DE955618C - Pressure gas switch, especially for switching off high voltages - Google Patents

Description

Bisher ist alle Sorgfalt in der Technik der Druckgasschalter darauf verwendet worden, die Trennstrecke beim Abschalten frei von ionisierten Gasen zui halten. So wurde der Aufbaui einer ge-S fährlich hohen wiederkehrenden Spannung ermöglicht, denn man hat so früh und kräftig Druckgas auif die Trennstrecke geblasen, daß die leitende Ionenwolke dort zu klein und kurzlebig gehalten wuirde. Nach neineren Erkenntnissen trägt jedochSo far, all care in the technology of the gas pressure switch has been taken to ensure that the Keep the isolating distance free of ionized gases when switching off. So the construction of a ge-S Dangerously high recurring tension made possible, because you have pressurized gas so early and powerfully blown onto the separating distance so that the conductive ion cloud there was too small and short-lived would. However, according to other findings

ίο zur Abschaltfähigkeit eines Schalters der Reststrom, der durch die Trennstrecke fließt, insofern bei, als er die Spitze der wiederkehrenden Spannung mäßigt. Die vorliegende Erfindung nutzt diese Erkenntnis für den Abschaltvorgang dadurch aus,ίο the residual current to switch off a switch, which flows through the isolating distance, insofar as it is the peak of the recurring voltage moderates. The present invention uses this knowledge for the shutdown process by

is daß die Trennstrecken oder eine einzelne Trennstrecke bis zum Auftreten der wiederkehrenden Spannung durch eine zusätzliche Ionenquelle schwach ionisiert werden. Die Beblasiung fegt bald nach Aufhören dieser Ionisierung die ionisierten Gasteilchen hinweg, so daß die Trennstrecke ihre höchste elektrische Festigkeit wiedergewinnt.is that the isolating distance or a single isolating distance until the recurring voltage occurs through an additional ion source be weakly ionized. The bubbling sweeps the ionized ones soon after this ionization has ceased Gas particles away, so that the separation distance regains its highest electrical strength.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der schwache Ionenstrom schon mit Beginn der Abschaltung einsetzt und so das Entstehen übermäßig hoher Wiederkehrspannungen von vornherein verhindert. Außerdem ist der als Widerstand zwischen den Schaltkontakten wirkende Ionenstrom stromunabhängig. Er kann also auch bei der Abschaltung von leer laufenden Transformatoren, wo es infolge des schwachen, leicht zu löschenden StromesThe advantage of the invention is that the weak ion current starts with the switch-off begins and thus prevents the occurrence of excessively high return voltages from the outset. In addition, the ion current acting as a resistor between the switch contacts is independent of current. It can also be used when disconnecting no-load transformers, where it is a result of the weak, easily extinguished current

gerade zu hohen Überspannungen kommt, so stark eingestellt werden, daß die Über Spannungen genügend gedämpft werden.If the overvoltages are just high, they should be set so strongly that the overvoltages are sufficient be dampened.

Mit den bekannten Maßnahmen zur Herabsetzttng der Wiederkehrspannung ist ein so weiches Schalten wie beim Druckgasschalter nach der Erfindung nicht zu erreichen. Es gibt Druckgasschalter, bei denen hinter der eigentlichen Kontaktstelle eine Funkenstrecke vorgesehen ist, die, ίο durch die ionisierten Schaltgase überbrückt, einen zur Hauptschaltstrecke parallel liegenden Widerstand einschaltet und dadurch zur schnelleren Lichtbogenlöschung und Herabsetzung der Wiederkehrspannung beiträgt. Es sind ferner Druckgasschalter bekannt, bei denen an Stelle von metallischen Widerständen während der Abschaltung ionisierte Gase in Röhren der Haiiptschaltstelle parallel geschaltet sind.With the known measures for the reduction the recovery voltage is as smooth switching as with the gas pressure switch according to the invention unavailable. There are pressure gas switches, those behind the actual contact point a spark gap is provided which, ίο bridged by the ionized switching gases, a switches on the resistor lying parallel to the main switching path and thus to the faster Arc extinction and reduction of the recovery voltage contributes. There are also pressure gas switches known where in place of metallic resistors during shutdown ionized gases are connected in parallel in tubes of the shark switch.

