DE755952C - Elektrischer Hochspannungsschalter - Google Patents

Description

Es ist bei Druckgasschaltern bekannt, den beweglichen Schaltkontakt samt seinem Antrieb in einer mit Druckgas aufgefüllten Schaltkammer anzuordnen. Das Druckgas belastet dabei im Einschaltzustandi dauernd den Ausschaltantrieb. Bei Betätigung einer Steuereinrichtung strömt es aus der Kammer ab, wobei es die Kontakttrenmung bewirkt und den Unterbrechungslichtbogeni bebläst. Im.Ausschalteustand strömt die Luft dauernd aus dem Schalter ab.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrischer Hochspannungsschalter, bei dem das zur Lichtbogenlöschung dienende strömende Löschmittel, beispielsweise Druckgas, ebenfalls in der Schaltkammer zugleich den beweglichen Schaltkontakt antreibt. Dabei soll ermöglicht werden, den Ausschaltantrieb der beweglichen Kontakte im Einschaltzustand dauernd mit dem Löschmittel beaufschlagen zu können, ohne daß jedoch im Ausschaltzustand Löschmittel abströmt. Um dies zu

erreichen, wird zunächst davon ausgegangen, daß die Schaltkammer zu diesem Zweck je ein besonderes Löschmitteleinlaß- und -auslaßventil aufweisen muß. Die zugrunde Megende Aufgabe· wird dann erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Ventile derart angeordnet sind, daß sie durch den beweglichen Kontakt bei der Schaltbewegung derart beeinflußt werden, daß im Einschaltzustand ίο nur die Abflußöffnung, im Ausschalteustand dagegen nur dieZuflußöffnung für das Löschmittel an der Schaltkammer geschlossen ist. Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Schalter, während Fig. 2 einen- Teilschnitt darstellt. Gemäß Fig. 1 enthält der dargestellte Schalter einen festen Hohlkontakt 10 und einen beweglichen Stiftkontakt 11. Ein doppelt wirkender Kolben 12 treibt unter der Wirkung des aus dem Behälter 14 kommenden Druckgases über die Stange 13 den bewegliehen Kontakt 11 an. Der ganze Stromunterbrecher ist in einem gasdichten Gehäuse 15 untergebracht, das auf einem nicht dargestellten Unterbau ruht und von Armen 16 gehalten wird.

Die Hohlelektrode 10 sitzt am oberen Ende des dichten Gehäuses 15, welches eine düsenartige Öffnung 17 aufweist, durch welche die Schaltprodukte abziehen. Die Elektrode 10 enthält die Kontaktteile 18, welche unter der Wirkung von Federn 19 stehen, die in einer zylindrischen Kammer des Gehäuses 15 angeordnet sind. Eine der Stromleitungen., und zwar die Leitung 21, äst an dem leitenden Zylinder 20 und damit an dem festen Kontakt 10 angeschlossen. Das untere Ende des zylindrischen Gliedes 20 ist mit einem stromlinienförmig ausgebildeten Teil 22 versehen, welcher einen geeigneten Ventilsitz für das vom Schaltstift 11 und der Stange 13 getragene Blasluftventil 23 darstellt. Die ganze Anordnung, bestehend aus dem festen Kontakt 10, dem zylindrischen Glied 20 und dem stromlinienförmig ausgebildeten Ventilsitz 22, ist auf einem geeigneten Isolator aufgebaut, der einen anderen Teil des gasdichten. Gehäuses 15 bildet. Geeignete Dichtungen 25 und 26 an den Enden des Isolators 24 verhindern das Entweichen von Druckgas aus^ dem Gehäuse 15. Die andere Stromleitung 2j ist an einen leitenden Zylinder 28 angeschlossen, der zwischen den Isolatoren 24 und 29 sitzt. Die elektrische Verbindung zwischen dem beweglichen Kontakt .11 und der Stromleitung 27 erfolgt durch das Stromleitungsglied 13' der Stange 13 und mehrere Kontaktstücke 30, die durch die im Zylinder 28 angebrachten Federn 31 gegen das Stromleitungsglied 13' der Stange gedrückt werden.

