EP0823721B1 - Selbstbeblasender elektrischer Lastschalter mit rotierendem Lichtbogen - Google Patents

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EP0823721B1
EP0823721B1 EP19970410075 EP97410075A EP0823721B1 EP 0823721 B1 EP0823721 B1 EP 0823721B1 EP 19970410075 EP19970410075 EP 19970410075 EP 97410075 A EP97410075 A EP 97410075A EP 0823721 B1 EP0823721 B1 EP 0823721B1
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EP
European Patent Office
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contacts
circuit breaker
arcing
contact
plate
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP19970410075
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0823721A1 (de
Inventor
Jean-Claude Faye
Alain Chapusot
Pierre Chevrier
Georges Bernard
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.)
Siemens Transmission and Distribution SA
Original Assignee
Schneider Electric High Voltage SA
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Publication date
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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
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/98—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being initiated by an auxiliary arc or a section of the arc, without any moving parts for producing or increasing the flow

Definitions

  • the present invention solves this problem and proposes a rotary arc circuit breaker and expansion, simple design, improving the dielectric characteristics of the bottom insulating while facilitating the breaking of small currents.
  • the subject of the present invention is a circuit breaker according to claim 1.
  • the annular edge of the envelope adjacent to the insulating bottom carries the movable main contact and the aforementioned conductive bottom is coupled to the contact movable arc whose control mechanism cooperates with sequencing means establishing the appropriate opening and closing sequences of the moving contacts.
  • the aforementioned insulator is placed above the piece of contact of the arcing contact associated with the upper bottom of the breaking chamber.
  • the outside diameter of the movable arcing contact is greater the outside diameter of the fixed arcing contact.
  • it comprises a means for uncoupling the envelope above of the insulator, after the separation of the arcing contacts, once the breaking has been carried out.
  • the insulator, or insulating bottom, of the breaking chamber is crossed by the fixed arcing contact, which cooperates with the movable arcing contact crossing the conductive bottom to which it is electrically and mechanically connected.
  • it comprises an electromagnetic coil for rotating the arc arranged coaxially around the fixed arcing contact, the insulator being placed behind the coil.
  • the movable arcing contact is hollow.
  • the enclosure is filled with sulfur hexafluoride at pressure atmospheric or under pressure.
  • a switching chamber 1 belonging to one of the poles of a medium or high voltage self-expanding and rotating arc circuit breaker.
  • This room 1 contains two arcing contacts 2, 3 respectively fixed and mobile, and is intended to be housed inside a sealed enclosure (not shown) filled with a rigid gas high dielectric, in particular sulfur hexafluoride at atmospheric pressure or at overpressure.
  • This enclosure also has two main contacts 4.5 mounted in parallel with the aforementioned arcing contacts 2, 3 outside of the breaking chamber 1.
  • This interrupting chamber 1 is confined by a cylindrical envelope 6, closed at its two ends opposite by two bottoms 7, 8.
  • the two aforementioned arcing contacts 2, 3, respectively fixed and mobile, are mounted coaxially inside said chamber 1 and pass through the two bottoms 7, 8 respectively.
