DE3126744A1 - Kontaktsystem fuer druckgas-leistungsschalter - Google Patents
Kontaktsystem fuer druckgas-leistungsschalterInfo
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Description
• ο ·
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen
Berlin und München VPA g] ρ 3 7 3 4 QE
5. Kontaktsystem für Druckgas-Leistungsschalter
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktsystem für Druckgas-Leistungsschalter mit einem düsenförmigen feststehenden
Schaltstück, mit einem zweiten, gleichachsig. angeordneten düsenförmigen, axial beweglichen Schaltstück
und mit einem beiden gemeinsamen beweglichen Uberbrückungsschaltstück
.
Aus der DE-AS 2k kk 943 ist ein derartiges Kontaktsystem
bekannt, bei dem das eine düsenförmige Schaltstück, von dem das uberbrückungsschaltstück abläuft, in Richtung
auf das andere düsenförmige Schaltstück, das feststeht, . gegen die Kraft einer Feder axial beweglich ist und
mit den Sekundärspulen zweier elektrodynamisch wirkender Spulensysteme verbunden ist.
Bei dem bekannten Druckgas-Leistungsschalter wird die Schaltarbeit dadurch -herabgesetzt, daß eine elektrodynamische
Steuerung des Ablaufschaltstückes erreicht wird. Dies erfolgt in der Weise, daß der Schalter bei genügend
hohen Strömen quasisynchron schaltet. Während des Ausschaltvorganges erzeugt der im ersten Spulensystem fließende
abzuschaltende Strom zunächst eine hohe abstoßende Kraft, durch die das Ablaufschaltstück in Richtung auf das .
andere düsenförmige Schaltstück also im Sinne einer Verkleinerung der Trennstrecke, beschleunigt wird. Kurz
vor dem Nulldurchgang des abzuschaltenden Stromes schlägt diese Kraft wegen des bestimmt gewählten Phasenwinkels
im ersten Spulensystem in eine anziehende Kraft im Sinne einer Vergrößerung der Trennstrecke um. Dadurch wird
im Nulldurchgang die erforderliche Löschdistanz zwischen den beiden düsenförmigen Schaltstücken erzielt.
Hae 3 Un / 30.06.1981
Aus der DE-AS 27 03 550 ist es ferner bekannt, einem
ersten feststehenden düsenförmigen Schaltstück ein zweites düsenförmiges Schaltstück zuzuordnen, das zwischen
einer dem ersten nahen Löschstellung und einer davon entfernten Trennerstellung bewegbar ist. Dabei ist das
zweite düsenförmige Schaltstück außerhalb der Trennstellung unter der Kraft einer Feder in der Löschstellung
gehalten, aus der es im Verlauf der Ausschaltbewegung gegen die Kraft der Feder über einen Mitnehmer vom An-TO
trieb des Schalters in die" Trennstellung überführt wird.
Bei beiden Schalterausführungsformen wird wie bei allen
bekannten Doppeldüsen-Kontaktsystemen mit einem Überbrückungsschaltstück
der Lichtbogen während des Ausschalt-Vorganges zunächst zwischen dem einen düsenförmigen
Schaltstück, dem sogenannten Ablaufschaltstück, und dem uberbrückungsschaltstück gezogen. Im weiteren Verlauf
der Ausschaltbewegung wird vom Uberbrückungsschaltstück der Lichtbogen auf das zweite düsenförmige Schaltstück
kommutiert. Die für die Nennstromübertragung notwendigen metallischen Kontakteinrichtungen, namentlich
am uberbrückungsschaltstück, nehmen an der Lichtbogenführung teil, so daß unter dem Lichtbogeneinfluß Metalldämpfe
in die Trennstrecke gelangen, die beim Erlöschen des Lichtbogens im natürlichen Nulldurchgang des' Wechselstromes
die dielektrische Festigkeit der Gasstrecke zwischen den geöffneten Kontakten beeinträchtigen können.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktsystem für einen Druckgas-Leistungsschalter
anzugeben, bei dem während des Ausschaltvorganges die für die Nennstromübertragung vorgesehenen Kontaktelemente
an der Führung des Lichtbogens nicht teilnehmen und dadurch eine Erhöhung der dielektrischen Festigkeit der
Trennstrecke erzielbar ist.
Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß das
zweite Schaltstück in der Einschaltstellung unter Federkraft stirnseitig am ersten Schaltstück anliegt und
im Verlauf des Ausschaltvorganges durch das vom ersten Schaltstück ablaufende Uberbrückungsschaltstück verzögert
in die Trennstellung überführt wird.
