DE2946715A1 - Druckgasschalter - Google Patents
DruckgasschalterInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
- H01H33/7023—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle
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- H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
- H01H33/12—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
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- Circuit Breakers (AREA)
Description
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Druckgasschalter
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger Schalter ist beispielsweise aus den Brown Boveri Mitt. 64, 1977 (11) S. 629, Bild 2 bekannt. Bei
diesem Schalter sind am beweglichen Löschstromschaltstück eine Isolierstoffdüse und der Blaszylinder der Kompressionsvorrichtung angebracht, Vielehe bei jedem Schaltvorgang zusammen
mit dem beweglichen Löschstromschaltstück bewegt werden müssen. Die verhältnismässig grossen bewegten Massen
bewirken hierbei beim Einschalten ein unerwünschtes Kontaktprellen und Verzögern beim Ausschalten die Trenngeschwindigkeit
der Kontakte.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher die Nachteile
des bekannten Schalters nicht aufweist, und bei dem das Kontaktprellen nicht nur auf ein erwünschtes Mass reduziert
wird, sondern sogar nahezu vollständig vermieden wird.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemässen Druckgasschalter trifft beim Einschalten
lediglich das erste Teil des als Hubkontakt ausgebildeten Kontaktes des beweglichen Löschstromschaltstückes
auf den Kontakt des festen Löschstromschaltstückes. Da die Masse dieses Teiles verglichen mit den Massen des beweglichen
Löschstromschaltstückes, des beweglichen Teiles der Kompressionsvorrichtung und der Isolierstoffdüse fast vernachlässigbar
ist, wird Kontaktprellen nahezu vermieden. Darüberhinaus ist es vorteilhaft, dass das zweite, mit dem
Trägerteil·des Löschstromschaltstückes starr verbundene
Teil des Hubkontaktes lediglich der Aufnahme des Fusspunktes des Schaltlichtbogens dient, da hierdurch unnötige mechanische
Reibung zwischen den Löschkontakten vermieden wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. So zeichnet sich der erfindungsgemässe
Schalter gemäss Patentanspruch 2 dadurch aus, dass ein Teil der für das Ausschalten notwendigen Antriebsenergie
bereits in einem geladenen Federspeicher vorliegt, wodurch beim Ausschalten eine hohe Trenngeschwindigkeit der
Löschstromschaltstücke und dadurch eine kurze Lichtbogendauer erreicht wird. Wird der erfindungsgemässe Druckgasschalter
gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gestaltet, so lässt er sich nicht nur äusserst leicht reparieren,
sondern zeichnet sich darüberhinaus auch dadurch aus, dass die beim Einschalten auftretenden dynamischen
Stromkräfte nahezu vollständig eliminiert werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht wiedergegeben.
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Die Figur zeigt eine Aufsicht auf einen Längsschnitt durch den erfindungsgemässen Leistungsschalter, wobei dieser
Schalter in der linken Hälfte der Figur im eingeschalteten und in der rechten Hälfte der Figur im ausgeschalteten Zustand
dargestellt ist.
In der Figur bezeichnen die Ziffern 10 und 11 Stromanschlüsse des Druckgasschalters. Mit dem Stromanschluss 10 ist ein
federnd befestigter Nennstromkontakt 20 verbunden, welcher im Einschaltzustand den Nennstrom über einen beweglichen
Nennstromkontakt 21, welcher im unteren Teil als Blaszylinder einer Kompressionsvorrichtung ausgebildet ist, zum Anschluss
11 geleitet. Ein festes, zylinderförmiges Löschstromschaltstück
30 weist ein hohles, mit Oeffnungen 33 versehenes Trägerteil 31 und einen am Trägerteil 31 stirnseitig
angebrachten Kontakt 32 auf. Mit diesem festen Kontakt
32 befindet sich in der Einschaltstellung ein bewegliches Löschstromschaltstück 40 stirnseitig in Kontakt.
