DE7906561U1

DE7906561U1 - Autopneumatischer Druckgasschalter

Info

Publication number: DE7906561U1
Application number: DE7906561U
Authority: DE
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1979-03-09
Publication date: 1983-05-05
Also published as: US4393290A; EP0016983B1; BR8001410A; EP0016983A1

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH

6 Frankfurt/M.70, Theodor-Stern-Kai 1

Wi/bu KS 79/106

8.3.1979

Autopneumatischer Druckgasschalter

Die Erfindung betrifft einen autopneumatischen Druckgasschalter
mit mindestens einer Düse, aus der das in einer Schaltstreckenpumpe während der Ausschaltung komprimierte Druckgas zur Be- _% blasung des Lichtbogens, der zwischen zwei Leistungskontakt- ; stücken brennt, austritt, und mit einem elektrisch parallel zu
dem aus den Leistungskontaktstüc.ken gebildeten Leistungsstrom- \ pfad geschalteten Nennstrompfad, )

Ein derartiger .Druckgasschalter ist durch die DE-OS 26 27 948 \

bekannt geworden. >

Bei diesem bekannten Druckgasschalter ist eine isolierende Ab- ; schirmung in Form eines Isolierrohres und eines Isolierkolbens i für das bewegliche Kontaktstück des Nennstrompfades vorgesehen, | um die Gefahr einer Rückzündung zwischen den Nennstromkontakten C beim Ausschalten höherer Ströme zu vermeiden. Das andere, feststehende Kontaktstück des Nennstrompfades ist bei diesem bekannten
Druckgasschalter jedoch relativ ungeschützt der Lichtbogenstrahlung und den Lichtbogenspaltprodukten ausgesetzt, wenn auch
die äußere Gestalt der Isolierdüse für einen gewissen Schutz
sorgt. Bei diesem bekannten Schalter kann dadurch die

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Kontaktstelle zwischen den Kontaktstücken des Nennstromkontaktes beim Schalten hoher Ströme nachteilig beeinträchtigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs bezeichneten Druckgasschalter so auszubilden, daß die Kontaktstelle zwischen den Nennstromkontaktstücken nicht nachteilig durch den Lichtbogen beeinträchtigt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Kontaktstelle zwischen den Kontaktstücken des Nennstrompfades durch eine Abschirmung gegenüber der Lichtbogenstrahlung und dem wesentlichen Teil der Lichtbogenspaltprodukte abgeschirmt ist.

Die vorgenannte Abschirmung sorgt dafür, daß die Kontaktstelle zwischen den Kontaktstücken des Nennstrompfades beim Ausschalten hoher Ströme nicht nachteilig beeinträchtigt wird*

Die Abschirmung kann durch ein Metallrohr oder aber auch durch ein Isolierstoffrohr gebildet werden. Im Falle eines Metallrohres ist dieses zweckmäßig direkt als ein Kontaktstück des Nennstrompfades ausgebildet, das außen von dem andere« Kontaktstück kontaktiert wird.

Im Fall eines Isolierstoffrohres sind die Kontaktstücke des Nennstrompfades außerhalb des Isolierstoffrohres angeordnet.

Um die Rückzündfähigkeit zwischen den leitenden Flächen der Kontaktsysteme des Leistungs- und Nebenstrpmpfades zu vermindern, ist bei einem Druckgasschalter, der eine Isolierdüse aufweist, die Abschirmung mit Vorteil so ausgebildet und angeordnet, daß sie gleichzeitig den Raum, in den Lichtbogengase einströmen, umgibt, wobei die Abschirmung ein zylindrisches Teil aufweist, innerhalb dem die Isolierdüse, die einen entsprechend ausgestalteten Schirm aufweist, gleitend geführt ist.

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Dadurch wird eine Abschottung der Gasräume erreicht bzw. verhindert, daß die Lichtbogengase im wesentlichen Umfang den Raum zwischen den leitenden Teilen der Kontaktsysteme überbrücken können«,

Zweckmäßig ist dabei die Abschottung weitgehend gasdicht ausgeführt, damit die Lichtbogengase möglichst nicht zwischen Isolierdüse und zylindrischen Teil entweichen können. In der 'Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Die Zeichnung zeigt einen Schalterpol eines autopneumatischen Hochspannungs-Druckgas-Leistungsschalters. Innerhalb eines Iso-. lators 1 ist in einer geschlossenen Schaltkammer das Kontaktsystem angeordnet. Der Schalter weist einen oberen plattenför-

