DE1144363B - Hochspannungsschalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES M&m. PATENTAMT

kl. 21 c 35/02

INTERNAT. KL. H 02 C

AUSLEGESCHRIFT 1144 363

N17138Vmd/21c

ANMELDETAG: 25. AU G U S T 1959

BEKANNTMACHUNG DEK ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 28. FEBRUAR 1963

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsschalter für beschränkte Abschaltleistung mit wenigstens einem Schaltstift als beweglicher Kontakt, der im geschlossenen Zustand des Schalters in einer gasgefüllten Schaltkammer aus Isoliermaterial liegt, in welcher der feste Kontakt angeordnet ist, wobei dem Schaltstift eine leitende Hülse zugeordnet ist, die im geschlossenen Zustand des Schalters die Außenseite der Schaltkammer umgibt, ferner mit dem festen Kontakt in Berührung steht und derart relativ beweglich mit dem Schaltstift gekuppelt ist, daß beim öffnen des Schalters die leitende Hülse früher vom festen Kontakt getrennt wird als der Schaltstift. Ein solcher Schalter ist aus der britischen Patentschrift 480 377, Fig. 1, sowie aus der USA.-Patentschrift 2455 998, Fig. 3, bekannt.

Die nachstehend erwähnten Vorteile sind in diesen Literaturstellen nicht angegeben, und auch sind denselben keine Andeutungen in dieser Richtung zu entnehmen.

Ein Vorteil der genannten leitenden Hülse ist, daß, wenn der Schalter geschlossen ist, der Zwischenraum zwischen dem Schaltstift und dem Material der Schaltkammer feldfrei ist, wodurch auch auf die Dauer Ionisierung im genannten Zwischenraum verhindert wird, mit der günstigen Folge der Vermeidung von Korrosion des Schaltstiftes und des Materials der Schaltkammer.

Bei dem bekannten Schalter ist aber die Anordnung derart getroffen, daß beim Schließen des Schalters die leitende Hülse später mit dem festen Kontakt in Berührung kommt als der Schaltstift. Dies hat den Nachteil, daß beim Auftreten einer Vorzündung, d. h. beim Auftreten eines Lichtbogens vor dem Moment, in dem beim Schließen des Schalters der Schaltstift mit dem festen Kontakt in Berührung kommt, der Schaltstift durch den in der Schaltkammer rasch zunehmenden Druck zurückgeschlagen wird, wobei außerdem infolge der hohen mechanischen Belastung der Wand der Schaltkammer die Gefahr einer Explosion dieser Kammer vorhanden ist.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß die genannte relative Beweglichkeit gleichzeitig derart ist, daß beim Schließen des Schalters die leitende Hülse früher mit dem festen Kontakt in Berührung kommt als der Schaltstift.

Durch diese Maßnahme kann zwischen dem Schaltstift und dem festen Kontakt keine Vorzündung mehr auftreten, weil vorher der Schaltstift über die leitende Hülse mit dem festen Kontakt in Berührung gekommen ist.

Grundsätzlich ist es zwar möglich, daß zwischen Hochspannungsschalter

Anmelder:

N. V. Fabriek van Electrische Apparaten

voorheen F. Hazemeijer & Co.,

Hengelo (Niederlande)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 27. August 1958 (Nr. 230 886)

der leitenden Hülse und dem festen Kontakt eine Vorzündung auftritt, ihre Wahrscheinlichkeit ist aber weit kleiner als die Wahrscheinlichkeit einer Vorzündung in der Schaltkammer, weil in der Schaltkammer eine stärkere Verschmutzung auftritt als außerhalb derselben. Außerdem kann der Druck außerhalb der Schaltkammer niemals so hoch ansteigen wie innerhalb derselben.

Es hat sich herausgestellt, daß durch die erfindungsgemäße Maßnahme unter allen Verhältnissen ein ruhiges Schließen des Schalters begünstigt wird.

