EP0299401A1 - Löschkammer zur Unterbrechung von Laststromkreisen - Google Patents

Löschkammer zur Unterbrechung von Laststromkreisen Download PDF

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EP0299401A1
EP0299401A1 EP88111029A EP88111029A EP0299401A1 EP 0299401 A1 EP0299401 A1 EP 0299401A1 EP 88111029 A EP88111029 A EP 88111029A EP 88111029 A EP88111029 A EP 88111029A EP 0299401 A1 EP0299401 A1 EP 0299401A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
separating
screens
chamber according
arcing chamber
insulating material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP88111029A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Illmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schneider Electric Sachsenwerk GmbH
Original Assignee
Sachsenwerk Licht und Kraft AG
Sachsenwerk AG
AEG Sachsenwerk GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sachsenwerk Licht und Kraft AG, Sachsenwerk AG, AEG Sachsenwerk GmbH filed Critical Sachsenwerk Licht und Kraft AG
Publication of EP0299401A1 publication Critical patent/EP0299401A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/06—Insulating body insertable between contacts

Definitions

  • the invention relates to an arcing chamber for interrupting load currents according to the preamble of claim 1.
  • a switch equipped with such an arcing chamber is known from DE-AS 15 90 296.
  • the two opposing contacts are separated during the interruption process by a flat slide consisting of insulating material, which can be moved in the axial direction of the quenching chamber, and the resulting arc is elongated in the gap between the slide and the surrounding quenching chamber material.
  • the insulating material parts surrounding the gap improve the extinguishing capacity by releasing an gas that effectively deionizes the arc.
  • a spring accumulator is provided in the axial direction, which considerably extends the arcing chamber.
  • the storage spring is tensioned and released by an external switching device in order to move the slide into the interrupted position.
  • the known switch has large dimensions at higher voltages because of the necessary arc length.
  • the spring accumulator provided in the direction of movement of the flat slide further enlarges the arcing chamber.
  • the arc between the contact keys is divided into at least three series-connected partial arcs arranged in parallel.
  • an arc of double length arises in the same way as an insulating material part, without the quenching chamber length increasing in the process.
  • the oppositely movable insulating material parts can, for example, be designed as axially displaceable separating slides or as pivotable separating screens, which are actuated by a drive or the like via a connecting part which is arranged centrally, ie in the vicinity of the plane of symmetry.
  • FIG. 1 the inventive concept is explained using an arcing chamber with two transversely movable isolating slides made of insulating material.
  • the current flows through the arcing chamber from a connection surface 17 via the spring-loaded contact pieces 1 and 2 to the other connection surface 17.
  • the isolating slides 3 and 4 are in an extended position, their opening edges 3b and 4b being the same Touch curved tips of the contact pieces 1 and 2 or stand at a short distance from them and their ends 3a and 4a protrude furthest into the housing 10 and determine its length l.
  • the housing 10 also contains a branching gear.
  • the separating slides 3 and 4 are guided in a form-fitting manner in the inner wall 5 of the arcing chamber, and according to FIGS. 5a and 5b lugs 14 and ribs 16 also ensure this guidance in the overlap region d of the separating slides 3 and 4 without deformation.
  • the sliders 3, 4 are reduced to half the height in order to allow them to slide over one another during the interruption process.
  • the lugs 14 and the ribs 16 prevent deformation of the separating slide by the contact forces of the contact pieces 1, 2.
  • the ribs 16 provided according to FIG. 5b also extend the path between the open contact pieces 1 and 2 in the form of a labyrinth seal and thus prevent side breakdowns that would short-circuit the switching arc.
  • the thickness of the two separating slides 3 and 4, and thus also the width of the gap in which the slides are guided, is preferably in the range from 10 to 20 mm, as is the distance b between the open contact pieces 1 and 2. Also for an effective current interruption Allow nominal voltages of 10 kV and 20 kV, it is provided that the coverage d should be a multiple of the distance b.
  • the maximum possible length of the arc L corresponds to twice the overlap d.
  • the arc develops according to Figure 2 in three parallel planes.
  • the outlet openings 15 for the switching gases are arranged in the side housing parts in such a way that the gases flow predominantly in the longitudinal direction of the sections of the arc L according to the arrows shown in FIG.
  • a branching gear is attached to the ends 3a and 4a of the slide, which generates a synchronous, common movement of the separating slide 3 and 4 around the path a during the interruption process.
  • this gear consists of a rack 6, which cooperate with a pinion 8.
  • This pinion 8 is fixed on the shaft 7 and is moved by the lever 9, which is fastened on the same shaft outside the housing 10, between the switch-on and switch-off positions of the switch, to which the extinguishing chamber according to the invention belongs.
  • the drive to the lever 9 is either directly from an energy storage if the contact pieces 1 and 2 belong to the main circuit of the switch, or indirectly via the movable switching elements of a switch disconnector, if the arcing chamber only briefly, after the electrical isolation of the switch disconnector main contacts, the switching current has to lead to its interruption.