Der Antriebsmechanismus des Stromunterbrechers ist vom Hochspannungsteil durch den Isolator 29 und durch das Isolierstück 13" der Stange 13 getrennt. Der Kolben 12, welcher im Zylinder 32 läuft, ist an die Stange 13 durch eine Steckerverbindung angeschlossen, die ein Rohr 33 enthält, in dem der abgesetzte Teil· 34' des Stiftes 34 gleitet und mit einem Schlitz 35 über den im Rohr 33 sitzenden Stift 36 greift. Diese Verbindung ermöglicht einen guten Sitz des Ventils 23 infolge der Feder 37. Der Zylinder 32 ist durch ein zylindrisches Glied 38 mit dem Isolator 29 verbunden, und die Teile 20, 24, 28, 29 und 3S bilden das zylindrische gasdichte Gehäuse 15. Die Stange 34, die einen Teil der Stange 13 darstellt, ist an der oberen Seite des doppelt wirkenden Kolbens 12 angeschlossen, während die Stange 39 mit der unteren Seite des Kolbens 12 verbunden ist und durch die Bohrung 40 des den Behälter 15 unten verschließenden Deckels hindurchgeführt ist. Dabei ist eine Dichtung 42 vorgesehen.

Eine Verklinkung 43 dient zum Auslösen des Schalters und enthält eine Kniehebelanordnung mit einem Winkelhebel 44, der bei 45 drehbar an dem unteren Ende des Gehäuses 15 gelagert ist. Das eine Ende des Hebels 44 ist mit einem Schlitz 46 versehen, der über die Rolle 47 der mit dem Kolben 12 verbundenen Stange 39 greift:. Das andere Ende des Hebels 44 ist drehbar mit einem Ende des Kniegelenkes verbunden, welches die Hebel 48 und 49 enthält. Von diesen ist der Hebel 49 an einem festen Drehlager 50 gelagert. Der Hebel 49 ist mit einem Vorsprung 51 versehen und wirkt mit einem Stift 52 zusammen, der an dem Hebel 44 angeordnet ist. In der dargestellten Stellung, in der der Vorsprung 51 am Stift 52 anliegt, befindet sich das Kniegelenk in der gestreckten Lage, so daß der Schalter in der Schließstellung gehalten wird. LTm eine Unterbrechung des Schalters herbeizuführen, muß man das Kniegelenk durchknicken, wie im folgenden noch beschrieben wird. no

Die Druckluftbetätigungseinrichtung des Schalters enthält ein Ventil 53, das durch den Magneten 54 betätigt wird. Das Ventil 53 steuert das dem unteren Ende des Zylinders 32 unterhalb des Kolbens 12 aus dem Behälter 14 zugeführte Druckgas. Wenn das Ventil den Gasaustritt aus dem Behälter 14 sperrt, so verbindet es den unteren Teil des Zylinders 32 mit der Außenluft. Das Differentialventil 55 dient dazu, die aus dem Behälter 14 zum oberen Ende des Zylinders 32 und dem Gehäuse 15 geleitete Luft zu steuern. Diese

Luft dient sowohl als Anitriebsluft für den Ausschaltvorgang als auch als Blasluft für die Lichtbogenlöschung, wobei sie durch das geöffnete Ventil 23 strömt. Das Differentialventil, 55 enthält einen Kolben 56, an dem der mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Ventilkörper 57 befestigt ist. Der Kolben· 56 ist in dem Zylinder 59 angeordnet, der an dem den Ventilsitz tragenden' Gehäuse 15 angeflanscht ist. Eine Feder 60 hält das Differentialventil in der Schließstellung. Im Ruhezustand ist der Druck zu beiden Seiten des Kolbens durch die enge Öffnung 61 hindurch ausgeglichen, die in der Zeichnung der klaren· Darstellung wegen etwas weiter als in Wirklichkeit gezeichnet ist. Diese öffnung gestattet einen Druckausgleich/. Um das Ventil 55 entgegen dem Dtruck der Feder zu öffnen, ist das Ventil 65 vorgesehen, welches gegenüber der öffnung 61 einen großen Durchgangsquerschnitt hat. Es kann die beiden Seiten vor und hinter dem. Kolben 56 miteinander verbinden, so daß der Druck an dessen beiden Seiten unausgeglichen wird.

Das Ventil 62 wird normalerweise durch die Feder 63 geschlossen gehalten.

Zur Betätigung des Ventils in einer bestimmten Stellung des beweglichen Kontaktes dient die an dar Stange 13 befindliche¹ Verdickung 64. Ein mit Rollen' 66 versehener schwenkbarer Arm 65 kommt kurz, vor Erreichen der Einschaltstellung mit der Verdickung 64 in Berührung, so> daß das Ventil 62 geöffnet wird, wie in Fig. 1 dargestellt ist.

Hierdurch wird der Druck an der rechten Seite des Kolbens 56 weggenommen, so daß der Drude an der linken' Kolbenseite überwiegt und das Ventil 55 entgegen dem: Druck der Feder 60 öffnet. Der Arm 65 legt sich schließlich an> die Kappe 67 an, so daß das Ventil 57 bei eingeschaltetem Schalter offen gehalten wird. Bei dieser Anordnung ist also das Gehäuse 15 bei geschlossenem. Schalter mit Druckgas angefüllt, so daß· beim. Ansprechen der Auslöseeinrichtung 43 sofort Druckgas bereit ist, um den Kolben 12 nach unten zu treiben und beim Trennen der Kon^ takte 10 und 11 über das Ventil 23 den zwischen ihnen gezogenen! Lichtbogen zu löschen.