Es sind bereits Schalter bekanntgeworden, die innerhalb der Schaltkammer eine stromleitende Schaltflüssigkeit enthalten und bei welchen außerhalb der Schaltkammer Kontakte vorhanden sind, welche sich bei der Einlegung des Schalters früher schließen als die innerhalb der Schaltkammer vorhandenen Kontakte. Bei diesen Schaltern enthielt jedoch die Schaltkammer — wie gesagt — eine stromleitende Schaltflüssigkeit, und der Vorschlag, bei der Einlegung des Schalters die Kontakte außerhalb der Schaltkammer früher miteinander in Berührung zu bringen als die Kontakte innerhalb der Schaltkammer, ist nur gemacht worden, um eine Verzögerungswirkung durch die Schaltflüssigkeit unschädlich zu machen. Diesen bekannten Schaltern konnte man somit nicht die Anregung entnehmen, bei Schaltern, welche gar keine Schaltflüssigkeit enthalten, d. h. bei Schaltern, die eine gasgefüllte Schaltkammer besitzen, bei der Schließung des Schalters die außerhalb der

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Schaltkammer befindlichen Hilfskontakte früher mit- Teil des Schaltorgans 16 federnd an der Anker-

einander in Berührung zu bringen als die innerhalb platte 13 an; um jeden der Schenkel des Schalt-

der Schaltkammer befindlichen Hauptkontakte. organs 16, d. h. um jeden der Schaltstifte 17, ist näm-

Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel lieh eine weitere Schraubenfeder 18 angeordnet, die

erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. 5 einerseits unter Druck an der Ankerplatte 13 und

Fig. 1 zeigt den Schalter am Anfang der Schließ- andererseits an einem äußeren Bund 19 des betref-

bewegung, fenden Schaltstiftes 17 anliegt.

Fig. 2 im geschlossenen Zustand und Im geöffneten Zustand des Schalters haben die

Fig. 3 während des Öffnens. Einzelteile des beweglichen Teiles desselben gegen-

Der Schalter besteht aus einem unten dargestellten io einander diejenige Lage, die in Fig. 1 dargestellt ist.

festen Teil und einem oben dargestellten beweglichen Der bewegliche Teil des Schalters ist dann aber von

Teil. dessen festem Teil abgehoben. Die festen Kontakte 1

Der feste Teil hat zwei im ganzen mit 1 bezeich- und die Schaltkammern 5 liegen dann geschützt in

nete feste Kontakte. Diese bestehen je aus einem dem von der isolierenden Hülse 6 umschlossenen

zentralen Teil 3 und einem äußeren Teü 4. Zwischen 15 Raum.

diesen beiden Teilen liegt eine zylindrische isolierende Um den Schalter zu schließen, wird die Kappe 10

Schaltkammer 5. gegenüber der Hülse 6 nach unten bewegt. Bei dieser

Die beiden festen Kontakte 1 und die beiden Bewegung kommt nach einiger Zeit das freie Ende Schaltkammern 5 sind gemeinsam mit einer Hülse 6 jeder der beiden Metallhülsen 12 mit dem äußeren umgeben, die, ebenso wie der Körper, in dem die bei- 20 Teil 4 des entsprechenden festen Kontaktes 1 in Beden festen Kontakte 1 angebracht sind, aus elektrisch rührung. Dadurch wird der Stromkreis zwischen den hochwertigem Isoliermaterial, z.B. Gußharz, her- festen Kontakten 1 geschlossen. Dieses Stadium ist gestellt ist. Zwischen den beiden festen Kontakten 1 in Fig. 1 dargestellt. Das freie Ende jedes der Schalt- und den beiden Schaltkammern 5 hegt, ebenfalls im stifte 17 ist noch nicht mit dem zentralen Teil 3 des Isoliermaterial befestigt, ein permanentes Magnet- 25 entsprechenden festen Kontaktes 1 in Berührung, system aus zwei ferro-magnetischen Polplatten 7, die Hierdurch wird in der beschriebenen Weise ein Rückdurch eine Anzahl von gleichsinnig polarisierten per- schlagen des Schaltstiftes 17 durch Vorzündung vermanenten Magneten 9 voneinander getrennt sind. Die hindert. Eine Vorzündung dieser Art ist nicht mehr Polplatten 7 überragen an ihren oberen Enden etwas möglich. Eine gegebenenfalls zwischen der Metalldas benachbarte Isoliermaterial. Dadurch kann eine 30 hülse 12 und dem äußeren Teil 4 des festen Konweiter unten zu besprechende ferro-magnetische taktes 1 auftretende Vorzündung liegt außerhalb der Ankerplatte 13 unmittelbar mit den Polplatten 7 in Schaltkammer 5 und kann infolgedessen nur zu einer Berührung gebracht werden. sehr viel geringeren Druckentwicklung führen.

