DE3727802A1

DE3727802A1 - Self-extinguishing gas-blast circuit breaker

Info

Publication number: DE3727802A1
Application number: DE19873727802
Authority: DE
Inventors: Eckardt Von Dipl Ing Bonin; Dieter Dipl Ing Vondereck
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1987-08-20
Filing date: 1987-08-20
Publication date: 1989-03-02
Also published as: DE3727802C2

Abstract

In the case of a self-extinguishing gas-blast circuit breaker, in the case of which the extinguishing gas pressure is produced by the arc itself in a pressure chamber 5 which can be enlarged by an auxiliary piston 4, the problem exists of dimensioning this device optimally for disconnecting both small operating currents and a large short-circuit current. This problem is solved in that holes 8 are released when switching off very powerful currents, which holes connect the pressure chamber 5 to an additional volume 7. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstlöschenden Druckgasschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a self-extinguishing gas switch according to the Preamble of claim 1.

Ein solcher selbstlöschender Druckgasschalter ist aus der DE-OS 29 35 673, Fig. 5 und 6 sowie der zugehörigen Beschreibung bekannt.Such a self-extinguishing gas pressure switch is known from DE-OS 29 35 673, FIGS. 5 and 6 and the associated description.

Dieser selbstlöschende Druckgasschalter hat ein bestimmtes Volumen der Druckkammer, welches bei höheren Drücken, die durch das expandierende Gas entstehen, nur im begrenzten Maß durch das Zurückweichen des Hilfskolbens vergrößert wird. Eine Vergrößerung der Druckkamer im Hinblick auf die Ab schaltung starker Ströme, welche eine starke Gasexpansion hervorrufen, würde jedoch dazu führen, daß das Volumen der Druckkammer für die Abschal tung kleiner Ströme zu groß wäre. Für die Abschaltung kleiner Ströme ist nämlich ein geringes Druckkammervolumen notwendig, damit der für die Löschung der Ströme erforderliche Überdruck entstehen kann. Das Problem besteht also darin, die Abschaltung von Strömen in einem Bereich zwischen schwachen Betriebsströmen und sehr starken Kurzschlußströmen zu be herrschen.This self-extinguishing gas pressure switch has a certain volume of Pressure chamber, which at higher pressures caused by the expanding gas arise, only to a limited extent due to the retraction of the auxiliary piston is enlarged. An enlargement of the print camera with regard to the Ab switching of strong currents, which cause a strong gas expansion, would, however, result in the volume of the pressure chamber for the shutdown small currents would be too large. For switching off small currents namely a small pressure chamber volume necessary so that for the Extinguishing the currents required pressure can arise. The problem is to switch off currents in a range between weak operating currents and very strong short-circuit currents to rule.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen selbstlöschenden Druckgas schalter verfügbar zu machen, bei dem das Volumen zur Speicherung des expandierenden Gases in einem weiten Bereich abzuschaltender Stromstärken optimal eingestellt ist.The invention has for its object a self-extinguishing compressed gas to make available switch in which the volume for storing the expanding gas in a wide range of currents to be switched off is optimally set.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.The object is achieved by the characterizing features in Claim 1 solved.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sowohl das Volumen der Druck kammer wie die Volumenvergrößerung mittels des Hilfskolbens auf die Be triebsströme optimal eingestellt werden können. Vor allem kann der Druck raum so klein ausgestaltet sein, daß auch bei der Abschaltung kleiner Betriebsströme das zur Löschung des Lichtbogens notwendige Druckgefälle zwischen Druckkammer und Schaltergehäuse vorhanden ist. Kurzschlußströme sind wesentlich stärker und bewirken eine wesentlich größere Expansion des Gases in der Druckkammer. Müßte die Druckkammer sowie der Hilfskolben auf solche Ströme dimensioniert werden, so hätte dies zur Folge, daß eine sehr starke Feder 3 und ein großer Hilfskolben mit großer Masse erforderlich wäre. Die bei der Einschaltung erforderliche Energie wäre entsprechend größer. Durch das Zusatzvolumen wird erreicht, daß solch starke Gasexpan sionen beherrscht werden, ohne daß die Druckkammer bzw. der Hilfskolben für solche Gasexpansion dimensioniert werden müssen.The advantage of the invention is that both the volume of the pressure chamber and the volume increase by means of the auxiliary piston on the Be operating flows can be optimally adjusted. Above all, the pressure chamber can be designed so small that even when switching off small operating currents, the pressure drop necessary for extinguishing the arc is present between the pressure chamber and the switch housing. Short-circuit currents are much stronger and cause a much larger expansion of the gas in the pressure chamber. If the pressure chamber and the auxiliary piston had to be dimensioned for such flows, this would have the consequence that a very strong spring 3 and a large auxiliary piston with a large mass would be required. The energy required when switching on would be correspondingly greater. The additional volume ensures that such strong gas expansions can be mastered without the pressure chamber or the auxiliary piston having to be dimensioned for such gas expansion.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:The invention is explained below with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 den Schalter im eingeschalteten Zustand, Fig. 1 shows the switch in the on state,