migen, elektrischen Anschluß 2 und einen unteren plattenförmigen, elektrischen Anschluß 3 auf. Der Leistungspfad der SchaLtstrecke wird durch einen feststehenden Leistungskontaktstift 4, der mit der oberen Anschlußplatte 2 leitend verbunden ist, in Verbindung mit einem beweglichen Leistungskontakt, dem Lichtbogenkontakt 5, gebildet. Dieser bewegliche Leistungskontakt 5 ist mit einem beweglichen Zylinder 6 leitend verbunden, der mit einem feststehenden Kolben 7, der auf der unteren Anschlußplatte 3 angebracht ist, als Schaltstreckenpumpe zur Erzeugung des erforderlichen Blasdruckes im Schaltfall zusammenwirkt. Der bewegliche Kolben 6 j ist leitend mit einer Gabel 8 zur Strom- und Kraf-^einleitung verbunden, die ihrerseits mit einer Abtriebsstange 9 in Verbindung JjI steht. Die Antriebsstange wird in überlicher Weise, durch einen hydraulischen, pneumatischen Federantrieb oder dergleichen betätigt; sie wird im Inneren von Stützern 10 geführt, an deren unterem Ende der Antrieb angebracht ist. Die Gabel 8 steht über Hochstromkontakte 11 mit der unteren Anschlußplatte 3 in leitender Verbindung.

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Mit dem beweglichen Kolben 6 ist im Bereich des beweglichen Leistungskontaktes 5 eine Isolierdüse 12 fest verbunden, aus der das in der Schaltetreckenpumpe 6,7 beim Ausschalten komprimierte Gas austritt und den Schaltlichtbogen bebläst, der zwischen den Leistungskontakten 4,5 steht. Diese Isolierdüse 12 weist einen Schirm 13 auf, der in einem feststehenden, mit der oberen Anschlußplatte 2 verbundenen Isolierstoffzylinder 14 gleitend geführt ist. Zweckmäßig ist der Übergang zwischen Isolierstoffzylinder und Schirm 13 gasdicht ausgeführt. Zur gasdichten Abdichtung des Schirmes der IsoIierdüse gegenüber dem Isolierstoffzylinder bzw. zur gasdichten Abschottung des Raumes, in dem sich die Lichtbogenwolke befindet (mit 20 bezeichnet), ist am Schirm eine Dichtung 15 vorgesehen. Zwischen Isolierstoffzylinder 14 und dem Isolator 1, d.h. in einem Raum, der zur vom Lichtbogen erzeugten Plasmawolke hin abgeschirmt ist, ist eine Parallel-Nennstrom-Kontaktstrecke zur Erhöhung der Strombelastbarkeit, bestehend aus zwei zylinderförmigen Kontaktstücken 16 und 17 vorgesehen. Das obere Parrallelkontaktstück 16 ist mit der oberen Anschlußplatte 2 leitend verbunden und steht fest. Das untere Parallelkontaktstück 17 ist mit dem beweglichen Zylinder 6 leitend verbunden, wird somit zusammen mit dem Zylinder 6 bewegt. Die Nennstromkontaktstrecke ist so mit dem Leistungsstrompfad abgestimmt, daß sie beim Ausschalten kurz vor dem Öffnen des Leistungsstrompfades öffnet, so daß der Lichtbogen allein im Leistungsstrompfad steht.

Die Wirkungsweise des dargestellten Schalters ist folgende:

Im eingeschalteten Zustand (nicht dargestellt) fließt der Strom zwischen der oberen Anschlußplatte 2 und der unteren Anschlußplatte 3 über die beiden Strompfade, den Nennstrompfad 16,17 und den Leistungsstrompfad 4,5, den Zylinder 6, die Gabel 6 und die Hochstromkontakte 11. Wird die Antriebsstange 9 vom Antrieb in Richtung AUS, d.h. nach unten bewegt, so werden, wie dargestellt, die beiden Strompfade getrennt und es entsteht der Schalt-Lichtbogen zwischen den Leistungskontakten 4,5. Durch die Schaltetreckenpumpe 6,7 wird ein hoher Blasdruck erzeugt, wobei das komprimierte Isoliergas, meist SF., aus der Isolierdüse 12 nach oben auetritt und den

Lichtbogen bebläst und die

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Lichtbogenwolke, d.h. das Plasma aus der Düse 13 <Ln den Raum 20 || zwischen Düse 13 und dem feststehenden Kontakt 4 fördert, wo es über Öffnungen 18 in der oberen Anschlußplatte in die Kuppe 19 der f Schaltkammer entweichen kann, von wo aus es über ein Filter 21 ( zurück in die Schaltkammer gelangt. I'

Dadurch, daß der zum Führen größerer Nennströme erforderliche I Parallelpfad zwischen Isolator 1 und Isolierrohr 14 einerseits j|' und die Isolierdüse mit einem Schirm 13 versehen ist, der i gegenüber dem Isolierstoffzylinder 14 abgedichtet ist, so daß ί ein abgetrennter gasdichter nach der Seite und nach unten elektrisch isolierter Raum 20 entsteht, in dem sich die Lichtbogen-Plasma- ■ wolke nach dem Ausschalten befindet, wird die Rückzündfähigkeit _K zwischen den leitenden Teilen 4 und 6 des Leistungsstrompfades ' · und insbesondere auch den Kontakten 16, 17" des Parallel-Nennstrom- , pfades enorm herabgesetzt, d.h. auch die zusätzlichen leitenden Flächen des Parallel-Nennstrompfades wirken sich hinsichtlich des Ausschaltvermögegens nicht leistungsmindernd aus. Dadurch gelingt es beim dargestellten Ausführungsbeispiel, daß auch beim Schalten größerer Ströme Einschwingspannungen mit großen Spannungs-' werten gehalten werden können, d.h. die dargestellte Ausführung der Erfindung ermöglicht die Konstruktion yon autopneumatischen Hochspannungs-Leistungsschaltern, die hohe Ströme bei hohen Spannungen schalten können, d.h. eine hohe Ausschaltleistung aufweisen.