  • the associated mechanism is not part of the actual inventive concept and is therefore not described in more detail here.
  • FIGS. 6a, 6b, 7a and 7b A particularly advantageous embodiment of the inventive concept can be achieved according to FIGS. 6a, 6b, 7a and 7b by using two separating screens 21 and 22 which can be pivoted relative to one another.
  • the two screens 21 and 22 have the axis 23 and the support pins 23a and 23b accommodated in the housing shells 34 and 35 as a common center of rotation.
  • the separating screens 21 and 22 are designed in the form of circular sector surfaces, the arcuate boundary of which rests on correspondingly shaped surfaces of the housing 10 or the housing shells 34 and 35 as a sealing edge 37. In this way, a long, arc-shaped seal is formed on the outside of the separating screens 21 and 22, which, according to FIG. 7b, prevents hot gases from passing between the open contact pieces 1, 2 and thus prevents the switching arc from being short-circuited. A further improvement is possible in a manner similar to that in FIG.
  • the movement transmission from a drive to the branching gear takes place with an insulating push rod 26, the rod head 24 of which is guided by means of an elongated hole 25 through the axis 23 or support pins 23a, 23b.
  • the branching gear consists in the simplest manner of two lugs 27, which are arranged opposite one another on the strand head 24 and which engage in a respective link 28 and 29 incorporated into the separating screens 21 and 22.
  • the backdrops 28 and 29 are shown in FIG. 6b, the dividing screen 21 lying in front being broken open in the vicinity of the rod head 24 and revealing the view of the backdrop 29 of the dividing screen 22. Above the break line, the backdrop 28 belonging to dividing screens 21 is shown in dashed lines to the right of the center line.
  • the scenes 28 and 29 have oppositely directed inclinations with respect to the axis of the push rod 26, by means of which the pushing movement thereof is converted into a synchronous, swiveling movement of the separating screens 21, 22.
  • an extinguishing chamber with a particularly short length l can be specified.
  • a spring 33 can be provided for automatically returning the isolating shields 21, 22 to the closed position of the contact pieces 1, 2 after switching off.
  • the spring 33 can also be used as an opening spring, the release of which takes place by means of a pulse from the switch drive or from a switching element of the main current path.
  • the two versions of the arcing chamber according to the invention can also be produced with a housing which, as indicated in FIG. 7a, consists of two shells 34 and 35, which are connected to one another in a gas-tight manner during operation.
  • a housing which, as indicated in FIG. 7a, consists of two shells 34 and 35, which are connected to one another in a gas-tight manner during operation.
  • a stable guidance of the two slide valves 43, 44 with the simplest shape can be achieved according to FIG. 8 by installing an insulating material wall 11 between the former, into which a fixed contact plate 12 is advantageously inserted.
  • the arc L then burns in 4 parallel branches, the two middle branches being stabilized by the contact plate 12.
  • the already known application of contact plates 12 as built-in parts of the separating slide 3, 4 can also be used as an advantageous, additional feature in the present invention.
  • the contact pieces 1 and 2 according to FIG. 9 are each provided with a shoulder 18 which is supported on a counter surface in the housing, so that the contact pieces 1, 2 cannot cause any grinding marks on the separating slides 3, 4 during the interruption process.
  • the dimension t must be greater than the thickness s of the separating slide.
  • the measures indicated in FIGS. 8 and 9 can also be used for quenching chambers with pivotable separating screens, as have been shown in FIGS. 6a, 6b, 7a and 7b, the advantages described also being able to be achieved there.
  • the quenching chamber according to the invention with swiveling isolating screens for interrupting power to switch disconnectors current tracks are installed, the power supply to one of the two contact pieces, here, for example contact piece 1, according to FIG. 10 via a sliding contact 30 and a conductive union 31, which is mounted on the push rod 26 and is moved with it, can take place.
  • the push rod can also be made entirely of metal in such applications.
  • the specified power supply enables a direct power inflow from the main current path of the switch disconnector via the components required for the mechanical movement of the push rod 26 during the time interval until the power interruption.
  • the quenching chamber shown in Figure 10 otherwise has almost all the features already described; however, it has separating screens 45 and 46 which open out at the edge of the arch into a funnel-shaped space 47 with an outlet opening 36 closed off by a cooling grid 32.
  • the arc is also meandered here, analogously to the illustration in FIGS. 2 and 3, but the switching gases escape transversely to the axis of the arc in the direction of outlet opening 36.
