EP0016856A1 - Löschkammer für Lasttrennschalter - Google Patents
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- EP0016856A1 EP0016856A1 EP79103352A EP79103352A EP0016856A1 EP 0016856 A1 EP0016856 A1 EP 0016856A1 EP 79103352 A EP79103352 A EP 79103352A EP 79103352 A EP79103352 A EP 79103352A EP 0016856 A1 EP0016856 A1 EP 0016856A1
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- 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
- H01H33/76—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid wherein arc-extinguishing gas is evolved from stationary parts; Selection of material therefor
Definitions
- the invention relates to an extinguishing chamber consisting of a ' tubular housing, a guided in this housing, telescopically extendable against the force of return springs arrangement of extinguishing tube and switching pin, and a controlled depending on the extension path of the extinguishing tube locking device between the extinguishing tube and switching pin.
- Quenching chambers of this type are generally known and are in large numbers in practical use.
- the latching device provided between the quenching tube and the switching pin and which triggers after a predetermined quenching tube advance consists of spring-loaded latch arrangements which interact with inclined surfaces or cams. Flawless operation must be required from these locking devices, since faulty switching can only be avoided if exact triggering and release times are guaranteed. An early release of the latching is particularly critical, since in this case the required distances of the main current path. are not guaranteed.
- the specification of a defined trigger point of the latching device is particularly critical with regard to the required long-term operation, since both the respective spring preloads and the accuracy of the respective grooves or cams affect the setting of the trigger point and, for example, both during production and Burr formation or signs of wear can occur in later operation, which severely affects the functionality.
- the object of the invention is to design an arcing chamber of the type defined in the introduction, while at the same time simplifying the overall structure, in such a way that the risk of incorrect switching, in particular due to the premature release of the latching between the extinguishing tube and the switching pin, is practically eliminated.
- the latching device is arranged displaceably from at least one in a radial guide of the extinguishing tube Blocking member, a coupling groove provided on the switching pin and assigned to the blocking member and a control wall delimiting the radial movement of the blocking member consists of insulating material, and that the control wall at the point corresponding to the end of the predeterminable extinguishing pipe advance path has a cross-sectional expansion corresponding at least to the depth of engagement of the blocking member in the coupling groove .
- balls as blocking elements, a pair of balls being expediently arranged in each radial guide of the extinguishing tube designed as a bore.
- the side walls of the coupling groove and also the transition between the guide surfaces of the control wall, which are of different diameters, are preferably designed as inclined surfaces, whereby the problem-free and jerk-free actuation of the extinguishing chamber is promoted.
- the thereby achieved high reliability even makes it possible to dispense with the usual inspection effort p oints in initial time.
- a particularly advantageous embodiment of an extinguishing chamber of the eirgangs de, regardless of the special latching device Finished type consists in that the tubular housing consists of insulating material, that at least one current conducting path running along a housing surface line is provided on the inner wall of the housing, and that a burnout contact guided in an opening of the extinguishing tube is arranged between this current conducting path and the switching pin contact.
- the use of a housing designed as a plastic tube is particularly advantageous because, compared to the conventional quenching chamber housings, the glow threshold voltage is higher and shorter distances to earth or to other live parts are possible.
- the current path which can preferably consist of a spring or a wire, is simple and economical and fulfills the tasks assigned to it flawlessly, since it can handle high currents, e.g. Currents of around 600 A, only during milliseconds.
- the burn-off contact is assigned a diametrically opposite pressure element which is under spring preload and is also guided in an opening of the extinguishing tube, this pressure element advantageously being cap-shaped and by means of a spring provided in the cap interior and one on the tubular housing supported ball can be biased radially inwards.
- a longitudinal guide groove is preferably assigned to the ball belonging to the pressing element in the inner wall of the housing, thereby ensuring that rotation of the extinguishing tube is prevented.
- the construction of the extinguishing tube according to the invention thus brings about an increase in functional reliability, a substantial saving in weight and, moreover, enables a significantly more economical production in comparison with previous extinguishing tubes.
