert werden kann. Die Montage ist besonders einfach, wenn der erfindungsgemäße Schalter gemäß den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 3 weitergebildet ist.

Durch die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hochspannungs­ schalter gemäß den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 4 wird erreicht, daß der Schaltlichtbogen magnetisch beblasen wird, wodurch der Aufwand für eine bei Hochspannungsschaltern üblicherweise vorgesehene pneumatische Beblasung erheblich verringert werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläu­ tert. Hierbei zeigt

Fig. 1 einen vereinfachten, teilweise axial geführten Schnitt durch eine beispielsweise Ausführungsform eines Schalters gemäß der Erfindung, wobei im oberen Teil die voll eingeschaltete und im unteren Teil eine teilweise ausgeschaltete Lage gezeigt werden,

Fig. 2 eine Aufsicht auf ein als bügelförmige Löschplatte ausgebildetes Teil des Schalters gemäß Fig. 1, und

Fig. 3 einen längs III-III geführten Schnitt durch die Löschplatte gemäß Fig. 2.

Alle zum unmittelbaren Verständnis der Erfindung nicht notwendigen Konstruktionsmerkmale sind in Fig. 1 wegge­ lassen worden. Bestimmte Teile sind wegen der Übersicht­ lichkeit einstückig dargestellt, obwohl sie bei einer realisierbaren Konstruktion aus konstruktiven oder ferti­ gungstechnischen Gründen aus mehreren Teilen zusammenge­ setzt werden.

Ein äußeres feststehendes Schaltstück 1 ist als ein ro­ tationssymmetrisches, profiliertes Rohr ausgebildet. Es trägt Kontaktfinger 2, die mittels Blattfedern 3 in einer ringförmigen Ausnehmung 4 des Schaltstückes 1 in radialen Richtungen nach innen gedrückt werden. Die Kontaktfinger 2 sind mit ihren Enden 5 in der Ausnehmung 4 gelagert und somit auch elektrisch leitend mit dem Kontaktstück 1 ver­ bunden. Zwischen den gelagerten Enden 5 und Kontaktenden 6 sind Schlingen 7 gebildet. Ein inneres feststehendes Schaltstück 8 ist im Inneren des äußeren feststehenden Schaltstückes 1 koaxial angeordnet. Ein bewegliches Schaltstück 9 dient als Gegenkontakt für die feststehen­ den Schaltstücke 1 und 8. Am äußeren Umfang ist es mit einem Kontaktring 10 versehen, der gegenüber den Kontakt­ fingern 2 angeordnet ist; am inneren Umfang sind ein­ stückig mit Hilfe von Schlitzen Kontaktlamellen 11 ausge­ führt. Diese Kontaktlamellen 11 bilden Schlingen 13 und ihre Kontaktenden 12 kontaktieren als Gegenkontakt das innere feststehende Schaltstück 8. Im beweglichen Schalt­ stück 9 ist ein Zentrierkörper 14 eingesetzt. Ein Licht­ bogenraum der Kontaktfinger 2 ist mit 15 bezeichnet; ein Lichtbogenraum der Kontaktlamellen 11 mit 16. Im Lichtbo­ genraum 15 sind ringförmige Löschbleche 17 mittels 6 Tragsternen 18 aus Isoliermaterial angeordnet.

In Fig. 2 ist eine beispielsweise bügelförmige Löschplat­ te 19 mit einer Ausnehmung 20 dargestellt, in Fig. 3 der Schnitt III-III durch die Löschplatte 19 gemäß Fig. 2. Solche Löschplatten können anstelle der ringförmigen Löschbleche 17 verwendet werden.