  • the other functional parts are indicated analogously to FIGS. 7a and 7b.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Die Löschkammer zur Unterbrechung von Laststromkreisen besteht aus zwei federnden, an gegenüberliegenden Seiten angeordneten Kontaktstücke (1, 2), zwischen die beim Unterbrechungsvorgang zwei gegenläufig bewegbare Trennschieber (3, 4) geschoben werden. Dabei spreizen deren Öffnungskaten (3b, 4b) die Kontaktstücken (1, 2) und längen den entstehenden Lichtbogen (L) mit zunehmendem Weg der beiden Trennschieber (3, 4). Der Lichtbogen brennt dabei in drei parallelen Ebenen bei großer Länge in einem verhältnismäßig kleinen Löschkammervolumen. Das zur Kühlung und Entionisierung erforderliche Löschgas wird von den Wandungen der Löschkammerteile unter der Einwirkung des Lichtbogens abgegeben. Die Auslaßöffnungen (15) sind dabei so angeordnet, daß eine im wesentlichen axiale Beströmung der einzelnen Teile des Lichtbogens (L) erfolgt. Die Löschkammer kanne auch mit zwei gegenläufig schwenkbaren Trennschirmen anstelle von Trennschiebern ausgerüstet sein.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Löschkammer zur Unterbrechung von Lastströmen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein mit einer solchen Löschkammer ausgerüsteter Schalter ist aus der DE-AS 15 90 296 bekannt.
  • In der bekannten Löschkammer werden die beiden sich gegen­überstehenden Kontakte beim Unterbrechungsvorgang durch einen aus Isolierstoff besthenden Flachschieber, der in Achsrichtung der Löschkammer bewegbar ist, getrennt und der entstehende Lichtbogen in dem zwischen dem Schieber und dem umgebenden Löschkammerwerkstoff vorhandenen Spalt gelängt. Die den Spalt umgebenden Isolierstoffteile verbessern das Löschvermögen durch Abgabe eines wirksam den Lichtbogen ent­ionisierenden Gases.
  • Für die Bewegung des Schiebers ist ein in achsialer Richtung an den Schieber angebauter Federspeicher vorgesehen, der die Löschkammer beträchtlich verlängert. Die Speicherfeder wird durch eine externe Schalteinrichtung gespannt und freigege­ben, um den Schieber in die Unterbrechungsstellung zu be­wegen.
  • Der bekannte Schalter weist bei größeren Spannungen wegen der notwendigen Lichtbogenlänge große Abmessungen auf. Der in Bewegungsrichtung des Flachschiebers vorgesehene Feder­speicher vergrößert die Löschkammer noch weiter.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösch­kammer der vorgenannten Art so auszuführen, daß sie bei gegebenem Schaltvermögen kleinere Abmessungen erhält und die erforderliche mechanische Energie für die bewegbaren Teile dabei geringer wird. Zur Lösung der Aufgabe wird eine Löschkammer mit folgenden Merkmalen vorgeschlagen:
    • a) Die Unterbrechung der Kontaktstücke erfolgt durch zwei gegenläufig bewegbare Isolierstoffteile,
    • b) die beiden Isolierstoffteile weisen jeweils einen Bereich auf, in dem sie sich während des Unterbrechungs­vorgangs zunehmend überdecken und einen anderen Be­reich, in dem sie sich allseitig an der Innenwandung der Löschkammer abstützen,
    • c) die beiden Isolierstoffteile bilden im Überdeckungs­bereich (d) zusammen mit der benachbarten Innenwan­dung der Löschkammer einen spaltförmigen Lichtbogen­weg, der in mindestens drei parallel liegenden Ebenen verläuft,
    • d) die beiden Isolierstoffteile sind mittels eines vom Lichtbogenweg (L) abgetrennt angebrachten Verzwei­gungsgetriebes über ein Verbindungsteil mit einem Antrieb gekoppelt und während des Unterbrechungs­vorgangs synchron um denselben Weg bewegbar,
    • e) das Verbindungsteil ist mit dem Verzweigungsgetriebe in der senkrecht zur Bewegungsrichtung der Isolier­stoffteile liegenden Symmetrieebene oder in einer un­weit davon liegenden Ebene im Eingriff, und
    • f) die Löschkammer und das Verzweigungsgetriebe sind in einem bis auf Entlastungsöffnungen geschlossenem Gehäuse untergebracht.
  • Durch die Verwendung von zwei gegenläufig bewegbaren Iso­lierstoffteilen, die sich beim Unterbrechungsvorgang zu­nehmend überdecken, wird der Lichtbogen zwischen den Kon­taktastücken in mindestens drei hintereinander geschaltete, räumlich parallel angeordnete Teilbögen aufgeteilt. Be­zogen auf die bekannte Löschkammer entsteht so bei gleichem Weg eines Isolierstoffteils ein Lichtbogen doppelter Länge, ohne daß sich dabei die Löschkammerlänge erhöht. Die gegen­läufig bewegbaren Isolierstoffteile können gemäß den Unter­ansprüchen beispielsweise als axial verschiebbare Trenn­schieber oder als schwenkbare Trennschirme ausgebildet werden, die über ein zentral, d. h. in Nähe der Symmetrieebene ange­ordnetes Verbindungsteil von einem Antrieb oder dergleichen betätigt werden. Besonders vorteilhaft erweist sich bezüg­ lich der Abmessungen eine Ausführung, bei der die Trenn­schirme um eine gemeinsame Achse schwenkbar sind, deren Mittelpunkt gleichzeitig der Mittelpunkt der die Schirme begrenzenden Kreisbögen ist, und bei der die Bewegung der Schirme durch eine zentral durch die Achse geführte Schub­strange erfolgt. Weitere Vorteile ergeben sich durch den an sich bekannten Einbau von Kontaktplatten in die beweg­baren Isolierstoffteile, die zusammen mit den Kontakt­stücken einen Strompfad bilden und die Unterbrechung eines Lichtbogens ohne Spreizvorgang der Kontaktstücke ermög­lichen. In weiteren Unteransprüchen ist noch eine Anzahl zu­sätzlicher vorteilhafter Weiterentwicklungen des Erfin­dungsgedankens angegeben.
