EP0313813B2 - Druckgasschalter - Google Patents

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EP0313813B2
EP0313813B2 EP88115522A EP88115522A EP0313813B2 EP 0313813 B2 EP0313813 B2 EP 0313813B2 EP 88115522 A EP88115522 A EP 88115522A EP 88115522 A EP88115522 A EP 88115522A EP 0313813 B2 EP0313813 B2 EP 0313813B2
Authority
EP
European Patent Office
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contact
contact member
fixed
arcing
movable
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP88115522A
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English (en)
French (fr)
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EP0313813A1 (de
EP0313813B1 (de
Inventor
Peter Dr. Kirchesch
Arnold Meier
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.)
ABB AG Germany
Original Assignee
ABB Asea Brown Boveri Ltd
Asea Brown Boveri AB
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Publication date
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Application filed by ABB Asea Brown Boveri Ltd, Asea Brown Boveri AB filed Critical ABB Asea Brown Boveri Ltd
Publication of EP0313813A1 publication Critical patent/EP0313813A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0313813B1 publication Critical patent/EP0313813B1/de
Publication of EP0313813B2 publication Critical patent/EP0313813B2/de
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • 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
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H01H2001/508—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position with mechanical means to prevent return/reverse movement of movable contact once opening or closing cycle has started
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    • H01H2033/028—Details the cooperating contacts being both actuated simultaneously in opposite directions
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    • H01H33/7023—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle
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    • 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
    • H01H33/904—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 characterised by the transmission between operating mechanism and piston or movable contact

Definitions

  • the invention is based on a compressed gas switch according to the first part of patent claim 1.
  • Such a switch is known for example from US-A-4,658,108.
  • the known switch has a pressure chamber with constant volume enclosed by the movable of its two switching pieces.
  • switching gas generated compressed gas is supplied to this pressure chamber, which gas is used to blow the switching arc when the current to be switched off approaches a zero crossing.
  • this saves a considerable amount of drive energy compared to a compressed gas switch, in which the compressed gas used to blow the switching arc is generated exclusively by a piston-cylinder compression device operated by the switch drive, however, such a switch has so far only been able to increase the contact separation speed, if so desired a significant increase in drive energy can be achieved.
  • the invention solves the problem of developing a pressure gas switch of the type mentioned in such a way that its erosion contact separation speed is significantly increased compared to the drive speed without any significant increase in its drive energy and without changing its extinguishing geometry.
  • the compressed gas switch according to the invention is characterized in that it now also masters switching cases in which a high erosion contact separation speed plays an important role. This is particularly important when switching capacitive currents, which can now be switched safely and without any significant increase in drive energy.
  • the high contact separation speed is achieved by means of insulating rods 3 and two-armed levers 61 which, when switched off, lead drive energy from a moving contact to an erosion contact 60 of a fixed contact.
  • the high contact separation speed is achieved by a movable shield 41 which is supported on a shoulder 44 of a blowing nozzle 22 in the switched-on state and which continues to run when the blowing nozzle is switched off and, by means of rockers 39 and two-armed levers 35, to an erosion contact 31 of a fixed contact piece acts.
  • the high contact separation speed is achieved by a latch between two contact pieces 6, 8 and a compression spring 14 compressed when the switch is turned off, which, after removal of the latch by a spreading movement carried out by one of the two contact pieces, causes the contact piece 8 to move in the opposite direction Accelerated direction of the switching piece 6 moved by a drive.
  • the high contact separation speed is achieved by two compression springs 14, 15 acting on a displaceably guided switching element 8 and a latch which, when switched off above a predetermined preload of the compression springs, by deformation of a ring held on an intermediate piece 21 22 is opened.
  • the prestressed compression springs then cause a movement which is carried out in the opposite direction to a driven switching element 6 at the moment of the contact separation.
  • CH-A-524 887 also describes an electrical compression switch in which, when switched off, a first two erosion contacts are moved by a drive and a second of the two erosion contacts after a predeterminable partial stroke of the first erosion contact under the action of a charged spring against the direction of movement of the first Burning contact is performed.
