DE947630C - Electric pressurized gas circuit breaker - Google Patents
Electric pressurized gas circuit breakerInfo
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Description
(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)
AUSGEGEBEN AM 23. AUGUST 1956ISSUED AUGUST 23, 1956
M 5264 VIIIh j 2i cM 5264 VIIIh j 2i c
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Druckgasleistungsschalter mit durch die Wirkung von Druckluft um feste Punkte schwenkbaren Kontaktelementen, die nach beendeter Druckluftwirkung sich unter der Wirkung einer Rückstellkraft nach der Ausgangsstellung zu bewegen, bei welchem die Löschung des Lichtbogens und die Betätigung der Kontaktelemente durch das gleiche Druckgas erfolgt.The invention relates to an electrical pressure gas circuit breaker with through Effect of compressed air around fixed points pivotable contact elements, which after finished The effect of compressed air to move towards the starting position under the action of a restoring force, in which the extinguishing of the arc and the actuation of the contact elements through the same compressed gas takes place.
Leistungsschalter, bei denen der Lichtbogen durch ein unter Druck stehendes Gas gelöscht wird, welches gleichzeitig der Betätigung des Schalters dient, sind bekannt.Circuit breakers in which the arc is extinguished by a pressurized gas which is also used to operate the switch are known.
Hierbei ist es auch schon vorgeschlagen worden, an der Mündung des mit einer durchgehenden Öffnung versehenen Schalterteils, welcher durch ein verschiebbares Isolierstück geöffnet und geschlossen werden kann, um Zapfen schwenkbare Kontaktfinger vorzusehen, die an einer Kontaktbrücke am Isolierstück anliegen. Die Kontaktfinger stehen unter der Wirkung von Druckfedern, welche auf dem einen ihrer Schenkel einen Schwenkdruck gegen die Kontaktbrücke ausüben. An dem anderen Schenkel der Kontaktfinger greifen Rückziehfedern an, um die Schaltfinger in die für die Ein-Schaltstellung erforderliche Lage zurückzuschwenken. Beim Gang der Schaltbrücke in die Offenstellung soll die Druckluft mit großer Gewalt an den Schaltfingern vorbeiströmen, wodurch die Kontaktstellen unter der Wirkung der an den Schaltfingern vorbeiströmenden Luft durch das Schwenken der Schaltfinger an der Schaltbrücke wandern, bis ein ruckartiges Abreißen an der Schaltbrücke erfolgt. Bei dieser Schalterausbildung kann der Abschaltvorgang nur sehr träge und langsam verlaufen.. Auch bestehen Zweifel dar-It has also already been proposed to have a through opening at the mouth of the provided switch part, which is opened and closed by a sliding insulating piece can be provided to pin pivotable contact fingers that are attached to a contact bridge on Make contact with the insulating piece. The contact fingers are under the action of compression springs, which open exert a pivot pressure against the contact bridge on one of its legs. On the other Legs of the contact fingers attack retraction springs to move the switch fingers into the on position swivel back required position. When the switching bridge is in the open position the compressed air is supposed to flow past the shift fingers with great force, causing the Contact points under the effect of the air flowing past the shift fingers through the Swiveling the shift finger on the shift bridge wander until a jerky tear at the Switching bridge takes place. With this switch training, the shutdown process can only be very sluggish and run slowly .. There are also doubts
über, daß'die Druckluft im "hohlen feststehenden
Schalterteil nach der öffnung des hohlen Schalterteils
mit.unbedingter Sicherheit in der Lage ist, die Schaltfinger bis zum Trennen von der· Kontaktbrücke
abzuschwenken.