  • Zum besseren Verständnis wird die Erfindung im folgenden an Hand von schematischen Zeichnungen erläutert.
  • So zeigt:
    • Figur 1 Löschkammer mit gegenläufigen Trenn­schiebern bei geschlossener Stellung der Kontaktstücke.
    • Figur 2 wie Figur 1; während des Unterbrechungs­vorgangs.
    • Figur 3 wie Fig. 1; in Unterbrechungsstellung.
    • Figur 4 wie Fig. 1; in Seitenansicht, mit Ver­zweigungsgetriebe.
    • Figur 5a Querschnitt zu Figur 3.
    • Figur 5b Querschnitt zu Figur 3.
    • Figur 6a Löschkammer mit Trennschirmen, vordere Gehäuseschale entfernt, bei geschlossenen Kontaktstücken.
    • Figur 6b wie Fig.6a, Trennschirme in Unter­brechungsstellung.
    • Figure 7a Schnitt zu Fig. 6a.
    • Figur 7b Schnitt zu Fig. 6b.
    • Figur 8 Löschkammer mit gegenläufigen Trenn­schiebern und fest eingebauter Isolier­stoffplatte.
    • Figur 9 Schnitt durch eine Löschkammer bei ge­schlossener Stellung der Kontaktstücke, Trennschieber mit Kontaktplatten.
    • Figurg 10 Schnitt durch Löschkammer mit Trenn­schirmen bei geschlossener Stellung der Kontaktstücke, Stromzuführung über Schlieif­kontakt und Schubstange.
  • In den Figuren 1 bis 5 wird der Erfindungsgedanke an Hand einer Löschkammer mit zwei transversal bewegbaren Trenn­schiebern aus Isolierstoff erläutert. Der Strom durchfließt nach Figur 1 dabei die Löschkammer von einer Anschluß­fläche 17 über die miteinander in Eingriff befindlichen an­gefederten Kontaktstücke 1 und 2 zur anderen Anschluß­fläche 17. Die Trennschieber 3 und 4 befinden sich dabei in einer auseinander gezogenen Stellung, wobei ihre Öffnungs­kanten 3b und 4b die gewölbten Spitzen der Kontaktstücke 1 und 2 berühren oder in geringem Abstand zu ihnen stehen und ihre Enden 3a und 4a am weitesten in das Gehäuse 10 ragen und dessen Länge ℓ bestimmen. Das Gehäuse 10 beinhal­tet neben der Löschkammer auch ein Verzweigungsgetriebe. Die Trennschieber 3 und 4 sind in der Innenwandung 5 der Lösch­kammer formschlüssig geführt, wobei nach den Figuren 5a bzw. 5b Nasen 14 bzw. Rippen 16 diese Führung auch im Überdeckungs­bereich d der Trennschieber 3 und 4 verformungsfrei sicher­stellen. In diesem Bereich sind die Schieber 3, 4 auf die halbe Höhe reduziert, um während des Unterbrechungsvor­ganges ein Übereinandergleiten zu ermöglichen. Die Nasen 14 bzw. die Rippen 16 verhindern dabei eine Verformung der Trennschieber durch die Kontaktkräfte der Kontaktstücke 1, 2. Die nach Figur 5b vorgesehenen Rippen 16 verlängern außer­dem den Weg zwischen den geöffneten Kontaktstücken 1 und 2 in Form einer Labyrinthdichtung und verhindern so Neben­ durchschläge, die den Schaltlichtbogen kurzschließen würden.
  • Die Dicke der beiden Trennschieber 3 und 4 und somit auch die Breite des Spaltes, in dem die Schieber geführt sind, liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 20 mm, ebenso die Entfernung b der geöffneten Kontaktstücke 1 und 2. Um eine wirkungsvolle Stromunterbrechung auch bei Nennspannun­gen von 10 kV und 20 kV ermöglichen, ist vorgesehen, daß die Überdeckung d ein Mehrfaches der Entfernung b sein soll. Die maximal mög­liche Länge des Lichtbogens L entspricht der zweifachen Überdeckung d. Der Lichtbogen entwickelt sich dabei nach Figur 2 in drei parallelen Ebenen.
  • Erfindungsgemäß sind die Auslaßöffnungen 15 für die Schalt­gase in den seitlichen Gehäuseteilen so angebracht, daß die Gase vorwiegend in Längsrichtung der Abschnitte des Licht­bogens L gemäß den in Figur 2 angegebenen Pfeilen strömen.
