DE2363171A1 - ELECTRIC GAS SWITCH - Google Patents

ELECTRIC GAS SWITCH

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DE2363171A1
DE2363171A1 DE19732363171 DE2363171A DE2363171A1 DE 2363171 A1 DE2363171 A1 DE 2363171A1 DE 19732363171 DE19732363171 DE 19732363171 DE 2363171 A DE2363171 A DE 2363171A DE 2363171 A1 DE2363171 A1 DE 2363171A1
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contact pieces
gas switch
pressure
gas
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DE19732363171
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German (de)
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Nobuaki Dipl Ing Kiyokuni
Yoshio Dipl Ing Nitta
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/90Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
    • H01H33/905Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism the compression volume being formed by a movable cylinder and a semi-mobile piston

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  • Circuit Breakers (AREA)

Description

FUJIELECTRICCO. LTD 9 ^ RTl 71FUJIELECTRICCO. LTD 9 ^ RTl 71

Kawasaki / Japan "OOI/I Kawasaki / Japan " OOI / I

Mein Zeichen:My sign:

VPA 72/8369 1 A. DEZ. 1973VPA 72/8369 1 A. DEC. 1973

He/UnHe / Un

Elektrischer GasschalterElectric gas switch

(Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden japanischen Patentanmeldung Tokugan Sho 47-125494 vom l^D^^bt^ (For this application, priority is given to the corresponding Japanese patent application Tokugan Sho 47-125494 dated l ^ D ^^ bt ^

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Gasschalter mit zwei voneinander trennbaren Schaltstücken und mit einer aus Kolben und Zylinder bestehenden Blaseinrichtung, die während des Ausschaltvorganges Löschgas komprimiert und in die Trennstrecke zur Lichtbogenlöschung Tjläst.The invention relates to an electric gas switch with two separable contact pieces and with one consisting of piston and cylinder blowing device that compresses extinguishing gas during the switch-off process and into the Isolating distance for arc quenching Tjläst.

Elektrische Leistungsschalter dieser Art mit SFg-Gas", das ausgezeichnete Isolier- und Lichtbogenlöscheigenschaften aufweist, werden in großer Anzahl benutzt. Eine Mehrzahl derartiger Leistungsschalter, die als sogenannte Blaskolbenschalter ausgebildet sind, haben im Bereich der Lichtbogenlöscheinrichtung einen Blaszylinder, in dem das Löschmittel verdichtet wird und sodann beim Öffnen der Schaltstücke in die Trennstrecke geblasen wird. In der Trennstrecke wird beim Schalten unter Last ein Lichtbogen gezogen. Im Verlauf der Entwicklung der modernen Energieverteilungssysteme steigen die Forderungen nach einer Verkürzung der Schaltzeit, d.h. anstelle der konventionellen Dreiperiodenschalter werden gegenwärtig Zweiperiodenschalter gefordert.Electric circuit breakers of this type with SFg gas "that having excellent insulating and arc extinguishing properties are used in large numbers. A majority of those Circuit breakers, which are designed as so-called blow piston switches, have in the area of the arc extinguishing device a blowing cylinder in which the extinguishing agent is compressed and then into the isolating distance when the contact pieces are opened is blown. When switching under load, an arc is drawn in the isolating distance. In the course of development In modern energy distribution systems, the demands for a shortening of the switching time, i.e. instead of conventional ones, are increasing Three-cycle switches are currently required for two-cycle switches.

Bei bekannten Blaskolbenschaltern ist es grundsätzlich erforderlich, den Gasdruck innerhalb der aus Kolben und Zylinder bestehenden Blaseinrichtung aufzubringen, bevor die Schaltstücke getrennt werden. Bedingt durch diese Konstruktion steigt der Gleitweg der Schaltstücke an und mit ihm zugleichWith known blow piston switches, it is fundamentally necessary to apply the gas pressure inside the blowing device consisting of piston and cylinder before the contact pieces be separated. Due to this construction, the sliding path of the contact pieces increases and with it at the same time

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die Öffnungszeit, wodurch die gesamte Schaltzeit verlängert wird. Um dies zu vermeiden, werden Leistungsschalter meist mit einem eigenen Kompressor ausgeführt, so daß sich sogenannte Zweidruck-Leistungsschalter ergeben, die als Zweiperiodenschalter arbeiten können. the opening time, which extends the entire switching time . To avoid this, circuit breakers are usually designed with their own compressor, so that so-called two-pressure circuit breakers result that can work as two-period switches.

