DE3127962A1

DE3127962A1 - Electrical gas-blast circuitbreaker

Info

Publication number: DE3127962A1
Application number: DE19813127962
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Degen; Wolfgang Dipl.-Ing. 1000 Berlin Knuth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-07-10
Filing date: 1981-07-10
Publication date: 1983-01-27

Abstract

In the case of a gas-blast circuitbreaker, a switching chamber (1) is provided which has switching elements (2, 3, 6) and has a blowing device which is arranged therein, consists of a piston (10) and a cylinder (9), and contains the switching elements (2, 3, 6). The blowing device compresses extinguishing gas during the switching-off process, and, during separation of the switching elements (2, 3 and 6) initiates an extinguishing gas flow, in order to blow out the arc which has been struck. In order to increase the rated current carrying capacity of the circuitbreaker (switch) parts (2, 3, 6) through which current flows, the compression space (8) of the blowing device (9, 10) is connected, in the switched-on position of the switching elements (2, 3, 6), to the other gas space of the switching chamber (1) via passages (through openings) (12, 16, 18, 19) in the moving blowing cylinder and/or in the switching elements (2, 6), in a device which is interrupted automatically at the start of the switching-off process. The passages (18, 19) can be closed, according to the invention, by means of an annular slide (20, 21) which is held in the open position via springs (25) and is moved into the closed position, during the switching-off movement, against the spring force. <IMAGE>

Description

Elektrischer DruckgasschalterElectric pressure gas switch

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Druckgasschalter mit einer Schaltstücke aufweisenden Schaltkammer und einer darin angeordneten, aus Kolben und Zylinder bestehenden, die Schaltstücke enthaltenden Blaseinrichtung, die während des Ausschaltvorganges Löschgas verdichtet und beim Trennen der Schaltstücke eine Löschgasströmung zur Beblasung des entstehenden Lichtbogens in Gang setzt, und deren Kompressionsraum in der Einschaltstellung der Schaltstücke mit dem übrigen Gasraum der Schaltkammer über Durchtrittsöffnungen im beweglichen Blaszylinder und/oder in den Schaltstücken in einer Verbindung steht, die bei Beginn des Ausschaltvorganges selbsttätig unterbrochen wird.The invention relates to an electrical pressure gas switch with a switching chamber having switching pieces and a switching chamber arranged therein Piston and cylinder existing blowing device containing the contact pieces, which compresses the extinguishing gas during the switch-off process and when the contact pieces are disconnected sets a flow of extinguishing gas in motion to blow out the resulting arc, and their compression space in the switched-on position of the contact pieces with the rest Gas space of the switching chamber via openings in the movable blowing cylinder and / or in the contact pieces is in a connection that occurs at the start of the switch-off process is automatically interrupted.

Aus der DE-PS 24 20 462 ist ein Druckgasschalter dieser Art bekannt, bei dem die Durchtrittsöffnungen an in Schwerkraftrichtung gegenüberliegenden äußeren Teilen der Blaseinrichtung, insbesondere des Blaszylinders, angeordnet sind. Damit ist es möglich, ohne Anderung der wirksamen Querschnitte der elektrischen Schaltstücke den Druckgasschalter mit höherem Nennstrom zu betreiben, ohne daß im Innern der Blaseinrichtung eine unerwünscht große Erwärmung stattfindet.From DE-PS 24 20 462 a gas pressure switch of this type is known, in which the passage openings on opposite outer ones in the direction of gravity Parts of the blowing device, in particular the blowing cylinder, are arranged. In order to it is possible without changing the effective cross-sections of the electrical contact pieces to operate the gas pressure switch with a higher rated current without the inside of the Blowing device takes place an undesirably large heating.

Die Erfindung betrifft eine andere Lösung des Problems, bei gleichen wirksamen Querschnitten der stromführenden Schalterteile den Nennstrom gegenüber den bekannten Ausführungsformen zu steigern, ohne im Innern des Kontaktsystems eine Steigerung der Temperatur zu bewirken.The invention relates to another solution to the problem, with the same effective cross-sections of the current-carrying switch parts compared to the rated current to increase the known embodiments without a inside the contact system To bring about an increase in temperature.

