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Druckluftschalter mit reihengeschalteter Trennstelle in einer Durchführung
Druckluftschalter für hohe Spannungen werden oft so ausgeführt, dass die Kontakte der Leistungstrenn- stelle in einem Druckluftbehälter aus Metall eingeschlossen sind, der für die vorhandene Betriebsspannung von Erde isoliert ist. Der eine Kontakt der Leistungstrennstelle ist dabei mit dem Behälter metallisch ver- bunden, während der andere Kontakt von einem in den Behälter hineinragenden Durchführungsisolator ge- tragen wird. Man kann sich auch einen Schalter mit zwei Leistungstrennstellen in jedem Druckluftbehälter denken, in welchem Fall der Behälter zwei Kontakte enthält, die von je einer Durchführung getragen werden, während die beiden anderen Kontakte im Kontaktpaar mit dem Behälter metallisch verbunden sind.
Bei diesem Typ von Druckluftschaltern ist es indessen schwer gewesen, die Überschlagsfestigkeit über dem Teil der Durchführung, der ausserhalb des Behälters liegt, genügend hoch zu halten. Der Teil der Durchführung, der innerhalb des Behälters liegt, ist dagegen von Luft unter hohem Druck mit hoher Durchschlagsfestigkeit umgeben, und daher ist es nicht schwer, über diesem Teil der Durchführung die Überschlagsfestigkeit hoch zu halten.
Um die äussere Überschlagsfestigkeit der Durchführung zu erhöhen, liegt es nahe, die Länge der Durchführung ausserhalb des Druckluftbehälters zu vergrössern. Bei hohen Spannungen ist jedoch die elektrische Feldstärke in der Nähe der Befestigung der Durchführung in der Behälterwand so gross, dass dort zuweilen die Koronagrenze erreicht wird. Eine äussere Verlängerung des Durchführungsisolators, die einen grösseren Einfluss auf die Durchschlagsfestigkeit haben soll, muss deshalb beträchtlich sein. Dies ist anderseits wegen Platzmangel eine grosse Ungelegenhelt.
Das starke elektrische Feld im Bereich um die Befestigung der Durchführung in der Behälterwand beruht darauf, dass bei offenem Schalter die volle Spannung zwischen der leitenden Behälterwand und dem innerenleiter der Durchführung liegt und dass der Abstand zwischen diesen im genannten Bereich minimal ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckluftschalter mit mindestens einem von einem Isolator getragenen, elektrisch leitenden Druckluftbehälter, der mindestens eine Leistungsschaltstelle mit einem mit dem Druckluftbehälter elektrisch verbundenen ersten Kontakt und einem von einer in der Wand des Druckluftbehälters angeordneten Durchführung getragenen zweiten Kontakt enthält und ist dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Leistungsschaltstelle reihengeschaltete Trennstelle in einem Raum innerhalb der den einen Kontakt der Leistungsschaltstelle tragenden Durchführung angeordnet ist und mit einem druckluftbeaufschlagten Steuerorgan versehen ist, dem Druckluft über die auch als Ventil wirkende Leistungsschaltstelle zufliesst, sobald sich die Kontakte der Leistungsschaltstelle trennen.
Um eine gute Überschlagsfestigkeit zwischen den offenen Kontakten der Reihentrennstelle aufrechtzuerhalten, ist der Raum in der Durchführung, in dem die Kontakte angeordnet sind, wenigstens in der offenen Lage der Reihentrennstelle mit Druckluft gefüllt. Dies wird zweckmässig dadurch erreicht, dass der die Trennschaltstelle einschliessende Raum durch einen Verbindungskanal in der Durchführung und einen Ausströmungskanal im beweglichen Kontakt bei geschlossener Leistungsschaltstelle mit der freien Luft verbunden ist, aber bei geöffneter Leistungsschaltstelle durch den Verbindungskanal an den Druck-
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luftbehälter angeschlossen ist.
Erfindungsgemäss wird auch vorgeschlagen, dass der die Trennschaltstelle einschliessende Raum durch einen Blasluftkanal in dem beweglichen Kontakt der Trennschaltstelle während der Offnungsbewegung dieses beweglichen Kontaktes mit der freien Luft in Verbindung steht.
Der bewegliche Kontakt der Reihentrennstelle wird mit einem Mechanismus versehen. der den Kontakt in offener Lage hält, wenn der Raum, in dem der Kontakt angeordnet ist, mit Druckluft gefüllt ist. Wenn die Druckluft aus dem genannten Raum abgelassen wird, wird der beweglicheKontakt derReihentrennstelle geschlossen. Das Kontaktpaar der. Leisturigstreniistelle wirkt als Steuerventil für den Mechanismus der Leistungstrennstelle und in dieser Weise wird gesichert, dass die Reihentrennstelle erst geöffnet wird, nachdem die Leistungstrennstelle geöffnet word en ist. und erst geschlossen wird, nachdem die Leistungstrennstelle geschlossen worden ist.