- the extinguishing tube comprises a tubular housing 1 made of plastic, an extinguishing tube 2 arranged within this housing and a switching pin 3 arranged in the extinguishing tube. Between the housing 1 and the extinguishing tube 2 there is a spring 4 and between the switching pin 3 and the extinguishing tube 2 a spring 5 arranged, and these springs 4, -5 bias the extinguishing tube and switching pin against the pull-out direction.
- the switching pin 3 is provided in the usual manner at one end with a switching pin head 6 which interacts with the switching knives and at the other end with an erasing pin 7.
- Extinguishing tube 2 and switching pin 3 are locked against each other, for which purpose the switching pin 3 has a coupling groove 8 in the area of its head-side end, in the blocking elements intervene in spherical shape.
- These balls forming blocking elements are arranged in a radial guide 9 which is preferably designed as a bore.
- two balls 10, 11 are each assigned to a radial guide 9, the outer ball 11 abutting a control wall 12 which is formed by a partially sleeve-shaped extension of the tubular housing 1 made of plastic.
- This control wall 12 prevents radial expansion of the balls 10, 11 in the region of the predeterminable advance path of the extinguishing tube 2 and thus brings about a defined relative position of the extinguishing tube 2 and switching pin 3, i.e. a clear mutual locking.
- a cross-sectional widening 13 is provided in the region of the free end of the part-sleeve-shaped control wall 12, and this cross-sectional widening enables the balls 10, 11 to move radially, with a jerk-free unlatching of the connection between the extinguishing tube 2 and the switching pin 3.
- control wall 12 protrudes somewhat into the switching path, but this even has the advantage that an inserted separating plate can be brought into contact with this control wall 12, which consists of insulating material, and does not have to rest directly on parts carrying potential.
- the current-carrying path running over the switching pin 3 comprises the contact ring 14 belonging to the switching pin 3, a burning contact 15 which bears against the contact ring and is guided in an opening 16 of the extinguishing tube 2, and a current conducting path 17 which runs essentially along a surface line of the tubular housing 2 and which leads to a connecting lug 18 leads to an extinguishing pipe mounting bracket 19.
- the current path 17 can consist of a spring or a wire.
- the contact pressure between the burn contact 15 and the contact. ring 14 is ensured by means of a pressing unit which is separate from the burn-off contact 15 and is essentially diametrically opposed, and which consists of a cap-shaped element 20 which is guided in an opening of the extinguishing tube 2 and in the interior of which a compression spring 21 is arranged, which is connected via a ball 22 the inner wall of the housing is supported.
- Both the pressure element and the burn contact are designed so that they with their radially outer end areas are held on the extinguishing pipe wall and cannot fall inwards.
- a metal mesh 23 made of stainless material is arranged, and this cooling grille is held within a cap 24 by means of a star-shaped cover element, the bent tabs of which prevent burned particles of the metal mesh from falling into the quenching chamber. An occurring fusion of these mesh particles with the tabs of the holder is not disturbing.
- the mode of operation of the quenching chamber corresponds essentially to the mode of operation of the known quenching chambers of this type, that is to say that the switching pin 3 first takes along the quenching tube 2 via its advance path with compression of the spring 4, that the current runs over the flow guide described and at the end of the advance path the Latch between the extinguishing tube 2 and switching pin 3 is released.
- the blocking balls 10, 11 are pushed radially outwards, the current conducting path in the extinguishing tube is separated while the extinguishing process begins at the same time.
- the switching pin 2 is brought back via the spring 5 and the entire arrangement is returned to the initial position shown in the drawing with the locking of the extinguishing tube and switching pin.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Löschkammer, bestehend aus einem 'rohrförmigen Gehäuse, einer in diesem Gehäuse geführten, teleskopartig entgegen der Kraft von Rückstellfedern ausziehbaren Anordnung von Löschrohr und Schaltstift, sowie einer in Abhängigkeit vom Ausziehweg des Löschrohrs gesteuerten Rastvorrichtung zwischen Löschrohr und Schaltstift.