Der bewegliche Teil des Schalters besteht aus einer Wird die Kappe 10, ausgehend von der Lage geKappe 10 aus Isoliermaterial, z. B. aus Gußharz, die 35 maß Fig. 1, weiter gegenüber der Hülse 6 nach unten mit einem Handgriff 11 versehen ist. Die Kappe 10 bewegt, so kommt nach einiger Zeit das freie untere ist so dimensioniert, daß sie mit geringem Zwischen- Ende jedes Schaltstiftes 17 mit dem entsprechenden raum auf die Hülse 6 des festen Teiles des Schalters zentralen Teil 3 des festen Kontaktes 1 in Berührung, aufgeschoben werden kann. In diesem Augenblick ist keine Vorzündung mehr

In der Kappe 10 sind, in einer gegenseitigen Ent- 40 möglich, weil jede der beiden Hülsen 12 bereits mit

fernung gleich derjenigen der festen Kontakte 1, zwei dem entsprechenden festen Kontakt 1 in Berührung

elektrisch leitend miteinander verbundene Metall- steht und somit der Stromkreis über den Schalter ge-

hülsen 12 angeordnet. Jede Metallhülse 12 ist auf schlossen ist.

ihrer der Achse des Schalters zugewendeten Seite, Nachdem der Schaltstift 17 mit dem festen Konvon dem Handgriff 11 aus gerechnet, ungefähr auf 45 takt in Berührung gekommen ist, wird beim Weiterder Hälfte ihrer Länge mit einem verhältnismäßig bewegen der Kappe 10 die Schraubenfeder 18 gebreiten Schlitz yersghen. Zwischen den beiden Hül- spannt. Der Stift 17 wird somit mit der Kraft dieser sen 12 und senkrecht zu denselben liegt die bereits Feder an den festen Kontakt 1 angedrückt. Die oben kurz erwähnte Ankerplatte 13 aus ferro- Feder 18 wirkt als Kontaktdruckfeder. Die Kappe 10 magnetischem Material. Diese Ankerplatte läßt sich 50 läßt sich nun völlig auf die Hülse 6 aufschieben, bis in Längsrichtung der Hülsen 12 gegen diese ver- die Ankerplatte 13 mit den Polplatten 7 in Berührung lagern und bewegt sich dabei innerhalb der axialen kommt. Der Schalter befindet sich dann im ein-Schlitze dieser Hülsen. Jede der Hülsen 12 ist in der geschalteten Zustand. Er bleibt in diesem Zustand, Nähe ihres freien unteren Endes an der Innenseite weil die Ankerplatte 13 unter dem Einfluß der permit einem Flansch 8 versehen. Zwischen dem 55 manenten Magnete 9 von den Polplatten 7 festgehal-Flansch 8 und der Ankerplatte 13 hegt in jeder ten wird. Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt. Hülse 12 eine Schraubenfeder 14, die in weiter unten Zwischen der Ankerplatte 13 und dem mittleren noch zu erklärender Weise als Ausschaltfeder dient. horizontalen Teil des Schaltorgans 16 befindet sich Durch jede Ausschaltfeder 14 wird ein Ende der nunmehr ein Zwischenraum, der gleich der Länge der Ankerplatte 13 in der Richtung des Handgriffes 11 60 Zusammendrückung der Kontaktdruckfedern 18 ist. gedrückt. Die Ankerplatte 13 ruht dabei an einem Zur Erläuterung des Öffnens des Schalters dient gabelförmigen Vorsprung 15 der Kappe 10. Fig. 3.