  • a favorable extinguishing distance between the erosion contacts that separate when switching off and the base points of a switching arc is achieved very quickly.
  • the contact separation speed is practically zero. This is disadvantageous for certain switching cases, such as when switching capacitive currents, in particular when only a small amount of extinguishing gas is available.
  • FR-A-14 48 854 shows a switch-disconnector with two contacts, each of which, when switched off, is under the action of a charged spring mechanism and is latched together.
  • the contacts are released after a predeterminable partial stroke of one of the two contacts moved by a drive, the two contacts are separated from one another in opposite directions by the charged spring accumulator.
  • a switching arc drawn between the separating contacts commutates from the non-driven contact to a metal nozzle and is blown by extinguishing gas which is guided radially outwards through the metal nozzle.
  • the metal nozzle serving as the erosion contact is attached to the movable part of a pneumatically acting piston-cylinder arrangement which is driven by one of the supercharged spring accumulators.
  • a high speed of the metal nozzle serving as the erosion contact and thus a high contact separation speed can only be achieved with this switch with an extremely strong and therefore comparatively complex and bulky spring mechanism.
  • Both contact pieces 1, 2 are essentially rotationally symmetrical and are each electrically conductively connected to a power connection (not shown). Both contact pieces 1 and 2 each have a nominal current 4 or 5 and an erosion contact 6 or 7.
  • the contact piece 1 can be moved along the axis 3 by a drive, also not shown, and has an insulating nozzle 8 arranged coaxially between the nominal current 4 and the erosion contact 6 and rigidly connected to the nominal current 4 and the erosion contact 6, with a nozzle constriction 9 and preferably for Storage of compressed gas provided, annular pressure chamber 10, which can be connected via an annular channel 11 provided between the erosion contact 6 and the inner wall of the insulating nozzle 8 and the nozzle constriction 9 to an exhaust chamber 12 located downstream of the nozzle constriction 9.
  • the contact piece 2 contains a sliding contact 14 which is coaxially encompassed by the nominal current contact 5 and connected to the nominal current contact 5 via electrically conductive webs 13, in which the pin-shaped erosion contact 7 is displaceably guided in the axial direction.
  • the current transfer from the sliding contact 14 to the erosion contact 7 is ensured here by contact lamellae 15, and the guiding of the erosion contact 7 by bearing rings 16 and 17, for example, made of polytetrafluoroethylene.
  • the upper end of the compression spring 20 is supported on the sliding contact 14.
  • a recess 21 which is arranged essentially downstream of the nozzle constriction 9 and in which a spring-loaded pawl 23 which cooperates with the latching part 18 through an opening 22 provided downstream of the nozzle constriction 9 is rotatably mounted.
  • a nose 24 cooperating with the pawl 23 is fastened on the inner surface of the rated current contact 5.
  • the switching piece 1 When switching off, the switching piece 1 is moved along the axis 3 by the drive, not shown. After a predetermined stroke, the two rated current contacts 4, 5 separate and the current to be switched off commutates into a current path formed by the erosion contacts 6, 7.
  • the erosion contact 7 held by the pawl 23 follows the contact piece 1 at the same speed and with the compression spring 20 charged until the pawl 23, which acts as a ratchet, is rotated clockwise after hitting the fixed nose 24 after a predetermined period of time.
  • the latching part 18 and thus also the erosion contact 7 serving as the clamping part of a clamping mechanism are released. Under the action of the now charged compression spring 20, the erosion contact 7 reverses its direction of movement (right part of FIG.
  • a switching arc is drawn between the erosion contacts 6 and 7, which fills the pressure chamber 10 with heated insulating gas. After the nozzle constriction 9 has been released by the erosion contact 7, the switching arc is blown by the insulating gas stored in the pressure chamber 10 when the current is approaching a zero crossing and is extinguished.
  • the high contact separation speed ensures that the insulation distance between the two erosion contacts 6 and 7 is large enough to withstand the recurring voltage.
