DE2942627A1 - Autopneumatischer druckgasschalter - Google Patents

Description

• Autopneumatischer Druckgasschalter
• Die Erfindung betrifft einen autopneumatischen Druckgasschalter gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Ein derartiger Druckgasschalter ist bereits in der Patentanmeldung P 29 09 270 vorgeschlagen worden. Dieser Schalter weist einen oberen plattenförmiyen, elektrischen Anschluss und einen unteren plattenförmigen, elektrischen Anschluss auf. Der Leistungspfad der Schaltstrecke wird durch einen feststehenden Leistungskontaktstift, der mit der oberen Anschlussplatte leitend verbunden ist, in Verbindung mit einem beweglichen Leistungskontakt, dem Lichtbogenkontakt, gebildet. Dieser bewegliche Leistungskontakt ist mit einem beweglichen Zylinder leitend verbunden, der mit einem feststehenden Kolben, der auf der unteren Anschlussplatte angebracht ist, als Schaltstreckenpumpe zur Erzeugung des erforderlichen Blasdruckes im Schaltfall zusammenwirkt. Der bewegliche Kolben ist leitend mit einer Gabel zur Strom- und Krafteinleitung verbunden, die ihrerseits mit einer Antriebsstange in Verbindung steht. Die Antriebsstange wird durch einen hydraulischen oder pneumatischen Federantrieb oder dergleichen betätigt; sie wird im Inneren von Stützern geführt, an deren unterem Ende der Antrieb angebracht ist. Die Gabel steht über Hochstromkontakte mit der unteren Anschlussplatte in leitender Verbindung.
• Bei diesem Schalter ist eine Parallel-Nennstrom-Kontaktstrecke zur Erhöhung der Strombelastbarkeit, bestehend aus zwei zylinderförmigen Kontaktstücken vorgesehen. Das obere Parallelkontaktstück ist mit der oberen Anschlussplatte leitend verbunden und steht fest. Das untere Parallelkontaktstück ist mit dem beweglichen Zylinder leitend verbunden, wird somit zusammen mit dem Zylinder bewegt. Die Nennstromkontaktstrecke ist so mit dem Leistungsstrompfad abgestimmt, dass sie beim Ausschalten kurz vor dem Öffnen des Leistungsstrompfades öffnet, so dass der Lichtbogen allein im Leistungsstrompfad steht.
• Mit diesem Schalter werden zwar bereits wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Schaltern erreicht. Der Schalter ist jedoch in seiner Stromtragfähigkeit beschränkt.
• Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, diesen Schalter dahingehend zu verbessern, dass die Stromtragfähigkeit erhöht wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
• Bei der erfindungsgemässen Lösung wird der kräftige Zylinder zur Stromführung ausgenutzt; wegen der grossen Masse des Zylinder und des feststehenden Rohres ergibt sich eine sehr hohe Stromtragfähigkeit bei kleinem Aufwand.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben.
• Die Zeichnung zeigt einen Schalterpol eines autopneumatischen Hochspannungs-Druckgas-Leistungsschalters.
• Innerhalb eines Isolators 1 ist in einer geschlossenen Schaltkammer das Kontaktsystem angeordnet. Der Schalter weist einen oberen plattenförmigen elektrischen Anschluss 2 und einen unteren plattenförmigen elektrischen Anschluss 3 auf. Der Leistungspfad der Schaltstrecke wird durch einen freistehenden Leistungskontaktstift 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 einem beweglichen Zylinder 6 leitend verbunden, der mit einem freistehenden Kolben 7, der auf der unteren Anschlussplatte 3 angebracht ist, als Schaltstreckenpumpe zur Erzeugung des erforderlichen Blasdrucks im Schaltfall zusammenwirkt.
• Der bewegliche Zylinder 6 ist mit einer Gabel 8 verbunden, die ihrerseits mit einer Antriebsstange 9 in Verbindung steht. Die Antriebsstange 9 wird in üblicher Weise durch einen hydraulichen, pneumatischen Federantrieb oder dergleichen betätigt; sie wird im Inneren von Stützern 10 geführt, an deren unterem Ende der Antrieb angebracht ist.
