Zusatzpatent zum Hauptpatent Nr. 240050. Dr uckgasschalter mit Abschaltwider stand. Druckgasschalter mit Mehrfachunter brechung, die aus mehreren in Reihe ge schalteten Unterbrechungsstellen bestehen, sind an sich bekannt. Bei solchen Schaltern werden zusätzliche Schaltelemente für die Patentialsteuerting den Unterbrechungsstellen zugeordnet, welche eine gleichmässige Auf teilung der Gesamtspannung auf die einzel nen Unterbrechungsstellen gewährleisten.
Diese Schaltelemente, üblicherweise Ohmsche Widerstände oder Kondensatoren, werden jeweils an den Haupt- und Gegenkontakt jeder Unterbrechungsstelle angeschaltet, so dass sie die betreffende Unterbrechungsstelle überbrücken. Bezüglich des Aufbaues der Druckgasschalter mit Mehrfachunterbrechung bat sich die Säulenbauart als vorteilhaft er wiesen, in welcher die verschiedenen Unter brechungsstellen gleichachsig übereinander angeordnet sind.
Dabei erfolgt die Kontakt bewegung und das Ausblasen der Schaltgase aus den Schaltkammern in den Unter brechungsstellen in der Richtung der gemein- samen Säulenachse, wobei die zusätzlichen Schaltelemente für die Potentialsteuerung vorzugsweise mit den die einzelnen Schalt kammern begrenzenden Isolierzylindern oder mit den die Druckgaszufuhr vermittelnden Isolierrohren zusammengebaut sind.
Anderseits ist es bekannt, bei Schaltern mit nur einer als Leistungsunterbrechungs- stelle ausgebildeten Schaltkammer im Ab- strömkanal des Hauptkontaktes dieser Unter brechungsstelle eine Hilfselektrode vorzu sehen, die über einen Abschaltwiderstand mit dem beweglichen Gegenkontakt verbunden ist.
Eine derartige Unterbrechungsstelle hat gegenüber einer solchen ohne Abschaltwider- stand, insbesondere bei höheren Eigenfre quenzen der wiederkehrenden Spannung, ein wesentlich grösseres Abschaltvermögen bei höchstens gleich grossem Druckgasverbrauch.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf einen Druckgasschalter mit Ab schaltwiderstand und Mehrfachunterbrechung mit mehreren in Reihe geschalteten Unter- Brechungsstellen, von denen wenigstens ein Teil aus einer einen beweglichen Haupt kontakt, einen beweglichen Gegenkontakt und eine feststehende Hilfselektrode enthal tenden Schaltkammer besteht,
in welcher der Hauptkontakt und der Gegenkontakt bei einem Abschaltvorgang in zueinander ent gegengesetzten Richtungen in ihre Offenstel- lung bewegt und die beiden Kontakte wie auch die Hilfselektrode hierbei mit in die Schaltkammer eingeführtem Druckgas be- blasen werden, ferner der Hauptkontakt nach erfolgter Abschaltung wieder in seine Schliessstellung zurückkehrt und die Hilfs elektrode in der Schaltkammer derart ange ordnet ist, dass der Abschaltwiderstand durch den Hauptkontakt der zugeord neten Schaltkammer überbrückt ist,
wenn sich der letztere in seiner Schliessstellung be findet, während in der Offenstellung des Hauptkontaktes diese Überbrückung des Abschaltwiderstandes aufgehoben ist und die Hilfselektrode zwischen den beiden Kontak ten der betreffenden Schaltkammer liegt.
Erfindungsgemäss werden hierbei die zusätz lichen Schaltelemente für die Potentialsteue rung je zwischen der Hilfselektrode und dem Gegenkontakt der betreffenden Schaltkam mer eingeschaltet, während der der Schalt kammer zugeordnete Abschaltwiderstand zwischen Hilfselektrode und Hauptkontakt eingeschaltet ist. .
