DE2625580A1 - High or medium voltage load breaking switch - has compressed gas cylinder compensating pressure losses in arc quenching chamber - Google Patents

Abstract

The load breaking switch is designed to operate at high or high medium voltages, with quenching by means of compressed gas filled quenching chamber. There is a compressed gas cylinder (9) which is integrated with the quenching chamber (1, 1'). The gas cylinder compensates pressure losses in the quenching chamber. Its gas pressure is several times higher than in the chamber (3) to which it is connected by an automatic refilling device.

Description

Druckgas-Lastschalter Pressurized gas load switch

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungs- oder Mittelspannungs-Lastschalter mit einem geschlossenen, druckgasgefüllten Löschkammergehäuse, einem beweglichen Kontakt und einem feststehenden Gegenkontaktstück.The invention relates to a high-voltage or medium-voltage circuit breaker with a closed, pressurized gas-filled extinguishing chamber housing, a movable one Contact and a fixed mating contact piece.

Ein solcher Schalter ist durch die Patentanmeldung P 2551 625.o-34 bekannt. Diese Patentanmeldung beschreibt einen Lastschalter mit einem geschlossenen Löschkammergehäuse, das im Sinne einer kostengünstigen Massenproduktion bei guter Formbarkeit vorzugsweise aus einem gieß- oder spritzfähigen Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen Material hergestellt wird.Such a switch is by the patent application P 2551 625.o-34 known. This patent application describes a load switch with a closed Arcing chamber housing, which in terms of cost-effective mass production with good Mouldability preferably from a pourable or injectable plastic, in particular a thermoplastic material is made.

Die Löschkammer kann als Löschgas beispielsweise Schwefelhexafluoria enthalten, das unter eine Druck von etwa 1-3 atü in die Löschkammer eingefüllt wird.The extinguishing chamber can use, for example, sulfur hexafluorine as an extinguishing gas contained, which is filled into the extinguishing chamber under a pressure of about 1-3 atmospheres.

Die Abdichtung der Durchtrittsöffnung für den beweglichen Kontakt erfolgt durch eine flexible Dichtmanschette. Untersuchungen ergaben, daß der für die Herstellung der Dichtmanschette in Frage kommende Werkstoff die Löschkammer nicht völlig abdichtet, sondern daß im Laufe der Zeit Druckgas durch Diffusion entweicht, so daß der Gasdruck innerhalb der Kammer und gleichzeitig das Löschvermögen des Schalters stetig abnimmt.The sealing of the passage opening for the movable contact takes place through a flexible sealing sleeve. Investigations showed that the for the production of the sealing sleeve in question material is the extinguishing chamber does not seal completely, but that compressed gas escapes through diffusion over time, so that the gas pressure inside the chamber and at the same time the extinguishing capacity of the Switch steadily decreases.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, den vorgenannten Nachteil zu beseitigen.The present invention was based on the object of the aforementioned To eliminate disadvantage.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruches aufgezeigten Mitteln gelöst.According to the invention, this problem was met with in the characterizing part of the first claim indicated means solved.

L;as Vorsehen eines in das Löschkammergehäuse eingebauten Speichers, aer Löschgas unter einem gegenüber dem Löschkammnergasdruck wesentlich höheren Druck beherbergt und selbsttätig Druck gas in den Löschraum abgibt, hat zur Folge, daß der durch Diffusion entstehende Gasverlust kompensiert und der Gasdruck in der Löschkammer in etwa konstant gehalten werden kann, ohne daß hierfür laufende Kontrollen von außen erforderlich sind.L; as the provision of a memory built into the arcing chamber housing, aer extinguishing gas under a pressure that is significantly higher than that of the extinguishing chamber gas pressure houses and automatically releases pressurized gas into the extinguishing chamber, has the consequence that the gas loss caused by diffusion is compensated and the gas pressure in the extinguishing chamber can be kept approximately constant without the need for ongoing controls of outside are required.