  • the contact separation speed is the limiting variable, which can be increased significantly in a simple manner compared to a comparable switch according to the prior art by the measures described, without excessively increasing the drive energy and without changing the quenching geometry of the contact arrangement.
  • an increased contact separation speed is achieved without the quenching behavior of the contact arrangement to change, achieved by using a rack and pinion gear as a moving element instead of a barrier.
  • the rack and pinion gear here has two gear wheels 25, 26, each of which is rotatably mounted on the switching piece 2 about an azimuthally guided axis, and four gear racks 27 to 30 aligned parallel to the axis 3, of which the racks 27 and 30, respectively, are located at the downstream end of the insulating nozzle 8 are fixed and each with radially inwardly directed teeth with radially outwardly facing teeth of the gear 25 and 26 respectively.
  • the toothed racks 28 and 29 are embedded in diametrically opposite outer surfaces of the erosion contact 7 which can be moved in the direction of the axis 3.
  • the movable contact piece 1 and thus also the racks 27 and 30 are guided upwards.
  • This upward movement is converted via the gears 25 and 26 on the racks 28 and 29 into a movement of the erosion contact 7 which takes place at the same speed but is directed in the opposite direction.
  • the erosion contacts 6 and 7 are then separated from one another at twice the drive speed while maintaining the extinguishing geometry of the contact arrangement.

Landscapes

  • Circuit Breakers (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Druckgasschalter gemäss dem ersten Teil von Patentanspruch 1.
    • STAND DER TECHNIK
  • Ein derartiger Schalter ist etwa aus US-A-4,658,108 bekannt. Der bekannte Schalter weist einen vom beweglichen seiner beiden Schaltstücke umschlossenen Druckraum mit konstantem Volumen auf. Diesem Druckraum wird beim Ausschalten schaltlichtbogenerzeugtes Druckgas zugeführt, welches zur Beblasung des Schaltlichtbogens bei Annäherung des abzuschaltenden Stromes an einen Nulldruchgang verwendet wird. Hierdurch wird zwar in erheblichem Masse Antriebsenergie gespart gegenüber einem Druckgasschalter, bei dem das zur Beblasung des Schaltlichtbogens verwendete Druckgas ausschliesslich durch eine vom Schalterantrieb betätigte Kolben-Zylinder-Kompressionseinrichtung erzeugt wird, jedoch konnte bei einem solchen Schalter eine gegebenenfalls erwünschte Erhöhung der Kontakttrenngeschwindigkeit bisher nur durch eine erhebliche Vergrösserung der Antriebsenergie erreicht werden.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 definiert ist, löst die Aufgabe, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, dass dessen Abbrandkontakttrenngeschwindigkeit gegenüber der Antriebsgeschwindigkeit ohne nennenswerte Vergrösserung seiner Antriebsenergie und ohne Veränderung seiner Löschgeometrie wesentlich erhöht ist.
  • Der erfindungsgemässe Druckgasschalter zeichnet sich dadurch aus, dass er nun zusätzlich Schaltfälle beherrscht, bei denen eine hohe Abbrandkontakttrenngeschwindigkeit eine wichtige Rolle spielt. Dies ist besonders beim Schalten kapazitiver Ströme von Bedeutung, welche sich nun in sichere Weise und ohne nennenswerte Erhöhung der Antriebsenergie schalten lassen.
  • Aus DE-C2-29 46 929 ist es zwar bekannt, die Trenngeschwindigkeit der Leistungskontakte eines Druckgasschalters dadurch zu erhöhen, dass der Leistungskontakt des beweglichen Schaltstückes über eine vom Schalterantrieb betätigte Hebelanordnung oder ein Zahnstangengetriebe betätigt wird. Hierbei wird jedoch die Löschgeometrie der Kontaktanordnung des Druckgasschalters verändert und damit dessen Löschvermögen beeinflusst. Darüber hinaus verschliesst der Leistungskontakt des beweglichen Schaltstückes bei diesem Schalter den Strömungsausgang des Kompressionsraums einer vom Schalterantrieb während des Ausschaltens betätigten Kolben-Zylinder-Kompressionseinrichtung nahezu während der gesamten Kompressionsphase. Daher benötigt dieser Schalter eine vergleichsweise hohe Antriebsenergie.