Wie nachfolgend an Hand des in der Zeich nung schematisch dargestellten Ausführungs beispiels der vorliegenden Erfindung noch näher erläutert wird, ist es dadurch möglich, ohne wesentlich grössere Bauhöhe den bevor zugten Säulenaufbau derDruckgasschaltermit Mehrfachunterbrechung anzuwenden, trotz dem die einzelnen Unterbrechungsstellen mit einer Hilfselektrode und einem Abschalt- widerstand versehen sind. Überbrückungs- leitengen oder Durchführungen,
insbeson dere in den Stromkreisen der Abschaltwider- stände und der für die Potentialsteuerung vorgesehenen Schaltelemente sind nicht er forderlich. Der gesamte Aufbau eines solchen Schalters für Mehrfachunterbrechung wird dementsprechend übersichtlich und einfach und erscheint kaum komplizierter als der jenige eines Schalters mit Mehrfachunter brechung, der aus reihengeschalteten Unter brechungsstellen ohne Abschaltwiderstände besteht.
Bei dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine der hintereinandergeschalteten Unterbre chungsstellen eines Schalters mit Mehrfach unterbrechung wiedergegeben. Der untere Pol 4 dieser Unterbrechungsstelle ist mit dem obern Pol der darunterliegenden, nicht eingezeichneten, Unterbrechungsstelle zusam mengebaut. Der Hohlraum 19, der durch das Gehäuse 4 gebildet wird, dient als Aus blaseraum und ist mit Öffnungen versehen, durch welche die Schaltgase in die freie Atmosphäre abströmen. Dieser Hohlraum 19 wird von den Druckluftzuführungsleitungen 21 durchstossen.
Der obere Pol 2 der wieder gegebenen Unterbrechungsstelle ist gleich ausgebildet; sein Hohlraum 20 besitzt eben falls nicht wiedergegebene Ausblaseöffnun- gen und wird von den Druckluftzuführungs- leitungen 22 durchsetzt, welche einen Teil der Druckluft in der Richtung der ausge zogenen Pfeile zu der nächsten, nicht einge zeichneten, oberhalb liegenden Unterbre chungsstelle führen. Der obere Pol 2 ist dem entsprechend mit dem untern Pol der ober halb liegenden Unterbrechungsstelle zusam mengebaut. Dabei sind alle Unterbrechungs stellen im Prinzip gleich wie die in der Zeichnung wiedergegebene Unterbrechungs stelle ausgebildet und übereinander säulen förmig angeordnet.
Diese verschiedenen Un terbrechungsstellen werden zweckmässig als reine Leistungsunterbrechungsstellen ausge baut, deren Kontakte sich nach erfolgter Ab schaltung wieder schliessen. Die Spannungs trennung bei einer endgültigen Abschaltung übernimmt ein zusätzlicher, nicht eingezeich neter Spannungstrenner. Jede Unterbre chungsstelle besitzt dementsprechend zwei Hohlkontakte 1, 3, die durch Federn 5, 23 in der Schliessstellung gehalten werden, so fern der Druck in der Schaltkammer unter- halb eines vorgegebenen Minimalwertes liegt. Der obere Kontakt 1 ist der Hauptkontakt, an welchen der Absehaltwiderstand 10 ange schlossen ist.
Dieser Abschaltwiderstand 10 kann aus einer grösseren Zahl paralleler Wi derstände aufgebaut sein, von denen jeder durch die Druckluft gekühlt wird. Der Ge genkontakt 3 der Unterbrechungsstelle kann zweckmässig einen etwas geringer bemessenen Abströmkanal erhalten wie der Hauptkon takt 1. Die Unterbrechungsstelle ist ferner mit einer Hilfselektrode 6 versehen, die mit tels Rippen 7 an dem Ring 8 abgestützt ist. Diese Rippen 7 stellen gleichzeitig die lei tende Verbindung zwischen der Zwischen elektrode 6 und dem Abschaltwiderstand 10 her.
Die Ausbildung der Hilfselektrode 6 als Zwischenkontakt ist hier besonders vorteil haft; unabhängig von der Stellung des Ge genkontaktes 3 wird der Abschaltwiderstand 10 durch den Hauptkontakt 1 kurzgeschlos sen, sofern sich der letztere in seiner Schliess stellung befindet. Um eine Belastung des Ab schaltwiderstandes 10 bei der erfolglosen Kurzschlusslortschaltung zu vermeiden, sind die Federn 5, 23 so zu bemessen, dass stets zuerst der Hauptkontakt -1 und nachher der Gegenkontakt 3 in die gezeichnete Schliess stellung zurückkehrt. Die Offenstellungen 1', 3' der beiden Kontakte sind gestrichelt eingetragen.
