EP0626708B1 - Lasttrennschalter - Google Patents

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Publication number
EP0626708B1
EP0626708B1 EP94105340A EP94105340A EP0626708B1 EP 0626708 B1 EP0626708 B1 EP 0626708B1 EP 94105340 A EP94105340 A EP 94105340A EP 94105340 A EP94105340 A EP 94105340A EP 0626708 B1 EP0626708 B1 EP 0626708B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
extinction
break switch
plates
load break
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP94105340A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0626708A1 (de
Inventor
Erwin Dipl.-Ing. Reichl
Werner Heinzelmann
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 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 AG, AEG Sachsenwerk GmbH filed Critical Sachsenwerk AG
Publication of EP0626708A1 publication Critical patent/EP0626708A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0626708B1 publication Critical patent/EP0626708B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/08—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H33/10—Metal parts
    • 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
    • H01H33/045—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts for arcs formed during closing
    • 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
    • H01H33/12—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
    • H01H33/121—Load break switches
    • H01H33/122—Load break switches both breaker and sectionaliser being enclosed, e.g. in SF6-filled container

Definitions

  • the invention relates to a switch disconnector according to the preamble of the first claim.
  • a contact arrangement is formed from a pivotably mounted contact arm designed as a switching blade and a stationary fixed contact cooperating therewith, which sits on a busbar which is at the same time the carrier of an arc quenching chamber.
  • arc quenching chamber between two side walls running parallel to one another and to the busbar, individual, likewise in parallel planes and at a distance from one another are held, which are arranged so offset to one another in planes running parallel to the busbar that the distance between the separating knife and the facing edges the quenching plate increases in the course of the switch-off movement of the cutting knife.
  • the plane receiving the cutting knife in its switched-on position is perpendicular to the planes in which the quenching plates lie.
  • the extinguishing plates made of ferromagnetic material are thus essentially parallel to the arc drawn between the fixed contact and the disconnecting knife.
  • the thin-walled quenching plates which face the arc over a large area, reach their magnetic saturation due to the magnetic field generated by the arc, even at relatively low switch-off currents that with increasing switching currents there is no increasing magnetic influencing of the switching arc, which supports the quenching effect, by the quenching plates.
  • the invention has for its object to take measures in a switch disconnector according to the preamble of the first claim, by means of which an improvement in the arc behavior is achieved.
  • a switch disconnector in one embodiment, not only the arrangement of the quenching plates, approximately perpendicular to the switching arc, improves the switch-off arcing behavior because the effectiveness of the individual quenching plates is increased. Rather, it is also prevented by the increase in the distance between the end edges of the quenching plates and the facing end of the contact arm at the end of the switch-in pivoting path, in particular when used in Medium-voltage range an undesired pre-ignition occurs when switching on via the extinguishing plates. This reduction in the tendency to pre-ignition occurs even if the side walls of the insulating material which laterally delimit the arcing chamber already show a reduction in the insulating capacity after a switching load.
  • the contact arm which is designed in particular as a switching knife, only approaches the quenching plates most closely where, based on the voltage to be switched, there is a real chance for the first time to interrupt the first quenching phase.
  • the switching arc first burns between the switching knife end and the fixed contact, but then optimally on the one hand due to the magnetic driving force of the current loop formed by the switching arc via a guide horn possibly associated with the fixed contact and on the other hand due to the close proximity of the switching knife to the quenching plate package is brought up to these quenching plates. This results in a very good quenching behavior up to currents of around one kiloampere and an excellent dielectric behavior of the switch disconnector both when switching on and when switching off.
  • the quenching plates are preferably combined into a rectangular package, in which case they lie in planes which run approximately parallel to that in which the contact arm lies in an intermediate or central position of its swivel path.
  • the greatest point of approach in this arrangement is preferably approximately in the area of the middle quenching plates.
  • the quenching plates can also lie in planes that run approximately parallel to that in which the contact arm is in the closed position of the contact arrangement.
  • the end edges of the extinguishing plates arranged between the fixed contact and the point of greatest proximity facing the swivel arc of the contact arm are increasingly set in a staggered manner so that they lie approximately in one plane runs approximately parallel to that in which the tangent to the swivel arc of the contact arm lies at the point of greatest approximation.
  • the quenching plates which are provided in the opening pivoting direction of the contact arm after the point of closest approach, can then be perpendicular to the plane in which their front edges lie.
  • the extinguishing plates arranged in the opening swivel direction after the point of greatest approximation can be staggered in the opposite direction to the end edges of the extinguishing plates provided before this point.