- Derartige Löschkammern sind allgemein bekannt und in großer Zahl im praktischen Einsatz. Bei diesen bekannten Löschkammern besteht die zwischen Löschrohr und Schaltstift vorgesehene -und nach einem vorgegebenen Löschrohrvorlauf auslösende Rastvorrichtung aus unter Federvorspannung stehenden Klinkenanordnungen, die mit Schrägflächen bzw. Nocken zusammenwirken. Von diesen Rastvorrichtungen muß eine einwandfreie Arbeitsweise gefordert werden, da nur bei Gewährleistung exakter Auslöse- bzw. Freigabezeitpunkte Fehlschaltungen vermieden werden können. Insbesondere kritisch ist eine vorzeitige Freigabe der Verrastung, da in diesem Falle die erforderlichen Abstände der Hauptstrombahn. nicht gewährleistet sind.
- Bei den bekannten Löschkammern ist die Vorgabe eines definierten Auslösepunktes der Rastvorrichtung insbesondere im Hinblick auf den geforderten Langzeitbetrieb kritisch, da sich auf die Einstellung des Auslösepunktes sowohl die jeweiligen Federvorspannungen als auch die Genauigkeit der jeweiligen Nuten oder Nocken auswirken und beispielsweise sowohl bei der Fertigung als auch im späteren Betrieb eine Gratbildung oder eine Verschleißerscheinung auftreten kann, die die die Funktionsweise stark beeinträchtigt.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Löschkammer der eingangs definierten Art unter gleichzeitiger Vereinfachung des Gesamtaufbaus so auszubilden, daß die Gefahr von Fehlschaltungen, insbesondere aufgrund verfrühter Lösung der Verrastung zwischen Löschrohr und Schaltstift praktisch beseitigt ist.
- Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Rastvorrichtung aus wenigstens einem in einer Radialführung des Löschrohrs verschiebbar angeordneten
Blockierorgan, einer am Schaltstift vorgesehenen und dem Blockierorgan zugeordneten Kupplungsrille und einer die Radialbewegung des Blockierorgans begrenzenden Steuerwandung aus Isoliermaterial besteht, und daß die Steuerwandung an der dem Ende des vorgebbaren Löschrohr-Vorlaufweges entsprechenden Stelle eine zumindest der Eingriffstiefe des Blockierorgans in die Kupplungsrille entsprechende Querschnittserweiterung aufweist. - Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß der Auslösezeitpunkt der Rastvorrichtung unabhängig von Federvorspannungen exakt vorgegeben werden kann und bedingt durch das klinkenunabhängige Auslöseprinzip eine ruckfreie Löschkammerbetätigung ermöglicht wird.
- Besonders vorteilhaft ist es, als Blockierorgane Kugeln zu verwenden, wobei zweckmäßigerweise in jeder als Bohrung ausgebildeten Radialführung des Löschrohrs ein Kugelpaar angeordnet ist.
- Die Verwendung von Kugeln erbringt eine besonders wirtschaftliche Lösung, führt zu geringen Reibungswerten, schaltet jegliches störende Verkanten aus und schafft einen gedrängt Aufbau.
- Die Seitenwände der Kupplungsrille und auch der Übergang zwischen den auf unterschiedlichem Durchmesser liegenden Führungsflächen der Steuerwandung sind bevorzugt als Schrägflächen ausgebildet, wodurch die problemlose und ruckfreie Löschkammerbetätigung begünstigt wird. Die dabei erzielte hohe Funktionssicherheit ermöglicht es sogar, auf den bisher üblichen Prüfaufwand hinsichtlich der Auslösezeitpunkte zu verzichten.