In dieser Offenstellung liegt er sichtlich die Hilfselektrode 6 zwischen den selben und die Überbrückung des Schalter widerstandes 10 durch den Hauptkontakt 1 ist aufgehoben. Die gesamte Schaltkammer dieser Unterbrechungsstelle wird in dem wiedergegebenen Beispiel durch den Rippen isolator 26 üblicher Abmessungen begrenzt.
Die Schaltelemente für die Steuerung der Potentialverteilung zwischen den Unterbre chungsstellen werden nun nicht, wie üblich, zwischen den Hauptkontakt 1 und den Ge genkontakt 3 bezw. zwischen die Pole 2, 4 der Unterbrechungsstelle geschaltet, sondern an den Gegenkontakt 3 und die Hilfs elektrode 6 gelegt.
In der Zeichnung bestehen diese Schaltelemente aus einer Kapazität, deren Beläge 25 in einen Isolierzylinder 11 eingewickelt sind, der gleichzeitig für die Distanzierung und Befestigung des Ringes 8 verwendet wird. Diese Kapazität hat zweck mässig Werte von etwa 1000 bis 5000 cm, während der Abschaltwiderstand 10 vorzugs weise bifilar gewickelt oder auf andere Weise induktionsfrei gemacht ist. Der Abschalt- widerstand kann beispielsweise Werte zwi schen 5 und etwa 500 Ohm haben.
Unter Umständen ist es zweckmässig, als Ab- schaltwiderstand einen spannungsabhängigen Ohmschen Widerstand zu verwenden, und zwar am besten einen solchen, dessen Wider stand mit abnehmendem Strom ansteigt. Bei der Verwendung eines spannungsabhängigen Abschaltwiderstandes kann es zweckmässig sein, denselben nicht innerhalb, sondern ausserhalb des Rippenisolators 26 anzuord nen. Der Rippenisolator 26 wird sodann vor teilhaft in zwei Teile zerlegt, die sich beid seitig auf dem radial nach aussen erweiterten Ring 8 abstützen.
Der für Mehrfachunter brechung bewährte Säulenaufbau der einzel nen Unterbrechungsstellen bleibt auch bei dieser letzten Variante gewahrt und irgend welche Überbrückungsleitungen zwischen ein zelnen Teilen der Unterbrechungsstellen sind nicht erforderlich.
An Stelle eines induktionsfreien Ohm- sehen Abschaltwiderstandes 10 kann auch ein eine wesentliche Selbstinduktion besitzen der Ohmscher Widerstand Verwendung fin den, sofern derselbe mittels einer Kapazität überbrückt ist. Ebenso ist es möglich, für die Potentialsteuerung nicht eine Kapazität, sondern ebenfalls einen Ohmschen Wider stand von beispielsweise 10 000 bis 100 000 Ohm zu verwenden.
Die Schaltelemente für die Potentialsteuerung müssen nur derart ausgebildet sein, dass sie die Potentialvertei lung weitgehend unabhängig von den un vermeidlichen und zum Teil veränderlichen Erdkapazitäten der verschiedenen Teile des Schalters bestimmen. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Abschalt- widerstand und die zusätzlichen Schalt elemente für die Potentialsteuerung jeder Unterbrechungsstelle derart bemessen sind,
dass. mindestens für die auftretenden Eigen frequenzen der wiederkehrenden Spannung an den Schalterkontakten der resultierende Scheinwiderstand des Abschaltwiderstandes kleiner ist als der resultierende Scheinwider stand der zusätzlichen Schaltelemente, die zwischen Hilfselektrode und Gegenkontakt eingeschaltet sind. Da die in Frage kommen den Eigenfrequenzen etwa zwischen 2000 und 20 000 Schwingungen pro Sekunde lie gen, lässt sich diese Forderung leicht erfüllen.
Unter diesen Umständen ist es möglich, auf eine besondere Verzögerungseinrichtung für den Gegenkontakt 3 zu verzichten, so dass dieser ebenfalls schon die ,gestrichelte End- lage 3' erreicht haben darf, wenn der zwi schen der Hilfselektrode 6 und dem Haupt kontakt 1' brennende Lichtbogen erlöscht. Die wiederkehrende Spannung liegt dann, da der zwischen Hilfs elektrode 6 und Hauptkontakt 1' klein ist gegenüber dem Scheinwiderstand zwischen Hilfselektrode 6 und Gegenkontakt 3', vor wiegend zwischen der Hilfselektrode 6 und dem in der Offenstellung 3' befindlichen Ge genkontakt 3.