..,'.' TSTacli tier" Erfindung ist zum Abschwenken der
unter def 'Wirkung einer sie in Anlage an dem festen Kontakt zu halten bestrebten Rückstellkraft
stehenden schwenkbaren Kontaktelemente von dem ίο festen Kontakt ein seine Bewegung auf die
schwenkbaren Kontaktelemente einheitlich übertragender, mit dem Druckgas zu beaufschlagenderverschiebbarer
Kolben in einem Zylinder vorgesehen. Hierdurch ist erreicht, daß das Abheben
der Kontaktelemente von dem feststehenden Kontakt mit großer Geschwindigkeit; und mit vollkommener
Sicherheit gleichzeitig erfolgt, wobei die Beschleunigungszeit für die beweglichen ■Kontaktelemente
auf eine Mindestzeit verkürzt ist. Außerdem ist durch die Erfindung ein Schalter geschaffen,
der Höchstschaltleistungen ergibt.. .on that'the compressed air in the "hollow fixed switch part after the opening of the hollow switch part with unconditional certainty is able to pivot the switch fingers away until they are separated from the contact bridge.
.., '.' TSTacli tier "invention is to pivot the under def 'effect of a restoring force striving to keep them in abutment on the fixed contact standing pivotable contact elements from the ίο fixed contact a uniformly transferring its movement to the pivotable contact elements, to be acted upon with the compressed gas slidable piston in one This ensures that the lifting of the contact elements from the fixed contact takes place at high speed and with complete safety at the same time, the acceleration time for the movable contact elements being reduced to a minimum. In addition, the invention creates a switch, the maximum switching capacity results in ...
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführüngsbeispiel der Erfindung.The drawing illustrates an exemplary embodiment the invention.
Abb. ι zeigt einen Leistungsschalter durch seine Achse geschnitten;Fig. Ι shows a circuit breaker through its Axis cut;
Abb. 2 ist eine Teildraufsicht auf die beweglichen Kontaktelemente;Figure 2 is a partial plan view of the movable contact elements;
Abb. 3 ist eine Draufsicht auf eine Sonderausführung der beweglichen Kontaktstücke; Abb. 4 gibt einen senkrechten Teilschnitt einer Sonderausführung des durch die Druckluft in Bewegung gesetzten und die beweglichen Kontakte betätigenden Organe wieder1;Fig. 3 is a plan view of a special version of the movable contact pieces; Fig. 4 shows a vertical partial section of a special version of the organ set in motion by the compressed air and actuating the movable contacts again 1 ;
Abb. 5 verdeutlicht einen senkrechten Teilschnitt einer anderen Ausführungsform der beweglichen Kontakte.Fig. 5 shows a vertical partial section another embodiment of the movable contacts.
In Abb. ι ist der Druckgasschalter in geschlos-. sener Stellung gezeigt. 'Der Weg des zu unterbrechenden Stromes ist durch die auf der linken Seite der Abbildung gestrichelt eingezeichnete Linie verdeutlicht. 1 bezeichnet den feststehenden Kontakt, 2 die beweglichen Kontaktelemente, 3 den Stromanschluß, 4 einen Federkontakt, der den feststehenden Kontakt des Isoliertrennschalters bildet, und 5 ein bewegliches Rohr als beweglichen Kontakt des Iscdiertreiinschalfers.In Fig. Ι the gas pressure switch is closed. sener position shown. 'The path of the current to be interrupted is through the one on the left The dashed line on the side of the figure clarifies. 1 denotes the fixed one Contact, 2 the movable contact elements, 3 the power connection, 4 a spring contact, the fixed contact of the isolating circuit breaker forms, and 5 a movable pipe as a movable Iscdiertreiinschalfers contact.
