DE2211617C3 - Druckgasschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter, insbesondere Hoehspannungs-Leiiungsschalier. mit einer aus Kolben und Zylinder bestehenden Blaseinrichtung für das Loschgas, mil hohl ausgebildeten, von

ίο Löschgas durchseizbareti Schallstucken, die in der Einschallstellung elektrisch leitend verbunden sind und mit einem zusätzlichen, die Trennsirecke zwischen den .Schaltstücken im Verlauf der Ausschaltbewc-gung ver zögert öffnenden, den Lichtbogen ziehenden llilfskon

IS taktslück.

Aus der DE-AS 11 56 143 ist ein Leistungsschalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas bekannt. de>- einen hohlen, vom gasförmigen Löschmittel durchströmten Schaltstift und ein relativ zu diesem

so bewegliches rohrförmiges Schaltstuckteil aufweist. das beim Ausschalten durch die Wirkung einer Keder über das einem Gegcnschaltstück zugekehrte Ende des Schaltstiftes hinausgeschoben und beim Einschalten von dem Gegenschaltstück entgegen der Wirkung der Keder zurückgeschoben wird. Zusammen mit dem Schaltstift wird eic« Pumpeinrichtung betätigt, die das Druckgas in die Lichtbogenzone fördert.

Bei der bekannten Ausführungsform ist der Schalt stift am Anfang der Ausschaltbewegung fur eine Löschmittelströmung zunächst noch verschlossen, da das Schaltstuckteil nicht sofort der Bewegung des Schall-Stiftes folgt, sondern über das dem Gcgcnschaltslück zugekehrte Ende des Schallstückes hinausgehl und gegen das Gegenschaltstück geschoben wird. Die gleichzeilig mit dem Schalislifi betätigte Pumpeinrichiung setzt das Löschmittel zunächst unter Druck, bis das rohrförmige Schaltsiuckicil nach einer bestimmten Be wegung vom Schaltstift mitgenommen wird. Id diesem Augenblick, d. h. nach Überwindung des Totganges, er gibt sich durch die vorherige Kompression des Losch mittels eine besonders intensive Löschmittelströmung. Außerdem erfolgt die endgültige Kontaktircnnung mit vergleichsweise großer Geschwindigkeit, du der Schalisiift bis dahin bereits beschleunigt wurde.

Der erreichbaren Kontaklgeschwindigkcit sind beim Diaskolbenschalter jedoch Grenzen gesei/t. und /war einmal durch die zu beschleunigenden gmUcn Massen und /um anderen durch die Notwendigkeit innerhalb eines vertretbaren Koniakthubcs die Verdichtung und das Ausstoßen des l.oschgascs wahren! der genannten Lichibogenzeit durchzuführen.

Aus Gründen einer möglichst geringen Nct/bela slung ist es häufig erwünscht, den Lichtbogen mit Si cherheit bis zum Ablauf der zweiten Periode nach dem Aufirelen einer die Auslösung des Schalters bewirken den Störung zu löschen. Bei einem Blaskolbenschalter set/l sich die Ausschallzeii. d. h. die Zeit vom Κ-μιιιγ,.ιί do zum Offnen der Schallslücke bis /um Zeitpunkt, in dem der Lichtbogen zum ersten Mal gelöscht wird. /11 sammen aus der als Relaisztit bezeichneten Ansprech /eil, der Verdichtungszeit der Blaseinrichtung und der Mindestlöschzeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mindesllöschzeit bei einem nach dem Blaskolbenprinzip ar-

'5 bellenden Druckgasschalter zu verkürzen, ohne die Antriebsenergie zu steigern.

Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß die hohl ausgebildeten Schaltstücke feststehend angcord-

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net und in der Einschallstellung durch ein leistungslos schaltendes Oberbrückungsschnltstiick verbunden sind und daß das Hilfskontaktsiück im Innern der feststehenden Schaltstücke gleitbewcglich geführt und mit dem Antrieb für das Überbrückungsschaltstück und die Blaseinrichtung über eine Stoßkupplung mit Freilauf gekoppelt ist und daß die Masse des Hilfskonlaktstükkes geringer ist als die Masse des Antriebs und er mit ihm starr veroundenen Schalterteile.

Aus der DE-OS 19 13973 ist ein Blaskolbenschalter bekannt, bei dem zwei Schaltstücke feststehend angeordnet und hohl ausgebildet sind und in der Ein schaltstcllung von einem beweglichen Uberbrückungsschaltstück überbrückt sind. Im Gegensat/ /um Schalter nach der Erfindung schaltet dieses Uberbrückungs schaltstück jedoch nicht leistungslos.