Als nachteilig erweist sich, daß bei der Einschaltutng der Widerstände durch Funkenstrecken erst eine bestimmte Überspannung erreicht sein muß, bis die Funkenstrecke anspricht. Ein weiches Schalten ist daher nicht möglich. Bei ionisierten Schaltgasen, die ummittelbar durch den Abschaltlichtbogen erzeugt werden, erhält man bei kleineren Strömen nur schwach ionisierte Gase. Deren Widerstand ist jedoch dann zu hoch, um eine in diesem Fall gerade notwendige wirkungsvolle Dämpfung der wiederkehrenden Spannung zu erzeugen. It has been found to be disadvantageous that when switching on the resistances through spark gaps must first reach a certain overvoltage, until the spark gap responds. A smooth shift is therefore not possible. In the case of ionized switching gases, which are directly caused by the switch-off arc are generated, only weakly ionized gases are obtained with smaller currents. Whose However, the resistance is then too high to be effective in this case Generate damping of the recurring voltage.

Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wird unterhalb der Trennstrecke ionisiertes Gas z. B. durch eine Hilfsfunkenstrecke gegen Erde erzeugt, die durch einen Hilfskontakt des Schalters kurzzeitig gebildet wird. Das ionisierte Gas wird z. B. mit dem Druckgas nach oben gerissen, während der Strom unterbrochen wird. Kurz darauf strömt aber immer weniger ionenverseuchtes Gas nach, bis die Funkenstrecke wieder praktisch frei von Ionen ist. Die Erfindung ist auch auf Leistungstrennschalter anwendbar.When the invention is practiced, gas is ionized below the separating distance z. B. generated by an auxiliary spark gap to earth, which is generated by an auxiliary contact of the switch is formed briefly. The ionized gas is z. B. torn up with the pressurized gas while the power is interrupted. Shortly afterwards, however, less and less ion-contaminated gas flows until the spark gap is practically free of ions again. The invention is also applicable to circuit breakers applicable.

Die Erfindung sei an einem Beispiel in der Zeichnung erläutert. Der dargestellte Schalter hat einen Düsenkontakt I, einen beweglichen Schaltstift 2, ein Isoliergehäiuse 3, einen Hebel 4 'und' einen Druckgaszylinder 5 mit einem Kolben 6, der durch eine kräftige Einschaltfeder 7 bewegt werden kann. Diese Feder treibt über den Kolben 6 und den Hebel 4 den. Schaltstift 2 in den festen Düsenkontakt i, sobald die Klinke 8 durch einen Steuermagnet 9 angehoben ist.The invention is explained using an example in the drawing. The switch shown has one Nozzle contact I, a movable switch pin 2, an Isoliergehäiuse 3, a lever 4 'and' a pressurized gas cylinder 5 with a piston 6 which can be moved by a powerful closing spring 7. This spring drives the piston 6 and the lever 4. Switch pin 2 in the fixed nozzle contact i, as soon as the pawl 8 is lifted by a control magnet 9.

Ein nicht gezeichneter Kompressor liefert beim Abschalten Druckgas in die Rohrleitung 10. Dadurch wird der Kolben 6 entgegen der Kraft der Feder 7 wieder gehoben und dabei über Hebel 4 der Kontaktstift 2 ruckartig aus seinem Gegenr kontakt 1 gezogen. Auf der Trennstrecke 12 flammt ein Lichtbogen auf, der durch weiteres Druckgas aius der Rohrleitung 11 gelöscht werden muß. Das Druckgas kann in bekannter Weise von einem Kompressor oder chemisch erzeugt sein.A compressor, not shown, supplies compressed gas into the pipeline 10 when it is switched off the piston 6 is raised again against the force of the spring 7 and in doing so via lever 4 the contact pin 2 is pulled out of its counter contact 1 with a jerk. On the isolating distance 12 an arc flares up, which can be extinguished by further pressurized gas aius the pipe 11 got to. The compressed gas can be generated in a known manner by a compressor or chemically.

