DE1955148A1

DE1955148A1 - Gas pressure switch

Info

Publication number: DE1955148A1
Application number: DE19691955148
Authority: DE
Inventors: Cromer Charles F; Colclaser Jun Robert G
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1968-11-05
Filing date: 1969-11-03
Publication date: 1970-05-27
Also published as: US3590190A; AT295638B; CH499869A; BE741219A

Description

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WESTINGHOUSE
Electric Corporation Erlangen, den 3 1« Okt. 1969WESTINGHOUSE
Electric Corporation Erlangen, October 31, 1969

Pittsburgh, Pa., USA Werner-von-Siemens-Str. 50Pittsburgh, Pa., USA Werner-von-Siemens-Str. 50

VPA 69/8225 C/Nit Case-No. 36.889VPA 69/8225 C / Nit Case-No. 36,889

DruckgasschalterGas switch

Für Druckgasschalter ist es bekannt, röhrenförmige Kontaktstücke vorzusehen, von denen mindestens eines innen hohl ausgebildet ist, so daß ein als Löschmittel verwendetes Druckgas bei sich öffnenden Kontaktstücken von außen in die Rohrmündung einströmen und so den zwischen den Kontaktstücken auftretenden Lichtbogen kühlen kann.For compressed gas switches, it is known to provide tubular contact pieces, at least one of which is hollow on the inside is, so that a compressed gas used as an extinguishing agent flows into the pipe mouth from the outside when the contact pieces open and so can cool the arcing that occurs between the contact pieces.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Druckgasschalter mit einer Kontaktanordnung zu schaffen, die bei einfachster Ausführung für die Strömungskanäle des Druckgases und unter Verwendung eines vorübergehend in den Stromkreis eingeschalteten Widerstandes eine intensive Kühlung des Lichtbogens durch das strömende Druckgas in jeder Phase der Ausschaltbewegung ermöglicht. The object of the present invention is to create a gas pressure switch with a contact arrangement which, with the simplest Execution for the flow channels of the compressed gas and using a resistor temporarily switched on in the circuit ensures intensive cooling of the arc through the allows flowing pressurized gas in every phase of the switch-off movement.

Die Erfindung betrifft damit einen Druckgasschalter mit mindestens einem feststehenden und einem beweglich gelagerten Kontaktstück, bei dem mindestens ein Kontaktstück zur Führung des Löschgases innen hohl ausgebildet über einen Widerstand mit einer Elektrode verbunden ist, die in der Einschaltstellung und einem Teil der Zwischenstellungen zwischen Einschalt- und Ausschaltstellung mit dem beweglichen Kontaktstück elektrisch leitend verbunden ist. Das Neue besteht dabei darin, daß das bewegliche Kontaktstück von einem rohrförmig ausgebildeten und zum Ende des beweglichen Kontaktstücks offenen Behälter mit unter Überdruck stehendem Gas umgeben ist, daß die Elektrode aus einem den Behälter umschließenden Ring aus leitendem Material beeteht und daß sich zwischen der Elektrode und dem feststehenden Kontaktstück ein die Elektrode tragendes Isolationsrohr befindet.The invention thus relates to a gas pressure switch with at least one fixed and one movable contact piece, in which at least one contact piece for guiding the extinguishing gas is hollow on the inside via a resistor with an electrode is connected, which is in the switch-on position and part of the intermediate positions between the switch-on and switch-off position with is electrically connected to the movable contact piece. The new thing is that the movable contact piece of a tube-shaped container open to the end of the movable contact piece with gas under excess pressure is surrounded that the electrode beeteht from a ring surrounding the container of conductive material and that between the electrode and the fixed contact piece supporting insulation tube is located.

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j£in Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckgasschalters ist in Mg. 1 - teilweise im Schnitt - dargestellt. Die Figuren 2 und 3 zeigen die Kontaktanordnung des Schalters nach Fig. 1 in verschiedenen Stellungen des beweglichen Kontaktstücks und Fig. 4 gibt eine Einzelheit für die Ausbildung der ringförmigen Elektrode wieder.j £ in embodiment of the gas pressure switch according to the invention is shown in Mg. 1 - partly in section. FIGS. 2 and 3 show the contact arrangement of the switch according to FIG. 1 in different positions of the movable contact piece and Fig. 4 gives a detail for the formation of the annular Electrode again.