Die Höjie des Gasdruckes im Speicher hängt von dem Diffusionsverhalten uer Dichtmanschette ab. Untersuchungen ergaben, daß bei einer aus einem elastomeren Werkstoff gefertigten Manschette der Gasdruck im Speicher mindestens das 5-10 fache des Löschkamrergasdruckes betragen sollte, um über einen Zeitraum von etwa 20 Jahren den Druckverlust auszugleichen und ein ausreichendes Schaltvermögen aufrecht zu erhalten.The height of the gas pressure in the storage tank depends on the diffusion behavior outer sealing sleeve. Investigations have shown that one made of an elastomer Material-made cuff, the gas pressure in the storage tank at least 5-10 times the extinguishing chamber gas pressure should be around over a period of about 20 years to compensate for the pressure loss and to maintain sufficient switching capacity obtain.

Als selbsttätige Nachfülleinrichtung empfiehlt sich die Verwendung eines Ventiles, daß die Verbindung zwischen Speichergehäuse una Löschraum herstellt. Das Ventil wird so eingestellt, daß es bei zinken des Löschkammergasdruckes auf einen kritischen Wert selbsttätig öffnet und bei ausreichendem Löschkammerdruck den Speicher selbsttätig wieder verschließt.It is recommended to use it as an automatic refill device a valve that establishes the connection between the storage housing and the extinguishing chamber. The valve is set so that it opens when the pressure of the extinguishing chamber begins to rise automatically opens a critical value and if the arcing chamber pressure is sufficient automatically closes the memory again.

Eine weitere Möglichkeit der selbsttätigen Nachfüllung besteht erfindungsgemäß darin, daß das Speichergehäuse zum Löschraum hin Wände aufweist, die als Soll-Diffusionswände ausgelegt sind und eine stetige Diffusion de Druckgases aus dem Speichergehäuse in den Löschraum bewirken.According to the invention, there is another possibility of automatic refilling in that the storage housing has walls towards the quenching space, which are intended as diffusion walls are designed and a constant diffusion of de pressurized gas from the storage housing cause in the extinguishing room.

Als Soll-Diffusionswände kämen z.B. entsprechend bemessene, dünnwandige thermoplastische Teile infrage, bzw. es besteht die Möglichkeit, das gesamte Speichergehäuse aus gasdurchlässigem thermoplastischen Material zu fertigen. Auch nierbei ist der Speicher mit einem gegenüber dem Loschkammerdruck wesentlich höheren Druck zu füllen.Appropriately dimensioned, thin-walled walls would be used as the target diffusion walls thermoplastic parts in question, or there is the possibility of the entire storage housing made of gas-permeable thermoplastic material. That is also not there To fill the storage tank with a pressure that is significantly higher than the pressure of the erosion chamber.

Weitere zur Erfindung zählende Merkmale sind in den Patentansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung aufgeführt.Further features belonging to the invention are set out in the claims and listed in the description below.

Der durch Anwendung der Erfindung erzielbare Vorteil wird darin gesehen, daß ein geschlossener Druckgas-Lastschalter ohne großen Wartungsaufwand betriebssicner über einen relativ langen Zeitraum eingesetzt werden kann.The advantage that can be achieved by using the invention is seen in that a closed pressurized gas load switch without great maintenance effort can be used over a relatively long period of time.

Da Speicher und Löschkammer baulich vereint sina, entsteht eine einfache und raumsparende Anordnung, die bequem zu nandhaben ist und bei bedarf leicht ausgetauscht werden kann.Since the storage and extinguishing chamber are structurally combined, a simple one is created and a space-saving arrangement that is easy to use and can be easily replaced if necessary can be.

Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt.Exemplary embodiments are shown in the drawing.