Nach der Erfindung wird eine Hilfsfunkenstrecke 15 bei Beginn des Abschaltens gezündet, um ionisierte Gase herzustellen, die dann zum Düsenkontakt ι wandern, wo sie sich etwas stauen und die Trennstrecke schwach leitend machen, so daß sie einen kräftigeren Reststrom führt als ohne diese Maßnahme. Der Reststrom wird z. B. später durch einen Trennschalter in Reihe mit dem Hauptschalter unterbrochen. Bei Kurzschlußfortschaltang kann der Reststrom so bemessen sein, daß er selber rasch nach einer e-Potenz abklingt. Die Funkenstrecke 15 wird durch einen Magnet 14 über dessen Anker 13 eingeschaltet. Mit 16 ist ein Isolator bezeichnet, der an der Erde 17 liegt. Die Spannung kann z. B. von einem Führungsring 18 des Schaltstiftes 2 abgenommen werden. Die Pfeile 19 bezeichnen zuströmendes Druckgas, 20 einen Schalldämpfer im Abzug des Druckgases. Sobald die Verseuchung des Druckgases mit Ionen aufhört, wirkt es in der altbekannten Weise nur noch als kräftiges Löschmittel.According to the invention, an auxiliary spark gap 15 is ignited at the start of shutdown to produce ionized gases, which then migrate to the nozzle contact ι, where they accumulate something and make the isolating distance weakly conductive so that it carries a stronger residual current than without it Measure. The residual current is z. B. later by a circuit breaker in series with the main switch interrupted. In the case of short-circuit continuation, the residual current can be dimensioned in such a way that it itself quickly subsides after an e-potency. The spark gap 15 is created by a magnet 14 switched on via its armature 13. With an insulator 16 is designated, which is connected to the earth 17. the Voltage can e.g. B. can be removed from a guide ring 18 of the switching pin 2. The arrows 19 denote the incoming compressed gas, 20 a silencer in the exhaust of the compressed gas. As soon the contamination of the compressed gas with ions ceases, it only works in the well-known way as a powerful extinguishing agent.

Die Hilfsfunkenstrecke 15 kann auch quer zur Trennstrecke oder seitlich von ihr angeordnet sein. Als Quelle ionisierter Gase kann auch ein elektrolyrisches Bad dienen, dessen aufsteigende Gasperlen in einem Überfang gesammelt werden. Man kann auch einen radioaktiven Stoff in einem kleinen, eben ausreichenden Hilfsbehälter 21 anordnen, so daß sich ein Gas innerhalb des Behälters mit Ionen anreichert. Glühende Erdalkalioxyde od. dgl., die Ionen emittieren, können ebenfalls für den Zweck der Erfindung nutzbar gemacht werden. Bei einsetzender Beblasung der Trennstrecke kann durch die Saugwirkung einer Düse, durch die das Druckgas strömt, das ionenverseuchte Gas aus dem Behälter mitgerissen werden. Klingt die wiederkehrende Spannung ab, so ist der Behälter leer. Um die Schaltbereitschaft zu erhöhen, kann man mehrere solcher Hilfsbehälter vorsehen. Im allgemeinen wird es vorteilhaft sein, wenn das schwach ionisierte Gas vorgewärmt ist, weil es dann rascher nach oben wegzieht.The auxiliary spark gap 15 can also transverse to Separating distance or be arranged to the side of it. An electrolyte gas source can also be used as a source of ionized gases Serve the bath, the rising gas pearls of which are collected in an overlay. Man can also arrange a radioactive material in a small, just sufficient auxiliary container 21, so that a gas within the container is enriched with ions. Glowing alkaline earth oxides or the like that emit ions can also be used for the purpose of the invention will. When the separating distance starts to be blown, the suction effect can cause a Nozzle through which the pressurized gas flows, the ion-contaminated gas is entrained from the container. When the recurring voltage dies down, the container is empty. To increase the switching readiness, several such auxiliary tanks can be provided. In general it will be beneficial when the weakly ionized gas is preheated, because it then pulls away more quickly upwards.