In diesem Zusammenhang kann erwähnt werden, dass es einen weiteren Vorteil be- deutet, wenn man in dieser Weise eue trennstelle in Reihe mit der Leistungstrennstelle anordnet, da das Schliessen und Öffnen des Hauptkreises durch getrennte Kontaktpaar geschieht.
Bei den Druckluftschaltern, auf die es hier ankommt, ist die beschriebene Anordnung mit einer
Reihentrennstelle in einer Durchführung besonders geeignet, wenn die Leistungstrennstelle wegen besonderer
Unterbrechungsverhältnisse mit einem Steuerwiderstand parallelgeschaltet werden muss. In diesem Fall dient nämlich die Reihentrennstelle als Hilfstrennstelle für denStrom durch den Steuerwiderstand. Besondere An- ordnungen für eine Hilfstrennstelle im Druckluftscnalter sind somit nicht erforderlich. wodurch dieser wesent- lich vereinfacht wird. DerSteuerwiderstand kann von demDurchführungsisolator getragen werden und wird dann mit Vorteil um diesen herum angeordnet.
Der Lichtbogen, der bei einer Unterbrechung in der Reihentrennstelle von dem Strom durch den Steuerwiderstand gebildet wird, wird gelöscht, indem man zulässt, dass Druckluft von der Leistungstrennstelle zu der Reihentrennstelle und durch einen Blasluftkanal in deren beweglichem Kontakt ins Freie strömt.
Die beigefügte Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung bezeichnet 1 einen ständig mit Druckluft gefüllten elektrisch leitenden Behälter, in dem eine Leistungstrennstelle angeordnet ist. Die Leistungstrennstelle wird von einem festen Kontakt 2 und einem beweglichen Kontakt 3 gebildet, der mit dem Behälter galvanisch verbunden und mit einem Ausströmungskanal 4 versehen ist.
Der Ausströmungskanal 4 steht mit der freien Luft in Verbindung durch den Kanal 5 und das Sperrventil 6, das nur in der offenen Lage der Leistungstrennstelle geschlossen ist.
In der geschlossenen Lage der Leistungstrennstelle wird die Druckluft daran gehindert, aus dem Behälter 1 herauszuströmen, dadurch, dass der bewegliche Kontakt 3 dichtend an einem mit dem festen Kontakt 2 verbundenen Organ anliegt. Der Kontakt 3 ist mit einem Kolben 7 verbunden und wird von einer Feder 8 in geschlossener Lage gehalten.
Der feste Kontakt 2 wird von einem Durchführungsisolator 9 getragen, in dem eine mit der Leistungstrennstelle reihengeschaltete Trennstelle angeordnet ist. Die Reihentrennstelle hat einen festen Kontakt 10 und einen beweglichen Kontakt 11, der mit einem Kolben 12 verbunden ist. Eine Feder 13 beeinflusst denKontakt 11 in schliessender Richtung. Der Raum 14 in der Durchführung steht durch einen Verbindungkanal 15 in der geschlossenen Lage der Leistungstrennstelle mit dem Ausströmungskanal 4 in Verbindung. Der Raum 14 ist durch einen Blasluftkanal 16 im beweglichen Kontakt der Reihentrennstelle auch mit der freien Luft verbunden, welche Verbindung in der völlig offenen Lage der Reihentrennstelle dadurch gesperrt wird, dass die linke Öffnung des Blasluftkanals 16 von dem Dichtungsorgan 17 geschlossen wird.
Ein Steuerwiderstand 18 ist im Behälter 1 um die Durchführung 9 herum angeordnet.
Der Druckluftschalter wird dadurch geöffnet, dass Druckluft dem Raum 19 links vom Kolben 7 zugeführt wird, wobei dieser und der mit ihm verbundene Kontakt 3 nach rechts geführt werden. Die Druckluft im Behälter 1 strömt durch denAusströmungskanal 4, den Kanal 5 und das offene Sperrventil 6 heraus,
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stelle getrennt werden, wird der Kanal 15 freigelegt, wobei der Behälter 1 in Verbindung mit dem Raum 14 gesetzt wird, der mit Druckluft gefüllt wird. Der Druck auf den Kolben 12 steigt, und der bewegliche Kontakt 11 wird geöffnet. Nachdem der Lichtbogen zwischen den Kontakten der Leistungstrennstelle gelöscht worden ist, bleibt, wenn die Leistungstrennstelle mit einem Widerstand parallelgeschaltet ist, zwischen den Kontakten der Reihentrennstelle ein Lichtbogen bestehen, der den Strom durch diesen Widerstand leitet.