  • Weitere Druckgasschalter mit hoher Kontakttrenngeschwindigkeit sind aus FR-A-2 491 675, EP-A-0 025 833, CH-A-653 172 und DE-C-31 32 305 bekannt.
  • Beim Schalter nach FR-A-2 491 675 wird die hohe Kontakttrenngeschwindigkeit durch Isolierstangen 3 und zweiarmige Hebel 61 erreicht, welche beim Ausschalten Antriebsenergie von einem bewegten Schaltstück auf einen Abbbrandkontakt 60 eines feststehenden Schaltstücks führen.
  • Beim Schalter nach EP-A-0 025 833 wird die hohe Kontakttrenngeschwindigkeit durch eine bewegliche und im Einschaltzustand auf einer Schulter 44 einer Blasdüse 22 abgestützte Abschirmung 41 erreicht, welche beim Ausschalten der Blasdüse nachläuft und dabei über Schwingen 39 und zweiarmige Hebel 35 auf einen Abbrandkontakt 31 eines feststehenden Schaltstücks wirkt.
  • Beim Schalter nach CH-A-653 172 wird die hohe Kontakttrenngeschwindigkeit durch eine Verklinkung zwischen zwei Schaltstücken 6, 8 und eine beim Ausschalten komprimierte Druckfeder 14 erreicht, welche nach Aufhebung der Verklinkung durch eine von einem der beiden Schaltstücke ausgeführte Spreizbewegung das Schaltstück 8 gegenläufig zur Richtung des von einem Antrieb bewegten Schaltstücks 6 beschleunigt.
  • Beim Schalter nach DE-C2-31 32 305 wird die hohe Kontakttrenngeschwindigkeit durch zwei auf ein verschieblich geführtes Schaltstück 8 wirkende Druckfedern 14, 15 und eine Verklinkung erreicht, welche beim Ausschalten oberhalb einer vorgegebenen Vorspannung der Druckfedern durch Deformation eines an einem Zwischenstück 21 gehaltenen Ringes 22 geöffnet wird. Die vorgespannten Druckfedern rufen dann eine im Moment der Kontakttrennung gegenläufig zu einem angetriebenen Schaltstück 6 ausgeführte Bewegung hervor.
  • Die bei den Schaltern nach FR-A-2 491 675 und EP-A-0 025 833 verwendeten Hebelsysteme benötigen relativ viel Platz und vergrössern dadurch die radialen Abmessungen der Schalter erheblich. Bei den Schaltern nach CH-A-653 172 und DE-A-31 32 305 sind relativ grosse Kräfte zur Aufhebung der Verklinkungen erforderlich. Zudem werden die Verklinkungen beim Öffnen stark deformiert und/oder sind direkt der thermischen Wirkung des Schaltlichtbogens ausgesetzt.
  • In CH-A-524 887 ist ferner ein elektrischer Kompressionsschalter beschrieben, bei dem beim Ausschalten ein erster zweier Abbrandkontakte von einem Antrieb bewegt und ein zweiter der beiden Abbrandkontakte nach einem vorgebbaren Teilhub des ersten Abbrandkontaktes unter der Wirkung einer aufgeladenen Feder entgegen der Bewegungsrichtung des ersten Abbrandkontaktes geführt wird. Hierdurch wird ohne grossen Antrieb sehr rasch eine günstige Löschdistanz zwischen den beim Ausschalten sich trennenden und die Fusspunkte eines Schaltlichtbogens führenden Abbrandkontakten erreicht. Im Moment der Kontakttrennung der beiden Abbrandkontakte ist die Kontakttrenngeschwindigkeit jedoch praktisch Null. Dies ist für bestimmte Schaltfälle, wie etwa beim Schalten kapazitiver Ströme, insbesondere dann von Nachteil, wenn nur eine geringe Menge an Löschgas zur Verfügung steht.