Von dem Druckgasschalter ist in Fig. 1 der obere Teil eines Schalterpols dargestellt. Die Kontaktanordnung ist dabei innerhalb eines Behälters 11 mit unter niedrigem Druck stehendem Gas enthalten. Innerhalb dieses Behälters 11 befindet sich ein zweiter Behälter 12, der mit einem unter Überdruck stehenden fc Gas z.B. SF6, gefüllt ist. Ein hohler Schaltarm 13 ist auf einem zylindrischen Tragstück 14 drehbar gelagert. Das Tragstück 14 besitzt einen flanschartigen Teil 15, der mit Schrauben 16 am Behälter 12 befestigt ist. Innerhalb des Tragstücks 14 ist ein Ventil 17 angeordnet, das über einen Hebel 18 und ein Übertragungsgestänge 19 von einer Betätigungseinrichtung 21 zusammen mit dem drehbar gelagerten Schaltarm 13 betätigt wird. Zu beiden Seiten des Behälters 11 sind Durchführungen 22 angeordnet, deren Innenleiter 25 außerhalb des Behälters 11 an nicht dargestellte Anschlußstellen angeschlossen ist. Getragen wird der Behälter 11 von einem Isolator 23, der außerdem den Behälter 11 von Erde isoliert.The upper part of a switch pole of the gas pressure switch is shown in FIG. 1. The contact arrangement is within a container 11 containing low pressure gas. Inside this container 11 is a second container 12 which is filled with a pressurized fc gas, e.g. SF6. A hollow switch arm 13 is on a cylindrical support piece 14 rotatably mounted. The support piece 14 has a flange-like part 15 with screws 16 is attached to the container 12. Inside the support piece 14 a valve 17 is arranged, which is controlled by an actuating device 21 via a lever 18 and a transmission linkage 19 is operated together with the rotatably mounted switching arm 13. Passages 22 are arranged on both sides of the container 11, their inner conductor 25 outside of the container 11 on not connection points shown is connected. The container 11 is carried by an insulator 23, which also supports the container 11 isolated from earth.

W Die Durchführungen 22 sind mit dem Behälter 11 über Montageringe 24 verbunden. Zur Verbindung des Behälters -11 mit dem Isolator 23 dient ein auf dem Isolator 23 angebrachter Metallring 27, der mit einem in-den Behälter 11 eingesetzten Ring 28 über Schrauben 29 verbunden ist. W The feedthroughs 22 are connected to the container 11 via mounting rings 24. A metal ring 27 attached to the insulator 23, which is connected to a ring 28 inserted into the container 11 via screws 29, is used to connect the container 11 to the insulator 23.

Die feststehenden Kontaktstücke 31 des Druckgasschalters sind mit den inneren Anschlußpunkten 26 des Innenleiters 25 verbunden. Jedes feststehende Kontaktstück 31 enthält ein röhrenförmiges Innenstück 32, das in einer öffnung des inneren Anschlußpunktes 26 in der Durchführung 22 gehalten ist. Am Umfang des röhrenförmigen Gliedes 32 sind federnd gelagerte Kontaktfinger 35 angeordnet. Wie in Fig. 2 besonders gut zu sehen ist, sind die Kontaktfinger 35 mit einem Ende an dem röhrenförmigen Glied 32The stationary contact pieces 31 of the gas pressure switch are connected to the inner connection points 26 of the inner conductor 25. Each fixed contact piece 31 includes a tubular Inner piece 32 which is held in an opening of the inner connection point 26 in the passage 22. At the circumference of the tubular Member 32 resiliently mounted contact fingers 35 are arranged. As can be seen particularly well in FIG. 2, the Contact finger 35 with one end on tubular member 32