Ein Ausführungsbeispiel einer Lichtbogenlöscheinrichtung eines üblichen Blaskolbenschalters ist in Fig. 1 dargestellt. An exemplary embodiment of an arc extinguishing device of a conventional blow piston switch is shown in FIG. 1.

Mit 1 ist ein feststehender Kontakt bezeichnet, der innerhalb einer Schaltkammer angeordnet ist, die unter einem vorbestimmten Gasdruck steht, wobei der den Druck aufrechterhaltende Behälter in Fig. 1.nicht dargestellt ist. Mit 2 ist das bewegliche Schaltstück des Blaskolbenschalters bezeichnet, das mit einem das feststehende Schaltstück 1 in der Einschaltlage umgebenden Düsenkörper und einem Blaszylinder 3 gekoppelt ist, der im Verlauf der Ausschaltbewegung über einen von einem Träger aus isolierendem Material getragenen feststehenden Blaskolben gezogen wird. Die Ziffer 5 bezeichnet einen Gleitkontakt für das bewegliche Schaltstück 2, das über eine Betätigungsstange 6 aus elektrisch isolierendem Material vertikal von einer in der Zeii >inung nicht weiter dargestellten Antriebseinrichtung bewegt wird.1 with a fixed contact is indicated, which is arranged inside a switching chamber which is under a predetermined gas pressure, being shown of the pressure maintaining tank in Fig. 1.not. With 2 the movable contact piece of the blow piston switch is referred to, which is coupled to a nozzle body surrounding the stationary contact piece 1 in the switched-on position and a blow cylinder 3 which is pulled over a stationary blow piston carried by a carrier made of insulating material in the course of the opening movement. The number 5 denotes a sliding contact for the movable contact piece 2, which is moved vertically via an actuating rod 6 made of electrically insulating material by a drive device not shown in any further detail in the drawing.

Die Figur 1 zeigt den Blasko.lben in der Einschaltstellung. Sofern der Schalter in die Ausschaltstellung überführt werden soll, wird die Betätigungsstange 6 nach unten gezogen. Dabei wird Löschgas innerhalb des Blaszylinders 3 verdichtet. Zur Trennung der Schaltstücke 1 und 2 ist es erforderlich, daß die Betätigungsstange 6 einen bestimmten Weg ausführt. Mit der Trennung der Schaltstücke 1 und 2 wird komprimiertes Löschgas in die zwischen beiden Schaltstücken 1 und 2 gebildete Trennstrecke geblasen und über von beiden Schaltstücken 1 und 2 stirnseitig gebildete Düsenöffnungen durch das InnereFigure 1 shows the Blasko.lben in the on position. If the switch is to be moved into the off position, the actuating rod 6 is pulled down. In the process , extinguishing gas is compressed within the blowing cylinder 3. To separate the contact pieces 1 and 2, it is necessary that the actuating rod 6 executes a certain path. With the separation of the contact pieces 1 and 2, compressed extinguishing gas is blown into the separating distance formed between the two contact pieces 1 and 2 and through the interior via nozzle openings formed at the end of the two contact pieces 1 and 2

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der Schaltstücke abgeführt. Es ist erwünscht, um eine wirksame Lichtbogenlöschung vorzunehmen, einen ausreichenden Druckanstieg innerhalb des Blaszylinders bis zur Trennung der beiden Schaltstücke zu erzielen.of the contact pieces dissipated. It is desirable to be effective To carry out arc extinction, a sufficient pressure increase within the blow cylinder until separation to achieve the two contact pieces.

