DE3427873C2 - - Google Patents
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- H01H33/66—Vacuum switches
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- H01H33/6647—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having fixed middle contact and two movable contacts
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Description
Die Erfindung betrifft elektrische Vakuumschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to electrical vacuum switches according to the Preamble of claim 1.
Aus den Druckschriften DE-OS 25 18 948 und DE-OS 26 18 167 ist es jeweils bekannt, im Innenraum des Vakuumschaltgehäuses dem Schaltleistungskontaktpaar ein weiteres Kontaktpaar zur Führung des Dauerstroms parallelzuschalten; dabei öffnet das Dauerstromkontakt paar beim Ausschalten zuerst, und es schließt zuerst beim Einschalten.From the pamphlets DE-OS 25 18 948 and DE-OS 26 18 167 it is known in the interior of the Vacuum switch housing the Switching power contact pair another pair of contacts to manage the To connect continuous current in parallel; the permanent current contact opens couple when turning off first, and it closes first when switched on.
Aus der EP 00 92 205 A2 ist es bekannt, einem Vakuumschalter einen kompletten SF6-Schalter zur Führung des Dauerstroms parallelzuschalten; in diesem Fall öffnet der SF6-Schalter beim Ausschalten gegenüber dem Vakuumschalter verzögert.From EP 00 92 205 A2 it is known to connect a complete SF 6 switch in parallel with a vacuum switch for guiding the continuous current; in this case the SF 6 switch opens with a delay compared to the vacuum switch when switched off.
Aus der GB-PS 12 27 833 ist es bekannt zur Erhö hung der inneren Spannungsfestigkeit zwei Kontaktpaare in Reihe zu schalten. Dabei bleibt aber das Problem der Kontakterwärmung bei der Führung großer Dauerströme sowie der Stromwärmeablesung noch ungelöst.From GB-PS 12 27 833 it is known to increase the internal dielectric strength two pairs of contacts to connect in series. But the problem remains Contact heating when carrying large continuous currents as well as the current heat reading still unsolved.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den gattungsge mäßen Vakuumschalter derart zu verbessern, daß die Spannungsfestigkeit erhöht wird, der Kontaktwiderstand verklei nert wird, das Stromwärmeableitvermögen der Kontaktanordnung vergrößert wird und ein herkömmlicher Vakuumschalter einfach nachrüstbar wird.The object of the invention is the genus according to vacuum switches improve that withstand voltage is increased reduce the contact resistance is noted the current heat dissipation capacity of the Contact arrangement is enlarged and a conventional one Vacuum switch simple can be retrofitted.
Die gestellte Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet. The object is achieved by the in claim 1 specified characteristic features solved. Advantageous further developments are due to the features of the subclaims.
Aus den Mehrzweckschaltstücken konventioneller Vakuum schalter werden durch die Erfindung Lichtbogenschaltstücke, und diese lassen sich für ihre spezielle Funktion technologisch optimieren.From the multipurpose contact pieces conventional vacuum switches are arcing contact pieces by the invention, and these can be used technologically for their special function optimize.
Die Schaltstücke außerhalb des Vakuums dienen speziell der Dauer- und Kurzzeitstromführung und können für diese Funk tion ebenfalls optimiert werden.The contact pieces outside the vacuum are especially used for Continuous and short-term power supply and can use this radio tion can also be optimized.
Außerhalb des Vakuumschaltgehäuses steht für die Dauerstrom schaltstücke genügend Konstruktionsraum zur Verfügung; daher bereitet es keine Schwierigkeiten, ihre Querschnitte ausrei chend zu bemessen. Übermäßige Stromwärmeverluste entstehen a priori nicht und aufwendige Wärmeabführkörper erübrigen sich.Outside the vacuum switch housing stands for the continuous current switching elements enough construction space available; therefore it is not difficult to spread out their cross sections dimensioned accordingly. Excessive electricity heat losses occur a priori not and unnecessary elaborate heat dissipation body yourself.
Das äußere Kontaktsystem läßt sich unschwer so gestalten, daß der Kontaktdruck elektrodynamisch verstärkt wird; auf eine aufwendige Kompensation der elektrodynamischen Kontaktabhebekräfte kann verzichtet werden.The external contact system can easily be designed that the contact pressure is increased electrodynamically; on complex compensation of the electrodynamic Contact lifting forces can be dispensed with.
Durch die vorstehend genannten Maßnahmen wird der Einbau von Vakuumschaltern auch für große Dauerströme in kerami sche oder metallische Kapselungen ermöglicht.Through the measures mentioned above, the installation of vacuum switches also for large continuous currents in kerami cal or metallic encapsulation.
