EP0011122B1 - Kontaktanordnung für Druckgasschalter - Google Patents

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EP0011122B1
EP0011122B1 EP79103804A EP79103804A EP0011122B1 EP 0011122 B1 EP0011122 B1 EP 0011122B1 EP 79103804 A EP79103804 A EP 79103804A EP 79103804 A EP79103804 A EP 79103804A EP 0011122 B1 EP0011122 B1 EP 0011122B1
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EP
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tubular
contact
tubular component
arc
nozzle body
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EP79103804A
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EP0011122A1 (de
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Rüdiger Dr. rer. nat. Hess
Heiner Marin
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/90—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
    • H01H33/91—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism the arc-extinguishing fluid being air or gas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7038—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by a conducting tubular gas flow enhancing nozzle
    • H01H33/7053—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by a conducting tubular gas flow enhancing nozzle having a bridging element around two hollow tubular contacts

Definitions

  • the invention relates to a contact arrangement for compressed gas switches with a tubular contact piece and an axially associated contact piece, between which an arc is drawn when switched off under load, which is blown by a compressed gas flow, the tubular contact piece on the end face and a nozzle body inside has tubular component made of ferromagnetic material at a distance.
  • the invention has for its object to develop the contact arrangement of the type mentioned in such a way that the switching capacity is increased by increasing the breaking currents, in particular under conditions of the short-circuit.
  • this object is achieved in that the inner circumferential surface of the tubular component is conical and is adapted to the contour of the nozzle body in such a way that the conical contour of the nozzle opening, which widens from the end face of the nozzle body, is continued by that of the tubular component.
  • the arc behavior on the one hand and the guidance of the quenching gas flow on the other hand are improved, so that the breaking capacity is increased.
  • a particularly advantageous embodiment with regard to simple manufacture consists in that the tubular component is fixed in position with the contact piece by a screw connection.
  • the electrically conductive connection necessary for guiding the arc during the switch-off process is advantageously ensured in that the tubular component and the nozzle body are connected to one another in an electrically conductive manner by the contact piece.
  • the nozzle bodies, which are generally made of graphite, and the tubular components, which are advantageously made of magnetic steel, with their different expansion coefficients which become effective under arcing stress, do not mechanically come into direct connection.
  • tubular components are of identical design.
  • the figure shows a section of a contact system for a compressed gas switch designed as a blow piston switch.
  • the contact system consists of two fixed contact pieces 1, 2 arranged on a common axis, which bear nozzle bodies 3, 4 made of graphite on their mutually facing end faces.
  • the two contact pieces 1 and 2 are bridged in the switch-on position shown in the figure by a tubular bridging switching piece 5, which surrounds a plurality of spring-loaded contact fingers 6 which are arranged distributed over the circumference of the contact pieces 1 and 2.
  • a blow cylinder 8 is simultaneously moved with the tubular bypass switching element 5, which compresses the compressed gas contained in the interior 9 by pulling it over the piston 10 which is arranged essentially in a fixed manner.
  • the inner lateral surface 12 of the tubular component 11 is conical and adapted to the contour of the nozzle body 3, 4, such that the conical contour of the nozzle opening 3b, 4b, which widens from the end face 3a, 4a of the nozzle body 3, 4, from that of the tubular component 11 is continued.
  • the tubular component 11 is fixed in its position by a screw connection 14 with the contact piece 1, the tubular component 11 and the nozzle body 3 and 4 being connected to one another in an electrically conductive manner by the contact piece 1 and 2 are.
  • the nozzle body 3, 4 and the tubular component 11 are seated on an annular intermediate body 15 which is screwed to the contact piece 1.
  • the contact arrangement is provided with two tubular components 11 of identical design.