Die Wiederzündung eines Lichtbogens wird also zwischen der Hilfs elektrode 6 und dem Gegenkontakt 3' erfol gen, und in Reihe mit diesem Lichtbogen ist der Abschaltwiderstand 10 eingeschaltet, so dass die Stromstärke in dem gewünschten Mass begrenzt wird.
Additional patent to main patent no. 240050. Pressure gas switch with cut-off resistor. Compressed gas switch with multiple interruptions, which consist of several interruption points connected in series, are known per se. With such switches, additional switching elements for the potential control are assigned to the interruption points, which ensure an even distribution of the total voltage on the individual interruption points.
These switching elements, usually ohmic resistors or capacitors, are connected to the main and mating contacts of each interruption point, so that they bridge the relevant interruption point. With regard to the structure of the gas pressure switch with multiple interruptions, the pillar design proved to be advantageous, in which the various interruption points are arranged coaxially one above the other.
The contact movement and the blowing out of the switching gases from the switching chambers in the interruption points takes place in the direction of the common column axis, with the additional switching elements for potential control preferably being assembled with the insulating cylinders delimiting the individual switching chambers or with the insulating tubes that mediate the supply of compressed gas are.
On the other hand, it is known to provide an auxiliary electrode in switches with only one switching chamber designed as a power interruption point in the outflow channel of the main contact of this interruption point, which is connected to the movable counter-contact via a cut-off resistor.
Such an interruption point has, compared to one without a switch-off resistor, in particular at higher eigenfrequencies of the recurring voltage, a significantly greater switch-off capacity with at most the same compressed gas consumption.
The present invention relates to a gas pressure switch with switch-off resistance and multiple interruption with several series-connected interruption points, at least part of which consists of a moving main contact, a moving mating contact and a fixed auxiliary electrode containing switching chamber,
in which the main contact and the mating contact are moved into their open position in opposite directions during a disconnection process and the two contacts as well as the auxiliary electrode are blown with compressed gas introduced into the switching chamber, furthermore the main contact returns to its position after disconnection Returns to the closed position and the auxiliary electrode is arranged in the switching chamber in such a way that the switch-off resistor is bridged by the main contact of the associated switching chamber,
if the latter is in its closed position, while in the open position of the main contact this bridging of the cut-off resistor is canceled and the auxiliary electrode is located between the two Kontak th of the relevant switching chamber.
According to the invention here the additional union switching elements for the Potentialsteue tion are switched on depending between the auxiliary electrode and the mating contact of the relevant Schaltkam mer, while the switching chamber associated cut-off resistor between the auxiliary electrode and the main contact is turned on. .
As will be explained in more detail below with reference to the embodiment of the present invention shown schematically in the drawing, it is thereby possible to use the preferred column structure of the compressed gas switch with multiple interruptions without a significantly greater overall height, despite the individual interruption points with an auxiliary electrode and a disconnect resistance are provided. Bridging cables or bushings,
in particular in the circuits of the switch-off resistors and the switching elements provided for the potential control are not required. The entire structure of such a switch for multiple interruption is accordingly clear and simple and hardly appears more complicated than that of a switch with multiple interruption, which consists of series-connected interruption points without disconnecting resistors.
In the embodiment shown schematically in the drawing, one of the consecutive interruption points of a switch with multiple interruption is shown. The lower pole 4 of this interruption point is built together with the upper pole of the underlying, not shown, interruption point. The cavity 19, which is formed by the housing 4, serves as a blower room from and is provided with openings through which the switching gases flow into the open atmosphere. This cavity 19 is pierced by the compressed air supply lines 21.
The upper pole 2 of the interruption point given again has the same design; its cavity 20 also has blow-out openings (not shown) and is penetrated by the compressed air supply lines 22, which lead part of the compressed air in the direction of the solid arrows to the next, not shown, overlying interruption point. The upper pole 2 is built together accordingly with the lower pole of the upper half-lying break point. All interruption points are in principle the same as the interruption point shown in the drawing and are arranged in a columnar shape one above the other.