Es versteht sich, daß zum. Auslösen des Schalters irgendwelche bekannte Einrichtungen verwendet werden können. Gemäß der Fig. ι isteineSpannungsquelleöS vorgesehen, um die Umtarbrechungs- und Schließeinrichtung des Schalters zui betätigen. Der Schaltex 69 verbindet den Betätigungsmagneten, 54 des Ventils 53 über den Schalter 70 eines Druckrelais mit der Spannungsquelle 68. Das Druckrelais 71 ■ ist mittels der Leitung 72 oberhalb des Kolbens 12 an das Gehäuse 15 angeschlossen. Es· enthält einen Balg 73, der sich unter dem Druck der Kammer 15 ausdehnt und dabei die Kontakte 70 öffnet, welche geschlossen sind, wenn in der Kammer 15 kein Druck vorbanden ist. Der Schalter 69 6g wird von Hand betätigt und ist mit einer verzögernd wirkenden Schalteinrichtung 69' versehen, damit während der Dauer seiner Einschaltung - der Stromunterbrecher mit Sicherheit eingeschaltet werden kann. Selbstverständlich kann der Schalter 69 auch als Druckknopfschalter ausgebildet sein. Das _ Auslösen des Abschaltvorganges geschieht mittels des Magneten 74, dessen Wicklung 75 nach Drückent des Schaltknopfes; 76 erregt wird. Der Magnet 74 trägt einen Stift 77, welcher an den Hebel 48 oder 49 angreift und dadurch den Ausschaltvorgang·· einleitet. Eine zweite Wicklung· 78 des Magneten 74 ist an das. in der Leitung 27 angeordnete Relais. 79 angeschlossen, so daß der Schalter bei auftretenden Fehlern in der Leitung ausgeschaltet wird.

Die Wirkungsweise des Schalters soll in folgendem zunächst unter Zugrundelegung der in Fig. 1 gezeichneten Einsehaltstellung betrachtet werden. Die Kniegelenkanordnung befindet sich im gestreckten Zustand, so> daß die Kontakte· 10 und 11 miteinander in Berührung gehalten werden. Dabei wird ferner der Ventilkörper·23 gegen seinen stromlinienförmigen Sitz 22 gedrückt. Das Differentialventil 55 wird durch die Verdickung 64 der Stange 13 und den schwenkbaren Hebel 65 offen gehalten, so daß das Druckgas des Behälters 14 den Innenraum des Gehäuses 15 oberhalb des Kolbens 12 bis zum. Ventil 23 vollständig anfüllt. Dieses Druckgas steht sofort zur Verfügung, ohne daß vorher Ventile od. dgl·, betätigt werden müssen. Es kommt daher auch ein Blasstrom, zustande, wenn das Kniegelenk 43 durchgeknickt wird. Ferner dehnt der Druck in der Kammer 15 den Balg 73 aus-, wodurch sich der Kontakt 70 öffnet und eine Einschaltung des Magneten. 54 und damit eine Betätigung des· Ventils 53 während des Einschaltzustandes des Schalters unmöglich gemacht wird. Wenn an den Stromleitungen ein Überstrom auftritt oder wenn eine Handausschaltung des Schalters gewünscht wird, so wird der Magnet 74 entweder durch die Wicklung 78 oder die Wicklung 75 betätigt und das Kniegelenk durchs geknickt. Sobald dies geschieht, treibt das über dem Kolben 12 befindliche Druckgas diesen sofort nach unten, wobei das Blasventil 23 geöffnet wird. Dabei wird eine sehr hohe Ausschaltgeschwindigkeit erzielt, da das Druckgas über dem Kolben bereitsteht. Beim Ausschalten schließt sich das Ventil 62. Das Ventil 55 schließt sich, sobald der Druck zu beiden Seiten des Kolbens 56 wieder der-