Dieser letztere Lichtbogen wird gelöscht, indem Druckluft gegen ihn und heraus durch den Blasluftkanal 16 strömt, der in der offenen Lage des Kontaktes 11 von dem Dichtungsorgan 17 geschlossen wird.
Wenn der Schalter geschlossen werden soll, wird der Raum 19 an die freie Luft angeschlossen, wobei
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der Kontakt S von der Feder 8 in die geschlossene Lage getrieben wird. In dieser Lage wird das Sperrventil
6 von der Feder 22 dadurch geöffnet, dass die Druckluft vom Raum 21 durch den Kanal 20 herausströmt.
Wenn die Leistungstrennstelle ganz geschlossen ist, wird der Raum 14 wieder an die freie Luft durch den
Verbindungskanal 16, den Ausströmungskanal 4, den Kanal 5 und das offene Sperrventil 6 angeschlossen.
Die Druckluft strömt aus demRaum 14 heraus, und die Reihentrennstelle wird dadurch geschlossen, dass der Kontakt 11 von der Feder 13 wieder nach rechts geführt wird.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Druckluftschalter mit mindestens einem von einem Isolator getragenen, elektrisch leitenden Druck- luftbehälter, der mindestens eine Leistungsschaltstelle mit einem mit dem Druckluftbehälter elektrisch verbundenen ersten Kontakt und einem von einer in der Wand des Druckluftbehälters angeordneten Durchführung getragenen zweiten Kontakt enthält, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Leistungsschaltstelle reihengeschaltete Trennstelle (10, 11) in einem Raum (14) innerhalb der den einen Kontakt der Leistungsschaltstelle tragenden Durchführung angeordnet ist und mit einem dr uckl uftbeaufschlagten Steuer- organ versehen ist, dem Druckluft über die auch als Ventil wirkende Leistungsschaltstelle zufliesst, sobald sich die Kontakte der Leistungsschaltstelle trennen.
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Compressed air switch with series-connected separation point in one feedthrough
Compressed air switches for high voltages are often designed in such a way that the contacts of the power disconnection point are enclosed in a compressed air tank made of metal, which is isolated from earth for the existing operating voltage. One contact of the power isolating point is connected to the container by metal, while the other contact is supported by a bushing insulator protruding into the container. One can also imagine a switch with two power disconnection points in each compressed air tank, in which case the tank contains two contacts which are each carried by a bushing, while the other two contacts in the contact pair are metallically connected to the tank.
With this type of compressed air switch, however, it has been difficult to keep the flashover strength sufficiently high over the part of the bushing that is outside the container. On the other hand, the part of the bushing which is inside the container is surrounded by air under high pressure with high dielectric strength, and therefore it is not difficult to keep the flashover strength high over this part of the bushing.
In order to increase the external flashover strength of the bushing, it makes sense to increase the length of the bushing outside of the compressed air tank. At high voltages, however, the electric field strength in the vicinity of the fastening of the bushing in the container wall is so great that the corona limit is sometimes reached there. An external extension of the bushing insulator, which is supposed to have a greater influence on the dielectric strength, must therefore be considerable. On the other hand, this is a great inconvenience due to the lack of space.
The strong electric field in the area around the fastening of the bushing in the container wall is based on the fact that when the switch is open, the full voltage is between the conductive container wall and the inner conductor of the bushing and that the distance between them is minimal in the area mentioned.
The present invention relates to a compressed air switch with at least one electrically conductive compressed air container carried by an insulator, which contains at least one power switching point with a first contact electrically connected to the compressed air container and a second contact carried by a bushing arranged in the wall of the compressed air container and is characterized by this that a separating point connected in series with the power switching point is arranged in a space within the bushing carrying the one contact of the power switching point and is provided with a pressurized control element to which compressed air flows through the power switching point, which also acts as a valve, as soon as the contacts of the power switching point separate.
In order to maintain a good flashover strength between the open contacts of the row separation point, the space in the bushing in which the contacts are arranged is filled with compressed air, at least in the open position of the row separation point. This is expediently achieved in that the space enclosing the isolating switch point is connected to the free air through a connection channel in the bushing and an outflow duct in the movable contact when the power switch point is closed, but when the power switch point is open through the connection channel to the pressure
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air tank is connected.