  • the quenching plates are held between two mutually parallel insulating material walls, then it is expedient to prefer these insulating material walls to the contact arm to such an extent that at least the contact area of the contact arm is covered laterally approximately over the swivel path.
  • This arrangement is particularly advantageous if a plurality of contact arrangements with arcing chambers are arranged next to one another in the direction of the common axis of the contact arms in a common housing space filled with insulating gas. It is then sufficient for sufficient electrical insulation between the circuit breakers assigned to the individual phases of a network to be switched, if in particular the extended sections of the insulating side walls have a lateral distance from the respective contact arms have about one third of the clear width between adjacent contact arms.
  • the point of greatest proximity of the switching knife to the extinguishing plates can, depending on the specific conditions in each case, be about 25% to 75% of the total swivel path of the contact arm.
  • the contact area of the contact arm is laterally covered over its swivel path by the protruding sections of the insulating material side walls.
  • the arc quenching chamber is preferably attached directly to the fixed contact, so that additional holding means are unnecessary.
  • An arc guide horn assigned to the fixed contact is expediently arranged such that it engages under the first adjacent quenching plate and is approximately as far away from this first quenching plate as is given between adjacent quenching plates.
  • the distance between adjacent quenching plates is in particular not smaller than the diameter of the arc discharge channel at the maximum breaking current of the circuit breaker.
  • the smallest possible distance between the quenching plates increases the quenching chamber pressure and thus compensates for the decrease in density resulting from the heating of the insulating gas, which contributes to a constant dielectric strength of the dielectric gas.
  • a maximum quenching plate area is also sought in order to achieve the greatest possible electrical capacity for voltage control of the partial interruption distances for an arc between the quenching plates.
  • the end edges of the extinguishing plates facing the switching knife preferably have a cutout which is in particular V-shaped in order to be able to fully utilize the extinguishing behavior in the electronegative insulating gas.
  • a switch disconnector arranged in electronegative insulating gas, in particular sulfur hexafluoride SF 6 or mixtures therewith, has a contact arrangement comprising a stationary fixed contact 1 and a contact arm 2, which can be brought into contact system at one end and is designed as a separating knife. At its end facing away from the contact area 3, the contact arm 2 is pivotally mounted on a contact carrier 5 about an axis 4.
  • the contact arrangement 1, 2 is assigned an arc quenching chamber 6, which receives quenching plates 7 which are layered parallel to one another and spaced apart from one another.
  • the quenching plates 7 run essentially parallel to the plane in which the contact arm according to FIG. 1 lies in a central position, indicated at 8, of its limited pivoting path, indicated by an arc line 9.
  • the quenching plates 7 can be arranged in the form of a rectangular package, the end edges 10 of the quenching plates 7 lying in a plane that runs parallel to a plane that receives a tangent that is located at the point 11 of the swivel path curve 9 at which yourself the Contact arm 2 is in the middle intermediate position 8.
  • the quenching plates 7 are approximately perpendicular to the arcing channel, which arises when the contact arrangement 1, 2 opens between the fixed contact 1 and the contact area 3 of the contact arm 2.
  • the fixed contact 1 is also assigned an arc guide horn 12, which engages under the first extinguishing plate 7 facing the fixed contact 1 and is arranged approximately parallel to it. Its distance from this first quenching plate 7 corresponds approximately to that between the other quenching plates 7.
  • the switching arc is switched off, it is first drawn between the contact area 3 of the contact arm 2 and the fixed contact 1, but then on the one hand by the magnetic driving force of the arc current loop on the guide horn 12 and, on the other hand, due to the magnetic effects, the contact between the contact arm switching knife 2 and the quenching plate packet 7 optimally leads to the quenching plates 7, which can be referred to as deion plates.
  • the larger distance between the contact area 3 and the first quenching plate 7 is thus irrelevant.
  • the distance between adjacent quenching plates 7 becomes in particular not chosen smaller than the diameter of the arc discharge channel at maximum breaking current.
  • the area of the individual quenching plates 7 is made as large as possible. Their length should be equal to or greater than the width.
  • cutouts 13 are provided, which are in particular U-shaped or V-shaped and in SF 6 possible close approach of the contact area 3 to the end edges 10 enable an optimal electrical field distribution.
  • an offset layering of the fire-fighting plates 7 can be achieved be made at the beginning of the switch-off pivot path 9.
  • the quenching plates 7 can lie in planes that run approximately parallel to the plane indicated at 14 in which the contact arm 2 lies in the closed position of the contact arrangement 1, 2.