In Fig. 2 ist als Beispiel in Abhängigkeit vom Weg der Betätigungsstange 6 der Druck innerhalb des Blaszylinders aufgetragen. Der Blaszylinder muß über die Hälfte des für die Ausschaltung notwendigen Weges der Antriebsstange ausführen, um einen Löschgasdruck zu erzielen, der zweimal so hoch ist wie der in der Schaltkammer herrschende Ruhedruck. Unter der Voraussetzung, daß der Druck beim Trennen der Schaltstücke mit 2 Pq gewählt ist, beträgt der Gleitweg des beweglichen Schaltstückes die. Hälfte (1/2 1) der vollen Strecke (1). Dies erfordert eine beträchtliche Zeit zwischen dem Bewegungsbeginn der Antriebsstange bis zum Trennen der Schaltstücke. Um diese Zeit zu verkürzen, ist es notwendig, den Antriebsweg 1 zu verkürzen. Dieser Weg kann jedoch im Hinblick auf die Tat- ' sache nicht ausreichend verkürzt werden, daß nach dem Öffnen des Schalters eine ausreichende Spannungsfestigkeit erzielt . sein muß. Aus Gründen der bereits erwähnten notwendigen Vorkompression kann auch der Gleitweg beider Schaltstücke nicht verkürzt werden.In Fig. 2 is as an example depending on the path of the actuating rod 6 the pressure applied inside the blowing cylinder. The blower cylinder must be over half of that for the switch-off necessary travel of the actuator stem to achieve an extinguishing gas pressure that is twice as high as the static pressure prevailing in the switching chamber. Provided that the pressure when separating the contact pieces with 2 Pq is selected, the sliding path of the movable contact piece is the. Half (1/2 1) of the full distance (1). This requires a considerable amount of time between the start of movement the actuator stem to the separation of the contact pieces. In order to shorten this time, it is necessary to use drive path 1 shorten. This path can, however, with regard to the fact ' thing cannot be shortened sufficiently that sufficient dielectric strength is achieved after opening the switch. have to be. For reasons of the necessary pre-compression already mentioned, the sliding path of both contact pieces cannot either be shortened.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Blaskolbenschalter anzugeben, der als Zweiperiodenschalter zu arbeiten vermag und dessen Konstruktion im Vergleich zu Zweidruck-Leistungsschaltern einfach ausgeführt ist.The invention is based on the object of a blow piston switch indicate which is able to work as a two-period switch and its construction in comparison to two-pressure circuit-breakers is simply executed.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen zusätzlichen, den Kompressionsraum der Blaseinrichtung unterteilenden, federbelasteten Zwischenkolben, der relativ beweglich zum Kolben der Blaseinrichtung angeordnet ist und mit .einer verschließbaren Durchgangsöffnung versehen ist, die bei;According to the invention, this object is achieved by an additional, the compression chamber of the blowing device dividing, spring-loaded intermediate piston which is arranged to be movable relative to the piston of the blowing device and is provided with .einer closable through opening, which at;

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einem im Teilraum zwischen beiden Kolben auftretenden Überdruck selbsttätig geöffnet wird.an overpressure occurring in the subspace between the two pistons is automatically opened.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Zylinder mit dem beweglichen der trennbaren Schaltstücke verbunden, wobei er über die Kolbenanordnung von einem Antriebsorgan gezogen wird. Dabei ist es möglich, daß die den Zwischenkolben belastende Feder sich an dem anderen Kolben der Blaseinrichtung abstützt, der feststehend angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist die Durchgangsöffnung durch ein Rückschlagventil verschließbar.In a particularly advantageous embodiment of the invention the cylinder is connected to the movable one of the separable contact pieces, whereby it is via the piston arrangement is pulled by a drive member. It is possible that the spring loading the intermediate piston is attached to the other Piston of the blower is supported, which is arranged stationary. The through opening is particularly advantageous can be closed by a non-return valve.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Gasschalters nach der Erfindung beschrieben.Based on the drawing is an embodiment of a gas switch described according to the invention.

Die Figur 3 zeigt einen Schnitt durch die wesentlichen Teile eines elektrischen Gasschalters gemäß der Erfindung.FIG. 3 shows a section through the essential parts of an electric gas switch according to the invention.