Es zeigt Fig. 1 den Lastschalter in ausgeschaltetem Zustand im Längsschnitt Fig. 2 den Lastschalter gemäß Fig. 1 eingeschaltet Fig. 3 den Lastschalter mit einem andexen Speichergehäuse ebenfalls im Längsschnitt Gemäß den Fig. 1-3 besitzt das zylindrische, aus zwei thermoplastischen Kunststoffteilen gefertigte Löschkammergehäuse 1 eine oeffnung, durch die der bewegliche, mit Kontakttulpe 14 und Schutzschirm 15 versehene Kontakt 2 in den Löschraum 3 hineinragt. Der Kontakt 2 ist mit einem Querstift 4 versehen, der zur Führung der axialen Kontaktbewegung in eine im Gehäusewerkstoff vorgesehene Längsnut 5 eingreift.1 shows the load switch in the switched-off state in a longitudinal section Fig. 2 switched on the load switch according to Fig. 1 Fig. 3 the load switch with a andexen storage housing also in longitudinal section According to FIGS. 1-3 has the cylindrical arcing chamber housing made of two thermoplastic plastic parts 1 an opening through which the movable, with contact tulip 14 and protective screen 15 provided contact 2 protrudes into the quenching space 3. Contact 2 is with one Cross pin 4 is provided, which is used to guide the axial contact movement in a housing material provided longitudinal groove 5 engages.

Die Abdichtung der Kontaktdurchführungsöffnung erfolgt durch eine am Kontakt 2 befestigte, von Federringen 6 angepreßte Dichtmanschette 7, die vorzugsweise aus einem elastomeren Material gefertigt ist. Die Manschette wird von einem aus anorganischem Material bestehenden Rohr 8 vor den thermischen Auswirkungen des Schaltlichtbogens geschützt.The contact lead-through opening is sealed by a attached to the contact 2, pressed by spring washers 6 sealing sleeve 7, which is preferably is made of an elastomeric material. The cuff is made from one Inorganic material existing tube 8 against the thermal effects of the switching arc protected.

Das Ausführunysbeispiel gemaß Fig 1 und 2 enthält ein aus leitiä'1igem Iqaterial, z.B. Kupfer bestehendes Speichergenäuse 9, aas die elektrische Verbindung zwischen dem nach außen geführten Anschluiikontakt 1o und dem aufgelöteten Gegenkontaktstück 11 herstellt und den entsprechenden Querschnitt für eine ausreichende Stromtrayfähigkeit aufweist.The exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 contains a conductive Iqmaterial, e.g. copper existing storage housing 9, as the electrical connection between the connection contact 1o led to the outside and the soldered-on mating contact piece 11 and the corresponding cross-section for a sufficient Stromtraybarkeit having.

Die Verbindung zwischen Speicherinhalt und Löschraum 3 geschieht durch ein bei einem bestimmten Druckverlust selbsttätig ansprechendes Ventil 12.The connection between the contents of the memory and the extinguishing chamber 3 takes place through a valve 12 which reacts automatically at a certain pressure loss.

Der mit dem Speichergehäuse 9 verbundene Anschlußkontakt 1o ist im Bereich der Kammerdurchtrittsstelle mit einem Schraubgewinde versehen, welches eine Schraubenmutter 13 trägt, die ein Anziehen des Speichergehäuses 9 gegen den Löschkammergehäuseboden 1' ermöglicht und das Speichergehäuse 9 gegen axiale Verschiebung sichert. Der Rand der Dichtmanschette 7 befindet sich dabei zwischen Speichergehäuse 9 und Löschkammergehäuseboden 1', so daß er durch Anziehen der Schraubenmutter 13 eingepreßt wird. Dadurch wird die Abdichtung der druckgasgefüllten Löschkammer weiter verbessert.The connection contact 1o connected to the memory housing 9 is in the Area of the passage through the chamber provided with a screw thread, which is a Screw nut 13 carries a tightening of the storage housing 9 against the arcing chamber housing bottom 1 'enables and secures the storage housing 9 against axial displacement. The edge the sealing collar 7 is located between the storage housing 9 and the arcing chamber housing base 1 'so that it is pressed in by tightening the nut 13. This will the sealing of the compressed gas-filled extinguishing chamber is further improved.

Das die Dichtmanschette 7 schützende Rohr 8 ist am Speichergehäuse 9 befestigt.The tube 8 protecting the sealing collar 7 is on the storage housing 9 attached.

Das Speichergehäuse 9 ist von außen durch eine gestrichelt angedeutete axiale Bohrung im Anschlußkontakt Io zugänglich, die durch ein nicht gezeichnetes Füllventil abgedichtet ist. Dadurch ist es möglich, den Speicher jederzeit mit Gas aufzufüllen.The storage housing 9 is indicated from the outside by a dashed line axial bore in the connection contact Io accessible, which is through a not shown Filling valve is sealed. This makes it possible to run the storage tank with gas at any time to fill up.