.Der Leistungsschalter wird durch Druckluft betätigt. Der Strömungsweg der Druckluft ist durch die .'Pfeile i7 und ' ^1 angedeutet, während die Pfeile F2 den Weg zur Löschung des Lichtbogens wiedergeben. . '-The circuit breaker is operated by compressed air. The flow path of the compressed air is indicated by the .'Pfeile i 7 and '^ 1 , while the arrows F 2 show the way to extinguish the arc. . '-
Das Druckgas, welches in Richtung des Pfeiles .F1 strömt, betätigt einen Kolben 6 besonderer Form und erteilt dem Kolben eine Bewegung nach oben. Der Kolben 6 trägt an seinem oberen Ende eine Art von Kappe 7, die vorzugsweise aus einem i-scf-• lierenden Material'besteht oder im Falle einer metallischen Ausführung vom Kolben isoliert ist. Die Kappe 7 die'nt dem Abheben, der beweglichen Kontakte 2 von ihrem Sitz.: ■"■ ■ 'The compressed gas, which flows in the direction of the arrow .F 1 , actuates a piston 6 of special shape and gives the piston a movement upwards. At its upper end, the piston 6 has a type of cap 7, which preferably consists of an insulating material or, in the case of a metallic design, is insulated from the piston. The cap 7 does not lift the movable contacts 2 from their seat .: ■ "■ ■ '
Die beweglichen. Kontakte 2 sind um eine Achse schwenkbar,- "die · z. Bv durch den metallischen Wulst 8; gebildet s"ein;kanii. .Gegen letzteren werden die Kontakte durch "die um die Bolzen 10 gewundenen Federn 9 gedrückt. Die Federn sind so bemessen, daß sie die Kontaktelemente 2 mit Sicherheit in der Schließstellung halten.The moving ones. Contacts 2 can be pivoted about an axis, - "which is formed, for example, by the metallic bead 8; s" a ; kanii. Against the latter, the contacts are pressed by the springs 9 wound around the bolts 10. The springs are dimensioned in such a way that they hold the contact elements 2 with certainty in the closed position.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: .In Abb. ι sind der Leistungsschalter und der Isoliertrennschalter in der Schließstellung gezeigt. Zur Öffnung des Trennschalters, d. h. zur Unterbrechung des Stromkreises, wird unter Druck stehendes Gas in Richtung der Pfeile F in den Schalter geschickt. Wenn das Druckgas auf die ■Unterseite des Kolbens 6 auf trifft, dann teilt es sich in zwei Ströme von der Richtung der Pfeile F1 und F2. Der in Richtung des Pfeiles F1 fließende Gasstrom dringt durch im Kolben vorgesehene öffnungen 21 in den vom Kolben 6 und dem Zylinderkörper; 11' gebildeten Raum ein und treibt den Kolben 6 nach oben.The mode of operation of the arrangement is as follows: In Fig. Ι the circuit breaker and the isolating switch are shown in the closed position. To open the circuit breaker, ie to interrupt the circuit, pressurized gas is sent in the direction of the arrows F into the switch. When the compressed gas hits the underside of the piston 6, it divides into two streams in the direction of the arrows F 1 and F 2 . The gas stream flowing in the direction of arrow F 1 penetrates through openings 21 provided in the piston into the piston 6 and the cylinder body; 11 'formed space and drives the piston 6 upwards.
Die auf dem Kolben 6 befindliche Kappe 7 hebt die beweglichen Kontakte 2 von ihrem Sitz, d. h. dem feststehenden Kontakt 1, ab, wobei die beweglichen Kontakte 2 um die durch den Wulst 8 gebildete Achse schwenken, bis sie auf den Anschlag 12 auftreffen, der ihr Aufwärtsschwenken begrenzt. Wenn sich die Kontakte 2 vom Kontakt 1 trennen, entsteht zwischen den beiden Kontakten ein Lichtbogen.The cap 7 located on the piston 6 lifts the movable contacts 2 from their seat, i. H. the fixed contact 1, with the movable contacts 2 around the one formed by the bead 8 Pivot the axis until it hits the stop 12, which limits its upward pivoting. When contacts 2 separate from contact 1, there is a between the two contacts Electric arc.
Der in Richtung des Pfeiles F2 fließende Druckgasstrom wird plötzlich abgelenkt und dringt in den zwischen dem festen Kontakt 1 und der nach oben geschobenen Kappe 7 entstandenen Luftspalt ein, um eine kräftige, senkrecht zur Achse des Lichtbogens gerichtete Strömung zu erzeugen. Diese Querbeblasung des Lichtbogens wird durch eine Längsbeblasung unterstützt, die durch die Gasströmung in Richtung der Pfeile F2 und F2" verursacht wird.The flow of compressed gas flowing in the direction of arrow F 2 is suddenly deflected and penetrates the air gap created between the fixed contact 1 and the upwardly pushed cap 7 in order to generate a powerful flow perpendicular to the axis of the arc. This transverse blowing of the arc is supported by a longitudinal blowing, which is caused by the gas flow in the direction of arrows F 2 and F 2 ″ .