  • the end edges 10.2 facing the swivel arc 9 of the contact arm 2 of the extinguishing plates 7 arranged between the fixed contact 1 and the point 11 of greatest proximity then lie in a plane which runs approximately parallel to that in which the tangent to the swivel arc 9 at point 11 of the greatest approximation. This also ensures that the free radial distance between the contact region 3 and the quenching plates 7 closest to the fixed contact 1 is reduced to point 11.
  • the remaining quenching plates 7, which follow in the opening pivoting direction of the contact arm 2 after point 11, can be perpendicular to the plane in which their end edges 10.1 lie.
  • the front edges 10.1 of these quenching plates 7 can, if necessary, also be staggered in the opposite direction to the offset of the quenching plates 7 in front of them from point 11, so that the distance between the contact area 3 and the front edges 10.1 increases faster in the course of the opening movement than in the case of a right-angled package arrangement.
  • the measure of increasing the radial distance between the contact area 3 and the extinguishing plates 7 facing it during the closing movement of the contact arm 2 from an intermediate position 8 has the additional significant advantage that there is no risk of pre-ignition to the extinguishing plates 7 when the switch is turned on, because at point 11 the dielectric strength can be chosen to be sufficiently high due to the given capacitive voltage division and, as the contact arm 2 approaches the fixed contact 1, the increasing voltage load to the extinguishing plates 7 is counteracted by increasing the distance.
  • This advantage is also retained if the insulating material side walls 15, between which the quenching plates 7 are held and which laterally delimit them, already exhibit a reduction in their insulating capacity after switching loads.
  • the insulating material side walls 15 are so far advanced toward the axis 4 of the contact arm 2 that at least the contact area 3 of the contact arm 2 is covered on both sides at least approximately over the entire swivel path 9, which is, for example, almost 90 degrees.
  • a plurality of contact arrangements 1, 2 with arcing chambers 6, 7 can be arranged next to one another in a common housing space, not shown, in the common direction of the adjacent contact arms 2 determined by the axis 4.
  • These preferred sections 15.1 of the insulating walls 15 then only need to have a lateral distance from the respective contact arms 2, which corresponds to approximately one third of the clear distance between adjacent contact arms 2.
  • the advanced sections 15.1 of the insulating material side walls 15 are offset in the region outside of the extinguishing plates 7 laterally outwards.
  • the arc quenching chamber 6, 7 is held together with the fixed contact 1 on an insulation support 16, which, like an insulator 17 holding the contact carrier 5, is fastened to wall parts of the housing space mentioned. It is also advantageous with this design that no separate intermediate partition walls are required between individual switch poles of a multi-phase switch disconnector constructed in this way and also to the side walls of the relevant housing space.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Lasttrennschalter gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
  • Bei einem bekannten Lasttrennschalter dieser Art (DE 34 12 566 A1) ist eine Kontaktanordnung aus einem schwenkbar gelagerten, als Schaltmesser ausgebildeten Kontaktarm und einem damit zusammenwirkenden stationären Festkontakt gebildet, der auf einer Sammelschiene sitzt, welche zugleich Träger einer Lichtbogenlöschkammer ist. Bei dieser Lichtbogenlöschkammer sind zwischen zwei parallel zueinander und zur Sammelschiene verlaufenden Seitenwänden einzelne, ebenfalls in parallelen Ebenen und mit Abstand voneinander angeordnete Löschbleche gehalten, die in parallel zur Sammelschiene verlaufenden Ebenen so versetzt zueinander angeordnet sind, daß der Abstand zwischen dem Trennmesser und den zugewandten Kanten der Löschbleche im Laufe der Ausschaltbewegung des Trennmessers zunimmt. Die das Trennmesser in seiner Einschaltstellung aufnehmende Ebene steht bei dieser Anordnung senkrecht zu den Ebenen, in welchen die Löschbleche liegen. Bei diesem Aufbau stehen die aus ferromagnetischem Werkstoff bestehenden Löschbleche somit im wesentlichen parallel zu dem zwischen dem Festkontakt und dem Trennmesser gezogenen Lichtbogen. Durch diese Zuordnung gelangen die großflächig dem Lichtbogen zugewandten dünnwandigen Löschbleche aufgrund des vom Lichtbogen erzeugten Magnetfeldes bereits bei relativ geringen Abschaltströmen in ihre magnetische Sättigung, so daß bei weitersteigenden Schaltströmen keine zunehmende, die Löschwirkung unterstützende magnetische Beeinflussung des Schaltlichtbogens durch die Löschbleche erreicht wird. Daneben entstehen in den großflächigen und nur wenig unterteilten Flächen der Löschbleche bei dieser Anordnung Wirbelströme, die besonders bei großer Stromsteilheit dazu führen können, daß der Lichtbogen von den Löschblechen abgestoßen wird. Von Nachteil ist dabei auch die durch den großen Versatz der Löschbleche gestörte Symmetrie der Anordnung, bezogen auf die Fußpunkte eines Teillichtbogens, weil der Kante eines Löschblechs die Fläche eines anderen Löschblechs bzw. die Vorderkante des einen Löschblechs der Rückkante des benachbarten Löschblechs gegenübersteht. Ferner brennen nur wenige Teillichtbögen zwischen relativ langen metallüberbrückten Strecken in der Löschkammer. Bei Strömen von einigen 100 Ampere kann diese Lichtbogenlöschkammer sogar zum Schaltversagen des Lasttrennschalters führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Lasttrennschalter gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch welche eine Verbesserung des Lichtbogenverhaltens erzielt wird.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.
