DE3034886C2

DE3034886C2 -

Info

Publication number: DE3034886C2
Application number: DE19803034886
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Dr.-Ing. 1000 Berlin De Rolff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1980-09-12
Publication date: 1989-11-23
Also published as: JPS5780627A; JPS6254221B2; DE3034886A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgas-Leistungsschalter mit einer im wesentlichen rohrförmigen Metallkapselung, durch deren Zylindermantelfläche die Leitungsanschlüsse durchgeführt sind, die mit dem axial oder achsparallel in der Metallkapse lung angeordneten Kontaktsystem eine im wesentlichen U-förmige Strombahn bilden.The invention relates to a compressed gas circuit breaker with an essentially tubular metal encapsulation whose cylinder jacket surface made the line connections are that with the axially or axially parallel in the metal capsule tion arranged contact system a substantially U-shaped Form current path.

Ein derartiger, in einer Metallkapselung angeordneter Druckgas- Leistungsschalter ist aus der US-PS 37 28 504 bekannt. Dabei ergibt sich durch die U-förmige Strombahn infolge der Lorentz- Kraft eine auf den Lichtbogen einseitig einwirkende Kraft, die diesen aus den für die Beströmung mit dem Druckgas zur Licht bogenlöschung günstigen Bereich drücken kann.Such a pressurized gas arranged in a metal encapsulation Circuit breaker is known from US-PS 37 28 504. Here results from the U-shaped current path as a result of the Lorentz Force a force acting on one side of the arc, the this from the for the flow with the compressed gas to the light arc extinguishing can push favorable area.

Es ist zwar aus der DE-AS 26 26 245 bekannt, das Kontaktsystem eines Druckgas-Leistungsschalters mit einer der Lorentz-Kraft der Strombahn auf den Schaltlichtbogen entgegenwirkenden Kompen sationsvorrichtung zu versehen, die im Kontaktsystem selbst angeordnet ist. Die Kontaktanordnung des bekannten Druckgas schalters weist düsenförmige Lichtbogenelektroden auf, in deren Inneres der Lichtbogen im Verlauf der Ausschalthandlung ein läuft. Jede Lichtbogenelektrode hat einen umlaufenden U-förmi gen Querschnitt, zwischen dessen Schenkel ein einen Ringkörper aufnehmender Hohlraum gebildet ist. Der Ringkörper besteht aus einem ferromagnetischen Material, das vom Magnetfeld des Lichtbogens magnetisiert werden kann und so eine zur Düsenachse hin gerichtete Kraft bewirkt. It is known from DE-AS 26 26 245, the contact system a gas circuit breaker with one of the Lorentz force the current path on the switching arc counteracting compen station device to be provided in the contact system itself is arranged. The contact arrangement of the known compressed gas switch has nozzle-shaped arc electrodes, in their Inside the arc in the course of the switch-off operation running. Each arc electrode has a circumferential U-shaped shape gen cross section, between the legs of a ring body receiving cavity is formed. The ring body consists of a ferromagnetic material that is separated from the magnetic field of the Arc can be magnetized and so one to the nozzle axis directed force causes.

Setzt man eine derartige Kontaktanordnung in Druckgas- Leistungsschalter der eingangs genannten Art ein, so wird die von der U-förmigen Strombahn ausgeübte, auf den Lichtbogen einwirkende Kraft nur unzureichend kompensiert, weil einerseits diese Kraft einseitig auf den Lichtbogen einwirkt und andererseits die durch vom Kontaktsystem vorgegebene Abmessungen festgelegte Größe des ferro magnetischen Körpers sich als zu gering erweist.If you put such a contact arrangement in compressed gas Circuit breaker of the type mentioned above, so is exerted by the U-shaped current path on the Arc force is insufficiently compensated, because on the one hand this force is one-sided on the arc acts and on the other hand by the contact system predetermined dimensions fixed size of the ferro magnetic body proves to be too small.

