DE69609439T2

DE69609439T2 - High voltage load switch

Info

Publication number: DE69609439T2
Application number: DE1996609439
Authority: DE
Inventors: Ulf Akersson; Peter Stengaerd
Original assignee: ABB AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 2001-03-08
Anticipated expiration: 2016-03-20
Also published as: EP0735555A3; SE505581C2; EP0735555A2; EP0735555B1; SE9501138D0; DE69609439D1; SE9501138L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochspannungs-Überlastschalter in der im Oberbegriff von Anspruch 1 beschriebenen Form. Der Überlastschalter umfaßt ein längliches, mit einem Lichtbogen-löschenden Gasmedium gefülltes und mit Verbindungsflanschen versehenes Gehäuse aus einem isolierenden Material. Das Gehäuse umfaßt eine Kontakteinrichtung mit in Wechselwirkung tretenden, fixierten und bewegbaren Haupt- und Lichtbogenkontakten. Die fixierten Kontakte sind an einem Endbereich einer ersten, an einem Verbindungsflansch des Überlastschalters befestigten Metallröhre angeordnet, während die bewegbaren Kontakte an einem Endbereich einer zweiten Metallröhre angeordnet sind, die über einen Stellstab mit einer Betätigungseinrichtung verbunden ist und dadurch vermittelt in dem Gehäuse zwischen einer geschlossenen und geöffneten Position axial verschiebbar ist. Die zweite Metallröhre ist über ein Schleifkontaktmittel mit einer dritten, an dem anderen Verbindungsflansch des Überlastschalters befestigten Metallröhre ununterbrochen verbunden. Die Metallröhren sind aus einem hinsichtlich ihrer Form bearbeitbaren Blechmaterial hergestellt.The present invention relates to a high-voltage circuit breaker in the form described in the preamble of claim 1. The circuit breaker comprises an elongated housing made of an insulating material, filled with an arc-extinguishing gas medium and provided with connecting flanges. The housing comprises a contact device with interacting, fixed and movable main and arc contacts. The fixed contacts are arranged on an end region of a first metal tube attached to a connecting flange of the circuit breaker, while the movable contacts are arranged on an end region of a second metal tube which is connected to an actuating device via an actuating rod and is thereby axially displaceable in the housing between a closed and open position. The second metal tube is continuously connected via a sliding contact means to a third metal tube attached to the other connecting flange of the circuit breaker. The metal tubes are made of a sheet material which can be machined in terms of their shape.

Die Erfindung ist hauptsächlich für Überlastschalter mit einer Nennbetriebsspannung in der Größenordnung von 100-300 kV vorgesehen, kann jedoch ebenso vorteilhaft in Überlastschaltern verwendet werden, die Spannungen über und unter diesem Bereich aufweisen, beispielsweise in Mittelspannungs-Überlastschaltern.The invention is primarily intended for circuit breakers with a nominal operating voltage in the order of 100-300 kV, but can also be used to advantage in circuit breakers having voltages above and below this range, for example in medium voltage circuit breakers.

Überlastschalter in der vorstehend erwähnten Art sind bereits bekannt, beispielsweise aus der 1990 veröffentlichten ABB Broschüre SESWGB 2330 E "SF&sub6; Überlastschalter Typ LTB". Der in dieser Veröffentlichung gezeigte Überlastschalter wurde nachfolgend mit Bezug zu den anliegenden Zeichnungen 1 und 2 beschrieben. In diesem Überlastschalter wurden die Verbindungsflansche an die fixierten, an der Strombahn des Überlastschalters beteiligten Metallröhren derart befestigt, daß die Flansche auf den Metallröhren gebildet und dann an den jeweiligen Verbindungsflansch geschraubt wurden. Um einen niedrigen Kontaktwiderstand in der Schraubverbindung zu bewirken, ist eine große Anzahl an Schrauben erforderlich, was einen großen Arbeitsaufwand während des Anbringens und der Bearbeitung mit sich bringt. Zusätzlich kann es Schwierigkeiten bereiten, mit diesem Verfahren eine ausreichend gute senkrechte Ausrichtung zwischen dem angeflanschten Bereich und der Röhre zu erzielen.Circuit breakers of the type mentioned above are already known, for example from the ABB brochure SESWGB 2330 E "SF6 circuit breaker type LTB" published in 1990. The circuit breaker shown in this publication has been described below with reference to the attached drawings 1 and 2. In this circuit breaker, the connecting flanges were attached to the fixed metal tubes involved in the circuit breaker's current path in such a way that the flanges were formed on the metal tubes and then screwed to the respective connecting flange. In order to achieve a low contact resistance in the screw connection, a large number of screws are required, which entails a large amount of work during fitting and machining. In addition, it can be difficult to achieve a sufficiently good vertical alignment between the flanged area and the tube using this method.