  • Bei einer Ausgestaltung eines Lasttrennschalters gemäß der Erfindung wird nicht nur durch die Anordnung der Löschbleche etwa senkrecht zum Schaltlichtbogenverlauf eine Verbesserung des Abschaltlichtbogenverhaltens erreicht, weil die Wirksamkeit der einzelnen Löschbleche erhöht wird. Es wird vielmehr auch durch die Vergrößerung des Abstandes zwischen den Stirnkanten der Löschbleche und dem zugewandten Ende des Kontaktarms am Ende des Einschalt-Schwenkweges verhindert, daß insbesondere bei Anwendung im Mittelspannungsbereich eine unerwünschte Vorzündung beim Einschalten über die Löschbleche eintritt. Diese Verminderung der Vorzündungsneigung tritt selbst dann ein, wenn die die Löschkammer seitlich begrenzenden Isolierstoffseitenwände nach einer Schaltbeanspruchung schon eine Minderung des Isoliervermögens aufweisen. Aber auch beim Ausschalten nähert sich der insbesondere als Schaltmesser ausgebildete Kontaktarm den Löschblechen erst dort am stärksten, wo bezogen auf die anstehende zu schaltende Spannung, erstmals eine echte Chance für das Unterbrechen der erstlöschenden Phase besteht. Außerdem wird beim Ausschalten erreicht, daß der Schaltlichtbogen zunächst zwischen dem Schaltmesserende und dem Festkontakt brennt, dann aber einerseits durch die magnetische Triebkraft der durch den Schaltlichtbogen gebildeten Stromschleife über ein dem Festkontakt gegebenenfalls zugeordnetes Leithorn und andererseits durch die starke Annäherung der Schaltmesser an das Löschblechpaket optimal an diese Löschbleche herangeführt wird. Es ergibt sich daher ein sehr gutes Löschverhalten bis zu Strömen von etwa einem Kiloampere und ein ausgezeichnetes dieelektrisches Verhalten des Lasttrennschalters sowohl beim Ein- wie beim Ausschalten.
  • Die Löschbleche sind vorzugsweise zu einem rechteckigen Paket zusammengefaßt, wobei sie dann in Ebenen liegen, die etwa parallel zu derjenigen verlaufen, in welcher der Kontaktarm in einer Zwischen- oder Mittelstellung seines Schwenkweges liegt. Der größte Annäherungspunkt liegt bei dieser Anordnung vorzugsweise annäherend im Bereich der mittleren Löschbleche. Es ist jedoch auch möglich, die Löschbleche in Ebenen zu legen, die etwa parallel zur derjenigen verlaufen, in welcher der Kontaktarm bei seiner größten Annäherung liegt.