Eine verbesserte Wirkung ergibt ein ferromagnetischer Körper, der nur einen Teil des Hohlraumes in Umfangsrich tung ausfüllt, wie auch der DE-OS 28 15 136 bekannt ist. Auch die Größe dieses bekannten ferromagnetischen Körpers ist durch die Geometrie der Kontaktanordnung begrenzt, so daß er unter Umständen, insbesondere bei höheren Strömen, nicht ausreichend wirksam ist.An improved effect results in a ferromagnetic Body that only part of the cavity in the circumferential direction tion fills, as is known from DE-OS 28 15 136. Also the size of this well-known ferromagnetic body is limited by the geometry of the contact arrangement, so under certain circumstances, especially at higher ones Stream, is not sufficiently effective.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kompensations vorrichtung speziell für derartig in einer Metallkapselung mit U-förmiger strombahnliegende Druckgas-Leistungsschalter mit gesteigerter Wirksamkeit zu schaffen, um höhere Kurzschlußströme abschalten zu können.The invention has for its object a compensation device especially for such in a metal encapsulation with U-shaped current gas circuit breaker with increased Create effectiveness to higher To be able to switch off short-circuit currents.

Nach der Erfindung wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention this is solved by the features specified in the characterizing part of the patent claim.

Durch Anwendung der Erfindung ergibt sich eine Kompen sationsvorrichtung, die nach Art eines Kurzschlußringes arbeitet, d. h. äußere, auf den Lichtbogen einwirkende Felder bewirken im Ring Wirbelströme, die nach der Lentz'schen Regel dazu führen, daß das Innere des Ringes, d. h. die vom Lichtbogen durchsetzte Trennstrecke, nahe zu frei von äußeren Magnetfeldern bleibt.Using the invention results in a compen station device, in the manner of a short-circuit ring works, d. H. outer, acting on the arc Fields cause eddy currents in the ring, which after the Lentz's rule lead to the fact that the inside of the ring, d. H. the separation path penetrated by the arc, close remains too free of external magnetic fields.

Vorteilhaft ist der Ring auf einer das Kontaktsystem umschließenden rohrförmigen Schaltkammer aus elektrisch isolierendem Material koaxial starr befestigt.The ring on one of the contact systems is advantageous enclosing tubular switching chamber made of electrical insulating material fixed coaxially rigid.

Eine andere vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn der Ring mit parallel zur Achse des Kontaktsystems ver laufender, gekrümmter Ringebene auf einer das Kontakt system umschließenden, rohrförmigen Schaltkammer ange ordnet ist. Damit ergibt sich eine sattelförmige, auf die Schaltkammer aufgesetzte Anordnung, wobei vorzugs weise paarweise angeordnete Ringe sich diametral gegen überstehen.Another advantageous embodiment results when the ring with parallel to the axis of the contact system running, curved ring plane on one the contact system enclosing tubular switching chamber is arranged. This results in a saddle-shaped, on the switching chamber superimposed arrangement, with preference rings arranged in pairs are diametrically opposed survive.

In allen Ausführungsbeispielen überdeckt der Ring vor teilhaft zumindest die Trennstrecke des Kontaktsystems, um größere Felder, die auf den Lichtbogen einwirken könnten, fernzuhalten.In all embodiments, the ring covers up at least the separation distance of the contact system, for larger fields that affect the arc could keep away.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert. DieAn embodiment is shown in the drawing described the invention and explained the operation. The

Fig. 1 zeigt schematisch einen Druckgas-Leistungs schalter mit einer im wesentlichen rohrförmigen Metall kapselung. Die Fig. 1 shows schematically a compressed gas power switch with an essentially tubular metal encapsulation. The

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch das Kontakt system des Leistungsschalters mit einer Kompensations vorrichtung nach der Erfindung. Fig. 2 shows a longitudinal section through the contact system of the circuit breaker with a compensation device according to the invention.

