EP0028039B1

EP0028039B1 - Druckgasschalter

Info

Publication number: EP0028039B1
Application number: EP80200920A
Authority: EP
Inventors: Guido Huser
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1979-10-25
Filing date: 1980-10-01
Publication date: 1983-02-23
Also published as: EP0028039B2; EP0028039A1; US4371766A; CA1137531A; DE2946715A1; DE3062136D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger Schalter ist beispielsweise aus den _"Brown Boveri Mitt.", 64,1977 (11), S. 629, Bild 1, bekannt. Bei diesem Schalter sind am beweglichen Löschstromschaltstück eine Isolierstoffdüse und der Blaszylinder der Kompressionsvorrichtung angebracht, welche bei jedem Schaltvorgang zusammen mit dem beweglichen Löschstromschaltstück bewegt werden müssen. Die verhältnismässig grossen bewegten Massen bewirken hierbei beim Einschalten ein unerwünschtes Kontaktprellen und verzögern beim Ausschalten die Trenngeschwindigkeit der Kontakte.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher die Nachteile des bekannten Schalters nicht aufweist, und bei dem das Kontaktprellen nicht nur auf ein erwünschtes Mass reduziert, sondern sogar nahezu vollständig vermieden wird.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemässen Druckgasschalter trifft beim Einschalten lediglich das erste Teil des als Hubkontakt ausgebildeten Kontaktes des beweglichen Löschstromschaltstückes auf den Kontakt des festen Löschstromschaltstückes. Da die Masse dieses Teiles verglichen mit den Massen des beweglichen Löschstromschaltstückes, des beweglichen Teiles der Kompressionsvorrichtung und der Isolierstoffdüse fast vernachlässigbar ist, wird Kontaktprellen nahezu vermieden. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, dass das zweite, mit dem Trägerteil des Löschstromschaltstückes starr verbundene Teil des Hubkontaktes lediglich der Aufnahme des Fusspunktes des Schaltlichtbogens dient, da hierdurch unnötige mechanische Reibung zwischen den Löschkontakten vermieden wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. So zeichnet sich der erfindungsgemässe Schalter gemäss Patentanspruch 2 dadurch aus, dass ein Teil der für das Ausschalten notwendigen Antriebsenergie bereits in einem geladenen Federspeicher vorliegt, wodurch beim Ausschalten eine hohe Trenngeschwindigkeit der Löschstromschaltstükke und dadurch eine kurze Lichtbogendauer erreicht wird. Wird der erfindungsgemässe Druckgasschalter gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gestaltet, so lässt er sich nicht nur äusserst leicht reparieren, sondern zeichnet sich darüber hinaus auch dadurch aus, dass die beim Einschalten auftretenden dynamischen Stromkräfte nahezu vollständig eliminiert werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht wiedergegeben.
Die Figur zeigt eine Aufsicht auf einen Längsschnitt durch den erfindungsgemässen Leistungsschalter, wobei dieser Schalter in der linken Hälfte der Figur im eingeschalteten und in der rechten Hälfte der Figur im ausgeschalteten Zustand dargestellt ist.
In der Figur bezeichnen die Ziffern 10 und 11 Stromanschlüsse des Druckgasschalters. Mit dem Stromanschluss 10 ist ein federnd befestigter Nennstromkontakt 20 verbunden, welcher im Einschaltzustand den Nennstrom über einen beweglichen Nennstromkontakt 21, welcher im unteren Teil als Blaszylinder einer Kompressionsvorrichtung ausgebildet ist, zum Stromanschluss 11 geleitet. Ein festes, zylinderförmiges Löschstromschaltstück 30 weist ein hohles, mit Öffnungen 33 versehenes Trägerteil 31 und einen am Trägerteil 31 stirnseitig angebrachten Kontakt 32 auf. Mit diesem festen Kontakt 32 befindet sich in der Einschaltstellung ein bewegliches Löschstromschaltstück 40 stirnseitig in Kontakt. Das bewegliche Löschstromschaltstück 40 weist ein mit Öffnungen 43 versehenes Trägerteil 41 und einen Hubkontakt 42 auf.
Der Hubkontakt 42 besitzt eine im Inneren des Trägerteils 41 axial verschieblich angeordnete, einen Druckring 421 und Kontaktfinger 422 umfassende Kontakteinrichtung sowie einen an der dem festen Löschstromschaltstück 30 zugewandten Stirnseite des Trägerteils 41 befestigten, ringförmigen Abbrandring 423. Der Druckring 421 ist mit Kugelköpfen 424 versehen, welche unter der Wirkung einer Feder 50 die Kontaktfinger 422 gegen die Innenwand des Trägerteils 41 drücken. Der Innendurchmesser des ringförmigen Abbrandringes 423 ist grösser als der Aussendurchmesser des Kontaktes 32 des festen Löschstromschaltstückes 30 und kleiner als der Aussendurchmesser der axial verschieblich angeordneten Kontakteinrichtung des beweglichen Löschstromschaltstükkes 40.
Mit 60 ist ein fester Blaskolben bezeichnet, wel - cher ebenso wie der über leitende Verbindungsstege 61 mit dem Trägerteil 41 des beweglichen Löschstromschaltstückes 40 verbundene Nennstromkontakt 21 zu einer Kompressionsvorrichtung für Druckgas gehört. Dieses Druckgas wird über einen Kanal 71 und eine ringförmige Düsenöffnung an den beim Ausschalten gezogenen Lichtbogen geleitet. Der Kanal 71 und die ringförmige Düsenöffnung werden durch das bewegliche Löschstromschaltstück 40 und eine das Löschstromschaltstück 40 mit Abstand umgebende Isolierstoffdüse 70 gebildet.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Druckgasschalters ist die folgende:

Beim Ausschalten werden der bewegliche Nennstromkontakt 21 und das bewegliche Löschstromschaltstück 40 nach unten bewegt. Sobald der Kontakt zwischen den Nennstromkontakten 20 und 21 aufgehoben ist, kommutiert der Strom auf die Löschstromschaltstücke 30, 40 und fliesst nun vom Stromanschluss 1 0 über das Trägerteit 31 und den Kontakt 32, die Kontaktfinger 422, das Trägerteil 41, die Verbindungsstege 61 und den Nennstromkontakt 21 zum Stromanschluss 11. Da der Innendurchmesser des Abbrandringes 423 kleiner als der Aussendurchmesser der Kontaktfinger 422 des beweglichen Löschstromschaltstükkes 40 ist, schlägt der Abbrandring 423 nach weiterer Abwärtsbewegung des beweglichen Löschstromschaltstückes 40 an die durch den Druckring 421 und die Feder 50 gegen den festen Löschkontakt 32 gepressten Kontaktfinger 422 an, wodurch diese ebenfalls abwärts bewegt werden. Der Abbrandring 423 ist nun so ausgebildet, dass der durch die Abwärtsbewegung der Kontaktfinger 422 zwischen den Kontaktfingern und dem Kontakt 32 gezogene Lichtbogen nur eine verglichen mit der Ausschaltdauer geringe Zeit auf den Kontaktfingern 422 verbleibt. Um dies zu erreichen, ist der Abbrandring 423 so beschaffen, dass der Abstand zwischen dem Abbrandring 423 und dem Kontakt 32 des festen Löschstromschaltstükkes 30 nach Abheben der Kontaktfinger 422 vom Kontakt 32 kleiner ist als der Abstand zwischen den Kontaktfingern 422 und dem Kontakt 32 während des weiteren Weges des beweglichen Löschstromschaltstückes 40. Dadurch brennt der Lichtbogen nur noch zwischen dem Abbrandring 423 und dem festen Kontakt 32.