  • Die Löscheblech können jedoch auch in Ebenen liegen, die etwa parallel zu derjenigen verlaufen, in welcher der Kontaktarm in Schließstellung der Kontaktanordnung liegt. Um hierbei ebenfalls den zunehmenden Abstand zwischen Kontaktarm und Löschblechen zur Einschaltstellung hin zu erreichen, sind die dem Schwenkbogen des Kontaktarms zugewandten Stirnkanten der zwischen dem Festkontakt und dem Punkt der größten Annäherung angeordneten Löschbleche zunehmend so gestaffelt zurückgesetzt, daß sie annähernd in einer Ebene liegen, die etwa parallel zu derjenigen verläuft, in welcher die Tangente an den Schwenkbogen des Kontaktarms am Punkt der größten Annäherung liegt. Die Löschbleche, die in Öffnungsschwenkrichtung des Kontaktarms nach dem Punkt der größten Annäherung vorgesehen sind, können dann senkrecht zu der Ebene stehen, in welcher ihre Stirnkanten liegen. Soll jedoch in diesem Schwenkbereich ein größerer Öffnungswinkel zwischen der Schwenkbahn des Kontaktarms und den Kanten der Löschbleche erreicht werden, dann können die in Öffnungsschwenkrichtung nach dem Punkt der größten Annäherung angeordnten Löschbleche gegenläufig zu den Stirnkanten der vor diesem Punkt vorgesehene Löschbleche gestaffelt sein. Sind die Löschbleche zwischen zwei parallel zueinander angeordneten Isolierstoffwänden gehalten, dann ist es zweckmäßig, diese Isolierstoffwände zum Kontaktarm hin soweit vorzuziehen, daß wenigstens der Kontaktbereich des Kontaktarms annäherend über den Schwenkweg seitlich überdeckt ist. Diese Anordnung ist besonders dann vorteilhaft, wenn mehrere Kontaktanordnungen mit Löschkammern in Richtung der gemeinsamen Achse der Kontaktarme nebeneinander in einem gemeinsamen, mit Isoliergas gefüllten Gehäuseraum angeordnet sind. Es genügt dann für eine ausreichende elektrische Isolierung zwischen den den einzelnen Phasen eines zu schaltenden Netzes zugeordneten Leistungstrennschaltern, wenn insbesondere die vorgezogenen Abschnitte der Isolierstoffseitenwände einen seitlichen Abstand zu dem jeweiligen Kontaktarmen aufweisen, der etwa ein Drittel der lichten Weite zwischen benachbarten Kontaktarmen beträgt. Zweckmäßig ist es dabei, die Löschbleche mit einer das Löschverhalten positiv beeinflußenden Oberflächenbehandlung auszustatten, also mit Schichten mit grobkristalliner Abscheidung zu versehen. Der Punkt der größten Annäherung des Schaltmessers an die Löschbleche kann abhängig von den jeweils spezifisch gegebenen Voraussetzungen nach etwa 25% bis 75% des gesamten Schwenkweges des Kontaktarms liegen. Dabei ist der Kontaktbereich des Kontaktarms über seinen Schwenkweg seitlich von den vorgezogenen Abschnitten der Isolierstoffseitenwänden abgedeckt. Vorzugsweise ist die Lichtbogenlöschkammer unmittelbar am Festkontakt befestigt, so daß zusätzliche Haltemittel entbehrlich sind. Ein dem Festkontakt zugeordnetes Lichtbogen-Leithorn wird zweckmäßig so angeordnet, daß es unter das erste benachbarte Löschblech greift und etwa in einem so großen Abstand von diesem ersten Löschblech steht, wie er zwischen benachbarten Löschblechen gegeben ist. Der Abstand zwischen benachbarten Löschblechen wird dabei insbesondere nicht kleiner als der Durchmesser des Lichtbogenentladungskanals bei maximalem Ausschaltstrom des Leistungstrennschalters bemessen. Ein möglichst enger Abstand zwischen den Löschblechen erhöht den Löschkammerdruck und gleicht somit die sich aus der Erwärmung des Isoliergases ergebende Dichteabnahme aus, was zu einer gleichbleibenden Durchschlagfestigkeit des dielektrischen Gases beiträgt. Bei minimiertem Plattenabstand wird zugleich eine maximale Löschblechfläche angestrebt, um eine möglichst große elektrische Kapazität zur Spannungssteuerung der zwischen den Löschblechen gegebenen Teilunterbrechungsstrecken für einen Lichtbogen zu erreichen. Vorzugsweise weisen die dem Schaltmesser zugewandten Stirnkanten der Löschbleche einen Ausschnitt auf, der insbesondere V-förmig gestaltet ist, um das Löschverhalten im elektronegativen Isoliergas voll ausnutzen zu können.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Skizzen von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Leistungstrennschalter mit einem rechteckigen Löchblechpaket,
    • Fig. 2 einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 1 im Bereich der Löschbleche und
    • Fig. 3 einen Leistungstrennschalter mit teilweise versetzt angeordneten Löschblechen.
  • Ein in elektronegativem Isoliergas, insbesondere Schwefelhexafluorid SF6 oder Mischungen damit, angeordneter Lasttrennschalter weist eine Kontaktanordnung aus einem stationären Festkontakt 1 und einem damit einendig in Kontaktanlage bringbaren, als Trennmesser ausgebildeten Kontaktarm 2 auf. An seinem dem Kontaktbereich 3 abgewandten Ende ist der Kontaktarm 2 schwenkbar um eine Achse 4 an einem Kontaktträger 5 gelagert. Der Kontaktanordnung 1,2 ist eine Lichtbogenlöschkammer 6 zugeordnet, die parallel zueinander sowie mit Abstand voneinander geschichtete Löschbleche 7 aufnimmt.