Gegenüber der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind verschiedene Änderungen denkbar, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

So sind verschiedene Ausgestaltungen der Isolierdüsen bzw. ihres Schirmes denkbar; zweckmäßig ist dabei der Aufbau so getroffen, daß der Raum 20, in dem die Plasmawole auftritt, durch den Isolierstoffzylinder 14 und den Schirm 13 weitgehend abgedichtet ist, ggf. unter Zuhilfenahme von Dichtungsmitteln, wie z.B. einem Dichtungsring 15. Dadurch wird die Rückzündfähigkeit vermindert, d.h. die Spannungsfestigkeit erheblich gesteigert. Sind die Anforderungen an die Spannungsfestigkeit geringer, so kann

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auch die gasdichte Verbindung entfallen bzw. können die Anforderungen an die Dichtheit geringer gehalten werden.

Auch für die Ausbildung der Parellel-Nennstromkontaktstrecke sind verschiedene Ausführungsformen denkbar. Die entsprechenden Kontakte können zylinderförmig oder auch stegförmig als Einzelkontakte ausgebildet sein. Wesentlich ist, daß sie vom Zylinder 14 gegenüber dem Raum 20 mit der Plasmawolke abgeschirmt sind, und zwar sowohl gegenüber der Lichtbogenstrahlung als auch gegenüber dem Niederschlagen des wesentlichen· Teils der Spaltprodukte, damit die Kontaktstelle nicht vom Lichtbogen beeinträchtigt wird.

Wird der Zylinder 14 durch ein Metallrohr·gebildet, dann kann dieses 24etallrohr unmittelbar der feststehende Kontakt 16 des Nennstrompfades sein, das außen von dem beweglichen Kontakt- ' ' stück 17 umfaßt wird.

Das feststehende Kontaktstück 16 des Nennstjrompfad'es kann auch durch einen äußeren metallischen Belag auf einem i'solierrohr 14 gebildet werden.

Claims

Ansprüche

1. Autopneumatischer Druckgasschalter mit mindestens einer Düse, aus·der das in einer Schaltstreckenpumpe während der Ausschaltung komprimierte Druckgas zur Beblasung des Lichtbogens, der zwischen zwei Leistungskontaktsrücken brennt, austritt, und mit einem elektrisch parallel zu dem aus den Leistungskontaktstücken gebildeten Leistungsstrompfad geschalteten Nennstrompfad, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstelle zwischen den Kontaktstücken (16,17) des Nennstrompfades durch eine Abschirmung (14,13) gegenüber der Lichtbogenstrahlung und dem wesentlichen Teil der Lichtbogenspaltprodukte abgeschirmt ist.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung durch eine Metallrohr gebildet ist.

3. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung durch ein Isolierstoffrohr (14) gebildet ist.

4. Druckgasschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr als ein Kontaktstück des Nennstrompfades ausgebildet ist, das außen von dem anderen Kontaktstück kontaktiert wird.

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5. Druckgasschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktetücke (16, 17) des Nennstrompfades außerhalb des Isolierstoffrohres (14) angeordnet sind.

6. Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 1-5 mit einer Isolierdüse, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie gleichzeitig den Raum (20), in den Lichtbogengase einströmen, umgibt, wobei die Abschirmung ein zylindrisches Teil (14)

_:v aufweist, innerhalb dem die Isolierdüse (12), die einen entsprechend ausgestalteten Schirm (13) aufweist, gleitend geführt ist.

7. Druckgasschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierdüse (12) mit ihrem Schirm (13) und der bewegliche Leistungskontakt (5) der Schaltstrecke an dem Zylinder (6) der aus einer Kolben-/

f. Zylinderanordnung (6, 7) gebildeten Schaltstreckenpumpe angebracht ist,

der durch den Antrieb des Schalters relativ zum feststehenden Kolben (7)

{ bewegbar ist, und daß das zylindrische Teil (14), feststehend angeordnet,

den feststehenden Leistungskontakt der Schaltstrecke, diesen axial überragsnd, konzentrisch umgibt.

8. Druckgasschalter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (13) der Isolierdüse kreisringförmig ist.

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9. Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Übergangsflache zwischen Schirm (13) und zylindrischem Teil (14)

;' gasdicht ausgebildet ist.

10. Druckgasschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur gasdichten Ausbildung am Schirm (13) ein Kunststoffring (15) angebracht ist.