Es ist bekannt, spannungsabhängige Widerstände parallel zu den Trennstrecken eines Schalters anzuordnen, wodurch deren Reststrom erhöht wird. Diese Widerstände haben jedoch den Nachteil, daß ihre Leitfähigkeit mit der wiederkehrenden Spannung erst allmählich zunimmt. Bei Netzen mit großer Induktivität setzt jedoch die wiederkehrende Spannung plötzlich in voller Höhe ein, was die Gefahr einer Rückzündung mit sich bringt. Es ist daher erwünscht, den Reststrom Heber anfangs kräftig zu bemessen, am Ende des Abschaltvorganges dagegen kleiner zu werden lassen. Es kann jedoch günstig sein, bei der Einrichtung nach der Erfindung zusätzlich einen spannungsabhängigen Widerstand parallel zu den Trennstrecken für unerwartete Überspannung zu bemessen.It is known to arrange voltage-dependent resistors parallel to the isolating distances of a switch, whereby their residual current is increased. However, these resistors have the disadvantage that their conductivity only increases gradually with the returning voltage. For networks with large inductance, however, the recurring voltage suddenly sets in in full, which is dangerous a backfire with it. It is therefore desirable to lift the residual current initially to be dimensioned strong, on the other hand to be smaller at the end of the shutdown process. It however, it can be advantageous, in the device according to the invention, additionally a voltage-dependent one Resistance to be measured parallel to the isolating distance for unexpected overvoltage.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: i. Druckgasschalter, insbesondere zum Abschalten hoher Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstrecken oder eine einzelne Trennstrecke bis zum Auftreten deri. Compressed gas switch, in particular for switching off high voltages, characterized in that that the isolating distances or a single isolating distance until the occurrence of the wiederkehrenden Spannung duirch eine zusätzliche Ionenquelle schwach ionisiert werden.recurring voltage can be weakly ionized by an additional ion source. 2. Druckgasschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb einer Trennstrecke ionisiertes Gas erzeugt wird, das infolge der Luftbewegung zutr Trennstrecke aufsteigt. 2. Compressed gas switch according to claim i, characterized in that below one Separation distance ionized gas is generated, which rises as a result of the air movement to the separation distance. 3. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Hilfsfunkenstrecke gegen Erde als Ionenquelle, die durch einen Hilfskontakt des Schalters kurzzeitig eingeschaltet wird.3. Compressed gas switch according to claim 1 or 2, characterized by an auxiliary spark gap against earth as an ion source, which is switched on briefly by an auxiliary contact of the switch will. 4. Druckgasschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hilfsfunkenstrecke gegen Erde quer zuir Trennstrecke oder seitlich von ihr befindet.4. Compressed gas switch according to claim 3, characterized in that the auxiliary spark gap to earth across or to the side of the isolating distance. 5. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein elektrolytisches Bad als Quelle ionisierter Gase.5. Pressure gas switch according to claim 1 or 2, characterized by an electrolytic bath as a source of ionized gases. 6. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen oder mehrere kleine Hilfsbehälter, in denen sich ein glühendes Erdalkalioxyd od. dgl. oder ein radioaktiver Stoff befindet, der das darin enthaltene Gas allmählich mit Ionen anreichert, das durch die Saugwirkung einer Druckgasdüse bei einsetzender Beblasung der Trennstrecke duirch den Driuckgasstrom mitgerissen wird.6. Compressed gas switch according to claim 1 or 2, characterized by one or more small ones Auxiliary containers in which there is a glowing alkaline earth oxide or the like or a radioactive substance which gradually enriches the gas it contains with ions, which is caused by the suction effect a pressurized gas nozzle when the separating distance begins to be blown by the pressurized gas flow gets carried away. 7. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder den folgenden, gekennzeichnet duirch eine Düse, die die schwach ionisierten Gase an der Trennstrecke staut.7. Compressed gas switch according to claim 1 or the following, characterized by a nozzle, which accumulates the weakly ionized gases at the separating section. 8. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder den folgenden, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Überbrückung der Trennstrecken mit an sich bekannten spannungsabhängigen Widerständen für die Reststromleitung, die für unerwartete Überspannungen bemessen sind.8. Compressed gas switch according to claim 1 or the following, characterized by an additional Bridging of the isolating distances with known voltage-dependent resistors for the residual current line, which are dimensioned for unexpected overvoltages. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 743 896;
schweizerische Patentschriften Nr. 212 030,
918.Considered publications:
German Patent No. 743 896;
Swiss patents No. 212 030,
918. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings © 609546/341 6.56 (609 726 12. 56)© 609546/341 6.56 (609 726 12. 56)