Bei der Erfindung sind voraussetzungsgemäß neben Durch trittsöffnungen im beweglichen Blaszylinder auch Durch trittsöffnungen in den Schaltstücken vorgesehen, wie an sich aus den DE-OSen 22 09 287 und 25 40 315 bekannt ist.In the invention, as a prerequisite, in addition to through openings Through openings in the contact pieces are also provided in the movable blow cylinder, as is known per se from DE-OSs 22 09 287 and 25 40 315.

Insbesondere besteht davon ausgehend die Aufgabe, eine kräftige Gasumwälzung durch das gesamte Kontaktsystem zu ermöglichen, die zu einer verbesserten Wärmeabfuhr von den stromtragenden Schalterteilen führt, und eine sichere selbsttätige Schließvorrichtung für alle Durchtrittsöffnungen anzugeben.In particular, starting from this, there is the task of vigorous gas circulation through the entire contact system to enable improved heat dissipation leads from the current-carrying switch parts, and a safe automatic locking device to be specified for all openings.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Durchtrittsöffnungen durch einen Ringschieber verschließbar sind, der über Federn in der Offenstellung gehalten und im Verlauf der Ausschaltbewegung entgegen der Federkraft in die Schließlage überführbar ist.According to the invention, this object is achieved in that the passage openings can be closed by a ring slide, which is in the open position via springs held and in the course of the switch-off movement against the spring force in the closed position is transferable.

Durch Anwendung der Erfindung lassen sich sehr große Querschnitte der Durchtrittsöffnungen in den vom Schalterantrieb bewegten Teilen der Blaseinrichtung und des Kontaktsystems mit einem einfachen Bauteil gasdicht verschließen, so daß bei Beginn des Ausschaltvorganges der erforderliche Druckaufbau zur Erzeugung der Löschgasströmung gewährleistet ist. Der Ringschieber verändert durch Massenträgheitskräfte seine.von den Federn bestimmte Ruhelage während der Ausschalthandlung und deckt die Durchtrittsöffnungen ab. Da der Antrieb während der Ausschalthandlung die bewegten Teile des Kontaktsystems und des Blaszylinders bis kurz vor Erreichen der Endstellung beschleunigt, bleibt die Schließstellung des Ringschiebers erhalten. Erst in der Ausschaltlage kehrt der Ringschieber in seine Offenstellung zurück, so daß die Durchtrittsöffnungen wieder geöffnet sind.By using the invention, very large cross-sections can be achieved the passage openings in the parts of the blower device that are moved by the switch drive and close the contact system gas-tight with a simple component, so that at the beginning of the switch-off process, the pressure build-up required to generate the Extinguishing gas flow is guaranteed. The ring slide changes due to inertia forces seine.von the springs certain rest position during the switch-off and covers the passage openings. Since the drive is moving during the switch-off operation Parts of the contact system and the blow cylinder until shortly before reaching the end position accelerated, the closed position of the ring slide is retained. Only in the Switch-off position, the ring slide returns to its open position, so that the passage openings are open again.

Dies ist für einen raschen Gasaustausch im Bereich der vom Lichtbogen belasteten Trennstrecke zu deren dielektrischer Wiederverfestigung erwünscht.This is for rapid gas exchange in the area of the arc loaded isolating distance is desirable for their dielectric reconsolidation.

Der Ringschieber kann vorteilhaft mit einer Verdrehsicherung gegenüber den Durchtrittsöffnungen versehen sein, um eine einwandfreie Übertragung der Federkräfte zu gewährleisten, die z. B. von Schraubenfedern in Druck-oder Zugausführung aufgebracht werden können.The ring slide can advantageously be provided with an anti-twist device the passage openings must be provided to ensure proper transmission of the spring forces to ensure the z. B. applied by coil springs in compression or tension can be.

