EP0797228A2 - High voltage power circuit breaker - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a high-voltage circuit breaker with a first and a second switching contact piece, which are arranged coaxially to one another and with a mechanical compression device for an extinguishing gas for blowing an arc, which has a drivable compression cylinder and a compression piston, the compression piston, the first switching contact piece coaxially surrounds.
- Such a high-voltage circuit breaker is known for example from DE-OS 25 40 315.
- the invention is therefore based on the object of designing a high-voltage circuit breaker of the type mentioned at the outset in such a way that the switching path is designed to be particularly low dielectric in the switched-off state.
- the object is achieved according to the invention by a locking device which fixes the compression piston in the switched-on position and releases it during the switching-off process and by a drive device which locks the compression piston after the release of the second switching contact piece moves away.
- the construction according to the invention ensures that the compression device functions on the one hand in the known manner, so that a sufficient extinguishing gas pressure is built up during the switching-off movement by the compression of the extinguishing gas in order to blow an arc burning between the switch contact pieces, while on the other hand advantageously after blowing of the arc, the compression piston is released at the end of the switch-off process and is moved away from the second switching contact piece and thus from the separating distance arranged between the switching contact pieces. This ensures that the arrangement of the electric field between the switch contact pieces is made more symmetrical than would be the case if the compression piston were not moved.
- the constellation would resemble a rod-plate arrangement, the rod being formed by the second switching contact piece and the plate by the first switching contact piece in connection with the compression piston surrounding it.
- a rod-plate arrangement is preferable to a symmetrical rod-rod arrangement for dielectric reasons.
- the field distribution of a rod-rod arrangement is symmetrical and therefore has less distortion than that of a rod-plate arrangement.
- the dielectric strength of the isolating section between the first and the second switching contact piece is thus improved. This is particularly the case if the compression cylinder is made of a non-conductive material, the dielectric constant of which is as close as possible to that of a gas and if the compression piston is made of a material with a higher dielectric constant, in particular a conductive material, such as a metal.
- An advantageous embodiment of the invention provides that the locking device can be actuated when the compression cylinder is switched off.
- Another advantageous embodiment of the invention provides that the compression piston is locked automatically during the switch-on movement.
- the drive device has a tension spring which is fastened to the compression piston and to a part of the switch which is driven during the opening movement.
- the spring is so weak that it does not noticeably impede the drive movement of the switch during the opening movement during the tensioning process. Only a relatively small amount of energy is required to move the compression piston after it has been unlocked.
- the spring is advantageously designed as a helical spring which is guided in a telescopic tube.
- FIG. 1 shows schematically in a longitudinal section a part of an interrupter unit of a circuit breaker
- FIG. 2 shows the arrangement from FIG. 1 during the opening movement
- Figure 3 shows the arrangement of Figures 1 and 2 in the off state.
- FIG. 1 shows part of an interrupter unit with a first contact piece 1 on the switch drive side and a second contact piece 2 lying coaxially opposite it.
- a bridging contact piece 11 establishes contact between the first and the second switching contact piece.
- the bridging contact piece 11 carries at its end opposite the switch drive, not shown, a blow grille 12, which is only indicated in the figure.
- the bridging contact piece 11 is firmly connected to a compression cylinder 3, which limits a compression volume 13.
- the compressed quenching gas can then flow through the blow grille 12 into the arc space 14 between the first and the second switching contact piece in order to blow the arc burning there.
- the compression cylinder 3 moves further away from the second switching contact piece 2 and finally, as shown in FIG. 2, actuates the locking device 5, 6 which essentially consists of a locking lever 5 and the end 6 of a telescopic tube 9, 10 which a tension spring 7 surrounds.
- the part 8 of the switch which is connected to the switch drive, takes one end of the tension spring 7 and the inner tube 10 of the telescopic tube 9, 10 and thereby pulls the tension spring in length.
- the locking lever 5 holds the end 6 of the outer tube 9 of the telescopic tube 9, 10 so that the compression piston 4 is also fixed.