These different interruption points are expediently developed as pure power interruption points, the contacts of which close again after they have been switched off. In the event of a final shutdown, the voltage is disconnected by an additional voltage isolator, not shown. Each interruption point accordingly has two hollow contacts 1, 3, which are held in the closed position by springs 5, 23 as long as the pressure in the switching chamber is below a predetermined minimum value. The upper contact 1 is the main contact to which the holding resistor 10 is connected.
This cut-off resistor 10 can be constructed from a larger number of parallel Wi resistors, each of which is cooled by the compressed air. The counter contact 3 of the interruption point can expediently receive a slightly smaller outflow channel than the main contact 1. The interruption point is also provided with an auxiliary electrode 6 which is supported by means of ribs 7 on the ring 8. These ribs 7 simultaneously establish the lei tend connection between the intermediate electrode 6 and the cut-off resistor 10.
The design of the auxiliary electrode 6 as an intermediate contact is particularly advantageous here; Regardless of the position of the counter contact 3, the cut-off resistor 10 is short-circuited by the main contact 1, provided that the latter is in its closed position. In order to avoid a load on the switching resistor 10 in the unsuccessful Kurzschlusslortschalt, the springs 5, 23 are to be dimensioned so that always first the main contact -1 and then the mating contact 3 returns to the closed position shown. The open positions 1 ', 3' of the two contacts are shown in dashed lines.
In this open position he is clearly the auxiliary electrode 6 between the same and the bridging of the switch resistor 10 by the main contact 1 is canceled. The entire switching chamber of this interruption point is limited in the example shown by the rib insulator 26 of usual dimensions.
The switching elements for controlling the potential distribution between the interruption points are now not, as usual, between the main contact 1 and the Ge countercontact 3 respectively. connected between the poles 2, 4 of the interruption point, but placed on the mating contact 3 and the auxiliary electrode 6.
In the drawing, these switching elements consist of a capacitance, the linings 25 of which are wrapped in an insulating cylinder 11 which is used at the same time for spacing and fastening the ring 8. This capacity has expediently values of about 1000 to 5000 cm, while the cut-off resistor 10 is preferably wound bifilar or made induction-free in some other way. The switch-off resistor can, for example, have values between 5 and approximately 500 ohms.
Under certain circumstances it is advisable to use a voltage-dependent ohmic resistance as the switch-off resistor, and preferably one whose resistance increases with decreasing current. When using a voltage-dependent cut-off resistor, it may be useful not to arrange the same inside but outside of the rib insulator 26. The rib insulator 26 is then partially broken down into two parts, which are supported on both sides on the ring 8 that is expanded radially outward.
The column structure of the individual interruption points, which has been tried and tested for multiple interruptions, is retained in this last variant and any bridging lines between individual parts of the interruption points are not required.
Instead of an induction-free ohmic switch-off resistor 10, an ohmic resistance can also have a substantial self-induction if it is bridged by a capacitance. It is also possible not to use a capacitance for the potential control, but also an ohmic resistance of 10,000 to 100,000 ohms, for example.
The switching elements for the potential control only have to be designed in such a way that they determine the potential distribution largely independently of the unavoidable and sometimes variable ground capacitances of the various parts of the switch. It has proven to be advantageous if the switch-off resistor and the additional switching elements for the potential control of each interruption point are dimensioned in such a way that
that. At least for the occurring natural frequencies of the recurring voltage at the switch contacts, the resulting impedance of the cut-off resistor is smaller than the resulting impedance of the additional switching elements that are switched on between the auxiliary electrode and mating contact. Since the natural frequencies that come into question are between 2000 and 20,000 oscillations per second, this requirement can easily be met.
Under these circumstances, it is possible to dispense with a special delay device for the mating contact 3, so that it may also have reached the dashed end position 3 'when the arc burning between the auxiliary electrode 6 and the main contact 1' goes out. The recurring voltage is then, since the between auxiliary electrode 6 and main contact 1 'is small compared to the impedance between auxiliary electrode 6 and mating contact 3', mainly between auxiliary electrode 6 and the counter contact 3 in the open position 3 '.
The re-ignition of an arc is therefore between the auxiliary electrode 6 and the mating contact 3 ', and the cut-off resistor 10 is switched on in series with this arc, so that the current intensity is limited to the desired extent.