Durch Anwendung der Erfindung wird das zur Führung des Nennstromes im Einschaltzustand des Druckgas-Leistungsschalters
bestimmte Uberbrückungsschaltstück zuerst bewegt. Bevor die beiden aneinanderliegenden, unter
Federkraft stehenden düsenförmigen Schaltstücke öffnen,
zwischen denen dann der Lichtbogen gezogen wird, hat das uberbrückungsschaltstück den Bereich der sich öffnenden
Kontakte bereits verlassen. Auf diese Weise kann Metall der für die Nennstromführung vorgesehenen metallischen.
Kontaktvorrichtungen vom Lichtbogen nicht mehr verdampft werden. Der Lichtbogen brennt vielmehr zwischen
den beiden düsenförmigen Stirnseiten der gleichachsig angeordneten Schaltstücke, so daß er in dem Bereich
gezogen wird, nämlich bevorzugt an der inneren Kante der Düsenkörper, wohin er durch eine Druckgasbeblasu'ng
bei den bekannten Schaltern erst getrieben werden muß.
Wenn man die beiden düsenförmigen Schaltstücke an den zur Anlage bestimmten freien Stirnseiten mit Graphitkörpern
versieht, entsteht unter dem Einfluß des brennenden Lichtbogens neben Graphitdämpfen und dem dissoziierten
Lösch- und Isoliermittel keine die Trennstrecke dielektrisch verringernde Substanz.
Die Kommutierung ist erleichtert, weil der Lichtbogen
an der Stelle gezogen wird, nämlich an den Düsenkörpern, wo er im weiteren Verlauf des Ausschaltvorganges nach
Erreichen der Löschdistanz auch gelöscht werden soll.
Er kann also früher als bei den bekannten Kontaktsystemen in das Innere der Düsen einlaufen.
. < - VPA 81 P 3 7 3 h DE
Durch Anwendung der Erfindung ist es weiterhin möglich, einen großenAbstand der Düsen, d. h. eine große Trennstrecke
zu erzielen, so daß man mit einer einzigen Unterbrechungsstelle vergleichsweise höhere Nennspannungen
als bisher schalten bzw. in geöffnetem Zustand höhere Prüfspannungen erzielen kann.
Bei einem Kontaktsystem für Druckgas-Leistungsschalter nach der Erfindung mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung
zur Erzeugung einer Löschgasströmung ist bevorzugt das bewegliche Überbrückungsschaltstück mit dem Zylinder
starr verbunden. Der Zylinder kann im Bereich seiner freien Stirnseiten mit einem inneren Zwischenboden versehen
sein, der mit dem überbrückungsschaltstück eine ringförmige
Gasströmungsdüse bildet.
Vorteilhaft ist das zweite Schaltstück in der vom ersten Schaltstück getrennten Lage mit dem überbrückungsschaltstück
elektrisch leitend verbunden.
Der Stromübergang vom zweiten Schaltstück zu dessen Träger 5a wird damit vom überbrückungsschaltstück bewirkt,
so daß keine zusätzlichen Gleitkontakte oder Strombänder erforderlich sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist das überbrückungsschaltstück hülsenförmig
gestaltet und weist eine Mehrzahl von federbelasteten Kontaktfingern unterschiedlicher Länge in einer gleichmäßig
über den Umfang verteilten Anordnung auf, die unmittelbar vor der Trennung des zweiten Schaltstückes
vom ersten Schaltstück diese beiden Schaltstücke elektrisch leitend überbrücken. Die unterschiedlich langen Kontaktfinger
erleichtern die Kommutierung des Stromes beim Ablauf des überbrückungsschaltstückes 6 vom feststehenden
Schaltstück k.
• τ ·
- r- VPA 81 ρ 3 734 DE
Weitere Vorteile und Einzelheiten der' Erfindung sind anhand der Zeichnung beschrieben.
Die Figur 1 zeigt schematisch in einem Schnitt durch
die Unterbrechungs-einheit eines Druckgas-Leistungsschalters das Kontaktsystem 1 nach der Erfindung, das sich zentrisch
in einem aus Porzellan bestehenden Hohlzylinder 2, der sogenannten Schaltkammer, befindet. Der Innenraum
3 des Hohlzylinders 2 ist mit Schwefelhexafluorid als Lösch- und Isoliermittel gefüllt. Das Kontaktsystem
1 besteht aus einem ersten düsenförmigen Schaltstück
k, das feststehend angeordnet ist, einem zweiten gleichachsig
angeordneten düsenförmigen Schaltstück 5, das axial· beweglich ist, und einem beiden gemeinsamen, bewegliehen
überbrückungsschaltstück 6.