Die Erfindung stellt einen Überlastschalter der vorstehend erwähnten Art und Weise bereit, welcher einfacher herzustellen und folglich kostengünstiger ist, und welcher einen niedrigeren Kontaktwiderstand zwischen der Hauptstrombahn und den Verbindungsflanschen besitzt als vergleichbare Überlastschalter gemäß dem Stand der Technik. Dies wird mit einem erfindungsgemäßen Aufbau erreicht, der die kennzeichnenden, in den Ansprüchen beschriebenen Eigenschaften aufweist.The invention provides a circuit breaker of the above-mentioned type which is simpler to manufacture and consequently less expensive, and which has a lower Contact resistance between the main current path and the connecting flanges is higher than comparable circuit breakers according to the prior art. This is achieved with a structure according to the invention which has the characteristic properties described in the claims.

Gemäß der Erfindung sind die fixierten, stromübertragenden Metallröhren mit den Verbindungsflanschen durch Ausfalzen eines Endbereiches der Röhren in eine, in dem jeweiligen Verbindungsflasch eingebrachten Nut verbunden. Die Stromübertragung zwischen der Röhre und dem Flansch wird mittels eines elastischen, am Nutboden angebrachten Kontaktmittels sichergestellt, beispielsweise in Form einer spiralförmigen Feder aus einem Kontaktwerkstoff. Auf diese Weise werden im Gegensatz zum Stand der Technik keine stromübertragenden Schraubverbindungen zwischen den Röhren und den Verbindungsflanschen benötigt, und die Metallröhren müssen nicht mit angeflanschten Bereichen versehen werden.According to the invention, the fixed, current-transmitting metal tubes are connected to the connecting flanges by folding out an end region of the tubes into a groove made in the respective connecting flange. The current transmission between the tube and the flange is ensured by means of an elastic contact means attached to the bottom of the groove, for example in the form of a spiral spring made of a contact material. In this way, in contrast to the prior art, no current-transmitting screw connections are required between the tubes and the connecting flanges, and the metal tubes do not have to be provided with flanged areas.

Die Erfindung wird anhand der Beschreibung einer Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher erläutert, wobeiThe invention will be explained in more detail by describing an embodiment with reference to the attached drawings, in which

- die Fig. 1 und 2 den Mittelbereich eines im Stand der Technik bekannten Hochspannungs-Überlastschalters der Art zeigen, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, wobei die Fig. 1 den Überlastschalter in der geschlossenen Position und die Fig. 2 den Überlastschalter in der geöffneten Position zeigt, und- Figures 1 and 2 show the central region of a high-voltage circuit breaker known in the prior art of the type to which the present invention relates, Figure 1 showing the circuit breaker in the closed position and Figure 2 showing the circuit breaker in the open position, and

- Fig. 3 einen schematischen Ausschnitt der Längsachse den Mittelbereich eines erfindungsgemäß aufgebauten Hochspannungs-Überlastschalters in der geöffneten Position zeigt.- Fig. 3 shows a schematic section of the longitudinal axis of the central region of a high-voltage circuit breaker constructed according to the invention in the open position.

Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Überlastschalter stellt nur ein Beispiel von den Formen von Überlastschaltern dar, bei denen die vorliegende Erfindung vorteilhaft angewandt werden kann. Der Überlastschalter hat ein längliches, mit einem oberen und einem unteren Verbindungsflansch 11 bzw. 12 versehenes Gehäuse (10) aus isolierendem Material. Die Kontakteinrichtung des Überlastschalters umfaßt einen fixierten Hauptkontakt 13, welcher zusammen mit einem axial bewegbaren Hauptkontakt 14 wirkt, sowie einen fixierten, zapfenförmigen Lichtbogenkontakt 15, welcher mit einem axial bewegbaren, hülsenförmigen Lichtbogenkontakt 16 in Wechselwirkung tritt.The circuit breaker shown in Figures 1 and 2 represents only one example of the forms of circuit breakers in which the present invention can be advantageously applied. The circuit breaker has an elongated housing (10) made of insulating material, provided with an upper and a lower connecting flange 11 and 12, respectively. The contact device of the circuit breaker comprises a fixed main contact 13, which acts together with an axially movable main contact 14, and a fixed, pin-shaped arcing contact 15, which interacts with an axially movable, sleeve-shaped arcing contact 16.

Der Überlastschalter weist bei dem oberen Verbindungsflansch 11 einen stationären oberen Strombahnbereich 17 in Form einer Kupferröhre mit einer Dicke von einem oder einigen Millimetern auf. Der untere Endbereich der Röhre trägt den fixierten Hauptkontakt 13 des Überlastschalters. Der fixierte Lichtbogenkontakt 15 des Überlastschalters ist koaxial in der Röhre 17 angeordnet und damit elektrisch und mechanisch verbunden.The circuit breaker has a stationary upper current path area 17 in the form of a copper tube with a thickness of one or several millimetres at the upper connection flange 11. The lower end area of the tube carries the fixed main contact 13 of the The fixed arc contact 15 of the circuit breaker is arranged coaxially in the tube 17 and is electrically and mechanically connected thereto.

Der bewegbare Hauptkontakt 14 des Überlastschalters besteht aus dem oberen Endbereich eines hohlen Zylinders 18 (Zylindertyp) in Form einer Kupferröhre, welche im Querschnitt das gleiche Ausmaß wie die Kupferröhre 17 aufweisen kann. Der bewegbare Lichtbogenkontakt 16 ist koaxial in dem Zylinder 18 angeordnet und damit elektrisch und mechanisch verbunden. Der hohle Zylinder 18 trägt an seinem oberen Ende eine elektrisch isolierende Blasdüse 19. Der hohle Zylinder ist über einen isolierenden Stellstab 20, welcher sich innerhalb eines isolierenden Trägers 21 zu einer mechanischen Gehäusevorrichtung 29 erstreckt, mittels der bewegbaren Kontakte 14, 16 mit einer Betätigungseinrichtung verbunden und kann mittels dieser Einrichtung zwischen der in Fig. 1 gezeigten, geschlossenen Position und der in Fig. 2 gezeigten geöffneten Position verschoben werden.The movable main contact 14 of the circuit breaker consists of the upper end region of a hollow cylinder 18 (cylinder type) in the form of a copper tube, which can have the same dimensions in cross section as the copper tube 17. The movable arc contact 16 is arranged coaxially in the cylinder 18 and is electrically and mechanically connected thereto. The hollow cylinder 18 carries an electrically insulating blowing nozzle 19 at its upper end. The hollow cylinder is connected to an actuating device by means of the movable contacts 14, 16 via an insulating actuating rod 20 which extends within an insulating carrier 21 to a mechanical housing device 29 and can be displaced by means of this device between the closed position shown in Fig. 1 and the open position shown in Fig. 2.