Durch Anwendung der Erfindung ist es möglich, auf Gleitkontaktsiücke. die die bewegten Schaltstück unier Federkraft elektrisch leitend umgeben, zu verzichten. Das Überbrückungsschaltsiück schallet stromlos: es ist als Hauptstrombahn in seinem Querschnitt so be messen, daß es den Nennstrom dauernd und den Kurzschlußstrom kurzzeitig führen kann. Das den Lichtbogen ziehende Hilfskontaktstück ist im Innern der feststehenden .Schaltstücke gleitbeweglieh geführt. Wäh rend der Ausschaltbewegung dieses Kontaktstückes, während der der Lichtbogen gezogen werden soll, sind die Anforderungen an die Kontaklgabc verglcichswei se so gering, daß nur ein Passungsspiel ohne Gleitkonlaktstücke erforderlich ist.

Das Hilfskoniaktstück. das im Innern der feststehen din .Schaltstücke gleitbeweglieh geführt ist. zieht vor lcilhafi den Lichtbogen nahe der Achse der beiden hohlen feststehenden Schallstücke und wird durch die Kopplung mit dem Antrieb über eine Sioßkupplung mit Freilauf nach Überwindung des vorgesehenen Totganges mn einer Geschwindigkeit bewegt, die annähernd das Doppelte der Antricbsgeschwindigkeit für das Überbrückungsschaltstück und die Blaseinrichtung betragen kann.

Bevorzugt beträgt die bewegte Masse des llilfskonlaktstückes höchstens den zehnten Teil der bewegten Masse des Antriebs. Im Praktischen wird die dem Hilfs kontaktstück durch die Sioßkupplung erteilte Geschwindigkeit wegen unvermeidbarer Reibungsverluste geringer sein als die theoretisch mögliche. Dennoch ist es möglich, durch Steigerung der Offnungsgeschwin-Higkeit des Hilfskoniaktstiiikcs die Mindestloschzcil Airksüin zu verringern

Bei einem bevorzugten Ausfuhriingsbeispicl des Dnickga«Atha!lcrs nach der Erfindung ist die SioU-kupplung mit Freilauf von zwei rohrförmigen, koaxial angeordnet«.η und /wischen Anschlägen axial hewcgli then 'Teilen gebildet, deren eines mil dem Hilfskontaktstück und deren anderes mit dem Antrieb si.irr gekoppelt lsi Dabei sind die zusammenwirkenden Stoßfläc'hcn der Stoßkupplung von den Anschlägen gebildet. Bei dieser Aiisfuhrungsfonn ist es möglich, /wischen den zusammenwirkenden Sioöflächen fcdercUistisehc Zwischenglieder, die nur eine geringe Reihung, insbe-Mirde^rc innere Reibung, aufweisen, anzuordnen. Damit können die Stoßflächen auch bei häufiger Stoßbeanspruchun).' nicht bleibend deformiert werden.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankcns bildet das stromlos schattende flberbrückunpsschallstüi-k z.umindes' teilweise den Blimvlinder, der im Verlauf der Ausschaltbcwcgtinp über einen relativ dazu feststehenden HI.T kolben gezogen wird. Das Überbrückiingsschah stück ist vorteilhaft außerhalb der Einschallstellung von beiden feststehenden Schaltstücken galvanisch getrennt. Damit ergibt sieh die Möglichkeit, auf den Einsatz von Gleitkontaktstucken zu verzichten. Das Hilfs-S kontaktstück besteht bevorzugt aus einem lichtbogenfesten Material und kann außerhalb der Einschaltsiel· lung von beiden feststehenden Schaltstücken galvanisch getrennt sein. In der Ausschaltstellung nimmt das Hilfskoniaktstück beim Druckgasschalter nach der Eric- findung vorteilhaft im Innern eines der feststehenden .Schaltstücke eine die Abströmung der Schaltgase nicht behindernde Stellung ein. Bevorzugt ist das Hilfskontaktstück rohrförmig gestaltet. An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel

IS eines Druckgasschalters nach der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.

In der Figur ist zum Teil in einem Längsschnitt ein elektrischer Druckgasschalter dargestellt, in dem Schwefelnexafluorid als Lösch- und Isoliermittel ver wendet wird. Dabei sind der Einfaiiiheit halber nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile ohne z. B. die auf F.rdpotenlial liegenden Schallerteile, insbesondere den Antrieb und die Stützisolatcen. gezeichnet.

Dc in der Figur im Längsschnitt dargestellte Schalter nimmt in der rechts der Mittellinie gezeichneten Position die Einschaltstellung und in der links der Mittellinie dargestellten Position die Ausschaltstellung ein. Der als Druckgasschal'er aufgebaute elektrische Schal ter weist eine z. B. aus Porzellan bestehende Schaltkammer 1 auf, in der zwei feststehende Schaltstücke 2. 3 angeordnet sind, die an ihren zugewandten Enden Düsenkörper 4. S aus lichtbogenbeständigem Material tragen. Die beiden Schaltstücke 2,3 sind zur Abführung der Schaltgase hohl ausgebildet. Sie sind in der rechts der Mittellinie gezeichneten Einschaltstellung durch ein Überbrückungsschulistück 6. das rohrförmig ausgebildet ist. elektrisch feilend verbunden. Die Stirnseiten des rohrförmigen Überbrürkungsschallstückes 6 tragen Kontaktlamellen 7, die mit einer den Kontaktdruck bereitstellenden Federkraft gegen Teile 2a und 3.7 der feststehenden Schaltstücke 2 und 3 gepreßt sind.