Das Löschkammergehäuse gemäß Fiy. 3 cnts!,richt in seinem grundsätzlichen Aufbau dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel. Jedoch besitzt das zweiteilige, durch Ultrascilallbehandlung verschweißte thermoplastische Speichergehtiuse 16 eine relativ dürniwandige Soll-Diffusionswand 16'. Die Wandstärke der Soll-Diffusionswand 16' ist derart bemessen, daß unablässig eine vorbestimmte Ilenge an unter hohem Druck gespeichertes Gas in den Löschraum 3 entweichen kann, uni dessen Gasverluste auszugleichen.The arcing chamber housing according to Fiy. 3 cnts !, correct in its fundamental Structure of the embodiment described above. However, the two-part, Thermoplastic storage passages 16 welded by ultrascilall treatment relatively thin-walled nominal diffusion wall 16 '. The wall thickness of the target diffusion wall 16 'is dimensioned in such a way that a predetermined length of under high Pressure stored gas can escape into the quenching space 3, uni its gas losses balance.

Dabei muß berücksichtigt werden, daI3 im Laufe der Zeit mit nachlassendem Speicllergasdruck entsprechend weniger Gas aus dem Diffusionsspeicher abgegeben wird.It must be taken into account here that in the course of time with decreasing Speicllergasdruck correspondingly less gas released from the diffusion reservoir will.

Demzufolge muß der Anfangsdruck des Speichergases so bemessen sein, daß aus dem Speicher zunächst mehr Gas als nötig diffundiert und daß bis zu einer festgesetzten Mindestbetriebszeit die Gasdiffusion durch die Speicherwand 16' noch ausreicht, um die Gasverluste der Löschkammer zu kompensieren.As a result, the initial pressure of the storage gas must be dimensioned in such a way that that initially more gas than necessary diffuses from the memory and that up to one fixed minimum operating time, the gas diffusion through the storage wall 16 'still sufficient to compensate for the gas losses in the extinguishing chamber.

Gemäß Fig. 3 besteht der Anschlußkontakt 17 mit dem Gegenkontaktstück 17' aus einem Stück. An den Anschlußkontakt 17 ist im Kammerdurchtrittsbereich ein Kupferring 18 angelötet, der außen mit einem Schraubgewinde versehen ist und eine Schraubenmutter 19 zur Arretierung des Anschlußkontaktes 17 trägt. Der Bodenteil 1 6N des Speichergehäuses 16 ist an den Kupferring 18 angespritzt und stützt sich bei Anziehen der Schraubenmutter 19 an Löschkammergehäuseboden 1' und Rand der Dichtmanschette 7 ab, während mit der Solldiffusionswand 16 | versehene Oberteil des Speichergehäuses 16 an die Schutzscheibe 20 des Gegenkontaktstückes 17' angespritzt ist.According to FIG. 3, there is connection contact 17 with the mating contact piece 17 'in one piece. At the connection contact 17 is a in the chamber passage area Copper ring 18 soldered on, which is provided with a screw thread on the outside and a Screw nut 19 for locking the connection contact 17 carries. The bottom part 1 6N of the storage housing 16 is injection-molded onto the copper ring 18 and is supported when tightening the screw nut 19 on the arcing chamber housing bottom 1 'and the edge of the sealing collar 7, while with the target diffusion wall 16 | provided upper part of the storage housing 16 is injection-molded onto the protective disk 20 of the mating contact piece 17 '.