Der hohle Zylinder 18 umgibt den oberen Bereich eines unteren Strombahnbereiches 22, welcher an den unteren Verbindungsflanschen befestigt ist und aus einer, im Querschnitt die gleiche Abmessungen wie die Kupferröhre 17 aufweisenden Kupferröhre besteht. Der hohle Zylinder 18 ist über Schleifkontaktmittel mit dem unteren Strombahnbereich 22 elektrisch verbunden.The hollow cylinder 18 surrounds the upper region of a lower current path region 22, which is attached to the lower connecting flanges and consists of a copper tube having the same cross-section dimensions as the copper tube 17. The hollow cylinder 18 is electrically connected to the lower current path region 22 via sliding contact means.

Die Fig. 3 zeigt wie die erfindungsgemäßen, fixierten Strombahnbereiche (die Metallröhren) 17 und 22 mit den Verbindungsflanschen 11 bzw. 12 verbunden sein können, welche beispielsweise aus Aluminium sein können. Jedes der Verbindungsflansche 11, 12 weist ein mittiges, kreisförmiges Loch 23 bzw. 24 mit einer in der Begrenzungsfläche des Loches angeordneten umlaufenden Nut 25 bzw. 26 auf. Ein Endbereich der Metallröhren 17, 22 erstreckt sich in die Löcher 23 bzw. 24 und ist durch Falzen des hinsichtlich der Form bearbeitbaren Materials in den Röhren in die jeweilige Nut 25, 26 an den jeweiligen Flanschen 1 l, 12 befestigt. Die Stromübertragung zwischen der Röhre und dem Flansch wird mittels eines elastischen, am Boden der jeweiligen Nut 25, 26 angeordneten Kontaktmittels 27, 28 sichergestellt, beispielsweise in Form einer spiralförmigen Feder aus dem Kontaktwerkstoff.Fig. 3 shows how the fixed current path areas (the metal tubes) 17 and 22 according to the invention can be connected to the connecting flanges 11 and 12, respectively, which can be made of aluminum, for example. Each of the connecting flanges 11, 12 has a central, circular hole 23 or 24 with a circumferential groove 25 or 26 arranged in the boundary surface of the hole. An end region of the metal tubes 17, 22 extends into the holes 23 or 24 and is attached to the respective flanges 11, 12 by folding the shape-machinable material in the tubes into the respective groove 25, 26. The current transmission between the tube and the flange is ensured by means of an elastic contact means 27, 28 arranged at the bottom of the respective groove 25, 26, for example in the form of a spiral spring made of the contact material.

Claims

1. High-voltage circuit breaker comprising an elongate housing (10) filled with an arc-extinguishing gas medium and provided with connecting flanges (11, 12), the housing having a contact device with cooperating fixed and movable main and arc contacts (13-16), the fixed contacts (13, 15) being arranged at an end region of a first metal tube (17) attached to a connecting flange (11) of the circuit breaker, while the movable contacts (14, 16) are arranged at an end region of a second metal tube (18) which is connected to an actuating device via an actuating rod (20) and which is axially displaceable between a closed and open position using the device in the housing, the second metal tube (18) being connected via sliding contact means to a third metal tube (17) attached to the other connecting flange (12) of the circuit breaker, the metal tubes (17, 18, 22) being made of a shape-machinable sheet material, characterized in that at least one of the connecting flanges (11, 12) has a circular hole (23, 24) with a circumferential groove (25, 26) provided in the boundary surface of the hole and that an end region of the first (17) or the third metal tube (22) extends into the groove and is fastened to the flange by pressing the shape-machinable material of the tube into the groove (25, 26).

2. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the parts (27, 28) for current transmission between the metal tube (17, 22) and the flange (11, 12) are arranged in the grooves (25, 26).

3. Overload switch according to claim 2, characterized in that the current transmission parts (27, 28) consist of a spiral spring made of contact material.

4. Circuit breaker according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the metal tubes (17, 18, 22) is copper or a copper alloy.

5. Overload switch according to one of the preceding claims, characterized in that the metal tubes (17, 18, 22) are made of a sheet with a thickness of at most 4 mm.