art ausgeglichen ist, daß die Feder 60 zur Wirkung kommen kann. Die unter dem Kolben 12 im Zylinder 32 befindliche Luft strömt beim Ausschaltvorgang über das Ventil 53 ab. Zum Ausschalten muß der Schalter 69 betätigt werden, der durch die Einrichtung 69' in die Offenstellung zurückgeführt worden ist. Der Kontakt 70 hat sich geschlossen, da das Druckgas der Kammer 15 über das Blasventil 23 entwichen ist. Beim Schließen des Schalters wird also der Magnet 54 erregt, der das Ventil 53 betätigt. Aus dem Druckgasbehälter 14 strömt daher Druckgas im den unteren Teil des Zylinders 32 und treibt den Kolben 12 nach oben, wobei sich der Kontakt 11 auf den festen Kontakt 10 zu bewegt. Sobald die Verdickung 64 der Stange 13 mit dem Hebelarm 65 in Berührung kommt, öffnet sich das Ventil 62, und der Druck an der rechten Seite des Kolbens 56 entweicht, so daß das Ventil 55 geöffnet wird Es wird durch die Verdickung 64, den Hebelarm 65 und die Kappe 67 offen gehalten!. Ein Blasistrom ergießt sich so durch das Ventil 23, bevor die Einschaltstellung erreicht ist, und verhindert so die Entstehung eines Einschaltlichtbogens .

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung. Dabei; ist das mechanisch betätigte Ventil 62 der Fig. 1 durch ein elektrisch betätigtes ersetzt. In Fig. 2 sind die der Fig. 1 entsprechendien Teile mit den gleichen Bezugsziffern' bezeichnet. Das Differentialventiil 55 ist mit einem magnetbetätigten Hilfsventil 80 versehen, das durch die Feder 81 in der Schließstellung gehalten wird. Zur Betätigung dieses Ventils in einer bestimmten¹ Stellung des Stromunterbrechers ist die Kolbenstange mit einem Vorsprung 82 versehen, der die Kontakte 83 aneinanderlegt, so daß die Wicklung 84 des Magneten 80 vom Strom der Spannungsquelle 68 durchflossen wird. Das Ventil 80 wird bei einer bestimmten. Schalterstellung betätigt und veranlaßt dadurch die Betätigung des Ventils 55 in der gleichen Weise wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1. Um den Ventilkörper 57 bei geschlossenem Schalter in der Offenstellung zu haken, ist das von der Luftströmung betätigte Ventil 85 vorhanden, welches bei 86 drehbar gelagert ist und durch die Feder 87 in der in Fig. 2 dargestellten Lage gehalten wird. Das Glied 85 hat einen Flügel 88, der durch den Luftstrom, welcher durch das Ventil 55 strömt, angetrieben wird. Es weist einen Arm 89 auf, welcher am Anschlag 90 zum Anliegen kommt und das Ventil 55 in der Schaltschließstellung offen hält. Beim Ausschaltvorgang dreht das durch das Ventil strömende Druckgas den Flügel 88 um die Lagerung 86. Der Arm 89 gibt dabei den Ventilkörper 57 frei, so daß sich das Ventil 55 schließen kann. Das Druckrelais 71 trennt das Ventil 80 vom Betätigungsstromkreis, wenn der Einschaltvorgang beendet ist. Im übrigen wirkt die Anordnung nach Fig. 1 wie die Anordnung nach Fig. 2.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Hochspannungsschalter, bei dem das zur Lichtbogenlöschung dienende strömende Löschmittel, beispielsweise Druckgas, in der Schaltkammer zugleich den beweglichen Schaltkontakt antreibt, mit je einem besonderen Löschmitteleinlaß- und -auslaßventil, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventile derart angeordnet sind, daß sie durch den beweglichen Kontakt bei der Schaltbewegung derart beeinflußt werden, daß im Einschaltzustand nur die Abflußöffnung, im Ausschaltzustand dagegen nur die Zufluß-Öffnung für das Löschmittel an der Schaltkammer geschlossen ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil an der Einströmöffnung der Schaltkammer als verzögernd schließendes Differentialventil ausgebildet ist.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialventil durch den beweglichen Schaltkontakt mechanisch betätigt wird.

4. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialventil durch den beweglichen Schaltkontakt über Hilfskontakte elektromagnetisch betätigt wird.

5. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ein-Schaltung ein besonderes Druckluftventil vorgesehen ist.

6. Schalter nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung, daß das Einschaltventil bei geschlossenem Schalter nicht betätigt werden kann.

7. Schalter nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung, daß der Betätigungsmagnet des Einschaltventils abgeschaltet ist, wenn Druckgas in der Schaltkammer gespeichert ist.

8. Schalter nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung, daß das Differentialventil nicht betätigt werden kann, wenn Druckgas in der Kammer aufgespeichert ist.

9. Schalter nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung der Betätigungsleitungen durch ein drückabhängiges Relais erfolgt.

10. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als

Sperreinrichtung ein Kniehebelgelenk dient.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschriften Nr. 533 574, 550942, 608733, 628853;

schweizerische Patentschrift Nr. 178 660. 10

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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