Der Lichtbogen wird durch die nach Trennung der Löschstromschaltstücke 30, 40 über den Kanal 71 und die ringförmige Düsenöffnung einsetzende Druckgasströmung beblasen. Diese Druckgasströmung ist insofern besonders intensiv, da das Druckgas vor Trennung der beiden Löschstromschaltstücke 30, 40 vorkomprimiert wurde. Da die Kontaktfinger 422 hierbei ebenso wie der Kontakt 32 eine düsenförmige Öffnung begrenzen, werden die Lichtbogenfusspunkte vor Entfernung des Druckgases über die hohlen Trägerteile 31,41 und die Öffnungen 33, 43 besonders intensiv beblasen. Der Antrieb des beweglichen Löschstromschaltstückes 40 wird durch die geladene, in Ausschaltrichtung wirkende Feder 50 unterstützt, wodurch eine hohe Trenngeschwindigkeit der Löschstromschaltstücke 30, 40 erreicht wird.
Beim Einschalten wird das bewegliche Löschstromschaltstück 40 in umgekehrter Richtung bewegt. Ein gegebenenfalls auftretender Einschaltlichtbogen wird hierbei zwischen dem Abbrandring 423 und dem festen Kontakt 32 gezogen. Beim Auftreffen der Kontaktfinger 422 auf den Kontakt 32 verschwindet dieser Bogen. Da die Kontaktfinger 422 und der Druckring 421 die einzigen Teile sind, welche hierbei abgebremst werden, und da diese Teile verglichen mit der Masse der übrigen bewegten Teile nur eine sehr geringe Masse aufweisen und ausserdem unter der Wirkung der nunmehr gespannten Feder 50 stehen, entfällt ein Kontaktprellen nahezu vollständig. Die durch den Einschaltstrom hervorgerufenen Abstosskräfte werden durch die Kraft der gespannten Feder 50 überwunden. Nach Beendigung des Einschaltvorganges ist die Feder 50 mit potentieller Energie aufgeladen, welche nun wieder für den Ausschaltvorgang zur Verfügung steht.

Claims

1. Druckgasschalter mit einem festen (30) und einem beweglichen zylinderförmigen Löschstromschaltstück (40), bei dem beide Löschstromschaltstücke (30,40) auf der gleichen Zylinderachse angeordnet sind und jeweils einen mit einem Trägerteil (31, 41) in elektrisch leitender Verbindung stehenden Kontakt (32, 42) aufweisen, und bei dem das bewegliche Löschstromschaltstück (40) rohrförmig ausgebildet und mit einer Isolierstoffdüse (70) sowie dem beweglichen Teil einer Kompressionsvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (42) des beweglichen Löschstromschaltstückes (40) zwei gegeneinander in axialer Richtung verschiebbare Teile (421, 424, 422; 423) aufweist, welche derart bemessen und angeordnet sind, dass bei einem Ein- oder Ausschaltvorgang das erste Teil (421,424,422) bei kontaktierten Löschstromschaltstücken (30, 40) die Führung des zu schaltenden Stromes und das zweite Teil (423) bei getrennten Löschstromschaltstücken (30, 40) die Aufnahme eines Fusspunktes des Schaltlichtbogens übernimmt.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (421, 424, 422) eine im Trägerteil (41) des beweglichen Löschstromschaltstückes (40) in axialer Richtung verschiebbar angeordnete und in der Einschaltstellung unter der Wirkung einer geladenen Feder (50) stehende Kontakteinrichtung enthält, und dass als zweites Teil ein mit dem Trägerteil (41) starr verbundener, ringförmiger Abbrandring (423) vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser grösser als der Aussendurchmesser des Kontaktes (32) des festen Löschstromschaltstückes (30) und kleiner als der Aussendurchmesser der Kontakteinrichtung ist.

3. Druckgasschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung Kontaktfinger (422) und einen mit Kugelköpfen (424) versehenen Druckring (421) aufweist, und dass die Feder (50) zwischen dem Druckring (421) und einem Anschlag des Trägerteils (41) oder des Antriebs des beweglichen Löschstromschaltstückes (40) angebracht ist.