Das bewegliche Löschstromschaltstück 40 weist ein mit Oeffnungen 43 versehenes Trägerteil 4l und einen Hubkontakt
auf.
Der Hubkontakt 42 besitzt eine im Inneren des Trägerteils 41 axial verschieblich angeordnete, einen Druckring 421
und Kontaktfinger 422 umfassende Kontakteinrichtung sowie
einen an der dem festen Löschstromschaltstück 30 zugewandten Stirnseite des Trägerteils 41 befestigten, ringförmigen Abbrandring
423. Der Druckring 421 ist mit Kugelköpfen 424 versehen, welche unter der Wirkung einer Feder 50 die Kontaktfinger
422 gegen die Innenwand des Trägerteils 4l drücken. Der Innendurchmesser des ringförmigen Kontaktes
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423 ist grosser als der Aussendurchmesser des Kontaktes 32
des festen Löschstromschaltstückes 30 und kleiner als der Aussendurchmesser der axial verschieblich angeordneten
Kontakteinrichtung des beweglichen Löschstromschaltstückes 40.
Mit 60 ist ein fester Blaskolben bezeichnet, welcher ebenso wie der über leitende Verbindungsstege 61 mit dem Trägerteil
41 des beweglichen Löschstromschaltstückes 40 verbundene Nennstromkontakt 21 zu einer Kompressionsvorrichtung
für Druckgas gehört. Dieses Druckgas wird über einen Kanal 71 und eine ringförmige Düsenöffnung an den beim Ausschalten
gezogenen Lichtbogen geleitet. Der Kanal 71 und die ringförmige Düsenöffnung werden durch das Löschstromschaltstück
40 und eine das Löschstromschaltstück 40 mit Abstand umgebende Isolierstoffdüse 70 gebildet.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Druckgasschalters
ist die folgende:
Beim Ausschalten werden der bewegliche Nennstromkontakt 21 und das bewegliche Löschstromschaltstück 40 nach unten bewegt.
Sobald der Kontakt zwischen den Nennstromkontaktstücken 20 und 21 aufgehoben ist, kommutiert der Strom auf
die Löschstromschaltstücke 30, 40 und fliesst nun vom Primäranschluss
10 über das Trägerteil 31 und den Kontakt 32, die Kontaktfinger 422, das Trägerteil 4l, die Verbindungs-Stege
6,1 und den Nennstromkontakt 21 zum Primäranschluss Da der Innendurchmesser des Abbrandkontaktes 423 kleiner
als der Aussendurchmesser der Kontaktfinger 422 des beweglichen
Löschstromschaltstückes 40 ist, schlägt der Abbrand-
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kontakt 423 nach weiterer Abwärtsbewegung des beweglichen Löschstromschaltstückes 40 an die durch den Druckring 421
und die Feder 50 gegen den festen Löschkontakt J>2 gepressten
Kontaktfinger 422 an, wodurch diese ebenfalls abwärts
bewegt werden. Der Abbrandkontakt 423 ist nun so ausgebildet, dass der durch die Abwärtsbewegung der Kontaktfinger
422 zwischen den Kontaktfingern und dem Löschkontakt 32
gezogene Lichtbogen nur eine verglichen mit der Ausschaltdauer geringe Zeit auf den Kontaktfingern 422 verbleibt. Um
dies zu erreichen, ist der ringförmige Kontakt 423 so beschaffen, dass der Abstand zwischen dem Abbrandring 423
und dem Kontakt 32 des festen Löschstromschaltstückes 30
nach Abheben der Kon^"" ^.nger 422 vom Kontakt 32 kleiner
ist als der Abstand der zwischen den Kontaktfingern 422 und
dem Kontakt 32 während des weiteren Weges des beweglichen
Löschstromschaltstückes 40. DadUx .. "arint der Lichtbogen
nur noch zwischen dem Abbrandkontakt 423 und dem festen Kontakt 32.