Die Ankerplatte 13 trägt ein U-fönniges beweg- Das Öffnen erfolgt dadurch, daß an dem Handliches Schaltorgaji 16, dessen Schenkel durch je einen griff 11 gezogen wird. Die Kappe 10 bewegt sich der beiden beweglichen Schaltstifte 17 gebildet wer- 65 dann nach oben, und jede der beiden Metallhülsen 12 den. Das U-förmige Schaltorgan 16 ist gegenüber der wird mitgenommen, wodurch sie vom äußeren Teil4 Ankerplatte 13 in der Richtung des Handgriffes 11 des entsprechenden festen Kontaktes 1 getrennt wird, verschiebbar. In Fig. 1 liegt der mittlere horizontale Die Ankerplatte 13 wird aber von den Polplatten 7

festgehalten. Dadurch wird die Ausschaltfeder 14 gespannt. Die Spannung dieser Feder 14 nimmt zu, bis bei A (Fig. 3) der nicht geschlitzte Teil der MetallhiilseH mit der Ankerplatte 13 in Berührung kommt. Die auf den Handgriff 11 ausgeübte Zugkraft wird dann durch die Hülsen 12 unmittelbar auf die Ankerplatte 13 übertragen. Dies hat zur Folge, daß die Ankerplatte 13 von den Polplatten 7 abgerissen wird. Sobald sich die Ankerplatte eine sehr kleine Strecke von diesen Polplatten entfernt hat, sinkt die von den Polplatten 7 ausgeübte magnetische Kraft nahezu auf Null. Dies hat wieder zur Folge, daß die beiden nunmehr gespannten Ausschaltfedern 14 die Ankerplatte 13 stark nach oben beschleunigen. Nach kurzer Zeit kommt die Ankerplatte 13 mit dem mittleren Teil des U-förmigen Schaltorgans 16 in Berührung, wodurch das Ende jedes der beiden Schaltstifte 17 schlagartig von dem entsprechenden festen Kontakt 1 entfernt wird. Dadurch ist eine gute Unterbrechung des Stromkreises in jeder der beiden Schaltkammern 5 gewährleistet.

Die Bewegung der Ankerplatte 13 unter dem Einfluß der beiden Ausschaltfedern 14 geht weiter, bis die Ankerplatte 13 wieder mit dem Vorsprung 15 der Kappe 10 in Berührung gekommen ist. Der eventuelle Lichtbogen in jeder der beiden Schaltkammern 5 ist dann aber bereits gelöscht. Nachdem die Kappe 10 vollständig von der Hülse 6 abgenommen ist, kann sie mit sämtlichen in ihr vorhandenen Einzelteilen, die dann wieder die gegenseitige Lage nach Fig. 1 einnehmen, beiseite gelegt werden.

Aus der beschriebenen Wirkungsweise ergibt sich, daß sowohl beim Schließen wie beim öffnen des Schalters jede der beiden Metallhülsen 12 dem entsprechenden Schalterstift 17 voreilt.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.

Es ist z. B. nicht nötig, daß die beiden Schaltstifte 17 mit dem mittleren Teil des U-förmigen Schaltorgans 16 ein Ganzes bilden. Diese Stifte können auch durch einen ganz anders ausgeführten Leiter, z. B. durch eine Sicherung, miteinander verbunden sein.

Es ist auch nicht nötig, daß das bewegliche Schaltorgan V-förmig ist und zur doppelten Unterbrechung bzw. Schließung des Stromkreises dient. Für Einzelunterbrechung ist die Erfindung grundsätzlich ebenfalls anwendbar.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Hochspannungsschalter für beschränkte Abschaltleistungen mit wenigstens einem Schaltstift als beweglicher Kontakt, der im geschlossenen Zustand des Schalters in einer gasgefüllten Schaltkammer aus Isoliermaterial liegt, in welcher der feste Kontakt angeordnet ist, wobei dem Schaltstift eine leitende Hülse zugeordnet ist, die im geschlossenen Zustand des Schalters die Außenseite der Schaltkammer umgibt, ferner mit dem festen Kontakt in Berührung steht und derart relativ beweglich mit dem Schaltstift gekuppelt ist, daß beim Öffnen des Schalters die leitende Hülse früher von dem festen Kontakt getrennt wird als der Schaltstift, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte relative Beweglichkeit gleichzeitig derart ist, daß beim Schließen des Schalters die leitende Hülse früher mit dem festen Kontakt in Berührung kommt als der Schaltstift.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 603 926, 604 817.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ι 30Ϊ 537/358 2.63