  • Nach Figur 4 sind außerhalb der Löschkammer, an den Enden 3a und 4a der Schieber Teile eines Verzweigungsgetriebes befe­stigt, das während des Unterbrechungsvorganges eine syn­chrone, gegeläufige Bewegung der Trennschieber 3 und 4 um den Weg a erzeugt. Im dargestellten Fall besteht dieses Getriebe aus je einer Zahnstange 6, die mit einem Ritzel 8 zusammenwirken. Dieses Ritzel 8 ist auf der Welle 7 befestigt und wird von dem außerhalb des Gehäuses 10 auf derselben Welle befestigten Hebel 9 zwischen der Einschalt- und der Ausschaltstellung des Schalters, zu dem die erfingungs­gemäße Löschkammer gehört, bewegt.
  • Der Antrieb zum Hebel 9 erfolgt entweder direkt von einem Engergiespeicher, wenn die Kontaktstücke 1 und 2 zur Haupt­strombahn des Schalters gehören, oder mittelbar über die beweglichen Schaltglieder eines Lasttrennschalters, wenn die Löschkammer lediglich kurzzeitig, nach der galvanischen Trennung der Lasttrennschalter-Hauptkontakte, den Schalt­strom bis zu dessen Unterbrechung zu führen hat. Der hierzu gehörige Mechanismus gehört nicht zum eigentlichen Erfin­dungsgedanken und ist daher hier auch nicht näher beschrie­ben.
  • Der Ablauf einer Stromunterbrechung mit der erfindungsge­mäßen Löschkammer erfolgt in der Reihenfolge:
    • a) Eine Drehung des Hebels 9 im Gegenuhrzeigersinn be­wirkt gemäß Figur 4 über das Ritzel 8 und die Zahnstangen 6 eine gleichmäßige Verschiebung der beiden Trennschieber 3 und 4 zur Mitte der Löschkammer hin.
    • b) Die schrägen Öffnungskanten 3b und 4b (Fig. 1) drücken die Kontakstücke 1 und 2 auseinander. Der über die An­schlußflächen 17 zu- und abfließende Strom bildet dabei nach Figur 2 einen Lichtbogen L, der mit zunehmender Ver­schiebung rasch länger wird und aus den Innenwandungen 5 der Löschkammer und der Trennschieber 3 und 4 Gase emittieren läßt, die den Lichtbogen kühlen und entionisieren, bevor sie durch die Auslaßöffnungen 15 in Pfeilrichtung ent­weichen. Die aufgezeigte Lösung ergibt für die Teillicht­bögen eine im wesentlichen sehr wirksame axiale Lösch­gasströmung, die den Strom im ersten Nulldurchgang unter­bricht.
    • c) Die Trennschieber 3 und 4 erreichen nach Figur 3 ihre Endstellung, wobei restliches Schaltgas und Zersetzungs­produkte ebenfalls durch die Auslaßöffnungen 15 ent­weichen können.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführung des Erfindungsge­dankens läßt sich gemäß den Figuren 6a, 6b, 7a und 7b durch die Verwendung von zwei gegeneinander schwenkbaren Trenn­schirmen 21 and 22 erreichen. Die beiden Schirme 21 und 22 haben die Achse 23 bzw. die in den Gehäuseschalen 34 und 35 untergebrachten Stützzapfen 23a und 23b als gemeinsamen Drehmittelpunkt.
  • Die Trennschirme 21 und 22 sind in Form von Kreissek­torflächen ausgebildet, deren bogenförmige Begrenzung an entsprechen geformten Flächen des Gehäuses 10 bzw.der Gehäuseschalen 34 und 35 als Dichtkante 37 anliegen. Auf diese Weise entsteht an der Außenseite der Trennschirme 21 und 22 eine lange, bogenförmige Abdichtung, die nach Figur 7b einen Übertritt heißer Gase zwischen den geöffneten Kontaktstücken 1, 2 und somit ein Kurzschließen des Schalt­lichtbogens verhindert. Eine weitere Verbesserung ist ähnlich wie in Figur 5b durch geeignet ausgebildet Rippen zur Führung möglich.
  • Die Bewegungsübertragung von einem Antrieb auf das Ver­zweigungsgetriebe erfolgt mit einer isolierenden Schub­stange 26, deren Stangenkopf 24 mittels eines Langlochs 25 durch die Achse 23 bzw. Stützzapfen 23a, 23b geführt ist. Das Verzweigungsgetriebe besteht in einfachster Weise aus zwei am Strangenkopf 24 gegenüberliegend angebrachten Na­sen 27, die in je eine in die Trennschirme 21 und 22 ein­gearbeiteten Kulissen 28 und 29 eingreifen. Die Kulissen 28 und 29 sind in Figur 6b dargestellt, wobei in der Um­gebung des Stangenkopfes 24 der vorn liegende Trennschirm 21 aufgebrochen ist und den Blick auf die Kulisse 29 des Trennschirmes 22 freigibt. Oberhalf der Bruchlinie ist rechts der Mitellinie die zu Trennschirmen 21 gehörende Kulisse 28 gestrichelt angegeben.