In Fig. 3 sind das feststehende Schaltstück 1, das bewegliche Schaltstück 2, der Blaszylinder 3, der Blaskolben 4, der Gleitkontakt 5 und die Antriebsstange 6 dieselben Schalterteile wie bei dem in Fig. 1 dargestellten üblichen Leistungsschalter. Bei der vorliegenden Erfindung jedoch ist ein beweglicher, zusätzlicher Kolben 7 vorgesehen, der so mit dem feststehenden Kolben 4 verbunden ist, daß eine Relativbewegung zwischen beiden Kolben 7 und 4 ermöglicht ist. Der Kolben 7 ist von einer Feder 8 belastet, die sich am feststehenden Kolben 4 abstützt. Der bewegliche Kolben 7 weist eine Durchtrittsöffnung 10 auf, die von einem Rückschlagventil 9 absperrbar ist.In Fig. 3, the fixed contact piece 1, the movable Switching piece 2, the blowing cylinder 3, the blowing piston 4, the sliding contact 5 and the drive rod 6 have the same switch parts as in the conventional circuit breaker shown in FIG. In the present invention, however, a movable, additional piston 7 is provided, which is connected to the stationary piston 4, that a relative movement between the two pistons 7 and 4 is made possible. The piston 7 is loaded by a spring 8, which is located on the stationary Piston 4 is supported. The movable piston 7 has a passage opening 10 which can be shut off by a check valve 9 is.

In der Zeichnung sind die beiden Schaltstücke 1 und 2 miteinander verbunden. Zum Trennen der Schaltstücke 1 und 2 wird die Antriebsstange 6 nach unten gezogen, wodurch auch derIn the drawing, the two contact pieces 1 and 2 are connected to one another. To separate the contact pieces 1 and 2 is the drive rod 6 pulled down, whereby the

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Blaszylinder 3 abgesenkt wird und der Inhalt des Teilraumes A zwischen dem Zylinder 3 und dem Kolben 7 verdichtet wird. Weil der bewegliche Kolben 7 durch die Druckfeder 8 belastet ist, wird er solange nicht bewegt, bis auf ihn eine Kraft ausgeübt wird, die der Druckdifferenz der Räume A und B entspricht und größer ist als die Federkraft. Demgemäß steigt der Druck im Raum A bei Bewegung des Blaszylinders 3. auf einen vorbestimmten Druckwert an. Der Druck im Raum B bleibt auf dem Ruhedruckwert PQ, solange der bewegliche Kolben 7 seine relative Lage zum feststehenden Kolben 4 nicht verändert. Dabei ist das Ventilglied 9 so angeordnet, daß kein Gasfluß vom Raum A zum Raum B stattfindet.Blowing cylinder 3 is lowered and the content of subspace A between cylinder 3 and piston 7 is compressed. Because the movable piston 7 is loaded by the compression spring 8, it is not moved until a force is exerted on it which corresponds to the pressure difference between spaces A and B and is greater than the spring force. Accordingly, the pressure in the space A rises to a predetermined pressure value when the blowing cylinder 3 is moved. The pressure in space B remains at the idle pressure value P Q as long as the movable piston 7 does not change its position relative to the stationary piston 4. The valve member 9 is arranged so that no gas flow from space A to space B takes place.

Wenn die durch die Druckdifferenz bedingte Kraft, die auf den beweglichen Kolben 7 ausgeübt wird, die Druckkraft der Feder 8 überschreitet, wird der bewegliche Kolben 7 entsprechend der Abwärtsbewegung des Blaszylinders 3 nach unten bewegt. Die sich in den Räumen A und B ergebende Druckdifferenz hält den von der Feder 8 belasteten Kolben 7 in einer vorbestimmten Lage. Bei Trennung der Schaltstücke 1 und 2 wird' Druckgas gegen die zwischen beiden Schaltstücken gebildete Trennstrecke geführt.When the force due to the pressure difference exerted on the movable piston 7, the compressive force of the spring 8 exceeds, the movable piston 7 is moved downward in accordance with the downward movement of the blowing cylinder 3. The resulting pressure difference in the spaces A and B keeps the piston 7 loaded by the spring 8 in a predetermined position Location. When the contact pieces 1 and 2 are separated, pressurized gas is directed against the separating distance formed between the two contact pieces guided.