- FIG. 3 shows the switch-off state in which the compression piston 4 is at the greatest possible distance from the arc chamber 14. Assuming that the compression cylinder 3 does not have a strong influence on the electrical field distribution, the electrical field between the two switch contact pieces 1, 2 is approximately symmetrical. This ensures a high dielectric strength in the event of a switch-off.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem ersten und einem zweiten Schaltkontaktstück, die koaxial zueinander angeordnet sind und mit einer mechanischen Kompressionsvorrichtung für ein Löschgas zur Beblasung eines Lichtbogens, welche einen antreibbaren Kompressionszylinder und einen Kompressionskolben aufweist, wobei der Kompressionskolben das erste Schaltkontaktstück koaxial umgibt.The invention relates to a high-voltage circuit breaker with a first and a second switching contact piece, which are arranged coaxially to one another and with a mechanical compression device for an extinguishing gas for blowing an arc, which has a drivable compression cylinder and a compression piston, the compression piston, the first switching contact piece coaxially surrounds.
Ein derartiger Hochspannungs-Leistungsschalter ist beispielsweise aus der DE-OS 25 40 315 bekannt.Such a high-voltage circuit breaker is known for example from DE-OS 25 40 315.
Insbesondere bei Hochspannungs-Leistungsschaltern, die im Bereich höchster Spannungswerte eingesetzt werden, ist es wichtig, den Bereich zwischen den Schaltkontaktstücken derart zu gestalten, daß beim Ausschaltvorgang, wenn in diesem Bereich die volle Betriebsspannung abfällt, dort keine dielektrischen Probleme auftreten. Es muß dafür gesorgt werden, daß dieser Bereich mit einer möglichst geringen und gleichmäßig verteilten elektrischen Feldstärke belastet ist.Particularly in the case of high-voltage circuit breakers which are used in the area of the highest voltage values, it is important to design the area between the switch contact pieces in such a way that no dielectric problems occur there when the switch-off process, when the full operating voltage drops in this area. It must be ensured that this area is loaded with the lowest possible and evenly distributed electrical field strength.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungs-Leistungsschalter der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß im Ausschaltzustand die Schaltstrecke dielektrisch besonders günstig gestaltet ist.The invention is therefore based on the object of designing a high-voltage circuit breaker of the type mentioned at the outset in such a way that the switching path is designed to be particularly low dielectric in the switched-off state.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verriegelungseinrichtung, die den Kompressionskolben in der Einschaltstellung fixiert und während des Ausschaltvorgangs freigibt und durch eine Antriebseinrichtung, die den Kompressionskolben nach der Freigabe von dem zweiten Schaltkontaktstück weg verschiebt.The object is achieved according to the invention by a locking device which fixes the compression piston in the switched-on position and releases it during the switching-off process and by a drive device which locks the compression piston after the release of the second switching contact piece moves away.
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird erreicht, daß die Kompressionsvorrichtung einerseits in der bekannten Weise funktioniert, so daß bei der Ausschaltbewegung durch die Kompression des Löschgases ein genügend großer Löschgasdruck aufgebaut wird, um einen zwischen den Schaltkontaktstücken brennenden Lichtbogen zu beblasen, während andererseits vorteilhaft nach der Beblasung des Lichtbogens der Kompressionskolben zum Ende des Ausschaltvorgangs freigegeben und von dem zweiten Schaltkontaktstück und somit von der zwischen den Schaltkontaktstücken angeordneten Trennstrecke wegbewegt wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Anordnung des elektrischen Feldes zwischen den Schaltkontaktstücken symmetrischer gestaltet ist, als dies der Fall wäre, wenn der Kompressionskolben nicht bewegt würde. In diesem Fall würde die Konstellation einer Stab-Platte-Anordnung ähneln, wobei der Stab durch das zweite Schaltkontaktstück und die Platte durch das erste Schaltkontaktstück in Verbindung mit dem dieses umgebenden Kompressionskolben gebildet würde. Einer solchen Stab-Platte-Anordnung ist eine symmetrische Stab-Stab-Anordnung aus dielektrischen Gründen vorzuziehen. Die Feldverteilung einer Stab-Stab-Anordnung ist symmetrisch und weist daher weniger Verzerrungen auf, als die einer Stab-Platte-Anordnung.The construction according to the invention ensures that the compression device functions on the one hand in the known manner, so that a sufficient extinguishing gas pressure is built up during the switching-off movement by the compression of the extinguishing gas in order to blow an arc burning between the switch contact pieces, while on the other hand advantageously after blowing of the arc, the compression piston is released at the end of the switch-off process and is moved away from the second switching contact piece and thus from the separating distance arranged between the switching contact pieces. This ensures that the arrangement of the electric field between the switch contact pieces is made more symmetrical than would be the case if the compression piston were not moved. In this case, the constellation would resemble a rod-plate arrangement, the rod being formed by the second switching contact piece and the plate by the first switching contact piece in connection with the compression piston surrounding it. Such a rod-plate arrangement is preferable to a symmetrical rod-rod arrangement for dielectric reasons. The field distribution of a rod-rod arrangement is symmetrical and therefore has less distortion than that of a rod-plate arrangement.