  • Die Kulissen 28 und 29 weisen entgegengesetzt gerichtete Neigungen gegenüber der Achse der Schubstange 26 auf, durch die deren Schubbewegung in eine synchrone, gegeläufige Schwenkbewegung der Trennschirme 21, 22 umgeformt wird. Durch die Anwendung des soeben beschriebenen Verzwigungs­getriebes läßt sich eine Löschkammer mit besonders ge­ringer Länge ℓ angeben. Bei Lasttrennschaltern mit parallel zur Löschkammer geschalteter Hauptstrombahn kann eine Feder 33 für eine selbsttätige Rückführung der Trennschirme 21, 22 in die geschlossene Stellung der Kontaktstücke 1, 2 nach er­folgter Ausschaltung vorgesehen werden. Bei umgekehrt geneig­ten Kulissen 28, 29 kann die Feder 33 auch als Ausschalt­feder angewendet werden, deren Freigabe durch einen Impuls vom Schalterantrieb oder von einem Schaltglied der Haupt­strombahn erfolgt.
  • Die beiden Ausführungen der erfindungsgemäßen Löschkammer lassen sich auch mit einem Gehäuse, das, wie in Figur 7a angegeben, aus zwei Schalen 34 und 35 besteht, herstellen, die im Betrieb gasdicht miteinander verbunden sind. Dadurch ergeben sich Vorteile bei der Fabrikation des Gehäuses und vor allem beim Einbau der Löschkammerteile und des Verzwei­gungsgetriebes, da diese Teile durch bloßes Einlegen zwischen den Schalen 34, 35 fixiert werden können.
  • Eine stabile Führung der beiden Trenschieber 43, 44 bei einfachster Formgebung läßt sich gemäß Figur 8 durch den Einbau einer Isolierstoffwand 11 zwischen erstere erzie­len, in die vorteilhafterweise eine feste Kontaktplatte 12 eingesetzt ist. Der Lichtbogen L brennt dann in 4 parallelen Zweigen, wobei die beiden mittleren Zweige durch die Kon­taktplatte 12 stabilisiert werden.
  • Auch die schon bekannte Anwendung von Kontaktplatten 12 als Einbauteile der Trennschieber 3, 4 kann bei der vorliegenden Erfindung als vorteilhaftes, zusätzliches Merkmal eingesetzt werden. Dabei werden die Kontaktstücke 1 und 2 nach Fig. 9 mit je einem Absatz 18 versehen, der sich an einer Gegen­fläche im Gehäuse abstützt, so daß die Kontaktstücke 1, 2 während des Unterbrechungsvorganges keine Schleifspuren auf den Trennschiebern 3, 4 hervorrufen können. Dazu muß das Maß t größer sein als die Dicke s der Trennschieber. Die auf Figur 8 und Figur 9 angegebenen Maßnahmen lassen sich auch für Löschkammern mit schwenkbaren Trennschirmen verwenden, wie sie in den Figuren 6a, 6b, 7a und 7b gezeigt worden sind, wobei die geschilderten Vorteile auch dort er­zielt werden können.
  • Soll die erfindungsgemäße Löschkammer mit schwenkbaren Trennschirmen zur Stromunterbrechung an Lasttrennschalter­ strombahnen angebaut werden, so kann die Stromzuführung zu einem der beiden Kontaktstücke, hier z.B. Kontakt­stück 1, nach Figur 10 über einen Schleifkontakt 30 und einen leitfähigen Überwurf 31, der auf der Schubstange 26 montiert ist und mit dieser bewegt wird, erfolgen. Die Schub­stange kann in solchen Anwendungsfällen auch ganz aus Me­tall sein. Die angegebene Stromzuführung ermöglicht während des Zeitintervalls bis zur Stromunterbrechung einen direk­ten Stromzufluß von der Hauptstrombahn des Lasttrennschalters über die für die mechanische Bewegung der Schubstange 26 er­forderlichen Bauteile. Die in Figure 10 angegebene Löschkammer hat sonst fast alle bereits beschriebenen Merkmale; sie weist jedoch Trennschirme 45 und 46 auf, die am Bogenrand in einen trichterförmiger Raum 47 mit einer durch ein Kühlgitter 32 abgeschlossener Auslaßöffnung 36 münden. Während des Unter­brechungsvorganges wird der Lichtbogen auch hier mäander­förmig gelängt, analog zur Darstellung in den Figuren 2 und 3, die Schaltgase entweichen dabei jedoch quer zur Licht­bogenachse in Richtung Auslaßöffnung 36. Die anderen Funk­tionsteile sind analog zu den Figuren 7a und 7b angegeben.
    • Liste der Bezugszeichen
  • 1, 2      Kontakstück
    3, 4      Trennschieber
    3a, 4a      Aus der Löschkammer ragende Enden der Trennschieber.