  • Die Löschbleche 7 verlaufen im wesentlichen parallel zu der Ebene, in welcher der Kontaktarm gemäß Fig. 1 in einer bei 8 angedeuteten Mittelstellung seines durch eine Bogenlinie 9 angedeuteten, begrenzten Schwenkweges liegt. Die Löschbleche 7 können dabei in Form eines rechteckigen Pakets angeordnet sein, wobei die Stirnkanten 10 der Löschbleche 7 in einer Ebene liegen, die parallel zu einer Ebene verläuft, welche eine Tangente aufnimmt, die an den Punkt 11 des Schwenkwegbogens 9 gelegt ist, an dem sich der Kontaktarm 2 in der mittleren Zwischenstellung 8 befindet. Bei dieser Ausgestaltung stehen die Löschbleche 7 annähernd senkrecht zum Lichtbogenkanal, der beim Öffnen der Kontaktanordnung 1,2 zwischen dem Festkontakt 1 und dem Kontaktbereich 3 des Kontaktarms 2 entsteht. Dadurch wird eine optimale Ausnützung der magnetischen Eigenschaften der Löschbleche erreicht, weil einem relativ kurzen Lichtbogenweg eine optimale Zahl von Löschblechen mit ausreichender Magnetisierungskapazität zugeordnet werden kann, Dadurch ist auch eine magnetische Sättigung bis in den Bereich sehr hoher Abschaltströme verhindert. Dabei erfolgt die engste Heranführung des Ausschaltlichtbogens erst nach einem Teilweg von etwa 25 bis höchstens 75% des gesamten Schwenkweges 9 des Kontaktarms 2 am Punkt 11, wo erfahrungsgemäß bezogen auf die anstehende elektrische Spannung erstmals eine tatsächliche Wahrscheinlichkeit für das Unterbrechen der erstlöschenden Phase im Stromnulldurchgang besteht.
  • Für die Verbesserung des Abschaltvorganges ist dem Festkontakt 1 noch ein Lichtbogen-Leithorn 12 zugeordnet, welches das erste, dem Festkontakt 1 zugewandte Löschblech 7 untergreift und etwa parallel dazu angeordnet ist. Sein Abstand zu diesem ersten Löschblech 7 entspricht dabei etwa dem zwischen den weiteren Löschblechen 7. Hierdurch wird beim Ausschalten der Schaltlichtbogen zunächst zwischen dem Kontaktbereich 3 des Kontaktarms 2 und dem Festkontakt 1 gezogen, dann aber einerseits durch die magnetische Triebkraft der Lichtbogen-Stromschleife am Leithorn 12 und andererseits durch die starke Annäherung des Kontaktarm-Schaltmessers 2 an das Löschblechpaket 7 aufgrund der magnetischen Wirkungen optimal an die als Deionbleche zu bezeichnenden Löschbleche 7 herangeführt. Beim Ausschaltvorgang ist somit der größere Abstand zwischen Kontaktbereich 3 und dem ersten Löschblech 7 unbeachtlich. Der Abstand zwischen benachbarten Löschblechen 7 wird dabei insbesondere nicht kleiner als der Durchmesser des Lichtbogenentladungskanals bei maximalen Ausschaltstrom gewählt. Außerdem wird die Fläche der einzelnen Löschbleche 7 möglichst groß ausgebildet. Ihre Längsausdehnung sollte gleich oder größer der Breite sein. Zusätzlich sind zur Verbesserung des Ausschaltvermögens im Bereich der dem Schwenkweg 9 des Kontaktarms 2 zugewandten Stirnkanten 10 der Löschbleche 7 Ausschnitte 13 vorgesehen, die insbesondere U-oder V-förmig ausgebildet sind und bei der in SF6 möglichen dichten Annäherung des Kontaktbereichs 3 an die Stirnkanten 10 eine optimale elektrische Feldverteilung ermöglichen.