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  • Circuit Breakers (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktanordnung für Druckgasschalter mit einem rohrförmigen Kontaktstück und einem diesem axial zugeordneten Kontaktstück, zwischen denen beim Ausschalten unter Last ein Lichtbogen gezogen wird, der von einer Druckgasströmung beblasen wird, wobei das rohrförmige Kontaktstück stirnseitig einen Düsenkörper und in seinem Inneren ein rohrförmiges Bauelement aus ferromagnetischem Material mit Abstand aufweist.
  • Bei einer derartigen, aus der DE-A1-2706470 bekannten Kontaktanordnung wird der beim Ausschalten entstehende Lichtbogen in das Innere der rohrförmigen Kontaktstücke getrieben. Wenn die Fusspunkte des Lichtbogens die als Hohlzylinder ausgebildeten rohrförmigen Bauelemente aus ferromagnetischem Material erreichen, trägt das Magnetfeld, das in diesen Rohren induziert wird, dazu bei, die Fusspunkte der Lichtbögen von den Düsen wegzutreiben. Sie wandern an den inneren Wänden der rohrförmigen Bauteile in einer Richtung entlang, die von den Düsenkörpern weggerichtet werden. Auf diese Weise werden die Lichtbögen verlängert und durch den einsetzenden Druckgasstrom sicherer gelöscht. Eine ähnliche Wirkungsweise ergibt sich aus der in der DE-A1-2624595 beschriebenen Kontaktanordnung für Druckgasschalter.
  • In der Praxis hat sich erwiesen, dass mit einer derartigen Kontaktanordnung Ströme der Grössenordnung 63 bis 80 kA sicher geschaltet werden können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kontaktanordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Schaltleistung durch Steigerung der Ausschaltströme, insbesondere unter Bedingungen des Abstandskurzschlusses, erhöht ist.
  • Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die innere Mantelfläche des rohrförmigen Bauelementes konisch ausgebildet und an die Kontur des Düsenkörpers derart angepasst ist, dass die sich von der Stirnseite des Düsenkörpers aus erweiternde konische Kontur der Düsenöffnung von der des rohrförmigen Bauelements fortgesetzt wird.
  • Durch Anwendung der Erfindung wird das Lichtbogenverhalten einerseits und die Führung der Löschgasströmung andererseits verbessert, so dass das Ausschaltvermögen gesteigert ist.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform im Hinblick auf eine einfache Fertigung besteht darin, dass das rohrförmige Bauelement mit dem Kontaktstück durch eine Schraubverbindung in seiner Lage fixiert ist.
  • Die zur Führung des Lichtbogens während des Ausschaltvorganges notwendige elektrisch leitende Verbindung wird dadurch vorteilhaft sichergestellt, dass das rohrförmig Bauelement und der Düsenkörper durch das Kontaktstück miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Auf diese Weise gelangen die in der Regel aus Graphit bestehenden Düsenkörper und die vorteilhaft aus magnetischem Stahl bestehenden rohrförmigen Bauelemente mit ihren unter Lichtbogenbeanspruchung wirksam werdenden unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten mechanisch nicht in eine direkte Verbindung.
  • Bei einer Kontaktanordnung mit zwei gleichachsig angeordneten rohrförmigen Kontaktstücken, die je mit einem rohrförmigen Bauelement versehen sind, ist vorteilhaft vorgesehen, dass die rohrförmigen Bauelemente gleichartig ausgebildet sind.
  • Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.
  • Die Figur zeigt in einem Schnitt ein Kontaktsystem für einen als Blaskolbenschalter ausgebildeten Druckgasschalter. Das Kontaktsystem besteht aus zwei auf einer gemeinsamen Achse angeordneten feststehenden Kontaktstücken 1, 2, die an ihren einander zugekehrten Stirnseiten Düsenkörper 3, 4 aus Graphit tragen. Die beiden Kontaktstücke 1 und 2 werden in der in der Figur dargestellten Einschaltstellung von einem rohrförmigen Überbrückungsschaltstück 5 überbrückt, das mehrere über den Umfang der Kontaktstücke 1 und 2 verteilt angeordnete, federbelastete Kontaktfinger 6 umschliesst. Im Verlaufe der Ausschaltbewegung in Pfeilrichtung 7 wird zugleich mit dem rohrförmigen Überbrückungsschaltstück 5 ein Blasqylinder 8 bewegt, der das im Innenraum 9 enthaltene Druckgas dadurch komprimiert, dass er über den im wesentlichen feststehend angeordneten Kolben 10 gezogen wird.
  • Beim Ablauf des Überbrückungsschaltstückes 6 vom feststehenden Kontaktstück 1 wird ein Lichtbogen gezogen, der vom Überbrückungsschaltstück 5 auf den Düsenkörper 4 kommutiert wird. Der zwischen den Düsenkörpern 3 und 4 sodann brennende Lichtbogen wird in das Innere 1a, 2a der Kontaktstücke 1 und 2 getrieben. Im Innern 1 a, 2a der Kontaktstücke 1, 2 sind angrenzend an die Düsenkörper 3, 4 rohrförmig Bauelemente 11 aus ferromagnetischem Material, insbesondere Stahl, mit Abstand von den Innenwänden der Kontaktstücke 1, 2 gehaltert.
  • Die innere Mantelfläche 12 des rohrförmigen Bauelements 11 ist konisch ausgebildet und an die Kontur der Düsenkörper 3, 4 angepasst, derart, dass die sich von der Stirnseite 3a, 4a der Düsenkörper 3, 4 aus erweiternde konische Kontur der Düsenöffnung 3b, 4b von der des rohrförmigen Bauelements 11 fortgesetzt wird.
  • Bei der oberhalb der Mittellinie 13 schematisch gezeichneten Konstruktion ist das rohrförmige Bauelement 11 durch eine Schraubverbindung 14 mit dem Kontaktstück 1 in seiner Lage fixiert, wobei das rohrförmige Bauelement 11 und der Düsenkörper 3 bzw. 4 durch das Kontaktstück 1 bzw. 2 miteinander elektrisch leitend verbunden sind.
  • Bei einer anderen Ausbildungsform, die unterhalb der Mittellinie 13 schematisch dargestellt ist, sitzt der Düsenkörper 3, 4 und das rohrförmige Bauelement 11 auf einem ringförmigen Zwischenkörper 15, der mit dem Kontaktstück 1 verschraubt ist. In beiden Fällen ist die Kontaktanordnung mit zwei gleichartig ausgebildeten rohrförmigen Bauelementen 11 versehen.