Der Luftstrom F2" treibt die an den beweglichen Kontakten haftenden Fußpunkte des Lichtbogens gegen die Funkenzieher 14, wobei infolge des Zusammenwirkens des Druckluftstromes und der elektrodynamischen Kräfte der Fußpunkt des Lichtbogens abwechselnd von dem einen Funkenzieher auf den anderen Funkenzieher überspringt. Zur gleichen Zeit treibt der Druckgasstrom F2 den unteren Fußpunkt des- Lichtbogens in den festen Kontakt 1 hinein. _ Der Lichtbogen ist auf diese Weise einerseits in die Länge gezogen und andererseits konzentrisch zusammengepreßt, wodurch die gewünschte Löschung eintritt: ·■-The air flow F 2 ″ drives the base points of the arc, which are attached to the movable contacts, against the spark puller 14, whereby the base point of the arc alternately jumps from one spark puller to the other spark puller due to the interaction of the compressed air flow and the electrodynamic forces Pressurized gas flow F 2 enters the lower base point of the arc into the fixed contact 1. _ In this way, the arc is elongated on the one hand and compressed concentrically on the other, whereby the desired extinction occurs: · ■ -
In diesem Augenblick beginnt der bewegliche Kontakt 5,; des Isoliertrennschalters unter der Wirkung einer nicht dargestellten' Vorrichtung seine Abwärtsbewegung und trennt sich'hierbei von dem'feststehenden "Federkontakt 4, so daß sich eine zweite Trennung ergibt, die den Leistungsschalter· von der Netzspannung trennt.- Nach Eintritt dieser Trennung wird die Zufuhr 'von Druckas" unterbrochen und-kehren die beweglichen Kontakte 2 unter der Wirkung der -Feder 0, in. ihre Ursprungsstellung zurück, d. h. sie setzen sich wieder- auf den feststehenden -Kontakt 1 auf, so daß der Leistungsschalter geschlossen ist. ·At this moment the moving contact 5 begins; of the isolating switch under the Effect of a 'device, not shown, its downward movement and separates' here of the 'fixed' spring contact 4, so that a second disconnection results, which disconnects the circuit breaker from the mains voltage. - After entry this separation interrupts the supply of pressure and reverses the movable contacts 2 under the action of the spring 0, in. Their original position back, d. H. they sit down again on the fixed contact 1, so that the circuit breaker is closed. ·
Zwischenzeitlich ist der Luftstrom F2", der durch den Lichtbogen erhitzt und ionisiert worden ist, in die Kühlvorrichtung 15 eingedrungen und verläßt den Leistungsschalter abgekühlt. Die Unterbrechung des Stromkreises kann dadurch erleichtert sein, daß ein Widerstand 16 zwischen den Kontakten 1 und 2 eingeschaltet ist. Zum endgültigen Schließen des unterbrochenen Stromkreises genügt es, den beweglichen Kontakt 5 des Trennschalters nach oben zu bewegen, so> daß er in den festen Federkontakt 4 eindringt, wodurch der Trennschalter mit dem Leistungsschalter wieder in Reihe geschaltet ist.In the meantime, the air flow F 2 ″, which has been heated and ionized by the arc, has entered the cooling device 15 and has cooled down To finally close the interrupted circuit, it is sufficient to move the movable contact 5 of the disconnector upwards so that it penetrates into the fixed spring contact 4, whereby the disconnector is again connected in series with the circuit breaker.
Abb. 3 gibt eine andere Ausführungsform der beweglichen Kontakte 2 wieder. Bei dieser Ausführungsform sind die im wesentlichen dreieckförmigen Kontaktelemente nach Abb. 1 und 2 durch ein. Paar rechteckig ausgebildeter Kontakte ersetzt, die eine vereinfachte Kontaktvorrichtung ergeben. Diese Kontaktvorrichtung läßt sich leichter in einem begrenzten Raum unterbringen. Selbstverständlich fallen auch Kontakte anderer Form, die in der gleichen Weise wirken, unter die Erfindung.Fig. 3 shows another embodiment of the movable contacts 2. In this embodiment are the essentially triangular contact elements according to Fig. 1 and 2 through a. Pair of rectangular shaped contacts replaced, which a simplified contact device result. This contact device can be accommodated more easily in a limited space. Of course, contacts of a different shape that work in the same way also fall under the Invention.
