DE3132825A1 - Druckgasschalter - Google Patents

Description

• Druckgasschalter
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckgasschalter der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.
• Ein solcher Druckgasschalter ist z.B. aus der US-PS 4.160.888 bekannt. Bei diesem bekannten Druckgasschalter ist der Saugzylinder mit radial aus dem Saugraum zum Umgebungsraum führenden Durchlässen versehen, die in einer solchen Höhe angeordnet sind, dass durch sie die Verbindung zwischen Saugraum und Umgebungsraum erst dann freigegeben wird, wenn der Saugkolben im Zuge eines Ausschalthubes einen bestimmten Weg zurückgelegt hat. Diese Verbindung zwischen Saugraum und Umgebungsraum erfolgt hier also nach Massgabe des bei einem Ausschalthub zurückgelegten Weges des beweglichen Kontaktstückes.
• Bei der Abschaltung hoher Kurzschlussströme kann es daher beim bekannten Schalter - sobald die vom axialen Durchlass im beweglichen Kontaktstück ausgehenden Oeffnungen freigegeben sind - zu einem erheblichen Druckanstieg im Saugraum kommen, der zwar einerseits auf erwünschte Weise über den Saugkolben die Ausschaltbewegung unterstützt, andererseits aber auf höchst unerwünschte Weise zu einem Rückstau der erhitzten Löschgase im axialen Durchlass des beweglichen Kontaktstückes führen kann. Dieser Rückstau hemmt das Abfliessen der heissen Lichtbogengase und mithin auch die Beblasung des Schaltlichtbogens. Dieser Rückstau hält an, bis die vom Saugzylinder in den Umgebungsraum führenden Durchlässe vom Saugkolben freigegeben werden.
• Würden bei dem bekannten Schalter die vom Saugzylinder in den Umgebungsraum führenden Durchlässe auf einer solchen Höhe angeordnet, dass sie durch den Saugkolben schon kurz nach der Freigabe der vom axialen Durchlass im beweglichen Kontaktstück ausgehenden Oeffnung freigegeben werden und damit die Verbindung vom Saugraum zum Umgebungsraum hergestellt wird, dann würden Schwierigkeiten beim Abschalten geringer Ströme entstehen. Dies deshalb, weil dann die vom Hub des Saugkolbens ausgehende Saugwirkung im axialen Durchlass des beweglichen Kontaktstückes zu früh aussetzt oder gar unterbleibt, was wiederum eine wirksame Beblasung des Schaltlichtbogens hemmt.
• Es ist daher ein Zweck der Erfindung, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem sozusagen kein Hemmnis der Lichtbogen-Beblasung entsteht, unabhängig davon, ob der Schaltlichtbogen durch die Abschaltung eines hohen Kurzschlussstromes oder eines nur geringen Stromes gezündet hat.
• Dieser Zweck wird beim vorgeschlagenen Druckgasschalter dadurch erreicht, dass der Saugraum mit dem Umgebungsraum über mindestens ein in Richtung auf letzteren hin öffnendes Ueberdruckventil verbunden ist. Beim vorgeschlagenen Schalter kommt somit die Verbindung zwischen Saugraum und Umgebungsraum rein druckabhängig zustande, nämlich dann, wenn der Druck im Saugraum den Ansprechwert des Ueberdruckventiles überschreitet.
• Die Erfindung ist nachstehend rein beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 - 3 je einen Axialschnitt durch die im vorliegenden Zusammenhang wichtigsten Bestandteile eines Druckgasschalters, in Fig. 1 in Einschaltstellung, in Fig. 2 während des Ausschalthubes und in Fig.
• 3 in Ausschaltstellu'ng.