Durch Anwendung der Erfindung ist es ferner möglich, bei Anordnung mehrerer Ringschieber im Bereich der Schaltstücke und des Blaszylinders ein Belüftungssystem zu schaffen, das zu einer Verdoppelung der Nennströme bekannter Schaltgeräte führen kann.By using the invention it is also possible, if arranged several ring slides in the area of the contact pieces and the blowing cylinder a ventilation system to create that lead to a doubling of the rated currents of known switching devices can.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.An exemplary embodiment of the invention is described with the aid of the drawing and how it works.

In Fig. 1 ist schematisch in einem Längsschnitt ein Druckgasschalter nach der Erfindung beschrieben.In Fig. 1, a compressed gas switch is schematically in a longitudinal section described according to the invention.

In den Figuren 2 und 3 ist in einem Längsschnitt und in einem Querschnitt ein bewegliches Teil der Blasen richtung und/oder des Kontaktsystems eines elektrischen Druckgasschalters nach der Erfindung schematisch dargestellt.In Figures 2 and 3 is in a longitudinal section and in a cross section a moving part of the bubble direction and / or the contact system of an electrical Compressed gas switch according to the invention shown schematically.

In Fig. 1 ist ein elektrischer Druckgasschalter für beispielsweise 220 kV schematisch im Schnitt dargestellt, in dem Schwefelhexafluorid als Lösch- und Isoliermittel verwendet wird. Der als Blaskolbenschalter aufgebaute Druckgasschalter weist eine z. B. aus Porzellan bestehende Schaltkammer 1 auf, die an ihrer einen Seite ein feststehendes Schaltstück 2 trägt. Dem Schaltstück 2 steht ein ebenfalls feststehendes Schaltstück 3 gleichachsig gegenüber. Beide Schaltstücke 2 und 3 sind zur Abführung der Schaltgase hohl ausgebildet und an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten 4 und 5 düsenförmig gestaltet.In Fig. 1 is an electric gas switch for example 220 kV shown schematically in section, in which sulfur hexafluoride is used as extinguishing and isolating agent is used. The compressed gas switch constructed as a blow piston switch has a z. B. made of porcelain switching chamber 1, which at their one Side carries a fixed contact piece 2. The contact piece 2 is also available fixed contact piece 3 coaxially opposite. Both contact pieces 2 and 3 are designed to discharge the switching gases and hollow on their opposite end faces 4 and 5 designed nozzle-shaped.

Die beiden feststehenden Schaltstücke 2 und 3 sind in der Einschaltstellung durch ein Überbrückungsschaltstück 6 verbunden, das rohrförmig ausgeführt ist. Im Innern des rohrförmigen Überbrückungsschaltstückes 6 sind feder belastete Lamellen 7 gelagert, die mit vorbestimmtem Kontaktdruck gegen die Schaltstücke 2, 3 gedrückt sind.The two stationary contact pieces 2 and 3 are in the on position connected by a bridging contact piece 6 which is tubular. in the Inside the tubular bridging contact piece 6 are spring-loaded lamellae 7 stored, which pressed against the contact pieces 2, 3 with a predetermined contact pressure are.