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"befestigt und werden gegen dieses Glied 32 durch Federn 36 gedrückt, die ihrerseits zwischen einem Haltering 40 und den Kontaktfingern 35 liegen. Außerdem ist mit dem Anschlußpunkt 26 der Durchführung 22 ein Isolationsrohr 37 verbunden, das an seinem dem Anschlußpunkt 26 angewandten Ende eine Elektrode 39 trägt. Das Isolationsrohr 37 bildet damit eine TJnterbrechungskammer für den Lichtbogen, wie später noch im einzelnen beschrieben wird. Parallel zum Isolationsrohr an seiner äußeren Oberfläche, ist ein Widerstand 38 angeordnet, der den Anschlußpunkt 26 mit der Elektrode 39 verbindet. Dieser Widerstand 38 dient während des ersten Teils eines Öffnungsvorganges gleichzeitig als Spannungsteiler zur gleichmäßigen Aufteilung der Lichtbogenspannungen auf beide vorhandenen Kontaktstellen im Leistungsschalter, außerdem haben die Widerstände 38 die Wirkung, daß Vorüberschläge beim Einschalten weitgehend vermieden werden."fastened and are pressed against this member 32 by springs 36, which in turn lie between a retaining ring 40 and the contact fingers 35. In addition, the connection point 26 the bushing 22 is connected to an insulating tube 37 which, at its end facing the connection point 26, has an electrode 39 wearing. The insulation tube 37 thus forms an interruption chamber for the arc, as will be described in detail later. Parallel to the insulation tube on its outer one Surface, a resistor 38 is arranged, which is the connection point 26 connects to the electrode 39. This resistor 38 serves at the same time during the first part of an opening process as a voltage divider for evenly dividing the arc voltages between the two contact points in the Circuit breaker, in addition, the resistors 38 have the effect that flashovers are largely avoided when switching on.

Wie weiter aus Fig. 2 hervorgeht, besitzt jedes Ende des Schaltarms 13 einen im Winkel zum Schaltarm 13 angeordneten und rohrförmig ausgebildeten Behälter 41, der das hohl ausgebildete bewegliche Kontaktstück 42 umschließt und in Richtung zum Ende des beweglichen Kontaktstücks 42 geöffnet ist. Das bewegliche Kontaktstück 42 ist über einen Flansch 43 mit dem Behälter 41 verbunden. Bei eingeschaltetem Druckgasschalter liegt das freie Ende des beweglichen Kontaktstücks 42 an den Kontaktfingern 35 an. Der Behälter 41, der das bewegliche Kontaktstück 42 umschließt, steht in der Einschaltstellung und auf einem Teil der Zwischenstellungen zwischen Ein- und Ausschaltstellung mit dem inneren Ende der ringförmigen Elektrode 39 in Verbindung.As can further be seen from Fig. 2, each end has the switch arm 13 arranged at an angle to the switching arm 13 and tubular formed container 41 which encloses the hollow movable contact piece 42 and in the direction of the end of the movable contact piece 42 is open. The moving contact piece 42 is connected to the container 41 via a flange 43. When the gas pressure switch is switched on, the free End of the movable contact piece 42 on the contact fingers 35. The container 41, which encloses the movable contact piece 42, stands in the switch-on position and on part of the intermediate positions between the switch-on and switch-off position with the inner end of the annular electrode 39 in connection.

Zur Aufrechterhaltung des Überdruckes in dem Behälter 12 ist dieser mit einem Isolierrohr 44 innerhalb des Isolators 23 verbunden, das den Behälter 12 mit einem nicht dargestellten Hauptdruckbehälter verbindet, der seinerseits von einem Kompressor unter dem notwendigen Überdruck gehalten wird.To maintain the overpressure in the container 12, it is connected to an insulating tube 44 within the insulator 23, which connects the container 12 to a main pressure vessel, not shown, which in turn is operated by a compressor is kept under the necessary overpressure.

Während der Öffnungsbewegung wird der Schaltarm 13 so gedreht, daß sich das bewegliche Kontaktstück 42 von den Kontaktfingern löst. Zur gleichen Zeit wird das Ventil 17 geöffnet, so daß Gas aus dem Behälter 12 in das Innere des Schaltarms 13 strömenDuring the opening movement, the switching arm 13 is rotated so that the movable contact piece 42 is removed from the contact fingers solves. At the same time, the valve 17 is opened, so that gas from the container 12 flows into the interior of the switching arm 13