Doppelschaltraum-Vakuumschalteinheiten mit erfindungsgemäß
ausgeführten Dauer- und Lichtbogenstromkontakten sowie
mit axialer Magnetfeldeinwirkung auf den Schaltlichtbogen,
insbesondere gemäß der älteren Anmeldung DE-OS 34 22 958, stellen
zuverlässige und wirtschaftliche Bausteine dar für mehr
fach unterbrechende Schalterpole sehr hoher Nennspannungen:
z. B. für einen nur aus drei Doppelschaltraumgehäusen zu je rund 90 kV
Nennspannung aufgebauten 245 kV Schalterpol mit einem Nennkurzschluß
ausschaltstrom von mindestens 40 kA.
Double switchgear vacuum switchgear units with permanent and arcing current contacts designed according to the invention and with an axial magnetic field effect on the switching arcing, in particular in accordance with the older application DE-OS 34 22 958, represent reliable and economical components for multiple interrupting switch poles of very high nominal voltages:
e.g. B. for a 245 kV switch pole made up of only three double switchgear cabinets, each with a nominal voltage of around 90 kV, with a nominal short-circuit breaking current of at least 40 kA.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention will explained below with reference to the drawing. It shows
Fig. 1 Zusammenstellungszeichnung des Schaltgehäuses; Längsschnitt durch die Dauerstromschaltstücke. Fig. 1 assembly drawing of the switch housing; Longitudinal section through the continuous current switching elements.
Fig. 2 Längsschnitt durch das um 90 Grad gedrehte Schalt gehäuse mit Ansicht des Lichtbogenschaltstück- Antriebs. Fig. 2 longitudinal section through the switch housing rotated by 90 degrees with a view of the arcing contact drive.
Innerhalb eines nicht dargestellten mit Isoliergas gefüll ten Druckbehälters ist mindestens ein Schaltgehäuse A an geordnet. In diesem Schaltgehäuse befinden sich links von der Mittellinie die bewegbaren Schaltstücke im ausgeschal teten Zustand und rechts davon im eingeschalteten.Within a pressure vessel, not shown, filled with insulating gas, at least one switch housing A is arranged. In this switch housing, the movable contact pieces are in the switched-off state to the left of the center line and in the switched-on state to the right.
Das Schaltgehäuse wird gebildet von dem Metallzylinder 1 und den an seinen Stirnwänden befestigten Durchführungs isolatoren 2, 3 mit den Abschlußscheiben 4, 5. In die zentralen Öffnungen der Abschlußscheiben sind Lagerkörper 6, 7 eingesetzt zur Führung der bewegbaren Stromleiter bolzen 8, 9.The switch housing is formed by the metal cylinder 1 and the bushing insulators 2, 3 fastened to its end walls with the end plates 4, 5 . In the central openings of the end plates bearing bodies 6, 7 are used to guide the movable conductor bolts 8, 9th
An jedem der beiden Schaltstücke ist je eine Stirnseite der gestrichelt angedeuteten Faltenbälge 10, 11 angelötet. Die beiden anderen Stirnseiten sind mit je einer Endplatte 4, 5 des Schaltgehäuses vakuumdicht verbunden.One end face of the bellows 10, 11 indicated by dashed lines is soldered to each of the two switching pieces. The two other end faces are each vacuum-tightly connected to an end plate 4, 5 of the switch housing.
Gegenüber den bewegbaren Kontakten befinden sich die fest stehenden Kontakte 14, 15 vorteilhaft ausgeführt nach der Lehre der älteren Anmeldung DE-OS 34 22 958.Compared to the movable contacts, the fixed contacts 14, 15 are advantageously designed according to the teaching of the earlier application DE-OS 34 22 958.
Die erfindungsgemäß außerhalb des Schaltgehäuses angeord neten Dauer- und Kurzzeitstromschaltstücke umgeben es sym metrisch mit feststehenden und bewegbaren Hohlzylindersek toren.Arranged according to the invention outside the switch housing Continuous and short-time current switch elements surround it sym metric with fixed and movable hollow cylinder sec goals.