- Eine auch unabhängig von der speziellen Rastvorrichtung besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer Löschkammer der eirgangs definierten Art besteht darin, daß das rohrförmige Gehäuse aus Isoliermaterial besteht, daß an der Innenwand des Gehäuses wenigstens eine entsprechend einer Gehäusemantellinie verlaufende Stromleitbahn vorgesehen ist,und daß zwischen dieser Stromleitbahn und dem Schaltstiftkontakt ein in einer Öffnung des Löschrohres geführter Abbrennkontakt angeordnet ist.
- Die Verwendung eines als Kunststoffrohr ausgebildeten Gehäuses ist vor allem deshalb vorteilhaft, weil im Vergleich zu den herkömmlichen Löschkammergehäusen die Glimmeinsatzspannung höher liegt und geringere Abstände gegen Erde oder zu anderen spannungführenden Teilen möglich sind.
- Die Stromleitbahn, die vorzugsweise aus einer Feder oder einem Draht bestehen kann, ist einfach und wirtschaftlich und erfüllt die ihr zugeordneten Aufgaben einwandfrei, da sie mit hohen Strömen, z.B. Strömen von etwa 600 A,nur während Millisekunden belastet wird.
- Eine weitere wesentliche Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß dem Abbrennkontakt im wesentlichen diametral gegenüberliegend ein unter Federvorspannung stehendes, ebenfalls in einer Öffnung des Löschrohres geführtes Andrückelement zugeordnet ist, wobei dieses Andrückelement zweckmäßigerweise kappenförmig ausgebildet und mittels einer im Kappeninnenraum vorgesehenen Feder und einer am rohrförmigen Gehäuse abgestützten Kugel radial nach innen vorgespannt sein kann.
- Die Funktionstrennung zwischen der Erzeugung des Kontaktdruckes und der Stromführung wirkt sich in der Praxis besonders vorteilhaft aus.
- Der zum Andrückelement gehörenden Kugel ist bevorzugt in der Gehäuseinnenwand eine Längsführungsrille zugeordnet, wodurch sichergestellt ist, daß eine Drehung des Löschrohrs ausgeschlossen wird.
- Die erfindungsgemäße Konstruktion des Löschrohres erbringt somit eine Erhöhung der Funktionssicherheit, eine wesentliche Gewichtsersparnis und ermöglicht außerdem eine im Vergleich zu bisherigen Löschrohren wesentlich wirtschaftlichere Herstellung.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Längsschnittansicht eines Löschrohrs im eingefahrenen Zustand.
- Das Löschrohr gemäß Zeichnung umfaßt ein aus Kunststoff'bestehendes rohrförmiges Gehäuse 1, ein innerhalb dieses Gehäuses angeordnetes Löschrohr 2 sowie einen im Löschrohr angeordneten Schaltstift 3. Zwischen Gehäuse 1 und Löschrohr 2 ist.eine Feder 4 und zwischen Schaltstift 3 und Löschrohr 2 eine Feder 5 angeordnet, und diese Federn 4,-5 spannen Löschrohr und Schaltstift entgegen der Auszugsrichtung vor.
- Der Schaltstift 3 ist in üblicher Weise an einem Ende mit einem mit den Schaltmessern zusammenwirkenden Schaltstiftkopf 6 und am anderen Ende mit einem Löschstift 7 versehen.
- Löschrohr 2 und Schaltstift 3 sind gegeneinander verrastet, wozu der Schaltstift 3 im Bereich seines kopfseitigen Endes eine Kupplungsrille 8 aufweist, in die Blockierelemente in Kugelform eingreifen. Diese Blockierelemente bildenden Kugeln sind in einer vorzugsweise als Bohrung ausgebildeten Radialführung 9 angeordnet.
- Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils, einer Radialführung 9 zwei Kugeln 10, 11 zugeordnet, wobei die außenliegende Kugel 11 an einer Steuerwandung 12 anliegt, welche von einer teilhülsenförmigen Verlängerung des aus Kunststoff bestehenden rohrförmigen Gehäuses 1 gebildet wird.