Das dem feststehenden Schaltstück 2 '.ugcwandtc stirnseilige Ende des Überhrückungsschalts.'ückes 6 trägt einen Düsenkörper 8, dessen zentrische Bohrung 9 des rohrförmigc Schaltstück 2 umfaßt. Das Übcrbrük kungsschaltsiück 6 ist über Bolzen 10 mit einem Antriebskörper 11 gekoppelt, der mittels einer Pleuelstange 12 in Pfeilrichtung 13 angelrieben wird. Mit dem

so Antriebskorper I? ist ein Hilfskontakisiuck 14 über eine Stoßkupplung IS. 16 mit Freilauf derart gekoppelt, daß im Verlauf der Ausschaltbewegung das Hillskon :aki>luck 14 im Vergleich zum Überbrückungsschalistück 6 verzögert öffnet. Das Hilfskontaklstück H. das im Innern der feststehenden Schallstückc J. i gleitbe weglich gehaltert ist. zieht den Lichtbogen nahe der Mitte der beiden Schallstücke 2. 3 im Bereich der Düsen 4. 5. Hierzu i" das Hilfskoritaktstück 14 ebenso wie die Düsen 4. 5 vorteilhaft aus einem lichtbogenfesten.

6e elektrisch leitenden Material gefertigt.

Die Stoßkupplung 15.16 ist im Innern des Schaltsiükkcs 3 angeordnet und besteht aus zwei rohrförmigen Teilen I5<7 und 16a. die koaxial angeordnet sind. Das rohrfönnigc Teil '.5a trägt das Hilfskontaktstück 14 und weist an einem dem Hilfskontaktstück 14 abgewandten Ende einen als Anschlag 17 wirkenden vorspringenden Rand auf. der Sloßflächen aufweist. Der Anschlag 17 des rohrförmigen Teiles 15a spielt zwi-

sehen zwei als Anschläge 18. 19 dienende vorspringenden Randtcilcn am äußeren Umfang des rohrförmigen Teiles 16a, das mit dem Antriebskörper 11 starr gekoppeil ist. so daß sich eine begren/ic axiale Beweglichkeit /wischen den rohrförmigen Teilen 15.·ι und 16,; ergibt. Die Anschläge 17 und 18 bzw. 17 und 19 haben zusammenwirkenden StoBflächcn, wobei im dargestellten Aiisfiihrungsbeispiel fcdcrclastischc Zwischenglieder 20. 2t vorgesehen sind, von denen das Zwischenglied 21 eine geringe innere Reibung aufweist.

Der inneren Kontur des Düsenkörpers 8 ■ sι ein Teil des feststehenden Schallslückcs 3 angepaßt, der den feststehenden Kolben 22 der Blaseinrichtung bildet. Über diesen feststehenden Blaskolbcn 22 wird das Überbrückungsschaltstück 6, das den Blas/ylindcr bildet, im Verlauf der Ausschaltbcwcgung gezogen, so daß sich folgende Wirkungsweise ergibt:

Di während des ersten Teiles der .^A.i:';*,t.'h;;!!bcv.c gung die beiden feststehenden Schaltstückc 2. 3 vom llilfskontaklstück 14 elektrisch leitend überbrückt sind, schaltet das Übcrbrückungsschaltstück 6 stromlos. Im Verlauf der weiteren Ausschaltbcwcgung wird unter Verdichtung des als Löschmittel vorgesehenen Gases Schwefelhexafluorid im Kompressionsraum 23 der Druck so lange gesteigert, bis der Anschlag 19 gegen den Anschlag 17 prallt und damit das Hilfskontaktstück 14 in Richtung der Ausschaltbewegung gestoßen wird. Der dabei im Bereich der Schaltstückmitte gezogene Lichtbogen wird intensiv vom vorkomprimierten Druckgas beblasen. Die Trenngcschwindigkcii des Hiirskontaktstückes 14 beträgt nahezu das Doppelte der Antricbsgesi'hwindigkeii fiir das Uberbrückungsschaltstück 6. weil durch die vorgesehene geringe Reibung des Milfskonlaklsiückes 14 im Bereich der Düsen

4 und 5 die Geschwindigkeit des I lilfskontaktstiickcs 14 sich entsprechend dem Impulssatz verhalt. Das bedeutet, daß sich eine hohe Trcnngcschwindigkeil einstellt, durch die die effektive l.iehtbogcnbrenndauer verringert wird. Damit ist eine verkürzte Linwirk/cit der Lichtbogcnstrahlung gegeben, Ferner fallen wegen der

ίο geringen Lichtbogenbrenndauer vergleichsweise weni ger Zcrsctzungsprofiikte an.