  • the cylindrical casing 6 as well as one 8 of the two bottoms 7, 8, crossed by the movable contact 3, are metallic.
  • the opposite bottom 7 is fixedly crossed by the fixed contact 2 and is made of an insulating material so providing electrical insulation between the fixed contact 2 and the cylindrical casing 6.
  • a coil of arc blowing not shown, which is capped in a known manner with a electrode 11 (not shown) constituting an arc migration track and arranged in sight of the moving arcing contact 3.
  • the insulating part 7, or insulator, is placed behind this coil and therefore at the top of the switching chamber 1.
  • the two arcing contacts 2, 3 are electrically connected, respectively, to two pads of current generally formed by the two funds (not shown) of the aforementioned enclosure.
  • the movable arcing contact 3 is constituted by a hollow tube making it possible to communicate, in the open position of the circuit breaker shown on the right side of the figure, the breaking chamber 1 with the enclosure, which constitutes an expansion chamber, thanks to the presence at the base of the movable contact 3 of communication orifices (not shown) between the tubular interior of contact 3 and the enclosure. Note that this communication can also be achieved through the fixed arcing contact 2, which can also be hollow.
  • the cylindrical casing 6 of the switching chamber 1 extends projecting from the bottom insulator 7 by a collar 9 arranged in main movable contact 5 intended to cooperate with the main fixed contact 4 of the circuit breaker.
  • the bottom metal 8 is electrically connected and mechanically coupled to the movable arcing contact 3 of so that the appropriate contact opening and closing sequences mobiles 3, 5 are made.
  • the contact control mechanism mobile 3 (not shown) cooperates with sequencing means 10 provided between the metal bottom 8 and movable arcing contact 3.
  • means will also be provided for uncoupling the casing 6 from the insulator 7, once the cut has been made.
  • the permanent current passes through the movable contact 3, the metal bottom 8, then the cylindrical casing 6, then the main contacts 4, 5.
  • a small fraction of the current traverses a parallel circuit constituted by the movable arcing contact 3, the electrode, the coil of the fixed contact 2 and the conductive bottom of the enclosure (not shown).
  • the opening of the circuit breaker is controlled by sliding down a rod control (not shown) driving the tubular support 3b of the movable arcing contact 3 and thereby the cylindrical casing 6 carrying the movable main contact 5.
  • the main contacts 4, 5 are opened without forming an arc, and from the switching of the current in the parallel circuit, the coil generates a magnetic field which blows the arc formed during the separation of the arcing contacts 2, 3 during the continued movement of opening of the circuit breaker.
  • the arc drawn in the breaking chamber 1 causes heating and a rise in pressure of the gas contained in this chamber 1 which gas escapes through the movable tubular contact 3 towards the expansion chamber constituted by the enclosure, by pneumatically blowing the arc extending between the contact movable arc 3 and the electrode 11.
  • the dust generated during the cut falls, by gravity, on the metal bottom 8 and do not reach the insulating bottom 7, which thus has good dielectric strength.
  • said envelope 6 will advantageously be disconnected from the insulator 7, this in order to avoid having, over time, an insulator 7 under tension when the circuit breaker is open.
  • the invention can of course be used for all the poles of a circuit breaker multipolar autoexpansion, for example having an enclosure common to all the poles.