- Diese Steuerwandung 12 verhindert im Bereich des vorgebbaren Vorlaufweges des Löschrohres 2 ein radiales Auswandern der Kugeln 10, 11 und bewirkt damit eine definierte Relativlage von Löschrohr 2.und Schaltstift 3, d.h. eine eindeutige gegenseitige Verrastung.
- Im Bereich des freien Endes der teilhülsenförmigen Steuerwandung 12 ist eine Querschnittserweiterung 13 vorgesehen, und diese Querschnittserweiterung ermöglicht ein radiales Auswandern der Kugeln 10, 11 verbunden mit einer ruckfreien Entrastung der Verbindung zwischen Löschrohr 2 und_Schaltstift 3.
- Die Steuerwandung 12 ragt zwar in der Praxis etwas in die Schaltstrecke hinein, aber dies erbringt sogar den Vorteil, daß eine eingeschobene Trennplatte an dieser aus Isoliermaterial bestehenden Steuerwandung 12 zur Anlage gebracht werden kann und nicht direkt auf Potential führenden Teilen aufliegen muß.
- Die über den Schaltstift 3 verlaufende Stromführungsbahn umfaßt den zum Schaltstift 3 gehörenden Kontaktring 14, einen am Kontaktring anliegenden und in einer Öffnung 16 des Löschrohres 2 geführten Abbrennkontakt 15 sowie eine im wesentlichen längs einer Mantellinie des rohrförmigen Gehäuses 2 verlaufende Stromleitbahn 17, die zu einer Anschlußfahne 18 an einer Löschrohr-Befestigungslasche 19 führt.
- Die Stromleitbahn 17 kann aus einer Feder oder einem Draht bestehen.
- Der Kontaktdruck zwischen dem Abbrennkontakt 15 und dem Kontakt-. ring 14 wird mittels einer vom Abbrennkontakt 15 getrennten und diesem im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Andrückeinheit gewährleistet, die aus-einem kappenförmigen, in einer öffnung des Löschrohrs 2 geführten Element 20 besteht, in dessen Innerem eine Druckfeder 21 angeordnet ist, die über eine Kugel 22 an der Gehäuseinnenwand abgestützt ist. Sowohl das Andrückelement als auch der Abbrennkontakt sind so ausgebildet, daß sie mit ihren jeweils radial außenliegenden Endbereichen an der Löschrohrwandung gehalten werden und nicht nach innen fallen können.
- Im Löschgasaustrittsbereich ist bei der dargestellten Ausführungsform einer Löschkammer ein Metallgittergeflecht 23 aus nichtrostendem Material angeordnet, und dieses Kühlgitter wird innerhalb einer Kappe 24 mittels eines sternförmig ausgebildeten Abdeckelements gehalten, dessen umgebogene Laschen verhindern, daß verbrannte Teilchen des Metallgeflechts in die Löschkammer fallen. Ein auftretendes Verschmelzen dieser Geflechtsteilchen mit der Laschen der Halterung ist nicht störend.
- Die Funktionsweise der Löschkammer entspricht im wesentlichen der Funktionsweise der bekannten Löschkammern dieser Art, d.h., daß der Schaltstift 3 zunächst das Löschrohr 2 über dessen Vorlaufweg unter Komprimierung der Feder 4 mitnimmt, daß dabei der Strom über die geschilderte Stromführungsbahn läuft und am Ende des Vorlaufwegs die Verrastung zwischen Löschrohr 2 und Schaltstift 3 gelöst wird. In diesem genau definierten Moment, bei dem die Blockierkugeln 10, 11 radial nach außen gestoßen werden, erfolgt die Trennung der Stromführungsbahn im Löschrohr unter gleichzeitigem Beginn des Löschvorgangs. Nach Beendigung des Löschvorgangs und erfolgtem Abstreifen der-Schaltmesser vom Schaltstiftkopf 6 wird der Schaltstift 2 über die Feder 5 wieder zurückgeholt und die Gesamtanordnung unter erneuter Verrastung von Löschrohr und Schaltstift in die in der Zeichnung gezeigte Aufgangsposition zurückgeführt.
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