Fig. 2 den Schalter bei der Abschaltung großer Ströme, Fig. 2 shows the switch in the large cut-off currents,

Fig. 3 den Schalter bei Abschaltung mittlerer Ströme und Fig. 3 the switch when switching off medium currents and

Fig. 4 den Schalter bei der Abschaltung kleiner Ströme. Fig. 4 shows the switch when switching off small currents.

Der selbstlöschende Druckgasschalter besteht aus einem die Schaltbewegung ausführenden Schaltstück 1, welches mit dem Antrieb verbunden ist. Dieses Schaltstück 1 wirkt mit einem gegen die Kraft einer Feder 3 verschiebbaren Schaltstück 2 zusammen. Das verschiebbare Schaltstück 2 befindet sich in einer Druckkammer 5 und ist mit einem Hilfskolben 4 verbunden. Der Hilfs kolben 4 läuft in einem Zylinder 11, liegt bei entspannter Feder 3 an einem Anschlag 9 an und bei gespannter Feder 3 an einem Anschlag 10. Bohrungen 8 sind so angeordnet, daß sie, wenn der Hilfskolben 4 am An schlag 10 anliegt, die Druckkammer 5 mit einem Zusatzvolumen 7 verbinden. Dieses Zusatzvolumen 7 kann beispielsweise als zylinderringförmiger Raum ausgebildet sein.The self-extinguishing gas pressure switch consists of a switching element 1 which carries out the switching movement and which is connected to the drive. This contact piece 1 interacts with a contact piece 2 which can be displaced against the force of a spring 3 . The displaceable switching piece 2 is located in a pressure chamber 5 and is connected to an auxiliary piston 4 . The auxiliary piston 4 runs in a cylinder 11 , is in a relaxed spring 3 to a stop 9 and in tensioned spring 3 to a stop 10 . Bores 8 are arranged so that they connect the pressure chamber 5 with an additional volume 7 when the auxiliary piston 4 abuts on the stop 10 . This additional volume 7 can be designed, for example, as a cylindrical space.

Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, wie das Schaltstück 1, welches die Schalt bewegung ausführt, im geschlossenen Zustand des Schalters das Schalt stück 2 nach unten gegen den Anschlag 10 drückt. Dazu muß beim Schließen des Schalters das Schaltstück 1 das Schaltstück 2 gegen die Kraft der Feder 3 nach unten drücken.From Fig. 1 it can be seen how the switching piece 1 , which performs the switching movement, in the closed state of the switch pushes the switching piece 2 down against the stop 10 . For this purpose, the switch 1 must press the switch 2 against the force of the spring 3 down when the switch is closed.