Landscapes

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

Claims (9)

  1. Leistungsschalter, der gattungsgemäß ein gasdichtes, mit einem Gas hoher dielektrischer Festigkeit gefülltes und mehrere Pole umschließendes Gehäuse aufweist, wobei jeder Pol folgende Teile umfaßt:
    eine Lichtbogenlöschkammer (1), die durch eine annähernd zylindrische und an ihren beiden Enden durch Böden (7, 8) gasdicht verschlossene Umhüllung (6) begrenzt wird,
    zwei Lichtbogenkontakte (2, 3), die als feststehender Lichtbogenkontakt (2) bzw. als über einen Betätigungsmechanismus angetriebener beweglicher Lichtbogenkontakt (3) ausgebildet und in der genannten Lichtbogenlöschkammer (1) koaxial zueinander angeordnet sind sowie jeweils einen der genannten Böden (7, 8) durchragen, wobei in mindestens einem der genannten Kontakte (2, 3) Gasströmungskanäle ausgebildet sind, über die in der Trennstellung der Lichtbogenkontakte (2, 3) eine Verbindung zwischen der Lichtbogenlöschkammer (1) und dem genannten Gehäuse hergestellt werden kann, welches eine Expansionskammer bildet,
    eine Spule oder analoge Anordnung, die im Innern der Lichtbogenlöschkammer (1) angeordnet ist und in der Trennzone der Lichtbogenkontakte (2, 3) ein Blasmagnetfeld erzeugt, um einen zwischen den getrennten Lichtbogenkontakten (2, 3) abbrennenden Lichtbogen in Drehung zu versetzen,
    zwei parallel zu den Lichtbogenkontakten (2, 3) geschaltete Hauptkontakte (4, 5), die außerhalb der Lichtbogenlöschkammer (1) angeordnet sind und dazu dienen, im Verlauf einer Ausschalthandlung des Leistungsschalters vor der Trennung der Lichtbogenkontakte (2, 3) zu öffnen, wobei die genannte Umhüllung (6) sowie einer (8) der genannten Böden (7, 8) aus einem Leiterwerkstoff bestehen und elektrisch mit dem Lichtbogenkontakt (3) verbunden sind, welcher dem genannten Boden (8) zugeordnet ist, während der andere Boden (7) aus Isolierstoff besteht und einen Isolator bildet, der in der Ausschaltstellung der Kontakte (2, 3) die elektrische Isolation gewährleistet, und das an den Isolierstoffboden (7) grenzende Ende der genannten Umhüllung (6) einen der Hauptkontakte (4, 5) trägt,
    dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Isolator (7) im oberen Teil der Lichtbogenlöschkammer (1) angeordnet ist, so daß die während der Abschaltung gebildeten Staubteilchen durch Schwerkraftwirkung auf den Metallboden (8) herabfallen und nicht an den Isolierstoffboden (7) gelangen.
  2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Isolierstoffboden (7) angrenzende ringförmige Rand (9) der Umhüllung (6) den beweglichen Hauptkontakt (5) trägt und der genannte leitende Boden (8) mit dem beweglichen Lichtbogenkontakt (3) verbunden ist, dessen Betätigungsmechanismus mit Schaltfolge-Steuermitteln (10) zusammenwirkt, um geeignete Ausschalt- und Einschaltfolgen der beweglichen Kontakte (3, 5) zu gewährleisten.
  3. Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Isolator (7) oberhalb des Kontaktstücks (2a) des Lichtbogenkontakts (2) angeordnet, der dem oberen Boden (7) der Lichtbogenlöschkammer (1) zugeordnet ist.
  4. Leistungsschalter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des beweglichen Lichtbogenkontakts (3) größer ist als der Außendurchmesser des feststehenden Lichtbogenkontakts (2).
  5. Leistungsschalter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter Mittel umfaßt, um nach erfolgter Abschaltung und Trennung der Lichtbogenkontakte (2, 3) die genannte Umhüllung (6) vom Isolator (7) zu trennen.
  6. Leistungsschalter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (7) oder Isolierstoffboden der Lichtbogenlöschkammer (1) vom feststehenden Lichtbogenkontakt (2) durchragt wird, der mit dem beweglichen Lichtbogenkontakt (3) zusammenwirkt, welcher den leitenden Boden (8) durchragt, mit dem er elektrisch und mechanisch verbunden ist.
  7. Leistungsschalter nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine koaxial um den feststehenden Lichtbogenkontakt (2) herum angeordnete elektromagnetische Spule zur Erzeugung der Lichtbogendrehung umfaßt und der Isolator (7) hinter der Spule angeordnet ist.
  8. Leistungsschalter nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Lichtbogenkontakt (3) hohl ausgeführt ist.
  9. Leistungsschalter nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit Schwefelhexafluorid unter atmosphärischem Druck oder Überdruck gefüllt ist.
EP19970410075 1996-08-09 1997-07-16 Selbstbeblasender elektrischer Lastschalter mit rotierendem Lichtbogen Expired - Lifetime EP0823721B1 (de)

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FR9610232 1996-08-09
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Publications (2)

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EP0823721A1 EP0823721A1 (de) 1998-02-11
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DE (1) DE69710533D1 (de)
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FR2752329A1 (fr) 1998-02-13
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