Der Lichtbogen wird durch die nach Trennung der Löschstromschaltstücke
30, 40 über den Kanal 71 und die ringförmige Düsenöffnung einsetzenden Druckgasströmung beblasen. Diese
Druckgasströmung ist insofern besonders intensiv, da das Druckgas vor Trennung der beiden Löschstromschaltstücke 30,
40 vorkomprimiert wurde. Da die Kontaktfinger 422 hierbei ebenso wie der Kontakt 32 eine düsenförmige Oeffnung begrenzen,
werden die Lichtbogenfusspunkte vor Entfernung des Druckgases über die hohlen Trägerteile 31, 4l und die Oeffnungen
33, 43 besonders intensiv beblasen. Der Antrieb des beweglichen Löschstromschaltstückes 30 wird durch die geladene,
in Ausschaltrichtung wirkende Feder 50 unterstützt,
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wodurch eine hohe Trenngeschwindigkeit der Löschstromschaltstücke 30, 40 erreicht wird.
Beim Einschalten wird das bewegliche Löschstromschaltstück in umgekehrter Richtung bewegt. Ein gegebenenfalls auftretender
Einschaltlichtbogen wird hierbei zwischen dem Abbrandkontakt 423 und dem festen Kontakt 32 gezogen. Beim
Auftreffen der Kontaktfinger 422 auf den Kontakt 32 verschwindet dieser Bogen. Da die Kontaktfinger 422 und der
Druckring -421 die einzigen Teile sind, welche hierbei abgebremst werden, und da diese Teile verglichen mit der Masse
der übrigen bewegten Teile nur eine sehr geringe Masse aufweisen und ausserdem unter der Wirkung der nunmehr gespannten
Feder 50 stehen, entfällt ein Kontaktprellen nahezu vollständig. Die durch den Einschaltstrom hervorgerufenen
Abstosskräfte werden durch die Kraft der gespannten Feder 50 überwunden. Nach Beendigung des Einschaltvorganges ist
die Feder 50 mit potentieller Energie aufgeladen, welche nun wieder für den Ausschaltvorgang zur Verfugung steht.
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Claims (3)
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Patentansprüche
Druckgasschalter mit einem festen und einem beweglichen zylinderförmigen Löschstromschaltstück, bei dem beide
Schaltstücke gleichachsig angeordnet sind und jeweils einen mit einem Trägerteil verbundenen Kontakt aufweisen,
und bei dem das bewegliche Schaltstück rohrförmig ist und mit einer Isolierstoffdüse sowie dem beweglichen
Teil einer Kompressionsvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt des beweglichen
Löschstromschaltstückes (40) als Hubkontakt
(42) ausgebildet ist und mindestens zwei während des Ein- und Ausschaltens kraftschlüssig miteinander verbindbare
Teile aufweist, welche gegeneinander in axialer Richtung derart verschieblich angeordnet sind, dass
ein erster Teil der Führung des Stromes bei geschlossenen Löschstromschaltstücken (30,40) und ein zweites Teil
der Aufnahme eines Fusspunktes des Schaltlichtbogens dient.
2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil eine im Trägerteil (41) des bewegliehen
Löschstromschaltstückes (40) axial verschieblich angeordnete Kontakteinrichtung enthält, welche unter der
Wirkung eines geladenen Federspeichers (50) steht, und
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dass als zweites Teil ein mit dem Trägerteil (41) starr verbundener, ringförmiger Abbrandkontakt (423) vorgesehen
ist, dessen Innendurchmesser grosser als der Aussendurchmesser des Kontaktes (32) des festen Löschstromschaltstückes
(30) und kleiner als der Aussendurchmesser der Kontakteinrichtung ist.
3. Druckgasschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung Kontaktfinger (422) und einen
mit Kugelköpfen (424) versehenen Druckring (421) aufweist, und dass als Federspeicher eine Feder (50) vorgesehen
ist, welche zwischen dem Druckring (421) und einem Anschlag des Trägerteils (4l) oder des Antriebs
des beweglichen Löschstromschaltstücks (40) angebracht ist.
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