    3b, 4b      Öffnungskante des Trennschiebers
    5      Innenwandung
    6      Zahnstange
    7      Welle
    8      Ritzel
    9      Hebel
    10      Gehäuse
    11      Isolierwand
    12      Kontaktplatte
    13      Spalt
    14      Nase
    15      Auslaßöffnung
    16      Rippe
    17      Anschlußfläche
    18      Absatz
    21, 22      Trennschirm
    23      Achse
    23a, 23b      Stützzapfen
    24      Stangenkopf
    25      Langloch
    26      Schubstange
    27      Nase
    28, 29      Kulisse
    30      Schleifkontakt
    31      leitfähiger Überwurf
    32      Kühlgitter
    33      Feder
    34, 35      Gehäuseschale
    36      Auslaßöffnung
    37      Dichtkante
    43, 44      Trennschieber
    45, 46      Trennschirme
    47      trichterförmiger Raum.
    a      Weg eines Trennschiebers
    b      Abstand der geöffneten Kontakt­stücke
    d      Überdeckungsbereich
    L      Lichtbogen, Lichtbogenweg
    ℓ      Länge des Gehäuses
    s      Dicke des Trennschiebers
    t      Länge der Kontaktplatte.

Claims (18)

1. Löschkammer zur Unterbrechung von Laststromkreisen in Mittel- oder Niederspannungsnetzen mit
      - zwei an gegenüberliegenden Seiten in der Löschkammer angeordneten Kontaktstücken, die bei geschlossenem Schalter mittels Federkraft miteinander in Ver­bindung stehen und an je eine Stromzuführung ange­schlossen sind,
      - die Kontaktstücke während des Unterbrechungsvorgangs trennenden Isolierstoffteilen,
      - Innenwandungen aus einem Werkstoff, der wie der der Isolierstoffteile unter der Einwirkung eines Licht­bogens ein dessen Löschung begünstigendes Gas abgibt,
      - einer Innenkontur, die sich im Arbeitsbereich der Isolierstoffteile unter Berücksichtigung eines klei­nen, definierten Spaltes deren Außenabmessungen anpaßt,
      - einem nach außerhalb der Löschkammer geführten Ver­bindungsteil, das die Isolierstoffteile mit einem Antrieb mittelbar oder unmittelbar verbindet,
      - mindenstens einer Öffnung für den Abzug der Licht­bogengase,
gekennzeichnet durch folgende Mermale.
a) Die Unterbrechung der Kontaktstücke (1, 2) erfolgt durch zwei gegenläufig bewegbare Isolier­stoffteile,
b) die beiden Isolierstoffteile weisen jeweils einen Bereich (3a, 4a) auf, in dem sie sich während des Unterbrechungsvorgangs zunehmend überdecken und einen anderen Bereich, in dem sie sich allseitig an der Innenwandung (5) der Löschkammer abstützen,
c) die beiden Isolierstoffteile bilden im Überdeckungs­bereich (d) zusammen mit der benachbarten Innenwan­dung (5) der Löschkammer einen spaltförmigen Licht­bogenweg, der in mindestens drei parallel lie­genden Ebenen verläuft,
d) die beiden Isolierstoffteile sind mittels eines vom Lichtbogenweg (L) abgetrennt angebrachten Ver­zweigungsgetriebes über ein Verbindungsteil mit einem Antrieb gekoppelt und während des Unterbre­chungsvorgangs synchron jeweils um denselben Weg bewegbar,
e) das Verbindungsteil ist mit dem Verzweigungs­getriebe in der senkrecht zur Bewegungsrich­tung der Isolierstoffteile liegenden Symmetrie­ebene oder in einer unweit davon liegenden Ebene im Eingriff, und
f) die Löschkammer und das Verzweigungsgetriebe sind in einem bis auf Entlastungsöffnungen geschlosse­nen Gehäuse (10) untergebracht.
2. Löschkammer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als bewegbare Isolierstoffteile zwei gegenläufig achsial verschiebbare Trennschieber (3, 4) eingesetzt sind, deren aus der Löschkammer heraus ragende Enden (3a, 4a) mit einem zu diesen parallel angeordneten Ver­zweigungsgetriebe verbunden sind.
3. Löschkammer nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verzweigungsgetriebe aus je einer mit einem Trennschieber (3, 4) verbundenen Zahnstange (6) und einem diese antreibenden Ritzel (8) besteht, das mit einer Welle (7) drehfest verbunden ist, auf deren außerhalb des Gehäuses (10) befindlichem Teil ein Hebel (9) oder dergleichen als Verbindungsteil an­greift.
4. Löschkammer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als bewegbare Isolierstoffteile zwei gegenläufig schwenkbare, wenigstens angenähert kreissektorförmig ausgebildete Trennschirme (21, 22) aus Isolierstoff vorgesehen sind, deren Kreisbogenmittelpunkt mit der gemeinsamen Achse (23) der Trennschirme (21, 22) zu­sammenfällt.
5. Löschkammer nach Anspruch 1 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Verbindungsstück eine Schubstange (26) vor­gesehen ist, deren Schubbewegung über die beiden am Stangenkopf (24) angebrachten Nasen (27) und die mit ihnen in Eingriff stehenden, gegenläufig geneigten Kulissen (28, 29) der Trennschirme (21, 22) letztere beim Unterbrechungsvorgang synchron gegeninander verschwenkt.