According to the invention, it is also proposed that the space enclosing the isolating switch point be connected to the free air by a blown air duct in the movable contact of the isolating switch point during the opening movement of this movable contact.
The movable contact of the row separation point is provided with a mechanism. which keeps the contact in the open position when the space in which the contact is arranged is filled with compressed air. When the compressed air is released from said space, the movable contact of the serial separation point is closed. The contact pair of the. Power separation point acts as a control valve for the mechanism of the power separation point and in this way it is ensured that the series separation point is only opened after the power separation point has been opened. and is only closed after the power disconnection point has been closed.
In this context it can be mentioned that there is a further advantage if you arrange your disconnection point in series with the power disconnection point in this way, since the closing and opening of the main circuit takes place through separate pairs of contacts.
In the case of the compressed air switches that are important here, the arrangement described is with a
Row separation point in a bushing particularly suitable if the power separation point is due to special
Interruption ratios must be connected in parallel with a control resistor. In this case, the series separation point serves as an auxiliary separation point for the current through the control resistor. Special arrangements for an auxiliary isolating point in the compressed air switch are therefore not required. whereby this is considerably simplified. The control resistor can be carried by the bushing insulator and is then advantageously placed around it.
The arc, which is formed by the current through the control resistor in the event of an interruption in the series separation point, is extinguished by allowing compressed air to flow from the power separation point to the series separation point and through a blown air duct in its movable contact to the outside.
The accompanying drawing shows an embodiment of the invention. In the drawing, 1 denotes an electrically conductive container which is constantly filled with compressed air and in which a power isolating point is arranged. The power separation point is formed by a fixed contact 2 and a movable contact 3, which is galvanically connected to the container and provided with an outflow channel 4.
The outflow channel 4 is in communication with the free air through the channel 5 and the shut-off valve 6, which is only closed in the open position of the power separation point.
In the closed position of the power disconnection point, the compressed air is prevented from flowing out of the container 1 by virtue of the fact that the movable contact 3 is in sealing contact with an organ connected to the fixed contact 2. The contact 3 is connected to a piston 7 and is held in the closed position by a spring 8.
The fixed contact 2 is carried by a bushing insulator 9 in which an isolating point connected in series with the power isolating point is arranged. The series separation point has a fixed contact 10 and a movable contact 11 which is connected to a piston 12. A spring 13 influences the contact 11 in the closing direction. The space 14 in the feedthrough is connected to the outflow channel 4 through a connection channel 15 in the closed position of the power separation point. The space 14 is also connected to the free air by a blown air duct 16 in the movable contact of the row separation point, which connection is blocked in the completely open position of the row separation point in that the left opening of the blown air duct 16 is closed by the sealing member 17.
A control resistor 18 is arranged in the container 1 around the bushing 9.
The compressed air switch is opened by the fact that compressed air is supplied to the space 19 to the left of the piston 7, this and the contact 3 connected to it being guided to the right. The compressed air in the container 1 flows out through the outflow channel 4, the channel 5 and the open shut-off valve 6,
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Place are separated, the channel 15 is exposed, the container 1 is placed in connection with the space 14, which is filled with compressed air. The pressure on the piston 12 increases and the movable contact 11 is opened. After the arc between the contacts of the power disconnection point has been extinguished, if the power disconnection point is connected in parallel with a resistor, an arc remains between the contacts of the series disconnection point and conducts the current through this resistor.
This latter arc is extinguished in that compressed air flows against it and out through the blown air duct 16, which is closed by the sealing member 17 in the open position of the contact 11.
When the switch is to be closed, the space 19 is connected to the open air, whereby
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the contact S is driven into the closed position by the spring 8. In this position, the check valve
6 opened by the spring 22 in that the compressed air flows out of the space 21 through the channel 20.
When the power separation point is completely closed, the space 14 is back to the open air through the
Connecting channel 16, the outflow channel 4, the channel 5 and the open shut-off valve 6 connected.
The compressed air flows out of the space 14 and the row separation point is closed in that the contact 11 is guided by the spring 13 to the right again.
PATENT CLAIMS:
1. Compressed air switch with at least one electrically conductive compressed air container carried by an insulator, which contains at least one power switching point with a first contact electrically connected to the compressed air container and a second contact carried by a bushing arranged in the wall of the compressed air container, characterized in that a separating point (10, 11) connected in series with the power switching point is arranged in a space (14) within the bushing carrying one contact of the power switching point and is provided with a pressurized control element to which compressed air flows through the power switching point, which also acts as a valve as soon as the contacts of the power switching point separate.