  • FR-A-14 48 854 zeigt einen Lasttrennschalter mit zwei beim Ausschalten jeweils unter der Wirkung eines aufgeladenen Federspeichers stehenden und miteinander verklinkten Kontakten. Beim Entklinken der Kontakte nach einem vorgebbaren Teilhub eines von einem Antrieb bewegten beider Kontakte werden die beiden Kontakte durch die aufgeladenen Federspeicher gegenläufig voneinander entfernt. Ein zwischen den sich trennenden Kontakten gezogener Schaltlichtbogen kommutiert vom nicht angetriebenen Kontakt auf eine Metalldüse und wird durch Löschgas beblasen, welches durch die Metalldüse radial nach aussen geführt wird. Bei diesem Schalter ist die als Abbrandkontakt dienende Metalldüse am beweglichen Teil einer pneumatisch wirkenden und von einem der aufgeladenen Federspeicher angetriebenen Kolben-Zylinder-Anordnung befestigt. Eine hohe Geschwindigkeit der als Abbrandkontakt dienenden Metalldüse und damit eine hohe Kontakttrenngeschwindigkeit kann bei diesem Schalter nur mit einem äusserst starken und daher vergleichsweise aufwendigen und sperrigen Federspeicher erreicht werden.
    • WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:
    • Fig. 1
    eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt durch eine Kontaktanordnung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Druckgasschalters, welche im linken Teil im Einschaltzustand und im rechten Teil während des Ausschaltens dargestellt ist, und
    Fig. 2
    eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt durch eine Kontaktanordnung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Druckgasschalters, welche im linken Teil im Einschaltzustand und im rechten Teil im Ausschaltzustand dargestellt ist.
  • In Fig. 1 sind zwei in einem nicht dargestellten, isoliergasgefüllten Gehäuse befindliche Schaltstükke 1, 2 dargestellt, welche längs einer Achse 3 miteinander in oder ausser Eingriff bringbar sind. Beide Schaltstücke 1, 2 sind im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und sind jeweils mit einem nicht dargestellten Stromanschluss elektrisch leitend verbunden. Beide Schaltstücke 1 bzw. 2 weisen jeweils einen Nennstrom- 4 bzw. 5 sowie einen Abbrandkontakt 6 bzw. 7 auf.
  • Das Schaltstück 1 kann von einem ebenfalls nicht dargestellten Antrieb längs der Achse 3 verschoben werden und weist eine koaxial zwischen Nennstrom- 4 und Abbrandkontakt 6 angeordnete und starr mit dem Nennstrom- 4 und Abbrandkontakt 6 verbundene Isolierdüse 8 mit einer Düsenengstelle 9 auf sowie einen vorzugsweise zum Speichern von Druckgas vorgesehenen, ringförmigen Druckraum 10, welcher über einen zwischen Abbrandkontakt 6 und Innenwand der Isolierdüse 8 vorgesehenen Ringkanal 11 und die Düsenengstelle 9 mit einem stromabwärts der Düsenengstelle 9 befindlichen Auspuffraum 12 verbindbar ist.
  • Das Schaltstück 2 enthält einen vom Nennstromkontakt 5 koaxial umfassten und über elektrisch leitende Stege 13 mit dem Nennstromkontakt 5 verbundenen Gleitkontakt 14, in dem der stiftförmig ausgebildete Abbrandkontakt 7 in axialer Richtung verschieblich geführt ist. Der Stromübergang vom Gleitkontakt 14 auf den Abbrandkontakt 7 ist hierbei durch Kontaktlamellen 15, die Führung des Abbrandkontaktes 7 durch etwa aus Polytetrafluoräthylen bestehende Lagerringe 16 bzw. 17 gewährleistet.