• Ein festes Kontaktstück 11, das, wie in Fig. 1 gestrichelt angegeben, parallel zu einem dieses koaxial umgebenden, ebenfalls festen Leistungskontaktstück 12 geschaltet sein kann, ist auf nicht dargestellte Weise mit dem einen Anschluss des Schalters verbunden (Pfeil 13). Dieses Kontaktstück 11 verschliesst in Einschaltstellung (Fig. 1) eine Blasdüse 14 aus Isolierstoff, die fest auf dem Boden 15 eines nach unten offenen, metallischen Pumpzylinders 16 montiert ist und deren Einlass 17 über im Boden 15 vorhandene Durchlässe 18 mit einem vom Pumpzylinder 16 umschlossenen Pumpraum 19 kommuniziert. Der Boden 15 und damit der Pumpzylinder 16 sind fest an einem beweglichen Kontaktstück 20 verankert. Das bewegliche Kontaktstück 20 weist, ausgehend von seinem freien Ende 21, das in Einschaltstellung das Kontaktstück 11 umschliesst, einen axialen Durchlass 22 auf. Von dem dem freien Ende 21 abgekehrten Ende des Durchlasses 22 gehen das bewegliche Kontaktstück 20 radial durchsetzende Oeffnungen 23 aus, die in Einschaltstellung (Fig. 1) durch einen vom beweglichen Kontaktstück 20 durchsetzten Pumpkolben 24 verschlossen sind. Der ebenfalls metallische und mit einem zum Pumpraum 19 hin öffnenden Ansaugventil 25 versehene Pumpkolben 24 trägt an seiner dem Pumpraum 19 abgekehrten Seite einen hohlzylindrischen, metallischen nach unten offenen Schurz 26, dessen Aussendurchmesser dem Innendurchmesser des Pumpzylinders 16 im wesentlichen entspricht. Am unteren Rand des Pumpzylinders 16 ist ausserdem ein Kranz von Gleitkontakten 36 befestigt, die stets am Aussendurchmesser des Schurzes 26 angreifen und damit eine elektrische Verbindung zwischen Pumpzylinder- 16 und Schurz 26 gewährleisten.
• Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wirkt der Pumpzylinder 16, falls der Leistungskontakt 12 vorgesehen ist, als auch beweglicher Leistungskontakt.
• Der auf einer isolierenden, rohrförmigen Stütze 27 befestigte und damit abgestützte Schurz 26 ist auf nicht näher dargestellte Weise mit dem anderen Anschluss des Schalters verbunden, wie mit dem Pfeil 28 angedeutet, und bildet zugleich einen Saugzylinder. In diesem Saugzylinder ist ein am unteren Ende des beweglichen Kontaktstückes 20 unmittelbar im Anschluss an die Oeffnungen 23 befestigter Saugkolben 29 verschiebbar gelagert. Dieser Saugkolben 29 ist über ein Befestigungsstück 30 am oberen Ende einer isolierenden Antriebsstange 31 befestigt, die zu einem nicht dargestellten Antrieb führt. Mit diesem Antrieb lassen sich die wesentlichen beweglichen Bestandteile des Schalters, nämlich das bewegliche Kontaktstück 20, der Pumpzylinder 16 und der Saugkolben 29 von der in Fig. 1 gezeigten Einschaltstellung in die in Fig. 3 gezeigte Ausschaltstellung und zurück axial verschieben-.
• Im Saugkolben 29 sind mehrere (gezeigt sind deren zwei) federbelastete Ueberdruckventile 32 montiert, die nach der den Pumpkolben 26 abgekehrten Seite des Saugkolbens 29 und mithin zu einem Umgebungsraum 33 hin öffnen.
• Es versteht sich, dass alle bisher beschriebenen Bestandteile in dem von einem nicht dargestellten Schaltergehäuse umschlossenen Umgebungsraum 33 (auch Ausblasraum genannt) angeordnet sind, in dem ein unter Ueberdruck stehendes Löschgas, z.B. SF6 vorhanden ist.
• In Fig. 2 ist die Stellung des Schalters kurz nach Beginn des Ausschalthubes gezeigt. Das freie Ende 21 des beweglichen Kontaktstückes 20 hat das feste Kontaktstück 11 bereits verlassen, das feste Kontaktstück 11 hält die Blasdüse 14 jedoch noch verschlossen. Die Oeffnungen 23 haben den Pumpkolben 24 verlassen, womit die Verbindung zwischen dem axialen Durchlass 22 (und damit dem Einlass 17 der Blasdüse 14) und einem von dem Saugkolben 29, dem Schurz 26 und dem Pumpkolben 24 begrenzten Saugraum 34 hergestellt ist.
• Das aus dem Pumpraum 19 bei der Abwärtsbewegung des Pumpzylinders 16 durch die Durchlässe 18 verdrängte Löschgas bebläst den zwischen dem freien Ende 21 und dem festen Kontaktstück brennenden Schaltlichtbogen 35 und kann zunächst nur durch den Durchlass 22 in den Saugraum 34 entweichen.