Mit dem Überbrückungsschaltstück 6 ist ein alle Schaltstücke umgebender Blaszylinder 9 starr verbunden, der im Verlauf der Ausschaltbewegung gegen einen relativ feststehenden Kolben 10 arbeitet und damit das im Innenraum 8 enthaltene Lösch- und Isoliermittel verdichtet Der Kolben 10 und der Zylinder 9 bilden die aktiven Teile der Blaseinrichtung. Der Blaszylinder 9 ist auf seiner Stirnseite 11 düsenförmig ausgebildet. Er weist eine kreis förmige öffnung 13 auf, die das feststehende Schaltstück 2 umgibt. Der Blaszylinder 9 ist beispielsweise aus einem Stück, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff, he rgestellt. In der oberhalb der Schaltstücke 2, 3 gezeigten Position befindet sich der Schalter in der Einschaltstellung, während er in der unterhalb der Schaltstücke 2, 3 gezeichneten Lage die Ausschaltstellung einnimmt.With the bridging contact piece 6 is a surrounding all contact pieces Blowing cylinder 9 rigidly connected, which in the course of the switch-off against a relatively stationary piston 10 works and thus that contained in the interior 8 Extinguishing and isolating agent compressed The piston 10 and the cylinder 9 form the active parts of the blower. The blowing cylinder 9 is on its front side 11 nozzle-shaped. It has a circular opening 13, which stationary contact piece 2 surrounds. The blowing cylinder 9 is, for example, made of one Piece, in particular made of fiber-reinforced plastic, is produced. In the above the switch pieces 2, 3 shown position, the switch is in the ON position, while in the position shown below the contact pieces 2, 3 the switch-off position occupies.

Das Innere der Schaltkammer 1 ist vollständig mit Schwefelhexafluorid unter einem Druck von beispielsweise 4 bar gefüllt. In der Einschaltstellung kann durch Öffnungen 12 im Schaltstück 2 und Öffnungen 16 im Blaszylinder 9 und weiteren Durchtrittsöffnungen 18 im Überbrückungs schaltstück 6 sowie öffnungen 19 im Blaszylinder 9 die aus den Schaltstücken 2, 3, 6 bestehende Kontaktvorrichtung einer Umwälzströmung des gasförmigen Lösch- und Isoliermittels ausgesetzt werden, die zu einer Kühlung der hoch beanspruchten stromführenden Teile dient.The interior of the switching chamber 1 is completely filled with sulfur hexafluoride filled under a pressure of, for example, 4 bar. In the on position, through openings 12 in the contact piece 2 and openings 16 in the blow cylinder 9 and others Passage openings 18 in the bridging contact piece 6 and openings 19 in the blow cylinder 9 the contact device of a circulating flow consisting of the contact pieces 2, 3, 6 of the gaseous extinguishing and insulating agent, which leads to cooling which is used for highly stressed current-carrying parts.

Während die Durchtrittsöffnungen 12 und 16 selbsttätig unmittelbar durch die Bewegung der beweglichen Schalterteile verschlossen werden, sind den Durchtrittsöffnungen 18, 19 Ringschieber 20, 21 zugeordnet, die aufgrund der Massenträgheitskräfte nur während der Ausschaltbewegung in Pfeilrichtung 14 in die Schließlage überführt werden.While the passage openings 12 and 16 automatically and directly are closed by the movement of the movable switch parts are the passage openings 18, 19 ring slide 20, 21 assigned, due to the Inertia only transferred into the closed position during the switch-off movement in the direction of arrow 14 will.

Während der Ausschalthandlung bewegt sich das Schaltstrick 6 zusammen mit einem Blaszylinder 9 in Pfeilrichtung 14. Dadurch wird das innerhalb des Blaszylinders 9 bei verschlossenen Durchtrittsöffnungen 12, 16, 18, 19 vnrhandene Schwefelhexafluorid verdichtet, und zwar solange, bis das rohrförmige Überbrückungsschaltstück 6 mit seinem freien Ende 15 den Spalt zwischen den Schaltstücken 2 und 3 freigibt. Zugleich mit der galvanischen Trennung entsteht ein Auslaßquerschnitt, durch den das bis dahin komprimierte Löschgas in die von den beiden feststehenden Schaltstücken 3 und 4 gebildeten Abströmdüsen einläuft. Der Lichtbogen wird dabei vom Überbrückungsschalt stück 6 auf die beiden Stirnseiten 4, 5 der Schaltstücke 2, 3 kommutiert und im natürlichen Stromnulldurchgang durch die günstigen Strömungsverhältnisse, die an den Düsen vorliegen, gelöscht.During the switch-off operation, the switching rope 6 moves together with a blowing cylinder 9 in the direction of arrow 14. This is inside the blowing cylinder 9 when the passage openings 12, 16, 18, 19 are closed, sulfur hexafluoride is present compressed until the tubular bridging contact piece 6 with its free end 15 releases the gap between the contact pieces 2 and 3. Simultaneously the galvanic separation creates an outlet cross-section through which the bis then compressed extinguishing gas into the two stationary contact pieces 3 and 4 formed discharge nozzles enters. The bypass switch is responsible for the arc piece 6 on the two end faces 4, 5 of the contact pieces 2, 3 commutated and in the natural current zero passage through the favorable flow conditions, which at the nozzles are deleted.