Abb. 4 zeigt eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Leistungsschalters, bei welcher eine Verlangsamung der Bewegung des Kolbens 6 erstrebt ist, damit die Kontakte 2 nicht" geöffnet werden, bevor ein zur Löschung des Lichtbogens genügender Luftdruck im Schalter aufgetreten ist. Die Anordnung ist hierzu so getroffen, daß die Bewegung des Zylinders 6 in zwei getrennten Etappen derart erfolgt, daß die anfängliche Bewegung des Kolbens ohne Einfluß "auf die bewegliehen Kontakte 2 ist und daß nach dem Erreichen einer genügend großen Kolbengeschwindigkeit der Kolben die Abhebung der Kontakte 2 von dem festen Kontakt 1 bewirkt.Fig. 4 shows another embodiment of a circuit breaker according to the invention, in which the aim is to slow down the movement of the piston 6 so that the contacts 2 do not "open" before the air pressure in the switch is sufficient to extinguish the arc. The arrangement is made so that the movement of the cylinder 6 in two separate Stages are carried out in such a way that the initial movement of the piston has no effect on the moving Contacts 2 is and that after reaching a sufficiently high piston speed of the The piston causes the contacts 2 to lift off the fixed contact 1.
Zu diesem Zweck kann entweder dem Kolben ein hinreichend langer toter Gang erteilt sein, so daß mit dem Erreichen der beweglichen Kontakte 2 durch die Kappe 7 letzterer eine genügend große Beschleunigung erteilt ist, oder es können zusätzliche Kanäle 17 vorgesehen sein, durch welche Druckluft unter den Kolben geleitet wird.For this purpose, either the piston can be given a sufficiently long dead gear, see above that with the reaching of the movable contacts 2 through the cap 7 of the latter a sufficiently large Acceleration is granted, or additional channels 17 can be provided through which Compressed air is passed under the piston.
Bei dieser Ausführungsform ruht der Kolben 6 durch sein Eigengewicht oder unter der Wirkung nicht dargestellter elastischer Mittel auf dem Boden des Zylinders auf. In dieser Stellung kann in den auf der Unterseite des Kolbens befindlichen Raum nur durch die schmalen öffnungen 21 Luft strömen. Die Folge hiervon ist, daß sich der Kolben 6 nur langsam nach oben bewegen kann, so daß sich eine genügend große Zeitspanne ergibt, um den vollen Druck im Leistungsschalter auftreten zu lassen, worauf dann der Kolben bei seiner Aufwärtsbewegung eine oder mehrere verhältnismäßig große öffnungen 17 freigibt, durch welche die Druckluft mit großer Geschwindigkeit unter den Kolben strömen kann. Hierdurch wird dem Kolben eine große Geschwindigkeit erteilt, mit welcher er die beweglichen Kontakte 2 über die Kappe 7 emporschnellt. Letztere erfahren infolgedessen eine plötzliche Trennung von dem feststehenden Kontakt 1. Sie werden während dieses Vorganges von dem unter hohem Druck stehenden Gas umspült.In this embodiment, the piston 6 rests by its own weight or under the action elastic means, not shown, on the bottom of the cylinder. In this position you can in the space located on the underside of the piston only through the narrow openings 21 air stream. The consequence of this is that the piston 6 can only move slowly upwards, so that there is a sufficiently long period of time for the full pressure to occur in the circuit breaker to let, whereupon the piston in its upward movement one or more proportionally large openings 17 releases through which the compressed air at high speed under can flow through the piston. This gives the piston a great speed, with which he snaps up the movable contacts 2 over the cap 7. The latter experience as a result a sudden separation from the fixed contact 1. You will during this The process was washed around by the gas under high pressure.