  • Reicht der Zugewinn des Abstandes zwischen dem Kontaktbereich 3 und den Stirnkanten 10 am Beginn bzw. am Ende der Ausschalt-oder Einschaltbewegung des Kontaktarms 2 bei einer Löschblechpaketanordnung gemäß Fig. 1 nicht aus, das geforderte Schaltverhalten sicherzustellen, so kann eine versetzte Schichtung der Löschbleche 7 am Beginn des Ausschalt-Schwenkweges 9 vorgenommen werden. Dabei können die Löschbleche 7 in Ebenen liegen, die etwa parallel zu derjenigen, bei 14 angedeuteten Ebene verlaufen, in we-lcher der Kontaktarm 2 in Schließstellung der Kontaktanordnung 1,2 liegt. Die dem Schwenkbogen 9 des Kontaktarms 2 zugewandten Stirnkanten 10.2 der zwischen dem Festkontakt 1 und dem Punkt 11 der größten Annäherung angeordneten Löschbleche 7 liegen dann in einer Ebene, die etwa parallel zu derjenigen verläuft, in welcher die Tangente an den Schwenkbogen 9 am Punkt 11 der größten Annäherung liegt. Auch hierdurch ist sichergestellt, daß sich der freie radiale Abstand zwischen dem Kontaktbereich 3 und den dem Festkontakt 1 nächstliegenden Löschblechen 7 bis hin zum Punkt 11 verkleinert. Die übrigen Löschbleche 7, die in Öffnungsschwenkrichtung des Kontaktarms 2 nach dem Punkt 11 nachfolgen, können senkrecht zu der Ebene stehen, in welcher ihre Stirnkanten 10.1 liegen. Diese Löschbleche sind somit nach Art eines rechteckigen Blechpakets angeordnet. Die Stirnkanten 10.1 dieser Löschbleche 7 können jedoch im Bedarfsfall auch gegenläufig zum Versatz der davorliegenden Löschbleche 7 vom Punkt 11 aus gestaffelt sein, so daß sich der Abstand zwischen dem Kontaktbereich 3 und den Stirnkanten 10.1 im Verlauf der Ausschaltbewegung schneller vergrößert, als bei rechtwinkliger Paketanordnung.
  • Durch die Maßnahme, den radialen Abstand zwischen dem Kontaktbereich 3 und den demselben zugewandten Löschblechen 7 bei der Schließbewegung des Kontaktarms 2 ab einer Zwischenstellung 8 zu vergrößern, ergibt sich der zusätzliche wesentliche Vorteil, daß bei Einschaltbewegung keine Gefahr einer Vorzündung zu den Löschblechen 7 besteht, weil am Punkt 11 infolge der gegebenen kapazitiven Spannungsteilung die Durchschlagfestigkeit ausreichend hoch gewählt werden kann und bei der weiteren Annäherung des Kontaktarms 2 an den Festkontakt 1 der ansich zunehmenden Spannungsbelastung zu den Löschblechen 7 hin durch die Vergrößerung des Abstandes entgegengewirkt wird. Dieser Vorteil bleibt auch dann erhalten, wenn Isolierstoffseitenwände 15, zwischen welchen die Löschbleche 7 gehalten sind und dieselben seitlich begrenzen, nach Schaltbeanspruchungen schon eine Minderung ihres Isoliervermögens aufweisen. Dabei sind die Isolierstoffseitenwände 15 zur Achse 4 des Kontaktarms 2 hin so weit vorgezogen, daß wenigstens der Kontaktbereich 3 des Kontaktarms 2 zumindest annäherend über den gesamten, z.B. knapp 90 Winkelgrade betragenden Schwenkweg 9 beidseitig überdeckt ist. Hierdurch lassen sich mehrere Kontaktanordnungen 1,2 mit Löschkammern 6,7 in der gemeinsamen, durch die Achse 4 bestimmten Richtung der benachbarten Kontaktarme 2 nebeneinander in einem gemeinsamen, nicht dargestellten Gehäuseraum anordnen. Diese vorgezogenen Abschnitte 15.1 der Isolierstoffwände 15 brauchen dann lediglich einen seitlichen Abstand zu den jeweiligen Kontaktarmen 2 aufweisen, der etwa einem Drittel des lichten Abstands zwischen benachbarten Kontaktarmen 2 entspricht. Die vorgezogenen Abschnitte 15.1 der Isolierstoffseitenwände 15 sind dabei im Bereich außerhalb der Löschbleche 7 seitlich nach außen stufig abgesetzt.
  • Die Lichtbogenlöschkammer 6,7 ist zusammen mit dem Festkontakt 1 an einem Isolierstützer 16 gehalten, der ebenso wie ein den Kontaktträger 5 haltender Isolator 17 an Wandungsteilen des erwähnten Gehäuseraums befestigt ist. Von Vorteil ist bei diesem Aufbau auch, daß zwischen einzelnen Schalterpolen eines so aufgebauten mehrphasigen Lasttrennschalters und auch zu Seitenwänden des betreffenden Gehäuseraumes hin keine separaten Isolierstoffzwischenwände erforderlich sind.