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kann. Wie an den Pfeilen in Pig. 2 zu sehen ist, strömt das Gas anschließend in den das bewegliche Kontaktstück 4-2 umgebenden Behälter 41 und von da aus über den lichtbogen 45 in das Innere des Gliedes 32 und in das Innere des beweglichen Kontaktstücks 42. In dieser Phase der Ausschaltbewegung wird das offene Ende des Isolationsrohres 37 von dem innen an der ringförmigen Elektrode 39 anliegenden Behälter 41 verschlossen, so daß kein Gas unmittelbar in den Behälter 11 austreten kann und gewährleistet ist, daß alles Druckgas zur Küh-lung des zwischen dem Glied 32 am feststehenden Kontaktstück 31 und dem beweglichen Kontaktstück 42 sich ausbildenden Lichtbogens benutzt wird. In diesem Teil der Öffnungsbewegung ist der Lichtbogen 45 dem Widerstand 38 parallel geschaltet. Wenn also der Lichtbogen 45 unterbrochen ist, fließt ein verminderter Strom über den Widerstand 38, die Elektrode 39, den Behälter 41 zum Schaltarm 13.can. Like the arrows in Pig. 2 can be seen, the gas then flows into the surrounding the movable contact piece 4-2 Container 41 and from there via the arc 45 into the interior of the member 32 and into the interior of the movable contact piece 42. In this phase of the disconnection movement, the open end of the insulation tube 37 from the inside to the ring-shaped Electrode 39 adjacent container 41 is closed so that no gas can escape directly into container 11 and is guaranteed is that all pressurized gas for cooling the between the member 32 on the fixed contact piece 31 and the movable Contact piece 42 forming arc is used. In this part of the opening movement the arc 45 is the resistance 38 connected in parallel. So when the arc 45 is interrupted, a reduced current flows through the resistor 38, the electrode 39, the container 41 to the switching arm 13.

Nachdem sich die Öffnungsbewegung weiter fortgesetzt hat, verläßt zu einem bestimmten Zeitpunkt der Behälter 41 den durch die Elektrode 39 gebildeten Ring, so daß - wie aus Fig. hervorgeht - ein Lichtbogen 46 gezogen wird. Von diesem Zeitpunkt an ist das Druckgas nicht mehr gezwungen, durch das Innere des beweglichen Kontaktstücks 42 und des röhrenförmigen Gliedes 32 zu fließen, sondern kann unmittelbar in den Behälter 11 austreten. Es wird also von diesem Punkt an automatisch ein großer Teil des Gases zur Kühlung des neu entstehenden Lichtbogens 46 benutzt. Hierdurch wird der restliche Strom ebenfalls unterbrochen und damit auch der Widerstand 38 entlastet.After the opening movement has continued, the container 41 leaves at a certain point in time Ring formed by the electrode 39, so that - as can be seen in FIG. - an arc 46 is drawn. From this point in time on, the pressurized gas is no longer forced through the interior of the movable contact piece 42 and the tubular member 32 to flow, but can exit directly into the container 11. So it will automatically turn on from that point on a large part of the gas is used to cool the newly created arc 46. This means that the rest of the electricity is also used interrupted and thus the resistor 38 is also relieved.

Wenn der Schalter geschlossen wird, dreht sich der Schaltarm in entgegengesetzter Richtung und wird zunächst den Behälter mit der Elektrode 39 verbinden, so daß der Widerstand 38 in den Stromkreis eingeschaltet ist. Bei Beendigung der Einschaltbewegung wird der Widerstand 38 durch das die Kontaktfinger 35 berührende bewegliche Kontaktstück 42 überbrückt. Eine Überhitzung des Widerstandes 38 ist daher wegen der kurzen Einschaltdauer bei einer Schaltbewegung kaum zu befürchten.When the switch is closed, the switch arm rotates in the opposite direction and is the container first to the electrode 39 so that the resistor 38 is switched into the circuit. At the end of the switch-on movement the resistor 38 through the contact fingers 35 touching movable contact piece 42 bridged. Overheating of the resistor 38 is therefore due to the short duty cycle hardly to be feared with a switching movement.

Wenn der Druckgasschalter vollständig geöffnet ist, stellt der Widerstand 38 sicher, daß die Elektrode 39 auf dem gleichenWhen the pressurized gas switch is fully open, resistor 38 ensures that electrode 39 is on the same

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Potential ist, wie der Anschlußpunkt 26 an der Durchführung Hierdurch wird gewährleistet, daß das Isolationsrohr in geöffneter Stellung des leistungsschalters keine Spannungs"beanspruchung erfährt, so daß Gleitfunken entlang der Oberfläche des Isolationsrohres 37 nicht entstehen können.The potential is like the connection point 26 on the implementation. This ensures that the insulation tube is open Circuit breaker position no voltage stress so that sliding sparks along the surface of the Isolation tube 37 can not arise.