Claims (4)

1. Kontaktanordnung für Druckgasschalter mit einem rohrförmigen Kontaktstück (1) und einem diesem axial zugeordneten Kontaktstück (2), zwischen denen beim Ausschalten unter Last ein Lichtbogen gezogen wird, der von einer Druckgasströmung beblasen wird, wobei das rohrförmige Kontaktstück (1) stirnseitig einen Düsenkörper (3) und in seinem Inneren ein rohrförmiges Bauelement (11) aus ferromagnetischem Material mit Abstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Mantelfläche (12) des rohrförmigen Bauelements (11) konisch ausgebildet und an die Kontur des Düsenkörpers (3, 4) derart angepasst ist, dass die sich von der Stirnseite (3a, 4a) des Düsenkörpers (3,4) aus erweiternde konische Kontur der Düsenöffnung (3b, 4b) von der des rohrförmigen Bauelements (11 ) fortgesetzt wird.
2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Bauelement (11) mit dem Kontaktstück (1, 2) durch eine Schraubverbindung (14) in seiner Lage fixiert ist.
3. Kontaktanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Bauelement (11) und der Düsenkörper (3, 4) durch das Kontaktstück (1, 2) miteinander elektrisch leitend verbunden sind.
4. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit zwei gleichachsig angeordneten rohrförmigen Kontaktstücken (1, 2), die mit je einem rohrförmigen Bauelement (11) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente (11) gleichartig ausgebildet sind.
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