Claims (17)

  1. Lasttrennschalter, insbesondere für Mittelspannungs-Schaltanlagen, mit einer Kontaktanordnung aus einem stationären Festkontakt (1) und einem damit in Kontaktanlage bringbaren, schwenkbar gelagerten Kontaktarm (2), mit einer der Kontaktanordnung zugeordneten Lichtbogenlöschkammer (6), wobei zumindest die Kontaktanordnung mit der Lichtbogenlöschkammer in einem elektronegativen Isoliergas, insbesondere SF6 oder Mischungen damit, angeordnet ist, und mit parallel zueinander sowie mit Abstand geschichteten Löschblechen in der Lichtbogenlöschkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschbleche (7) im wesentlichen parallel zu der Ebene verlaufen, in welcher der Kontaktarm (2) in Schließstellung oder in einer Zwischenstellung (8) seines Schwenkweges (9) liegt und daß der freie radiale Abstand zwischen dem Kontaktarm (2) und den Löschblechen (7) am kleinsten nach einem Teil des Schwenkweges (9) ist.
  2. Lasttrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschbleche (7) zu einem rechteckigen Paket zusammengefaßt sind und in Ebenen liegen, die etwa parallel zu derjenigen verlaufen, in welcher der Kontaktarm (2) in einer Zwischenstellung (8) seines Schwenkweges (9) liegt.
  3. Lasttrennschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschbleche (7) in Ebenen liegen, die etwa parallel zu derjenigen verlaufen, in welcher der Kontaktarm (2) bei seiner größten Annäherung liegt.
  4. Lasttrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschbleche (7) in Ebenen liegen, die etwa parallel zu derjenigen verlaufen, in welcher der Kontaktarm (2) in Schließstellung der Kontaktanordnung (1,2) liegt und daß die dem Schwenkbogen (9) des Kontaktarms (2) zugewandten Stirnkanten (10.2) der zwischen dem Festkontakt (1) und dem Punkt (11) der größten Annäherung angeordneten Löschbleche (7) in einer Ebene liegen, die etwa parallel zu derjenigen verläuft, in welcher die Tangente an den Schwenkbogen (9) am Punkt (11) der größten Annäherung liegt.
  5. Lasttrennschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschbleche (7), die in Öffnungsschwenkrichtung des Kontaktarms (2) nach dem Punkt (11) der größten Annäherung vorgesehen sind, senkrecht zu der Ebene stehen, in welcher ihre Stirnkanten (10.1) liegen.
  6. Lastrennschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnkanten (10.1) der Löschbleche (7), die in Öffnungsschwenkrichtung des Kontaktarms (2) nach dem Punkt (11) der größten Annäherung angeordnet sind, gegenläufig zu den Stirnkanten (10.2) der vor diesem Punkt (11) vorgesehenen Löschbleche (7) gestaffelt sind.
  7. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschbleche (7) zwischen zwei parallel zueinander angeordneten Isolierstoffseitenwänden (15) gehalten sind.
  8. Lasttrennschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kontaktanordnungen (1,2) mit Löschkammern (6,7) in Richtung der gemeinsamen Achsrichtung der Kontaktarme (2) nebeneinander in einem gemeinsamen Gehäuseraum angeordnet sind.
  9. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffseitenwände (15) zum Kontaktarm (2) hin soweit vorgezogen sind, daß wenigstens der Kontaktbereich (3) des Kontaktarmes (2) zumindest annähernd über den Schwenkweg (9) seitlich überdeckt ist.
  10. Lasttrennschalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgezogenen Abschnitte (15.1) der Isolierstoffseitenwände (15) einen seitlichen Abstand zu den jeweiligen Kontaktarmen (2) aufweisen, die etwa 1/3 des lichten Abstandes zwischen benachbarten Kontaktarmen (2) beträgt.
  11. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschbleche (7) mit einer das Löschverhalten positiv beeinflussenden Oberflächenbehandlung ausgestattet sind.
  12. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Punkt (11) der größten Annäherung des Schaltmessers (2) an Löschbleche (7) nach einem Teil des Schwenkweges von etwa 25% bis 75% erreicht ist.
  13. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlöschkammer (6,7) am Festkontakt (1) befestigt ist.
  14. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Festkontakt (1) ein Lichtbogen-Leithorn (12) zugeordnet ist, das unter ein erstes Löschblech (7) greift, an dem sich eine Stromschleife bildet und das etwa in einem so großen Abstand vor dem ersten ihm zugewandten Löschblech (7) steht, wie der Abstand zwischen benachbarten Löschblechen (7) ist.
  15. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen benachbarten Löschblechen (7) nicht kleiner als der Durchmesser des Lichtbogenentladungskanals bei maximalem Ausschaltstrom ist.
  16. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der einzelnen Löschbleche (7) möglichst groß, ihre Länge gleich oder größer der Breite ist.
  17. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Schaltmesser (2) zugewandten Stirnkanten (10) Ausschnitte in U- oder V-Form aufweisen.
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