  • Am Abbrandkontakt 7 sind ein Verklinkungsteil 18 befestigt sowie eine Ringscheibe 19, auf welcher sich eine Druckfeder 20 mit ihrem unteren Ende abstützt. Das obere Ende der Druckfeder 20 stützt sich auf dem Gleitkontakt 14 ab. In der Isolierdüse 8 ist eine im wesentlichen stromabwärts der Düsenengstelle 9 angeordnete Ausnehmung 21 vorgesehen, in der eine federbelastete und mit dem Verklinkungsteil 18 durch eine stromabwärts der Düsenengstelle 9 vorgesehene Oeffnung 22 zusammenwirkende Klinke 23 drehbar gelagert ist. Eine mit der Klinke 23 zusammenwirkende Nase 24 ist auf der Innenfläche des Nennstromkontaktes 5 befestigt.
  • Beim Ausschalten wird das Schaltstück 1 durch den nicht dargestellten Antrieb längs der Achse 3 nach oben bewegt. Nach einem vorgegebenen Hub trennen sich die beiden Nennstromkontakte 4, 5 und kommutiert der abzuschaltende Strom in einen durch die Abbrandkontakte 6, 7 gebildeten Strompfad. Der von der Klinke 23 gehaltene Abbrandkontakt 7 folgt dem Schaltstück 1 währenddessen so lange mit der gleichen Geschwindigkeit und unter Aufladung der Druckfeder 20 nach bis die als Gesperre wirkende Klinke 23 nach einer vorbestimmten Zeitspanne durch Auftreffen auf die feststehende Nase 24 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Hierbei werden das Verklinkungsteil 18 und damit auch der als Spannteil eines Spannwerks dienende Abbrandkontakt 7 freigegeben. Unter der Wirkung der nunmehr aufgeladenen Druckfeder 20 kehrt der Abbrandkontakt 7 seine Bewegungsrichtung um (rechter Teil von Fig. 1) und werden die beiden Abbrandkontakte 6 und 7 nunmehr gegenläufig angetrieben. Bedingt durch die vergleichsweise geringe träge Masse des Abbrandkontaktes 7 und eine geeignet gemessene Eindringtiefe des Abbrandkontaktes 7 im hohlen Abbrandkontakt 6 lässt sich selbst bei Verwendung einer vergleichsweise schwach bemessenen Druckfeder 20 im Moment der Trennung der beiden Abbrandkontakte 6 und 7 eine hohe, etwa der Antriebsgeschwindigkeit entsprechende aber entgegengesetzt gerichtete Geschwindigkeit des Abbrandkontaktes 7 erreichen. Im Moment der Kontakttrennung bewegen sich daher die beiden Abbrandkontakte 6 und 7 etwa mit doppelter Antriebsgeschwindigkeit auseinander.
  • Bei der Kontakttrennung wird zwischen den Abbrandkontakten 6 und 7 ein Schaltlichtbogen bezogen, der den Druckraum 10 mit aufgeheiztem Isoliergas füllt. Nach Freigabe der Düsenengstelle 9 durch den Abbrandkontakt 7 wird der Schaltlichtbogen bei Annäherung des abgeschalteten Stroms an einen Nulldurchgang durch das im Druckraum 10 gespeicherte Isoliergas beblasen und zum Erlöschen gebracht. Durch die grosse Kontakttrenngeschwindigkeit ist hierbei sichergestellt, dass die Isolierdistanz zwischen den beiden Abbrandkontakten 6 und 7 gross genug ist, um der wiederkehrenden Spannung standhalten zu können. Besonders beim Schalten kapazitiver Ströme ist die Kontakttrennungsgeschwindigkeit die begrenzende Grösse, welche sich durch die beschriebenen Massnahmen, ohne die Antriebsenergie übermässig zu erhöhen und ohne die Löschgeometrie der Kontaktanordnung zu verändern, gegenüber einem vergleichbaren Schalter nach dem Stand der Technik in einfacher Weise wesentlich erhöhen lässt.
  • Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Druckgasschalters wird eine erhöhte Kontakttrennungsgeschwindigkeit, ohne das Löschverhalten der Kontaktanordnung zu verändern, dadurch erreicht, dass als Wanderelement anstelle eines Sperrwerks ein Zahnstangengetriebe verwendet wird. Das Zahnstangengetriebe weist hierbei zwei am Schaltstück 2 jeweils um eine azimutal geführte Achse drehbar gelagerte Zahnräder 25, 26 auf, sowie vier parallel zur Achse 3 ausgerichtete Zahnstangen 27 bis 30, von denen die Zahnstangen 27 bzw. 30 jeweils am stromabwärts gelegenen Ende der Isolierdüse 8 befestigt sind und jeweils mit radial nach innen gerichteten Zähnen mit radial nach aussen weisenden Zähnen des Zahnrades 25 bzw. 26 in Eingriff sind. Die Zahnstangen 28 bzw. 29 sind an einander diametral gegenüberliegenden Aussenflächen des in Richtung der Achse 3 verschieblichen Abbrandkontaktes 7 eingelassen.
  • Beim Ausschalten werden bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemässen Druckgasschalters das bewegliche Schaltstück 1 und damit auch cie Zahnstangen 27 und 30 nach oben geführt. Diese nach oben gerichtete Bewegung wird über die Zahnräder 25 und 26 auf die Zahnstangen 28 und 29 in eine mit gleicher Geschwindigkeit erfolgende, aber entgegengesetzt gerichtete Bewegung des Abbrandkontaktes 7 umgewandelt. Bei der Kontakttrennung werden dann die Abbrandkontakte 6 und 7 bei Beibehalt der Löschgeometrie der Kontaktanordnung mit doppelter Antriebsgeschwindigkeit voneinander entfernt.
  • Durch die Verwendung zweier diametral zur Achse 3 angeordneter Zahnräder 25 und 26 wird eine nahezu kräftefreie Führung der auf Gleitlagern 31 bzw. 32 abgestützten Zahnstangen 28, 29 und entsprechend auch des Abbrandkontaktes 7 erreicht, wodurch erhebliche Antriebsenergie eingespart werden kann. Entsprechend lässt sich auch bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 Antriebsenergie einsparen, wenn der Abbrandkontakt 7 beim Ausschalten zunächst von 2 diametral zur Achse 3 angeordneten Klinken 23 gehalten wird.

Claims (3)

  1. Druckgasschalter mit zwei längs einer Achse (3) relativ zueinander beweglichen und jeweils mindestens einen Abbrandkontakt (6,7) aufweisenden Schaltstücken (1, 2), von denen eines (1) beweglich und ein anderes (2) feststehend ist und der am feststehenden Schaltstück (2) vorgesehene Abbrandkontakt (7) stiftförmig ausgebildet ist und im Einschaltzustand in den hohl ausgebildeten Abbrandkontakt (6) des beweglichen, beim Ausschalten mit Antriebsgeschwindigkeit bewegten Schaltstücks (1) eingedrungen ist, einem am beweglichen Schaltstück (1) befestigten und beim Ausschalten komprimiertes Löschgas speichernden Druckraum (10) mit schalthubunabhängigem Volumen und einer koaxial zu den beiden Schaltstücken (1, 2) angeordneten und auf dem beweglichen Schaltstück (1) befestigten Isolierdüse (8), deren Düsenengstelle (9) in der Einschaltstellung vom Abbrandkontakt (7) des feststehenden Schaltstücks (2) durchsetzt ist und beim Ausschalten den Druckraum (10) mit einem Auspuffraum (12) verbindet, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Abbrandkontakt (7) des feststehenden Schaltstücks (2) in axialer Richtung verschieblich in einem Gleitkontakt (14) geführt ist und Teil eines vom beweglichen Schaltstück (1) betätigten und stromabwärts der Düsenengstelle (9) angeordneten Wandlerelementes ist, welches beim Ausschalten die Bewegung des beweglichen Schaltstücks (1) gegenläufig auf den Abbrandkontakt (7) des feststehenden Schaltstücks (2) überträgt,
    dass die Eindringtiefe des stiftförmigen Abbrandkontaktes (7) in den hohlen Abbrandkontakt (6) und das Wandlerelement derart bemessen sind, dass sich die beiden Abbrandkontakte (6, 7) im Moment der Kontakttrennung etwa mit der doppelten Antriebsgeschwindigkeit voneinander entfernen,
    dass das Wandlerelement ein Sperrwerk ist mit einem vom beweglichen Schaltstück (1) bewegten Gesperre,
    dass das Gesperre mindestens eine drehbeweglich in der Isolierdüse (8) gelagerte, durch eine stromabwärts der Düsenengstelle (9) gelegene Öffnung (22) in den Auspuffraum (12) geführte und beim Ausschalten durch eine feststehende Nase (24) drehbare Klinke (23) aufweist, und
    dass der Abbrandkontakt (7) des feststehenden Schaltstückes (2) gegen die Wirkung einer Druckfeder (20) verschieblich gelagert ist und ein mit der mindestens einen Klinke (23) zusammenwirkendes Verklinkungsteil (18) aufweist.