Die Durchtrittsöffnungen 12, 16, 18 und 19 bilden Verbindungsstellen zwischen dem Kompressionsraum 8 und dem übrigen Gasraum 17 der Schaltkammer 1. Diese Verbindungsstellen sind in der Einschaltstellung ständig offen, dagegen zu Beginn der Ausschalthandlung selbsttätig gesperrt. Durch die Durchtrittsöffnungen ist sowohl eine Konvektionsströmung als auch eine von einem nicht weiter dargestellten Lüfter erzeugte Zwangsströmung erreichbar, die die bei einer Steigerung, z. B. Verdoppelung des Nennstromes, entstehende Wärme von den stromdurchflossenen Teilen des. Kontaktsystems abführt.The passage openings 12, 16, 18 and 19 form connection points between the compression space 8 and the rest of the gas space 17 of the switching chamber 1. This Connection points are always open in the switch-on position, but at the beginning the switch-off action is automatically blocked. Through the passage openings is both a convection flow as well as one from a fan not shown further generated forced flow achievable, which with an increase, z. B. Doubling of the rated current, heat generated by the parts of the contact system through which current flows leads away.

In den Figuren 2 und 3 ist ein zylindrisches Teil, z. B.In Figures 2 and 3, a cylindrical part, e.g. B.

des Blaszylinders 9 oder des Überbrickungsschaltstückes 6, dargestellt, das einen innen liegenden Ringschieber 20,.21 zum Verschließen der Durchtrwttsöffnungen 18, 19 hat. Ersichtlich ist der Ringschieber 20, 21 an seiner Mantelfläche parallel zur Längsachse mit einem Schlitz 22 versehen, in den eine ortsfeste Rippe 24 eingreift. Der Ringschieber 20, 21 ist von Federn 25 belastet, die seine in der Figur dargestellte Offenstellung bestimmen. Bei Beschleunigung in Pfeilrichtung 14 werden die Durchtrittsöffnungen 18, 19 verschlossen.of the blowing cylinder 9 or the bridging contact piece 6, shown, the one inner ring slide 20, .21 for closing the through-flow openings 18, 19 has. The ring slide 20, 21 can be seen on its lateral surface parallel provided with a slot 22 to the longitudinal axis, into which a fixed rib 24 engages. The ring slide 20, 21 is loaded by springs 25, its shown in the figure Determine the open position. When accelerating in the direction of arrow 14, the passage openings 18, 19 closed.

3 Figuren 2 Ansprüche3 figures 2 claims

Claims

Claims U Electric pressure gas switch with a contact piece having switching chamber and a piston and cylinder arranged therein existing, the contact pieces containing Blaseinrictitung that during the switch-off Extinguishing gas compressed and when separating the switching pieces an extinguishing gas flow to Blowing of the resulting arc sets in motion, and its compression space in the switched-on position of the contact pieces with the rest of the gas space of the switching chamber Via openings in the movable blow cylinder and / or in the contact pieces is in a connection which is automatically interrupted at the start of the switch-off process it is shown that the passage openings (18, 19) can be closed by a ring slide (20, 21) which is connected to springs via (25) springs held in the open position and against the spring force in the course of the switch-off movement can be transferred into the closed position

2. Electrical pressure gas switch according to claim 1, that the ring slide (25) with a Anti-rotation device (22, 24) is guided with respect to the passage openings (18, 19).