In Fig. 4 ist in einer gestrichelten Kurve der Druckverlauf schematisch gezeichnet, der sich mit einer Blaseinrichtung der in Fig. 1 dargestellten bekannten Schalteinrichtung ergibt, während der mit ausgezogenen Linien dargestellte Druckverlauf der Räume A und B sich bei Anwendung der Erfindung ergibt. Wie aus den Kurven zu ersehen ist, ist der Druckanstieg im Raum B niedriger als die gestrichelte Linie anzeigt. Im ersten Teil der Ausschaltbewegung wird das im Raum A komprimierte Gas in die Trennstrecke geleitet. Im Verlauf der weiteren Ausschaltbewegung ist es durch Verwendung des im Raum B vorhandenen Gasvolumens möglich, den Löschgasdruck bisIn Fig. 4, the pressure curve is shown schematically in a dashed curve, which is with a blower the known switching device shown in Fig. 1 results, while the pressure curve shown with solid lines of rooms A and B results from the application of the invention. As can be seen from the curves, there is an increase in pressure in space B is lower than the dashed line. In the first part of the switch-off movement, the compressed air in room A is compressed Gas passed into the separating distance. In the course of the further switch-off movement, it is possible to use the im Room B available gas volume possible, the extinguishing gas pressure up to

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zur öffnung der Kontakte während einer kurzen Wegstrecke stark zu steigern. Eine zusätzliche Gasströmung aus dem Raum B erfolgt automatisch durch das Rückschlagventil 9, sobald der Druck im Raum A niedriger als der Druck im Raum B wird.to open the contacts during a short distance to increase greatly. An additional gas flow from the room B takes place automatically through the check valve 9 as soon as the pressure in room A becomes lower than the pressure in room B.

Auf diese Weise ist es möglich, einen Blaskolbenschalter anzugeben, mit dem ein höherer Druck in der Löscheinrichtung mit einem kürzeren Weg des beweglichen Schaltstückes erzielt werden kann. Somit kann ein gegenüber Zweidruckschaltern billigerer und einfacherer Blaskolbenschalter aufgebaut werden, dessen Schalteigenschaften denen von Zweidruckschaltern entsprechen. In this way it is possible to specify a blow piston switch, with which a higher pressure in the extinguishing device can be achieved with a shorter path of the movable contact piece can. This means that a blow-piston switch, which is cheaper and simpler than that of two-pressure switches, can be constructed. whose switching properties correspond to those of two-pressure switches.

4 Figuren
4 Ansprüche
4 figures
4 claims

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Claims (4)

Patentansprüche , Claims , Elektrischer Gasschalter mit zwei voneinander trennbaren Schaltstücken und mit einer aus Kolben und Zylinder bestehenden Blaseinrichtung, die während des Ausschaltvorganges Lösch- ' gas komprimiert und in die Trennstrecke zur Lichtbogenlöschung bläst, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen, den Kompressionsraum der Blaseinrichtung unterteilenden,federbelasteten Zwischenkolben, der relativ beweglich zum Kolben der Blaseinrichtung angeordnet ist und mit einer verschließbaren Durchgangsöffnung versehen ist, die bei einem im Teilraum zwischen beiden Kolben auftretenden Überdruck selbsttätig geöffnet wird.Electric gas switch with two separable contact pieces and one consisting of a piston and a cylinder Blowing device that compresses the extinguishing gas during the switch-off process and enters the isolating distance to extinguish the arc blows, characterized by an additional spring-loaded one that divides the compression space of the blower device Intermediate piston which is arranged to be movable relative to the piston of the blowing device and has a closable through opening is provided, which is automatically opened in the case of an overpressure occurring in the subspace between the two pistons. 2. Gasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder, mit dem beweglichen der trennbaren Schaltstücke verbunden und über die beiden Kolben von einem Antriebsorgan gezogen wird.2. Gas switch according to claim 1, characterized in that the cylinder with the movable of the separable contact pieces connected and pulled over the two pistons by a drive member. 3. Gasschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet', daß die den Zwischenkolben belastende Feder sich an dem anderen Kolben der Blaseinrichtung abstützt, der feststehend angeordnet ist.3. Gas switch according to claim 1 or 2, characterized in ', that the spring loading the intermediate piston is supported on the other piston of the blowing device, which is fixedly arranged is. 4. Gasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung durch ein Rückschlagventil verschließbar ist.4. Gas switch according to claim 1, characterized in that the passage opening can be closed by a check valve is. 409825/0929409825/0929
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