Fig. 2 zeigt den Schalter bei der Abschaltung eines starkes Stromes, wie er im Fall von Kurzschlüssen auftritt. Die Darstellung in Fig. 2 zeigt das Schaltstück 1 in einer Position während des Schaltvorgangs. Infolge des starken Lichtbogens expandiert das Gas in der Druckkammer 5 so stark, daß der Hilfskolben 4 durch den Druck gegen den unteren Anschlag 10 gedrückt wird. Dadurch verbinden die Bohrungen 8 die Druckkammer 5 mit dem Zusatz volumen 7, wodurch verhindert wird, daß der Druck die zulässigen Werte übersteigt. Im Wege der weiteren Ausschaltbewegung wird das Schaltstück 1 weiter nach oben gezogen, wobei der Lichtbogen durch die Düse 6 hindurch brennt. Der Überdruck in der Druckkammer 5 gegenüber dem Schaltergehäuse sorgt für eine Beblasung des Lichtbogens, wodurch dieser im Nulldurchgang zum Erlöschen gebracht wird. Danach läßt der Druck nach und die Feder 3 schiebt den Hilfskolben 4 mit dem verschiebbaren Schaltstück 2 gegen den Anschlag 9. Damit ist der Ausschaltvorgang beendet. Fig. 2 shows the switch when a high current is switched off, as occurs in the case of short circuits. The illustration in FIG. 2 shows the contact piece 1 in a position during the switching process. As a result of the strong arc, the gas in the pressure chamber 5 expands so much that the auxiliary piston 4 is pressed against the lower stop 10 by the pressure. As a result, the holes 8 connect the pressure chamber 5 with the additional volume 7 , thereby preventing the pressure from exceeding the permissible values. In the course of the further switch-off movement, the contact piece 1 is pulled further upward, the arc burning through the nozzle 6 . The overpressure in the pressure chamber 5 in relation to the switch housing causes the arc to be blown, as a result of which the arc is extinguished at the zero crossing. Then the pressure drops and the spring 3 pushes the auxiliary piston 4 with the displaceable switching element 2 against the stop 9 . This completes the switch-off process.

Die Fig. 3 zeigt den Schalter bei der Abschaltung eines mittleren Stromes. Der Verlauf ist im Prinzip der gleiche wie oben beschrieben, mit dem Unterschied, daß der Druck in der Druckkammer 5 nicht ausreicht den Hilfs kolben 4 gegen den Anschlag 10 zu drücken, so daß die Bohrungen 8 vom Hilfskolben 4 nicht freigegeben werden. Durch das Zusammendrücken der Feder 3 infolge der Druckerhöhung erfolgt also lediglich eine leichte Vergrößerung der Druckkammer 5, wobei die Federkonstante so eingestellt ist, daß dieses Volumen der Druckkammer 5 für die Löschung des Stromes der mittleren Stromstärke optimiert ist. FIG. 3 shows the switch in the switch-off of a central stream. The course is the same as described above in principle, with the difference that the pressure in the pressure chamber 5 is not sufficient to push the auxiliary piston, so that the holes 8 are not released from the auxiliary piston 4 4 against the stop 10th By compressing the spring 3 as a result of the pressure increase, there is therefore only a slight increase in the pressure chamber 5 , the spring constant being set in such a way that this volume of the pressure chamber 5 is optimized for quenching the current of the mean current.

Fig. 4 zeigt den Schalter bei der Löschung eines schwachen Stromes, bei dem der Druck so gering ist, daß der Schaltstift 2 infolge des Drucks der Feder 3 dem Schaltstift 1 nachfolgt, bis der Hilfskolben 4 an dem An schlag 9 anliegt. In diesem Fall steht zur Aufnahme des expandierenden Gases lediglich das nicht vergrößerte Volumen der Druckkammer 5 zur Ver fügung. Dies ist für die Löschung solcher stromschwacher Lichtbögen optimiert. Fig. 4 shows the switch in the deletion of a small current, in which the pressure is so low that the switching pin 2 follows due to the pressure of the spring 3 to the contact pin 1 until the auxiliary piston 4 impact on the to 9 is applied. In this case, only the unexpanded volume of the pressure chamber 5 is available for receiving the expanding gas. This is optimized for extinguishing such low-current arcs.

Claims

Self-extinguishing pressure gas switch with one of the switching movements of the leading contact piece and a sliding piece ver against the force of a spring, the displacement of the latter by an arranged at the bottom of a pressure chamber between two stops in a cylinder movable, with the sliding switching piece firmly connected auxiliary piston the pressure increase in the gas of the pressure chamber is brought about as a result of the switching off of strong currents, and with an insulating material nozzle for blowing the arc, which is drawn through the insulating element by means of the switching movement which performs the switching movement, the quenching gas of the pressure chamber expanding by the arc being used for blowing the arc , characterized in that in the cylinder ( 11 ) one or more holes ( 8 ) are arranged so that they then connect the pressure chamber ( 5 ) with an additional volume ( 7 ) when the auxiliary piston ( 4 ) strikes at the bottom ( 10 ) is present.