Das Kontaktsystem 1 der dargestellten Art gehört zu einem Druckgas-Leistungsschalter, der nach dem Blaskolbenprinzip
arbeitet, d. h. eine aus einem Kolben γ und einem Zylinder 8 bestehende Anordnung zur Erzeugung
einer Löschgasströmung hat. Gegenüber dem relativ feststehenden Kolben 7 wird vom nicht weiter dargestellten
Antrieb des Leistungsschalters der Blaszylinder 8 in Pfeilrichtung 9 bewegt, wenn das Kontaktsystem aus der
oberhalb der Mittellinie 10 dargestellten Einschaltstellung in die unterhalb der Mittellinie 10 10 gezeichnete
Ausschaltstellung überführt wird. Mit dem Blaszylinder 8 ist das Überbrückungsschaltstück 6 starr gekoppelt,
so daß es sich in der gleichen angegebenen Richtung bewegt.
Das überbrückungsschaltstück 6 besteht im wesentlichen
aus einer elektrisch leitenden zylindrischen Hülse, gegen die sich im Innern mehrere, gleichmäßig über den
Umfang verteilt angeordnete Kontaktfinger 6a unter Zwischenlage von Federn 6b abstützen. Durch die Federn 6b werden
die Kontaktfinger 6a in der Einschaltstellung an die äußeren Zylinderflächen der Schaltstücke 4, 5 gedrückt.
• S-
- er - VPA 81 P 3 7 3 h DE
Das feststehende düsenförmige Schaltstück 4 besteht aus einem hohlzylindrischen Träger 4, der an seinem
freien Stirnende einen aus Graphit bestehenden Düsenkörper 4b und einen inneren, aus ferroraagnetischem Material
bestehenden Einsatzkörper 4c enthält.
Das axial bewegliche Schaltstück 5 besteht aus einem hohlzylindrischen Träger 5a, in dem ein Schieberohr
5b teleskopartig geführt ist. Zwischen dem Schieberohr 5b und dem Träger 5a ist eine Druckfeder 11 vorgesehen,
unter deren Kraft der vom freien Ende 12 des Schieberohres 5b getragene Düsenkörper 5c in der Einschaltstellung
gegen den zugehörigen Düsenkörper 4b gedrückt wird. An den Düsenkörper 5c des Schaltstückes 5 schließt
sich ein hohlkegelförmiger Düsenteil 5d an, der aus Graphit oder zumindest teilweise aus ferromagnetischem
Material bestehen kann.
Das freie Ende 12 des Schieberohres 5b ist mit einem nach außen vorspringenden Anschlag 13 ausgestattet,
der zur Anlage mit einem im Bereich der Stirnseite 6c des überbrückungsschaltstückes 6 vorgesehenden Mitnehmer
bestimmt ist. Als Mitnehmer kann z. B. ein stirnseitiger Ring 6d des überbrückungsschaltstückes 6 dienen.
Nach Überwindung einer dem Hub a zwischen dem Ring 6c
und dem Anschlag 13 entsprechenden Bewegung des überbrückungsschaltstückes
6 in Pfeilrichtung 9 wird das düsenförmige, axial bewegliche Schaltstück 5 ebenfalls
in Pfeilrichtung 9 gegen die Kraft der sich spannenden Feder 11 in die Trennstellung überführt.
Die Trennung der Düsenkörper 4b, "5c erfolgt zeitlich
nach dem Ablauf des Überbrückungsschaltstückes 6 vom feststehenden Schaltstück 4, so daß der Lichtbogen zwischen
den stirnseitigen Berührungskanten der Düsenkörper 4b, 5c gezogen wird.
- < - VPA 81 P 3 7 3 4 DE
Die Kontaktfinger 6a und andere Kontakteinrichtungen
des überbrückungsschaltstückes 6 nehmen an der Lichtbogenführung nicht teil, weil zum Zeitpunkt der galvanischen
Trennung der Schaltstücke A, 5 das Überbrückungsschaltstück bereits aus dem Lichtbogenbereich der sich
öffnenden Trennstrecke herausbewegt ist. Die bis zur Trennung der Düsenkörper Ab, 5c eingeleitete Bewegung
des Überbrückungsschaltstückes 6 und des Blaszylinders 8 gegenüber dem relativ feststehenden Kolben bewirkt
TO eine Verdichtung des im Kompressionsraum 1A komprimierten
Druckgases, das durch die sich voneinander trennenden Düsenkörper Ab, 5c in deren Inneres einströmt. Der im
Kontaktsystem innen gezogene Lichtbogen wird unter dem Einfluß der Gasströmung noch weiter in das Innere der
Düsen Ab, 5c eingetrieben und damit verlängert.