Abb. 5 läßt ein gegenüber Abb. 4 abgeändertes Ausführungsbeispiel erkennen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Weg des elektrischen Stromes ein anderer, um die sichere Kontaktbildung zwischen den beweglichen Kontakten 2 und den feststehenden Kontakten 1 zu gewährleisten.Fig. 5 shows a modified embodiment compared to Fig. 4. In this embodiment the path of the electric current is a different one in order to ensure reliable contact formation between the movable contacts 2 and to ensure the fixed contacts 1.
Bekanntlich tritt zwischen zwei vom Strom in einander entgegengesetzter Richtung durchflössenen benachbarten Leitern eine sich gegenseitig abzustoßen versuchende Kraft auf, die direkt proportional der Stromstärke und umgekehrt proportional dem Abstand der Leiter voneinander ist. Bei der in Abb. 4 gezeigten Anordnung versucht die abstoßende Kraft die Kontakte 2 von dem feststehenden Kontakt 1 abzuheben und die von den Federn 9 auf die Kontakte 2 ausgeübte Kraft zu mindern, was gegebenenfalls eine Funkenbildung zwischen dem feststehenden Kontakt und den beweglichen Kontakten und damit eine Beschädigung der Kontakte zur Folge haben könnte. In Abb. 5 ist eine Stromschleife im Stromkreis vorgesehen, deren abstoßende Kraft dazu dient, die beweglichen Kontakte auf den feststehenden Kontakt zu drücken.As is well known, occurs between two flows through which the current flows in opposite directions neighboring conductors create a force that tries to push each other off, which is directly proportional the current strength and inversely proportional to the distance between the conductors. In the arrangement shown in Fig. 4, the repulsive force tries the contacts 2 from the stationary one Lift contact 1 and the force exerted by springs 9 on contacts 2 reduce what may cause sparks between the fixed contact and the moving ones Contacts and thus damage to the contacts. In Fig. 5 a current loop is provided in the circuit, the repulsive force of which is used to move the Press contacts on the fixed contact.
Hierzu weisen die beweglichen Kontakte eine Verlängerung 18 auf, welcher der Strom durch den schleifenförmig ausgebildeten federnden Leiter 19 zugeführt wird. Der Leiter 19 ist an die Anschlußklemme des Leistungsschalters angeschlossen. Der metallische Wulst 8 ist durch einen aus Isoliermaterial bestehenden Wulst 8' ersetzt, so daß der Strom den vorgeschriebenen Weg einschlagen muß. Die in der Stromschleife 19 auftretende Abstoßkraft überträgt sich auf den Arm 18 der beweglichen Kontakte 2 in der Weise, daß die beweglichen Kontakte fest gegen den Kontakt'1 unter Aufhebung der die Trennung der beiden Kontakte herbeizuführen bestrebten Kräfte gedrückt wird. Eine etwaige Funkenbildung zwischen den beweglichen Kontakten und dem feststehenden Kontakt und damit eine Beschädigung der Kontakte wird hierdurch vermieden.For this purpose, the movable contacts have an extension 18, which the current through the loop-shaped resilient conductor 19 is supplied. The conductor 19 is to the terminal of the circuit breaker connected. The metallic bead 8 is made of an insulating material existing bead 8 'replaced, so that the current must take the prescribed path. The repulsive force occurring in the current loop 19 is transmitted to the arm 18 of the movable Contacts 2 in such a way that the movable contacts firmly against the contact'1 under Cancellation of the forces striving to bring about the separation of the two contacts is depressed. Any sparking between the moving contacts and the stationary contact and thus damage to the contacts is avoided.
Selbstverständlich können die verschiedensten Änderungen an den beschriebenen Teilen, insbesondere am Zylinder, am Kolben und an den Kontakten, vorgenommen sein, ohne hierdurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Of course, the most varied changes can be made to the parts described, in particular on the cylinder, on the piston and on the contacts, without the To leave the scope of the invention.
Claims (1)
Deutsche Patentschrift Nr. 529 002.Considered publications:
German patent specification No. 529 002.
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