• Die Stromführung erfolgt über ein rohrförmiges Kontaktstück 22, das fest mit dem Anschluss 3 verbunden ist, auf den Zylinder 6 der im Inneren des Kontaktstückes 22 angeordnet ist. An dem der Gabel 8 zugewandten Ende des Zylinders 6 ist ein umlaufender Vorsprung vorgesehen, der als Kontaktfläche 23 ausgebildet ist, die bei der Bewegung des Zylinders 6 auf der Innenwand des Kontaktstückes 22 gleitet.
• 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 komprimiertes Gas austritt und den Schaltlichtbogen bebläst, der zwischen den Leistungskontakten 4, 5 steht.
• Diese Isolierdüse 12 weist einen Schirm 13 auf, der in einem feststehenden, mit der oberen Anschlussplatte 2 verbundenen Metallrohr 16 gleitend geführt ist.
• Am Schirm 13 ist ein zum Kontakt 4 hin gerichteter zylindrischer Fortsatz 13a aus Isolierstoff angebracht, der koaxial zu dem Metallrohr 16 ausgerichtet ist. Durch diese Gestaltung der Isolierdüse kann die elektrische Schlagfähigkeit wesentlich erhöht werden. Der zylindrische Fortsatz 13a, dessen Länge auf die Länge des Schaltweges abgestimmt ist, weist an seinem offenen Ende einen umlaufenden Vorsprung 15a auf, der an der Innenwand des Metallrohrs 6 anliegt. Zweckmässig ist der Übergang zwischen dem Metallrohr 16 und dem zylindrischen Fortsatz 13a gasdicht ausgeführt. Zur gasdichten Abdichtuny bzw. zur gasdichten Abschottung des Raumes 20, in dem sich die Lichtbogenwolke befindet, ist im Vorsprung 15a eine Dichtung 15, z.B. aus Teflon, vorgesehen. Oie Nennstromkontaktstrecke ist so mit dem Leistungsstrompfad abgestimmt, dass sie beim Ausschalten kurz vor dem Öffnen des Leistungsstrompfddes öffnet, so dass der Lichtbogen allein im Leistungsstrompfad steht.
• Der Raum 20 wird von dem Metallrohr 16, dem zylindrischen Fortsatz 13a und dem Schirm 13 der Isolierdüse geL,ild?t. Das Met311rohr 16 hat daneben die Funktion der Nennstrom-Funrng und ist infolgedessen als Nennstrom-Kontaktstück mit entsprechenden Nennstrom-Kontdktflaichen 16a versehen. Diene Nennstromkontaktfläcen 16a wirken mit Hontaktflachen 17 zusammen, die an dem der Isolierdüse zugegewandten Ende des Zylinders 6 ausgebildet sind, und die Im eingeschalteten Zustand an das am Metallrohr 16 vorgesehenen Kontaktflächen 16d anliegen.
• Die Wirkungsweise des dargestellten Schalters ist folgee - -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, den Leistungsstrompfad 4, 5 zum Zylinder 6 und über diesen zur Gabel 8 und über die Hochstromkontakte 11 zur Anschlussplatte 3. Wird die Antriebsstange 9 vom Antrieb in Richtung aus, d.h. in der Zeichnung 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 Lichtbogenwolke, d.h. das Plasma aus der Düse in den Raum 20 zwischen Düse 13 und dem feststehenden Kontakt 4 fördert, wo es über Öffnungen 18 in der oberen Anschlussplatte in die Kuppe 19 der Schaltkammer entweichen kann, von wo aus es über ein Filter zurück in die Schaltkammer gelangt.
• Gegenüber der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind verschiedene Änderungen denkbar, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
• So sind verschiedene Ausgestaltungen der Isolierdüse bzw. ihres Schirmes denkbar; wesentlich ist dabei, dass der Raum 20, in dem die Plasmawolke auftritt, durch das Metallrohr 16, 14 und den Fortsatz 13a und den Schirm 13 weitgehend abgedichtet ist, ggf. unter Zuhilfenahme von Dichtmitteln, wie z.B. Dichtungsringen 15. Dadurch wird die Rückzündfähigkeit vermindert, d.h. die Spannungsfestigkeit enorm erhöht.
• Das feststehende Kontaktstück 16 des Nennstrompfades kann auch durch einen äusseren metallischen Belag auf einem Isolierrohr gebildet werden.
• Leerseite