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Claims (7)

Patentansprüche 1Hochspannungs- oder Mittelspannungs-Lastschalter mit einem geschlossenen, druckgasgefüllten Löschkammergehäuse, einem beweglichen Kontakt und einem feststehenden Gegenkontaktstück, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Löschkammergehäuses (1,1') ein den Druckverlust der Löschkammer ausgleichender Druckgasspeicher in Form eines baulich integrierten Speichergehäuses (9,16) vorgesehen ist, welches eine Druckgasfüllung mit einem Mehrfachen des Druckes der Löschkammer aufweist und über eine selbsttätige Nachfülleinrichtung (12, 16') mit dem Löschraum (3) in Verbindung steht. Claims 1High-voltage or medium-voltage load switch with a closed, pressurized gas-filled extinguishing chamber housing, a movable one Contact and a stationary mating contact piece, characterized in that within of the arcing chamber housing (1,1 ') compensates for the pressure loss in the arcing chamber Compressed gas storage in the form of a structurally integrated storage housing (9, 16) is provided is, which is a compressed gas filling with a multiple of the pressure of the arcing chamber and via an automatic refilling device (12, 16 ') with the extinguishing chamber (3) communicates. 2. Lastschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasspeicher (9) einen Druckverlust der Löschkammer durch ein bei einer bestimmten Druckminderung ansprechendes Ventil (12) ausgleicht. 2. Load switch according to claim 1, characterized in that the Compressed gas storage (9) a pressure loss of the extinguishing chamber by a at a certain Pressure reduction responding valve (12) compensates. 3. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichergehäuse (16) zumindest eine mit dem Löschraum (3) in Verbindung stehende Wand (16') aufweist, die als Soll-Diffusionswand ausgelegt ist und eine stetige Diffusion des Druckgases aus dem Speichergehäuse (16) in den Löschraum (3) bewirkt. 3. Load switch according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the storage housing (16) at least one with the quenching space (3) in connection standing wall (16 '), which is designed as a target diffusion wall and a constant diffusion of the compressed gas from the storage housing (16) into the extinguishing chamber (3) causes. 4. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasspeicher (9) aus einem elektrisch leitenden Werkstoff besteht und die elektrische Verbinaung durch Reihenschaltung zwischen innerem Gegenkontaktstück (11) und äußerem Anschlußkontakt (10) herstellt. 4. Load switch according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the compressed gas reservoir (9) consists of an electrically conductive material and the electrical connection through series connection between the inner mating contact piece (11) and the external connection contact (10). 5. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Speicher (9) gleichzeitig mechanischer Träger des feststehenden Gegenkontaktstückes (11) ist.5. Load switch according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the conductive memory (9) is also the mechanical support of the fixed Counter contact piece (11) is. 6. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Speichergehäuse (9,16) verbundene Anschlußkontakt (1o,17) im Bereich der Kammerdurchtrittsstelle mit einem Schraubgewinde versehen ist, welches eine Schraubenmutter (13, 19) trägt, die ein Anziehen des Speichergehäuses (9,16) gegen den Löschkammergehäuseboden (1') ermöglicht und das Speichergehäuse (9, 16) gegen axiale Verschiebung sichert.6. Load switch according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the connection contact (1o, 17) connected to the storage housing (9, 16) is in the area the chamber passage is provided with a screw thread, which is a Screw nut (13, 19) which prevents the storage housing (9, 16) from being tightened the arcing chamber housing base (1 ') and the storage housing (9, 16) against axial displacement ensures. 7. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Rand einer den Löschraum (3) nach außen hin abdichtenden, elastischen Dichtmanschette (7) zwischen Speichergehäuse (9, 16t') und Löschkammergehäuseboden (1') befindet und durch Anziehen der Schraubenmutter (13,19) eingepreßt wird.7. Load switch according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the edge of the extinguishing space (3) to the outside sealing, elastic Sealing collar (7) between storage housing (9, 16t ') and arcing chamber housing base (1 ') and is pressed in by tightening the screw nut (13,19). d. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkontakt (10,17) axial durchbohrt ist, daß die Bohrung in das Speichergehäuse (9,16) mündet und daß das Speichergehäuse (9,16) durch den druckdicht verschließbaren Anschlußkontakt (10,17) von außen nachfüllbar ist.d. Load switch according to one of Claims 1 to 7, characterized in that that the connection contact (10, 17) is axially pierced, that the bore in the storage housing (9,16) opens and that the storage housing (9,16) by the pressure-tight closable Terminal contact (10, 17) can be refilled from the outside.