Durch das Zurückziehen des Kompressionskolbens wird somit die Spannungsfestigkeit der Trennstrecke zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltkontaktstück verbessert. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Kompressionszylinder aus einem nicht leitenden Werkstoff besteht, dessen Dielektrizitätskonstante der eines Gases möglichst nahekommt und wenn der Kompressionskolben aus einem Werkstoff mit einer höheren Dielektrizitatskonstante, insbesondere einem leitenden Werkstoff, wie beispielsweise einem Metall besteht.By retracting the compression piston, the dielectric strength of the isolating section between the first and the second switching contact piece is thus improved. This is particularly the case if the compression cylinder is made of a non-conductive material, the dielectric constant of which is as close as possible to that of a gas and if the compression piston is made of a material with a higher dielectric constant, in particular a conductive material, such as a metal.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Verriegelungseinrichtung beim Ausschalten vom Kompressionszylinder betätigbar ist.An advantageous embodiment of the invention provides that the locking device can be actuated when the compression cylinder is switched off.
Hierdurch wird erreicht, die Entriegelung des Kompressionskolbens mit der Funktion der Kompressionsvorrichtung gekoppelt ist und daß somit auf einfache Weise sichergestellt ist, daß der Kompressionskolben erst nach der Betätigung der Kompressionsvorrichtung entriegelt wird.This ensures that the unlocking of the compression piston is coupled to the function of the compression device and that it is thus ensured in a simple manner that the compression piston is only unlocked after the compression device has been actuated.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Kompressionskolben bei der Einschaltbewegung selbsttätig verriegelt wird.Another advantageous embodiment of the invention provides that the compression piston is locked automatically during the switch-on movement.
Es kann außerdem vorteilhaft vorgesehen sein, daß die Antriebseinrichtung eine Zugfeder aufweist, die an dem Kompressionskolben und an einem während der Ausschaltbewegung angetriebenen Teil des Schalters befestigt ist.It can also be advantageously provided that the drive device has a tension spring which is fastened to the compression piston and to a part of the switch which is driven during the opening movement.
Diese Konstruktion stellt eine besonders einfache Realisierung der Erfindung dar. Die Feder ist so schwach ausgebildet, daß sie beim Spannvorgang die Antriebsbewegung des Schalters bei der Ausschaltbewegung nicht merklich behindert. Zur Bewegung des Kompressionskolbens nach dessen Entriegelung ist nur eine verhältnismäßig geringe Energiemenge erforderlich. Vorteilhaft wird die Feder als Schraubenfeder ausgeführt, die in einem Teleskoprohr geführt ist.This construction represents a particularly simple implementation of the invention. The spring is so weak that it does not noticeably impede the drive movement of the switch during the opening movement during the tensioning process. Only a relatively small amount of energy is required to move the compression piston after it has been unlocked. The spring is advantageously designed as a helical spring which is guided in a telescopic tube.