Das feststehende Dauerstromschaltstück 16 ist mit seiner horizontalen Verbindungsplatte 17 auf der Abschlußscheibe 4 des Durchführungsisolators 2 befestigt. Aus dieser Platte ragen die Profile 18 hervor für den Anschluß der Enden des Strombands 19; es verbindet elektrisch das fest stehende Schaltstück mit dem bewegbaren Stromleiterbolzen 8. An seiner Stirnseite trägt der Stromleiterbolzen eine gabelförmige Struktur 10 zur beweglichen Lagerung je eines Hebelendes von zwei gleicharmigen Kraft- Umlenk hebeln 21. Oberhalb der Gabelstruktur begrenzt der Bügel 22 gegebenenfalls auch dämpfend den Schalthub.The fixed continuous current switch 16 is fixed with its horizontal connecting plate 17 on the end plate 4 of the bushing insulator 2 . The profiles 18 protrude from this plate for the connection of the ends of the current band 19 ; it electrically connects the fixed contact piece with the movable conductor pin 8 . On its end face, the current conductor bolt carries a fork-shaped structure 10 for the movable mounting of one lever end of two equal-arm force deflection levers 21 . Above the fork structure, the bracket 22 may also limit the switching stroke in a damping manner.
Zu beiden Seiten der Verbindungsplatte 17 befinden sich als feststehende Kontaktkörper die Hohl zylindersektoren 29.On both sides of the connecting plate 17 are the hollow cylinder sectors 29 as a fixed contact body.
Die Zylindersektoren 23 des bewegbaren Dauerstromschalt stücks 24 gleiten auf den Lagerkörpern 25, die an den Enden des Verbindungskörpers 26 angeordnet sind. Die Zylindersektoren 23 des bewegbaren Schaltstücks ver bindet der Flachkörper 27; gleichzeitig dient er als Mit nehmer des unteren bewegbaren Schaltstücks 9, 13 während des Ausschaltens. In der Stirnzone der bewegbaren Hohlzylin dersektoren sind Kontaktfinger 28 angebracht. Im einge schalteten Zustand - rechts von der Mittellinie zu sehen - geben diese Finger an dem feststehenden Schaltstücksektoren 29 Kontakt.The cylinder sectors 23 of the movable continuous current switching piece 24 slide on the bearing bodies 25 , which are arranged at the ends of the connecting body 26 . The cylinder sectors 23 of the movable contact piece ver binds the flat body 27 ; at the same time it serves as a participant of the lower movable contact piece 9, 13 during switching off. In the end zone of the movable Hohlzylin dersectors contact fingers 28 are attached. In the switched-on state - seen to the right of the center line - these fingers make contact with the fixed contactor sectors 29 .
Die elektrische Verbindung von dem unteren be wegbaren Stromleiterbolzen 9 zu der die bewegbaren Dauerstrom-Schaltstückteile tragenden Platte 27 stellt das Stromband 30 her; es ist zu diesem Zweck an den Pro filstücken 31 auf der Verbindungsplatte und an der Traverse (32) auf dem Stromleiterbolzen befestigt. Diese Traverse bildet bereits ein Element des Antriebssystems für das obere bewegbare Schaltstück 8, 12.The electrical connection from the lower be movable conductor pin 9 to the plate 27 carrying the movable continuous current switch parts, the current band 30 ; for this purpose it is attached to the Pro filstücke 31 on the connecting plate and on the crossmember ( 32 ) on the conductor pin. This cross member already forms an element of the drive system for the upper movable switching element 8, 12 .
Die Profilkörper 31 tragen auch den Steg 33, der sich nach unten zu einer Lasche ausdehnt. In der Öse dieser La sche greift das nicht dargestellte Verbindungselement zu dem gleichfalls nicht dargestellten Schalterantrieb an.The profile body 31 also carry the web 33 , which extends downward into a tab. In the eye of this La cal attacks the connecting element, not shown, to the switch drive, also not shown.
Von den Profilkörpern 31 führen nach außen Tragschienen 34 für die Antriebsstange 35, um bei einer Mehrfach unterbrechung zwei oder drei, hier nicht mehr dargestellte Vakuumschaltvorrichtungen antreiben zu können.Carrier rails 34 for the drive rod 35 lead from the profile bodies 31 to the outside in order to be able to drive two or three vacuum switching devices (not shown here anymore) in the event of a multiple interruption.
Da es bei der erfindungsgemäßen Anordnung weder heiße noch kalte Schaltgase gibt, brauchen diese Antriebsstangen nicht aus hitzebeständigem Isolierstoff zu bestehen. Since it is neither hot nor cold in the arrangement according to the invention Switching gases exist, these drive rods do not need heat-resistant To insulate.