Claims (12)

1. Patentanspruche C utopneumatischer Druckgasschalter; mit Leistungskontaktstücken, zwischen denen der Lichtbogen brennt; einer Schaltstreckenpumpe, die eine Kolben-Zylinder-Anordnung aufweist, aus der das bei der Ausschaltung komprimierte Isoliergas zur Beblasung des Schaltlichtbogens austritt; und einem mit dem beweglichen Teil der Kolben-Zylinder-Anordnung leitend verbundenen, feststehenden Kontaktstück; dadurch qekennzeichnet, dass das feststehende Kontaktstück (22) unmittelbar am beweglichen Teil (6) der Kolben-Zylinder-Anordnung (6, 7) angreift.
2. 2. Autopneumatischer Druckgasschalter nach Anspruch 1, wobei der Zylinder das bewegliche Teil der Kolben-Zylinder-Anordnung ist, dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende Kontaktstück als Zylinder (22) ausgebildet ist, in dem die KolDen-Zylinder-Anordnuny angeordnet ist.
3. 3. Autopneumatischer Druckgasschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Leistungskontaktstücken (4, 5) ein elektrisch parallel dazu liegender Nennstrompfad (16, 17) vorgesehen ist, der ein feststehendes ennstromkontaktstück (16) aufweist.
4. 4. Autopneumatischer Druckgasschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (6) an seinem der Isolierdüse (12) abgewandten Ende einen Vorsprung aufweist, der als Kontaktfläche (23) ausgebildet ist und gleitend an der Innenfläche des zylinderförmigen Kontaktstückes (22) anliegt.
5. 5. Autopneumatischer Druckgasschalter nach einem der Anspruche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung des Nennstromkontaktstückes (16) unmittelbar am Zylinder (6) erfolgt.
6. 6. Autopneumatischer Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (6) an seinem der Isolierdüse (12) zugewandten Ende einen Vorsprung aufweist, der als Kontaktfläche (17) ausgebildet ist, die mit dem Nennstromkontaktstück (16) zusammenwirkt.
7. t ,ff Autopneumatischer Druckgasschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (20), in den die Lichtbogengase einströmen, von einem zylindrischen Teil (14) umgeben ist, in dem die Isolierdüse (12), die einen entsprechend ausgestalteten Schirm (13) aufweist, gleitend geführt ist.
8. 8 <. Autopneumatischer Druckgasschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Teil (14) ein Isolierstoffrohr ist.
9. 9. Autopneumatischer Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Teil (14) ein Metallrohr ist.
10. 10. Autopneumatischer Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Teil (14), feststehend angeordnet, den feststehenden Leistungskontakt der Schaltstrecke axial überragend, konzentrisch umgibt.
11. « < Autopneumatischer Druckgasschalter nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenrzeichnet, dass die Kontaktstücke (16, 17) des Nennstrompfades ausserhalb des Isolierstoffrohres (14) angeordnet sind.
12. 12. Autopneumatischer Druckgasschalter nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallrohr als ein Kontaktstück des Nennstrompfades ausgebildet ist, das aussen von dem anderen Kontaktstück kontaktiert wird.

    3 K Autopneumatiscl1er Druckgasschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierdüse einen kreisringförmigen Schirm (13) aufweist.

    Autopneumatischer Druckgasschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die übergangsfläche zwischen Schirm (13) und zylindrischen Teil (14) gasdicht ausgebildet ist.

    /g/ . Autopneumatischer Druckgasschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur gasdichten Ausbildung am Schirm (13) ein Teflonring (16) angebracht ist.

    X/ . Autopneumatischer Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierdüse einen zylinderförmigen Fortsatz aufweist der koaxial zu dem zylindrischen Teil angeordnet ist, so dass der Raum von dem zylindrischen Teil, dem zylindrischen Fortsatz und dem Schirm der Isolierdüse gebildet wird.

    Autopneumatischer Druckgasschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Teil der Kolben-Zylinder-Anordnung (6, 7) der Zylinder ist.