In Fig. 1 ist ein Leistungsschalter mit SF₆ als Lösch- und Isoliermittel, das unter einem Druck von etwa 4 bar steht, schematisch dargestellt, der beispielsweise für Spannungen von 110 kV geeignet ist und eine im wesent lichen rohrförmige Metallkapselung 1 aufweist. Die Lei tungsanschlüsse 2, 3 des Leistungsschalters sind mittels Durchführungen 4, 5 durch die Zylindermantelfläche 6 der Metallkapselung 1 durchgeführt. Die Metallkapselung 1 be steht in der Regel aus magnetisierbarem Material, wie z. B. Eisen. Unter dem Einfluß des Kurzschlußstromes I, der über die Anschlüsse 2, 3 des Leistungsschalters fließt, wird wegen der U-förmigen Strombahn 7 (7 a, 7 b 7 c) ein Magnetfeld erzeugt, das gegebenenfalls durch die Metallkapselung 1 verstärkt wird und den während der Aus schalthandlung gezogenen Lichtbogen in unerwünschter Wei se aus dem Kontaktsystem 9 treibt.In Fig. 1, a circuit breaker with SF ₆ as an extinguishing and insulating agent, which is under a pressure of about 4 bar, is shown schematically, which is suitable for voltages of 110 kV, for example, and has a tubular metal encapsulation 1 in wesent union. The Lei line connections 2, 3 of the circuit breaker are carried out by means of bushings 4, 5 through the cylindrical surface 6 of the metal enclosure 1 . The metal encapsulation 1 be usually made of magnetizable material, such as. B. iron. Under the influence of the short-circuit current I, which flows through the terminals 2, 3 of the circuit breaker, a magnetic field is generated because of the U-shaped current path 7 ( 7 a , 7 b 7 c) , which is possibly amplified by the metal encapsulation 1 and during from the switching action drawn arc drives in undesired Wei se from the contact system 9 .

Zur Kompensation der sich aus der Stromdichte j und der magnetischen Induktion B ergebenden Lorentz-Kraft ist der aus Fig. 2 ersichtliche geschlossene Ring 10 vorge sehen, der dem Kontaktsystem 9 mit Abstand zugeordnet ist und aus einem elektrisch leitfähigen Material, z. B. Aluminium, besteht. Der Ring 10 sitzt im dargestellten Ausführungsbeispiel auf der das Kontaktsystem umgebenden Schaltkammer 11 aus elektrisch isolierendem Material. Der Ring 10 ist auf der Schaltkammer 11 koaxial starr derart befestigt, daß er die Trennstrecke 9 a und be nachbarte Teile der Kontaktvorrichtung 9 überdeckt.To compensate for the Lorentz force resulting from the current density j and the magnetic induction B , the closed ring 10 shown in FIG. 2 is provided, which is associated with the contact system 9 at a distance and made of an electrically conductive material, for. B. aluminum. The ring 10 sits in the illustrated embodiment on the switching chamber 11 surrounding the contact system made of electrically insulating material. The ring 10 is fixed coaxially rigidly on the switching chamber 11 such that it covers the isolating section 9 a and neighboring parts of the contact device 9 .

Anstelle des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels kann der Ring auch mit parallel zur Achse des Kontakt systems verlaufender gekrümmter Ringebene auf der Schalt kammer 11 angeordnet sein und eine sattelförmige Ausbil dung haben. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn sich zwei Ringe diametral gegenüberstehen. In beiden Fällen erge ben sich Kompensationsfelder, die zu einer Stabilisierung des Lichtbogens vor seinem den Unterbrechungsvorgang ein leitenden Erlöschen führen.Instead of the embodiment shown in Fig. 2, the ring can also be arranged with parallel to the axis of the contact system curved ring plane on the switching chamber 11 and have a saddle-shaped training. For this it is advantageous if two rings are diametrically opposed. In both cases there are compensation fields which lead to a stabilization of the arc prior to its conductive extinction, the interruption process.

Anstelle der beschriebenen Metallkapselung können Kap selungen aus nichtmetallischen Werkstoffen Verwendung finden.Instead of the metal encapsulation described, Chap Selections from non-metallic materials use Find.

Claims

1. Pressurized gas circuit breaker with a substantially tubular metal encapsulation, through the cylinder jacket surface, the line connections are made, which form a substantially U-shaped current path with the contact system arranged axially or axially parallel in the metal encapsulation, characterized in that the contact system with one of the Lorentz force of the current path on a switching arc counteracting Kompensationsvorrich device is provided, which is formed by a contact system ( 9 ) with a spaced closed ring ( 10 ) made of electrically conductive material.

2. Pressurized gas circuit breaker according to claim 1, characterized in that the ring ( 10 ) on a contact system ( 9 ) surrounding tubular switching chamber ( 11 ) made of electrically isolating the material is fixed coaxially rigid.

3. Compressed gas circuit breaker according to claim 1, characterized in that the ring ( 10 ) with a parallel to the axis of the contact system ( 9 ) extending, curved ring plane on a contact system ( 9 ) surrounding tubular switching chamber ( 11 ) is arranged.

4. Compressed gas circuit breaker according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ring ( 10 ) covers at least the isolating gap ( 9 a) of the contact system ( 9 ).