  2. Druckgasschalter mit zwei längs einer Achse (3) relativ zueinander beweglichen und jeweils mindestens einen Abbrandkontakt (6,7) aufweisenden Schaltstücken (1, 2), von denen eines (1) beweglich und ein anderes (2) feststehend ist und der am feststehenden Schaltstück (2) vorgesehene Abbrandkontakt (7) stiftförmig ausgebildet ist und im Einschaltzustand in den hohl ausgebildeten Abbrandkontakt (6) des beweglichen, beim Ausschalten mit Antriebsgeschwindigkeit bewegten Schaltstücks (1) eingedrungen ist, einem am beweglichen Schaltstück (1) befestigten und beim Ausschalten komprimiertes Löschgas speichernden Druckraum (10) mit schalthubunabhängigem Volumen und einer koaxial zu den beiden Schaltstücken (1, 2) angeordneten und auf dem beweglichen Schaltstück (1) befestigten Isolierdüse (8), deren Düsenengstelle (9) in der Einschaltstellung vom Abbrandkontakt (7) des feststehenden Schaltstücks (2) durchsetzt ist und beim Ausschalten den Druckraum (10) mit einem Auspuffraum (12) verbindet, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Abbrandkontakt (7) des feststehenden Schaltstücks (2) in axialer Richtung verschieblich in einem Gleitkontakt (14) geführt ist und Teil eines vom beweglichen Schaltstück (1) betätigten und stromabwärts der Düsenengstelle (9) angeordneten Wandlerelementes ist, welches beim Ausschalten die Bewegung des beweglichen Schaltstücks (1) gegenläufig auf den Abbrandkontakt (7) des feststehenden Schaltstücks (2) überträgt,
    dass die Eindringtiefe des stiftförmigen Abbrandkontaktes (7) in den hohlen Abbrandkontakt (6) und das Wandlerelement derart bemessen sind, dass sich die beiden Abbrandkontakte (6, 7) im Moment der Kontakttrennung etwa mit der doppelten Antriebsgeschwindigkeit voneinander entfernen, und
    dass das Wandlerelement ein Zahnstangengetriebe ist mit mindestens einem am feststehenden Schaltstück (2) drehbar gelagerten Zahnrad (25, 26) und mindestens zwei parallel zur Achse (3) angeordneten und mit dem mindestens einen Zahnrad (25, 26) zusammenwirkenden Zahnstangen (27, 28, 29, 30), von denen eine erste (27, 30) an der Isolierdüse (8) befestigt ist und mindestens eine zweite in den Abbrandkontakt (7) des feststehenden Schaltstücks (2) eingelassen ist.
  3. Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandlerelement an zwei diametral zur Achse (3) angeordneten Stellen auf den Abbrandkontakt (7) des feststehenden Schaltstücks (2) wirkt.
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