• Ist die durch den Schaltlichtbogen 35 im Löschgas bewirkte Druckerhöhung gering (geringer Ausschaltstrom), so übt der sich vergrössernde Saugraum 34 eine Saugwirkung aus und begünstigt den Abzug der erhitzten Löschgase aus der Schaltstrecke. Ist dagegen die durch den Schaltlichtbogen im Löschgas bewirkte Druckerhöhung beträchtlich,pflanzt sich diese durch den Durchlass 22 in den Saugraum 34 weiter fort und die von dessen Vergrösserung ausgehende Saugwirkung fällt praktisch dahin. Reicht diese Druckerhöhung aus, um die Ueberdruckventile 32 zum Oeffnen (in Fig. 2 dargestellt) zu veranlassen, dann bleibt der Druck in den Saugraum 34 unabhängig vom bereits zurückgelegten Schaltweg auf einen geringen Wert begrenzt, so dass es auf alle Fälle nicht zum Rückstau der erhitzten Löschgase kommen kann.
• In Fig. 3 ist die Ausschaltstellung dargestellt. Der Schaltlichtbogen ist bereits gelöscht. Der Pumpraum 19 ist auf ein Minimum verkleinert, der Saugraum 34 auf ein Maximum vergrössert. Das feste Kontaktstück 11 hat die Blasdüse 14 freigegeben, so dass nun vom Umgebungsraum 33 eine ungehinderte, durch die Blasdüse 14, den Durchlass 22 und die Oeffnungen 23 führende Verbindung zum Saugraum 34 besteht. Damit konnte allenfalls ein dort noch unter Ueberdruck stehendes Löschgas ungehindert in den Umgebungsraum 33 entweichen. Deshalb sind auch die Ueberdruckventile 32 jetzt geschlossen.
• Beim Einschalthub wird zunächst, solange die Blasdüse 14 noch nicht verschlossen ist, Löschgas durch letztere in den Pumpraum 19 angesaugt. Sodann wird weiteres Löschgas über das Ansaugventil 25 aus dem Saugraum 34 nachgezogen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRUECHE (1 il Druckgasschalter mit einem festen und einem beweglichen, in einem ein Löschgas enthaltenden Umgebungsraum (33) angeordneten Kontaktstück (11 bzw. 20) wobei das bewegliche Kontaktstück (20) mit einem von dessen freiem Ende (21) ausgehenden und über eine beschränkte Länge führenden axialen Durchlass (22) versehen und von einer in Einschaltstellung durch das feste Kontaktstück (11) verschlossenen Blasdüse (14) umgeben ist, deren Einlass (17) mit einem bei einem Ausschalthub unter Druck setzbaren, durch einen Pumpzylinder (16) und einen Pumpkolben (24) begrenzten Pumpraum (19) kommuniziert, wobei von dem dem freien Ende (21) des beweglichen Kontaktstückes (20) abgekehrten Ende des axialen Durchlasses (22) radiale Oeffnungen (23) ausgehen, die in Einschaltstellung verschlossen sind und im Zuge des Ausschalthubes eine Verbindung des axialen Durchlasses (22) mit einem Saugraum (24) herstellen, der durch einen Saugzylinder (26) und einen mit dem beweglichen Kontaktstück (20) mitbeweglichen Saugkolben (29) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugraum (34) mit dem Umgebungsraum (33) über wenigstens ein in Richtung auf den letzteren hin öffnendes Ueberdruckventil (32) verbunden ist.
2. 2. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ueberdruckventil (32) im Saugkolben (29) montiert ist.
3. 3. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, bei dem der Pumpkolben (24) an seiner dem Pumpraum (19) abgekehrten Seite einen den Saugzylinder bildenden, ortsfest abgestützten Schurz (26) aus elektrisch leitendem Material trägt und der Saugkolben (29) sowie der Pumpzylinder(16) am beweglichen Kontaktstück (20) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des Schurzes (26) dem Innendurchmesser des Pumpzylinders (16) entspricht.
4. 4. Druckgasschalter nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der Blasdüse (14) abgekehrten Ende des Pumpzylinders (16) mit der Aussenfläche des Schurzes (26) im Eingriff stehende Gleitkontakte (36) montiert sind.