Auf diese Weise ist einerseits sichergestellt, daß die Feder nicht mit anderen Teilen des Schalters kollidiert, andererseits ist die Feder vor dielektrischen und chemischen Einflüssen, beispielsweise durch heißes Löschgas, geschützt.In this way it is ensured on the one hand that the spring does not collide with other parts of the switch, and on the other hand the spring is protected from dielectric and chemical influences, for example by hot quenching gas.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend beschrieben.In the following, the invention is shown on the basis of an exemplary embodiment in a drawing and described below.
Dabei zeigt die Figur 1 schematisch in einem Längsschnitt einen Teil einer Unterbrechereinheit eines Leistungsschalters, Figur 2 die Anordnung aus der Figur 1 während der Ausschaltbewegung,
Figur 3 die Anordnung aus den Figuren 1 und 2 im Ausschaltzustand.1 shows schematically in a longitudinal section a part of an interrupter unit of a circuit breaker, FIG. 2 shows the arrangement from FIG. 1 during the opening movement,
Figure 3 shows the arrangement of Figures 1 and 2 in the off state.
In der Figur 1 ist ein Teil einer Unterbrechereinheit mit einem ersten schalterantriebsseitigen Kontaktstück 1 und einem koaxial diesem gegenüberliegenden zweiten Kontaktstück 2 dargestellt. Im Einschaltzustand stellt ein Überbrückungskontaktstück 11 den Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltkontaktstück her.FIG. 1 shows part of an interrupter unit with a
Das Überbrückungskontaktstück 11 trägt an seinem dem nicht dargestellten Schalterantrieb gegenüberliegenden Ende ein Blasgitter 12, das in der Figur nur angedeutet ist.The
Das Überbrückungskontaktstück 11 ist mit einem Kompressionszylinder 3 fest verbunden, der ein Kompressionsvolumen 13 begrenzt.The
Bei einer Bewegung des Kompressionszylinders zusammen mit dem Überbrückungskontaktstück 11 in Richtung des Pfeiles 15, die durch den nicht dargestellten Schalterantrieb bei der Ausschaltbewegung hervorgerufen wird, wird Löschgas, insbesondere SF6 in dem Kompressionsraum 13 zwischen dem Kompressionszylinder 3 und einem Kompressionskolben 4 komprimiert.When the compression cylinder moves together with the bridging
Das komprimierte Löschgas kann dann durch das Blasgitter 12 in den Lichtbogenraum 14 zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltkontaktstück einströmen, um den dort brennenden Lichtbogen zu beblasen. Während dieser Zeit bewegt sich der Kompressionszylinder 3 weiter von dem zweiten Schaltkontaktstück 2 weg und betätigt schließlich, wie in der Figur 2 dargestellt, die Verriegelungseinrichtung 5, 6 die im wesentlichen aus einem Verriegelungshebel 5 und dem Ende 6 eines Teleskoprohrs 9, 10 besteht, das eine Zugfeder 7 umgibt.The compressed quenching gas can then flow through the
Während der Ausschaltbewegung nimmt das Teil 8 des Schalters, das mit dem Schalterantrieb verbunden ist, ein Ende der Zugfeder 7 und das innere Rohr 10 des Teleskoprohres 9, 10 mit und zieht dadurch die Zugfeder in die Länge. Durch den Verriegelungshebel 5 wird das Ende 6 des äußeren Rohres 9 des Teleskoprohrs 9, 10 festgehalten, so daß auch der Kompressionskolben 4 feststeht.During the switch-off movement, the
Nachdem durch den Kompressionszylinder 3 der Verriegelungshebel 5 betätigt worden ist, kann das Ende 6 des äußeren Rohres 9 des Teleskoprohrs 9, 10 an dem Verriegelungshebel 5 vorbeibewegt werden und die Zugfeder 7 zieht das äußere Rohr 9 des Teleskoprohrs 9, 10 und den Kompressionskolben 4 in Richtung von dem zweiten Schaltkontakstück 2 weg.After the
In der Figur 3 ist der Ausschaltzustand dargestellt, in dem der Kompressionskolben 4 den größtmöglichen Abstand von dem Lichtbogenraum 14 einnimmt. Nimmt man an, daß der Kompressionszylinder 3 die elektrische Feldverteilung nicht stark beeinflußt, so ist das elektrische Feld zwischen den beiden Schaltkontakstücken 1, 2 annähernd symmetrisch. Hierdurch wird eine hohe Spannungsfestigkeit im Ausschaltfall erreicht.FIG. 3 shows the switch-off state in which the compression piston 4 is at the greatest possible distance from the