In Fig. 2 ist durch das im Vergleich zu Fig. 1 um 90 Grade gedrehte Schaltgehäuse A ein Längsschnitt geführt; so wird das Antriebssystem der bewegbaren Lichtbogenschaltstücke 8, 12 und 9, 13 sichtbar. Links von der Mittellinie be finden sie sich im ausgeschalteten Zustand, rechts davon im eingeschalteten.In FIG. 2 is a longitudinal section through the as compared to Figure 1 is rotated by 90 degrees switch housing A. so the drive system of the movable arc switching pieces 8, 12 and 9, 13 is visible. They are on the left of the center line when they are switched off, and on the right when they are switched on.
Die Ausschalt-Antriebskraft beginnt zu wirken, sobald der Mitnehmer 27 an dem bewegbaren Dauerstromschaltstück auf die Traverse 32 an dem unteren bewegbaren Licht bogenschaltstück 9, 13 auftrifft. Durch die Isolierstangen 36 wird sie den Außenarmen der gleicharmigen Umlenkhebel 21 zugeführt. Diese Hebel sind in dem Aufsatz 37 schwenk bar gelagert. Ihre Innenarme übertragen die Antriebskraft symmetrisch und damit ohne Querkräfte auf den oberen beweg baren Stromleiterbolzen 8. Zur Begrenzung und Dämpfung des Ausschalthubes ist ein Anschlagbügel 22 vorgesehen; er dient auch als Basis für das Anschlußstück 38.The switch-off driving force begins to act as soon as the driver 27 on the movable continuous current switching element hits the crossmember 32 on the lower movable arc switching element 9, 13 . Through the insulating rods 36 it is fed to the outer arms of the same-arm bell crank 21 . These levers are pivotally mounted in the attachment 37 . Their inner arms transmit the driving force symmetrically and thus without transverse forces to the upper movable conductor pin 8 . A stop bracket 22 is provided to limit and dampen the switch-off stroke; it also serves as the base for the connector 38 .
Hinzuweisen wäre noch darauf, daß bei dem erfindungsgemäßen Antrieb der beiden bewegbare Lichtbogenschaltstücke vorteil hafterweise die äußere Antriebskraft nur an einem von ihnen anzugreifen braucht: dem Schalterhauptantrieb stellt sich das Schaltgehäuse so dar, als ob darin nur ein bewegbares Schaltstück zu betätigen wäre.It should also be pointed out that the inventive Drive the two movable arc contact pieces advantageous the external driving force is only on one of them needs to attack: the switch main drive turns itself the switch housing as if it were just a movable one Switch piece would be actuated.
Aus den Fig. 1 und 2 geht deutlich hervor, daß während einer Ausschaltung der bewegbaren Dauerstromschaltkontakt 28 vor den Lichtbogenkontakten 12, 13 öffnet.From Figs. 1 and 2, it is clear that opens during the elimination of the movable permanent current switch contact 28 before the arcing contacts 12, 13.
Erst nach Durchteilen eines etwas längeren Schaltwegs als der Schaltstrecke zwischen einem Lichtbogenschaltstückpaar wird das untere bewegbare Lichtbogenschaltstück vom Dauerstromschalt stück mitgenommen.Only after dividing a slightly longer switching distance than that Switching distance between a pair of arcing contacts lower movable arcing contact from permanent current switching piece taken away.
Bei einer Einschaltung betätigt der Druck des äußeren Iso liergases die bewegbaren Lichtbogenschaltstücke, sobald sie vom eingeschalteten Dauerstromschaltstück freigegeben werden. Die Druckangriffsfläche beträgt rund 30 cm2. When switched on, the pressure of the outer insulating gas actuates the movable arc contact pieces as soon as they are released by the switched-on continuous contact piece. The pressure application area is around 30 cm 2 .
Wählt man für das Isoliergas SF6 einen absoluten Druck von 2,5 bar - dabei verflüssigt sich dieses Isoliergas erst bei rund minus 50 Grad Celsius - so ergibt sich eine Einschaltkraft von 750 N. Die vorliegende Anordnung verfügt über genügend Freiheitsgrade, um die Einschaltkraft bestimmten sich erst während der Ent wicklung ergebenden Konsstruktionsentscheidungen anpassen zu können.If one chooses an absolute pressure of 2.5 bar for the insulating gas SF 6 - this insulating gas only liquefies at around minus 50 degrees Celsius - this results in a starting force of 750 N. The arrangement at hand has sufficient degrees of freedom to determine the starting force to be able to adapt to design decisions that arise during development.