Bei der Wahl des die Ausschaltstellung bestimmenden Abstandes zwischen den Kontaktstücken A, 5 (Trennstrecke
T) ist man im wesentlichen frei. Die Trennstrecke kann groß gewählt werden, ohne die Löschgasströmung durch
das Doppeldüsensystem (Schaltstücke A, 5) ungünstig zu beeinflussen. Zur verbesserten Führung des Löschgasstromes
ist der Blaszylinder 8 im Bereich seiner freien Stirnseite 8a mit einem Zwischenboden 15 versehen,
der gemeinsam mit der Stirnseite des überbrückungsschaltstückes 6 eine ringförmige Gasströmungsdüse bildet.
Das Kontaktsystem nach der Erfindung wird aus der unterhalb der Mittellinie 10 dargestellten Ausschaltstellung
durch eine Bewegung des Antriebs entgegen der Pfeilrichtung 9 wieder in die Einschaltlage überführt, wobei
zunächst die Düsenkörper Ab, 5c gegeneinandergedrückt und danach die beiden Schaltstücke A, 5 vom Überbrückungs
schaltstück 6 elektrisch leitend überbrückt werden.
- ρ - VPA 81 P 3 7 3 h DE
In Fig. 2 ist in einer Einzelheit aus Fig. 1 eine Position des Kontaktsystems im Verlauf der Ausschaltbewegung
schematisch dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Ersichtlich ist das Überbrückungsschaltstück 6 mit Kontaktfingern
6a ausgestattet, denen in regelmäßiger Verteilung, z. B. dreimal über den Umfang des Überbrückungsschaltstückes
6 verteilt, kürzere Kontaktfinger 6a zugeordnet sind. Dadurch wird das Kontaktstück 5 zur Führung des
Lichtbogenstromes nach seiner Trennung vom Schaltstück k vorbereitet.Bei weiterer Bewegung des Überbrückungsschaltstückes
6 in Pfeilrichtung 9 gelangen auch die Kontaktflächen der Kontaktfinger 6a auf die Kontaktfläche
5e des Überbrückungsschaltstückes 5. Dadurch ist die Kommutierung des Stromes beim Ablauf des Überbrückungsschaltstückes
6 vom feststehenden Schaltstück A erleichtert. Durch die Wahl unterschiedlich langer
Kontaktfinger 6a, 6e sind zusätzliche Gleitkontakte oder Strombänder entbehrlich, weil das überbrückungsschaltstück
auch zum Stromübergang vom beweglichen Schaltstück 5 zum feststehenden Stromträger 5a dient.
2 Figuren
6 Ansprüche
6 Ansprüche
Leerseite
Claims (6)
- Patentansprüche1 Λ Kontaktsystem für Druckgas-Leistungsschalter mit rinem düsenförmigen feststehenden Schaltstück, mit einem zweiten, gleichachsig angeordneten düsenförmigen axial beweglichen Schaltstück und mit einem beiden gemeinsamen beweglichen uberbrückungsschaltstück, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaltstück (5) in der Einschaltstellung unter Federkraft (11) stirnseitig am ersten Schaltstück (A) anliegt und im Verlauf des Ausschaltvorganges durch das vom ersten Schaltstück (A) ablaufende Uberbrückungsschaltstück (6) verzögert in die Trennstellung überführt wird.
- 2. Kontaktsystem nach Anspruch 1 mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung zur Erzeugung einer Löschgasströmung, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche uberbrückungsschaltstück (6) mit dem Zylinder (8) starr verbunden ist.
- 3. Kontaktsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Zylinder (8) im Bereich seiner freien Stirnseite (8a) mit einem inneren Zwischenboden (15) versehen ist, der mit dem beweglichen Schaltstück (5) eine ringförmige Gasströmungsdüse bildet.
- A.. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden düsenförmigen Schaltstücke (A, 5) an den zur Anlage bestimmten freien Stirnseiten mit Graphitkörpern (Ab, 5c) versehen sind.
- 5. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaltstück (5) in der vom ersten Schaltstück (4) getrennten Lage mit dem uberbruckungsschaltstuck (6) elektrisch leitend verbunden ist,
- 6. Kontaktsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß.das Uberbruckungsschaltstuck (6) hülsenförmig gestaltet ist und eine Mehrzahl von federbelasteten Kontaktfingern (6b, 6e) unterschiedlicher Länge in einer gleichmäßig über den Umfang verteilten Anordnung aufweist, die unmittelbar vor der Trennung des zweiten Schaltstückes (5) vom ersten Schaltstück (4) diese beiden Schaltstücke [k, 5) elektrisch leitend überbrücken.
Priority Applications (4)
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