6. Löschkammer nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stangenkopf (24) mit einem Langloch (25) durch eine im Gehäuse (10) befestigte Achse (23) oder zwei paarweise angeordnete Stützzapfen (23a, 23b) geführt wird und daß innerhalb des Langlochs (25) eine Feder (33) zur gemeinsamen Rückführung der Trennschirme (21, 22) in die Ausgangsstellung nach Freigabe einer Sperre vorgesehen ist.
7. Löschkammer nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennschirme (21, 22) beidseitig vom Stangen­kopf (24) angeordnet und im Bewegungsbereich der Schubstange (26) ausgespart sind.
8. Löschkammer nach einen der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das die Löschkammer und das Verzweigungsgetriebe umgebende Gehäuse (10) durch eine mit der Berührungs­fläche der Trennschieber (3, 4) bzw. Trennschirme (21, 22) im Überdeckungsbereich (d) wenigstens an­nähernd zusammenfallende Ebene in zwei im wesentlichen spiegelbildliche, im Betrieb miteinander dicht verbundene Schalen (34, 35) unterteilt ist.
9. Löschkammer nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den beiden bewegbaren Trennschiebern (3, 4) bzw. Trennschirmen (21, 22) eine feststehende Isolierwand (11) vorzugsweise aus Löschgas abgebendem Werkstoff angeordnet ist, die in Höhe der Kontakt­stücke (1, 2) eine Verbindungsöffnung oder eine ein­gelegte Kontaktplatte (12) aufweist.
10. Löschkammer nach einem der Ansprüche 2 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in an sich bekannter Weise in die Trennschieber (3, 4) bzw. Trennschirme (21, 22) eingelegte Kontakt­platten (12) bei geschlossenem Stromkreis die Kontakt­stücke (1, 2) miteinander verbinden.
11. Löschkammer nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke (t) der eingelegten Kontaktplatten (12) größer ist als die Dicke (s) der Trennschieber (3, 4) bzw. der Trennschirme (21, 22) und daß während des Un­terbrechungsvorgangs die letztgenannten Teile nicht in Berührung mit den Kontaktstücken (1, 2) sind.
12. Löschkammer nach Anspruch 8 und 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenseiten der Gehäuseschalen (34, 35) so ausgebildet sind, daß sie nach Zusammenbau der Löschkammer der Befestigung und Führung der beweg­lichen Funktionsteile, wie der Kontaktstücke (1, 2), Trennschieber (3, 4) bzw. Trennschirme (21, 22) und des Verzweigungsgetriebes sowie gegebenenfalls auch der Aufnahme der feststehenden Isolierwand (11) dienen.
13. Löschkammer nach einem der Ansprüche 2 oder 4,
gekennzeichnet durch einen Spalt (13) längs des Lichtbogenwegs (L) in Höhe der Kontakt­stücke (1, 2), der als rinnenförmige Vertiefung der Trennschieber (3, 4) bzw. Trennschirme (21, 22) in deren Überdeckungsbereich (d) bzw. an den der Innen­wand (5) der Löschkammer gegenüberstehenden Seiten ausgebildet ist.
14. Löschkammer nach einem der Ansprüche 2 oder 4,
dadurch gekennzeichnet
daß der maximale Überdeckungsbereich (d) der Trenn­schieber (3, 4) bzw. der Trennschirme (21, 22) ein Mehrfaches des Abstandes (b) zwischen den geöffneten Kontaktstücken (1, 2) beträgt.
15. Löschkammer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die bewegbaren Trennschieber (3, 4) im Über­deckungsbereich ( d ) an einander gegenüber lie­genden Seiten jeweils eine die ganze Höhe der Innen­kontur (5) ausfüllende Nase (14) aufweisen, die mit einer entsprechenden Aussparung im anderen Teil (4 bzw. 3) zusammenwirkt.
16. Löschkammer nach Anspruch 1, 2, 4 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Löschkammer zwei Auslaßöffnungen (31) hat, deren Anordnung eine axiale Gasströmung in den paralle­len Teilen des Lichtbogenweges (L) ermöglicht.
17. Löschkammer nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromzuführung für das Kontaktstück (1) mittels Schleifkontakt (30) über die mit einem leit­fähigen Überwurf (31) versehene Schubstange (26) erfolgt.
18. Löschkammer nach einem der Ansprüche 2, 4 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die bewegbaren Trennschieber (3, 4) oder die Trenn­schirme (21,22) zumindest im Überdeckungsbereich (d) Rippen (16) aufweisen, die im Zusammenwirken mit ent­sprechenden Ausnehmungen im Gehäuse (10) oder in den Gehäuseschalen (34, 35) eine lagersichere Führung sicherstellen.
EP88111029A 1987-07-16 1988-07-11 Löschkammer zur Unterbrechung von Laststromkreisen Withdrawn EP0299401A1 (de)

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