Beim Einschalten des Schalters wird das Teleskoprohr 9, 10 in Richtung zum Lichtbogenraum 14 durch das angetriebene Teil 8 geschoben, bis daß der Verriegelungshebel 5 wieder hinter dem Ende 6 des äußeren Rohres 9 einrastet.When the switch is turned on, the
Claims (5)
gekennzeichnet durch
eine Verriegelungseinrichtung (5, 6), die den Kompressionskolben (4) in der Einschaltstellung fixiert und während des Ausschaltvorgangs freigibt und durch eine Antriebseinrichtung (7), die den Kompressionskolben (4) nach der Freigabe von dem zweiten Schaltkontaktstück (2) weg verschiebt.High-voltage circuit breaker with a first and a second switch contact piece (1, 2) which are arranged coaxially to one another and with a mechanical compression device (3, 4) for an extinguishing gas for blowing an arc, which has a drivable compression cylinder (3) and a compression piston ( 4), the compression piston (4) coaxially surrounding the first switching contact piece (1),
marked by
a locking device (5, 6) which fixes the compression piston (4) in the switched-on position and releases it during the switch-off process, and by a drive device (7) which moves the compression piston (4) away from the second switching contact piece (2) after the release.
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verriegelungseinrichtung (5, 6) beim Ausschalten vom Kompressionszylinder (3) betätigbar ist.High-voltage circuit breaker according to claim 1
characterized in that
the locking device (5, 6) can be actuated when the compression cylinder (3) is switched off.
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kompressionskolben (4) bei der Einschaltbewegung selbsttätig verriegelt wird.High-voltage circuit breaker according to claim 1 or 2,
characterized in that
the compression piston (4) is locked automatically during the switch-on movement.
dadurch gekennzeichnet, daß
die Antriebseinrichtung (7) eine Zugfeder aufweist, die an dem Kompressionskolben (4) und an einem während der Ausschaltbewegung angetriebenen Teil (8) des Schalters befestigt ist.High-voltage circuit breaker according to claim 1 or one of the following,
characterized in that
the drive device (7) has a tension spring which is fastened to the compression piston (4) and to a part (8) of the switch which is driven during the opening movement.
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zugfeder als Schraubenfeder ausgebildet ist, die in einem Teleskoprohr (9) geführt ist.High-voltage circuit breaker according to claim 4,
characterized in that
the tension spring is designed as a helical spring which is guided in a telescopic tube (9).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29605992U DE29605992U1 (en) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | High voltage circuit breakers |
| DE29605992U | 1996-03-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP0797228A2 true EP0797228A2 (en) | 1997-09-24 |
| EP0797228A3 EP0797228A3 (en) | 1998-08-05 |
Family
ID=8021997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP97250092A Withdrawn EP0797228A3 (en) | 1996-03-22 | 1997-03-21 | High voltage power circuit breaker |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0797228A3 (en) |
| DE (1) | DE29605992U1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3942489A1 (en) * | 1989-12-22 | 1991-06-27 | Licentia Gmbh | Gas-blow-out switch - optimises blow-out by using arrester to release 2nd bottom walling of compression space to allow movement and closure of non-return valve |
-
1996
- 1996-03-22 DE DE29605992U patent/DE29605992U1/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-03-21 EP EP97250092A patent/EP0797228A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3942489A1 (en) * | 1989-12-22 | 1991-06-27 | Licentia Gmbh | Gas-blow-out switch - optimises blow-out by using arrester to release 2nd bottom walling of compression space to allow movement and closure of non-return valve |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE29605992U1 (en) | 1996-05-30 |
| EP0797228A3 (en) | 1998-08-05 |
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