Nach dem Schließen der Lichtbogenschaltstücke erreicht das bewegbare Dauerstromschaltstück nach einem Weg, der etwas länger ist als eine Schaltstrecke im Vakuum, die Einschalt position. Dadurch ist auch ein praktisch lichtbogenfreies Einschalten der Dauerstromschaltstücke gewährleistet.After closing the arc contact pieces, this is achieved Movable continuous current switch for a way that something is longer than a switching distance in vacuum, the switch-on position. This also makes it practically arc-free Switching on the continuous current switching elements guaranteed.
Claims (5)
- - mit einem Schaltgehäuse (A) aus elektrisch isolierendem oder elektrisch leitendem Werkstoff,
- - mit zwei räumlich parallel zueinander angeordneten Schaltstückpaaren aus je einem feststehenden und einem bewegbaren Kontaktstück,
- - wobei beim Einschalten zunächst das erste Schaltstück paar schließt und im geschlossenen Zustand von dem zweiten Schaltstückpaar elektrisch kurzgeschlossen wird und
- - beim Ausschalten das zweite Schaltstückpaar zuerst öffnet und
- - wobei zwischen den zweiten Schalt stücken im geöffneten Zustand mindestens dieselbe Spannungsfestigkeit besteht wie zwischen den geöffneten ersten Schaltstücken,
- - mit Isolierdurchführungen für die Strom- und Spannungszuleitungen zu den Schalt stücken bei Schaltgehäusen aus elektrisch leitendem Werkstoff,
- - mit einem Faltenbalg zur gasdichten Zuführung der Schaltkraft an ein zu bewegendes Schaltstück,
- - mit einer Vorrichtung zur Erzeugung der Schaltkraft und ihrer Zuleitung an das Schaltgehäuse,
- - with a switch housing (A) made of electrically insulating or electrically conductive material,
- - With two spatially parallel pairs of contact pieces each consisting of a fixed and a movable contact piece,
- - When the first contact piece closes when switched on and is electrically short-circuited in the closed state by the second contact piece pair and
- - when switching off, the second pair of contacts opens first and
- - In the open state, there is at least the same dielectric strength between the second switching pieces as between the opened first switching pieces,
- - with insulation feedthroughs for the current and voltage supply lines to the switch pieces for switch housings made of electrically conductive material,
- with a bellows for gas-tight supply of the switching force to a switching piece to be moved
- with a device for generating the switching force and its supply to the switch housing,
- - daß zu den ersten und zweiten Schaltstückpaaren ein oder mehrere Schaltstückpaare in Serie geschaltet sind,- That to the first and second pairs of contacts or several switching element pairs connected in series are,
- - daß das oder die zweiten Schaltstückpaare außerhalb des Schaltgehäuses (A) angeordnet sind,- That the or the second pairs of contact pieces are arranged outside the switch housing (A) ,
- - daß die Zahl des oder der äußeren Schaltstückpaare (16, 24) gegenüber der Zahl der inneren Schaltstückpaare (12, 14, 13, 15) um mindestens eins vermindert ist.- That the number of or the outer contact pairs ( 16, 24 ) compared to the number of inner contact pairs ( 12, 14, 13, 15 ) is reduced by at least one.
- a) der Schalterantrieb wirkt auf ein äußeres bewegbares Schaltstück (24) ein;
- b) das äußere bewegbare Schaltstück betätigt ein inneres bewegbares Schaltstück (9, 13);
- c) dieses innere bewegbare Schaltstück betätigt über ein Schaltgestänge (36) das weitere innere bewegbare Schaltstück (8, 12).
- a) the switch drive acts on an outer movable contact piece ( 24 );
- b) the outer movable switching element actuates an inner movable switching element ( 9, 13 );
- c) this inner movable switching element actuates the further inner movable switching element ( 8, 12 ) via a shift linkage ( 36 ).
daß zwischen den inneren bewegbaren Schaltstücken (8, 12, 9, 13) eine mechanische Kopplung hergestellt ist, und
daß ein Schalterantrieb nur auf eines der beiden Schaltstücke (z. B. 9, 13) einwirkt.3. Vacuum switch according to claim 1, characterized in
that a mechanical coupling is made between the inner movable contact pieces ( 8, 12, 9, 13 ), and
that a switch drive only acts on one of the two contact pieces (e.g. 9, 13 ).
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| DE19843427873 DE3427873A1 (en) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | Electrical vacuum switch |
Publications (2)
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| DE3427873A1 DE3427873A1 (en) | 1985-05-15 |
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Family
ID=6241800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19843427873 Granted DE3427873A1 (en) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | Electrical vacuum switch |
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