In einer Ausführungsvariante, die in Fig. 4 dargestellt ist, besitzt die Elektrode 39' Kontaktglieder 51, die in einer öffnung der Elektrode 39' federnd gelagert sind und von einem Ring 52 gehalten werden. Zur elektrischen Verbindung dient ein flexibler Leiter 53 zwischen dem Ring 52 und dem federnden KontaktgliedIn an embodiment variant, which is shown in Fig. 4, the electrode 39 'has contact members 51 which are resiliently mounted in an opening of the electrode 39' and are supported by a ring 52 being held. A flexible conductor 53 between the ring 52 and the resilient contact member is used for the electrical connection

Die Beschreibung des Ausführungsbeispieles zeigt, daß man bei Anwendung der Erfindung einen Leistungsschalter mit relativ einfachem Aufbau und geringen Gewicht erhält, so daß sich auf wirtschaftliche Weise selbst hohe und höchste Spannungen unterbrechen lassen.The description of the embodiment shows that when using the invention, a circuit breaker with relative simple structure and low weight, so that even high and extremely high voltages can be interrupted in an economical manner permit.

3 Patentansprüche3 claims

4 Figuren4 figures

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Claims

VPA 69/8225 1955H8 PatentansprücheVPA 69/8225 1955H8 claims

1.)jDruckgasschalter mit mindestens einem feststehenden und1.) jDrained gas switch with at least one fixed and

einem beweglich gelagerten Kontaktstück, bei dem mindestens ein Kontaktstück zur Führung des Löschgases innen hohl ausgebildet über einen Widerstand mit einer Elektrode verbunden ist, die in der Einschaltstellung und einem Teil der Zwischenstellungen zwischen Einschalt- und Ausschaltstellung mit dem beweglichen Kontaktstück elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontaktstück (42) von einem rohrförmig ausgebildeten und zum Ende des * beweglichen Kontaktstücks (42) offenen Behälter (41) mit unter Überdruck stehendem Gas umgeben ist, daß die Elektrode (39) aus einem den Behälter umschließenden Ring aus leitendem Material besteht und daß sich zwischen der Elektrode (39) und dem feststehenden Kontaktstück (31) ein die Elektrode tragendes Isolationsrohr (37) befindet.a movably mounted contact piece, in which at least one contact piece for guiding the extinguishing gas is hollow on the inside is connected via a resistor to an electrode, which is in the switch-on position and some of the intermediate positions electrically conductively connected to the movable contact piece between the switch-on and switch-off position is, characterized in that the movable contact piece (42) from a tubular and to the end of the * movable contact piece (42) open container (41) with is surrounded by excess pressure gas that the electrode (39) consists of a ring surrounding the container of conductive Material consists and that between the electrode (39) and the fixed contact piece (31) an electrode supporting insulation tube (37) is located.

2.) Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (12) mit unter Überdruck stehendem Gas innerhalb eines Behälters (11) mit Gas re-lativ niedrigen Druckes angeordnet ist, daß der Behälter (12) mit unter Überdruck stehendem Gas über ein Ventil (17) mit dem Innern eines hohl ausgebildeten Schaltarms (13) verbunden ist und W daß sich an den beiden Enden des Schaltarmes (13) je ein rohrförmiger Behälter (41) befindet, der ein bewegliches Kontaktstück (42) umschließt.2.) Compressed gas switch according to claim 1, characterized in that a container (12) with pressurized gas within a container (11) with gas re-relatively low pressure is arranged that the container (12) with pressurized gas over a valve (17) is connected to the interior of a hollow switching arm (13) and W that at each end of the switching arm (13) there is a tubular container (41) which encloses a movable contact piece (42).

3.) Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das feststehende als auch das bewegliche Kontaktstück (31, 42) innen hohl ausgebildet und in einem Behälter (11) mit unter niedrigem Druck stehendem Gas angeordnet ist.3.) Pressure gas switch according to claim 1, characterized in that both the fixed and the movable contact piece (31, 42) designed to be hollow on the inside and arranged in a container (11) with gas under low pressure is.

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