Im oberen Teil der Fig. 1 ist der Schalter in eingeschal­ teter Stellung gezeigt. Der Strom fließt aus dem beweg­ lichen Schaltstück 9 über den Kontaktring 10, das Kon­ taktende 6 des Kontaktfingers 2, die Schlinge 7 und das gelagerte Ende 5 in das äußere feststehende Schaltstück 1. Wenn der Schalter öffnet, erreicht man zuerst die im unteren Teil der Fig. 1 gezeigte Lage. Zwischen dem Kon­ taktring 10 und dem Kontaktende 6 entsteht ein Umschaltlichtbo­ gen, der durch das magnetische Feld der Schlingen 7 be­ blasen wird. Dieser Lichtbogen verlöscht schnell, weil ein alternativer Strompfad besteht vom beweglichen Schaltstück 9 über Kontaktlamellen 11 auf das innere feststehende Schaltstück 8. Der Umschaltvorgang vollzieht sich um so schneller, je höher die Spannung des Lichtbo­ gens ist. Der Strompfad über die Kontaktlamellen 11 mit den Schlingen 13 stellt eine induktive Impedanz dar, die eine Verzögerung des Stromdurchflusses durch die Kontakt­ lamellen 11 verursacht. Es ist also vorteilhaft, wenn die Spannung des Lichtbogens zwischen dem Kontaktring 10 und den Kontaktfingern 2 erhöht wird. Die durch das magne­ tische Feld der Schlingen 7 verursachte Verlängerung des Lichtbogens bewirkt eine Steigerung der Spannung des Lichtbogens.

Es kann ein Lichtbogen-Löschsystem wie dargestellt aus ringförmigen Löschblechen 17 verwendet werden, oder z. B. aus bügelförmigen Platten gemäß Fig. 1 und 3, die eben­ falls in an sich bekannter Weise in den Lichtbogenräumen 15 und 16 der Kontaktfinger 2 und der Kontaktlamellen 11 angeordnet sind.

Bei einer weiteren Bewegung des beweglichen Schaltstückes 9 in Pfeilrichtung werden auch die Kontaktenden 12 der Kontaktlamellen 11 von der Oberfläche des inneren festste­ henden Schaltstückes 8 getrennt. Obwohl in diesem Bereich Abbrand zulässig ist, wird der hier gebildete Leistungsschaltlichtbogen durch das magnetische Feld der Schlingen 13 verlängert und u. U. mittels eines Löschsystems, z. B. Löschblechen 17 oder Löschplatten 19 abgekühlt.

Claims (4)

1. Hochspannungsschalter mit zwei längs einer Achse relativ zueinander beweglichen, im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildeten Schaltstücken (1, 9) mit einander in der Einschaltposition reibschlüssig überlappenden Kontakten, bei dem die Schaltstücke (1, 9) jeweils mindestens einen Nennstromkontakt zur Führung des Stromes in der Einschalt­ position aufweisen und jeweils mindestens einen Löschkontakt zur Aufnahme eines Fußpunktes eines beim Ausschalten zwi­ schen den Löschkontakten gezogenen Schaltlichtbogens, bei dem als Nennstromkontakt ein einem ersten (9) beider Schaltstücke (1, 9) zugeordneter Kontaktring (10) und mit diesem zusammenwirkend dem zweiten (1) beider Schaltstücke (1, 9) zugeordneter Nennstromkontakt von in Umfangsrichtung ringförmig angeordneten und federnd auf dem zweiten Schaltstück (1) gehaltenen Kontakt­ fingern (2) vorgesehen ist, wobei die Kontaktfinger mit jeweils einem Kontaktende den Kontaktring in der Einschaltstellung kontaktieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfinger (2) jeweils einen als Schlinge (7) ausge­ bildeten Abschnitt aufweisen, welcher zwischen dem Kontakt­ ende (6) und dem auf dem zweiten Schaltstück (1) gehaltenen Ende (5) des jeweiligen Kontaktfingers (2) vorgesehen ist, und daß die Schlinge (7) derart angeordnet ist, daß ein beim Öffnen der Nennstromkontakte zwischen dem Kontaktende (6) des jeweiligen Kontaktfingers (2) und dem Kontaktring (10) gezogener Um­ schaltlichtbogen durch das vom abzuschaltenden Strom in der Schlinge (7) erzeugte Magnetfeld verlängert wird.

2. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein im ersten Schaltstück (9) eingesetzter Zentrierkörper (14) eine im Lichtbogenraum (15) der Nennstromkontakte angeordnete Vorrichtung zum Löschen des Umschaltlichtbogens trägt.

3. Hochspannungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlöschvorrichtung von ringförmigen Lösch­ blechen (17) gebildet ist, welche mittels Tragsternen (18) am Zentrierkörper (14) gehalten sind.

4. Hochspannungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Lösch­ kontakte gebildet ist von in Umfangsrichtung der Schalt­ stücke (1, 9) angeordnete, federnde Kontakt­ lamellen (11), welche jeweils einen als Schlinge (13) ausge­ bildeten Abschnitt aufweisen.