Wie der Figur /\\ entnehmen ist. ist das Uberbrukkungsschallstück in der Aiisschaltsielhing von beulen feststehenden Schallstückcn 2, 3 galvanisch getrennt Kbcnso ist das Hilfskontaktstück 14 außerhalb der Im schallslcllung von den beiden feststehenden Schaltsiuk kcn 2 und 3 galvanisch getrennt. Das rohrförmigc Teil i5« kann h!sr?u entweder eine e!'*k!r!vh is'ⁱh'*r^r>n'^rJ^<i Führung enthalten oder selbst aus Isolierstoff gefertigt sein.

Das Milfskonlaklstück 14. das in der Ausschaltstellung im Innern des Schallstückcs 3 eine die Abströmung der Schallgase nicht behindernde Stellung einnimmt, kann zusätzlich rohrförmig gestaltet sein.

Die Schaltgase werden durch die Düsenkörper 4 und

5 der feststehenden Schaltstückc 2 und 3 abgeführt. Das fe'.-stehendc Schaltstück 3 kann Durchiritisöffnungcn 24 für die Schallgasc aufweisen. Kbcnso kann der rohrförmige Teil 15a mit Öffnungen 25 zum Durchtritt von Schaltgascn versehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

22 Il 617 Patentansprüche:

1. Druckgasschalter, insbesondere Hochspannungs-Leistungsschalter, mit einer aus Kolben und Zylinder bestehenden Blaseinrichtung fur das Löschgas, mit hohl ausgebildeten, vom Löschgas durchset/baren Schallstücken, die in der Einschalt stellung elektrisch leitend verbunden sind, und mn einem zusätzlichen, die Trennstrecke /wischen den Schaltstücken im Verlauf der Ausschallbewegung verzögert öffnenden, den Lichtbogen ziehenden Hilfskontaktstück. dadurch gekennzeichnet, daß die hohl ausgebildeten .Schaltstücke (Z 3) feststehend angeordnet und in der Einschaltstcllung durch ein leistungslos schaltendes Obcrbrückungsschaltstück (6) verbunden sind und daß das HiKs kontaktstück (14) im Innern der feststehenden Schaltstück (2. 3) gleitbeweglich geführt und mn dem Antrieb (11. 12) für das Überbrückungsschalt-Stück (6) und die Blaseinrichtung (Ja. 6. 8) über eine Stoßkupplung (IS. 16) mit Freilauf gekoppelt ist und daß die Masse des Hilfskonlaktstückes (14) geringer ist als die Masse des Antriebs (U. 12) und der mit ihm starr verbundenen Schalterteile.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßkupplung (15. 16) mit Freilauf von zwei rohrförmigen, koaxial angeordneten und bis zu Anschlagen (17. 18. 19) axial gegeneinander beweglichen Teilen gebildet ist. deren eines mit dem Hilfsksntakt. dck (6) und deren anderes mit dem Antrieb ^H. 12) starr gekoppelt ist.

3. Druckgasschalter nach A 'sprach t oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die bewegte Masse des Hilfskoniakisiückes (6) höchstens ein Zehnlei der bewegten Massen des Antriebes (11.12) beträgt.

4. Druckgasschalter nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (17. 18. 19) die rusammenw irkenden Stoßflachen der Stoßkupplung haben.

5. Druckgasschalter nach Anspruch 4. gekennzeichnet durch federelastische Zwischenglieder (20. Sl) zwischen den zusammenwirkenden Stoßflächen.

6. Druckgasschalter nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das lci-(tungslos schaltende Überbrückungsschalistück (6) tumindesi teilweise den Blaszylinder bildet, der im Verlauf der Ausschaltbewegung über einen relativ lestehenden Blaskolben (3a) gezogen wird

7. Druckgasschalter nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Clberbrückungsschaltslück (6) außerhalb der Kin tchaltstelliing von beiden fesiehenden Schalisiükten (2. 3) galvanisch getrennt ist.

8. Druckgasschalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfskontaktstück (14) aus lchibogenfestem Material besteht.

9. Druckgasschalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfskoniakisuick (14) rohrförmig gestaltet ist.

10. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfskonlaktstück (14) in der Ausschaltstellung von beiden feststehenden Schaltslücken (2,3) galvanisch getrennt ist.

11. Druckgasschalter nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfskonlaktstück (14) in der Ausschaltstellung im Innern eines der Schallstücke (3) eine die Abströmung der Schaligase nicht behindernde Stellung einnimmt.