DE963442C - Gas pressure switch - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 9. MAI 1957ISSUED MAY 9, 1957

KLASSE 21c GRUPPE 3510 INTERNAT. KLASSE H 02c CLASS 21c GROUP 3510 INTERNAT. CLASS H 02c

L 13342 VIII b 121 cL 13342 VIII b 121 c

Eugen Westerhoff, KasselEugen Westerhoff, Kassel

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

DruckgasschalterGas switch

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit zwei in einer Schaltkammer angeordneten Hohlelektroden, zwischen denen der Lichtbogen gezogen wird und von denen mindestens eine einen unter Federdruck stehenden Kolben aufweist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Eigenzeit solcher Schalter auf einen möglichst geringen Wert herabzusetzen.The invention relates to a gas pressure switch with two arranged in a switching chamber Hollow electrodes between which the arc is drawn and at least one of which is one having piston under spring pressure. The invention is based on the object of the proper time reduce such switches to the lowest possible value.

Bei den bekannten Schaltern dieser Art wird die mit dem Antriebskolben versehene Hohlelektrode zur Kontakttrennung "nur von einem Druckgasstrom beaufschlagt, der zumeist noch eine oder mehrere Umlenkungen je nach dem Sitz der Eintrittsöffnung des Druckgases in der Schaltkammer erfährt, wodurch sich ein größerer Zeitverlust und auch ein Energieverlust des Druckgases ergeben können. Um die Kontakttrennung und auch die Lichtbogenlöschung wesentlich zu beschleunigen, ist eine Druckgasführung zur Schaltkammer auf zwei verschiedenen Wegen vorgesehen, und zwar erfindungsgemäß in der Weise, daß der Kolben der unter Federdruck stehenden Hohlelektrode sowohl auf der außerhalb der Hohlelektrode vorhandenen Kolbenfläche als auch auf der von der Hohlelektrode eingeschlossenen Fläche durch die hohle Gegenelektrode hinduroh vom Druckgas beaufschlagt wird.In the known switches of this type, the hollow electrode provided with the drive piston for contact separation "only acted upon by a pressurized gas stream, which is mostly still one or several deflections depending on the location of the inlet opening of the compressed gas in the switching chamber experiences, as a result of which there is a greater loss of time and also a loss of energy in the compressed gas can. To significantly accelerate contact separation and arc extinguishing, a pressurized gas supply to the switching chamber is provided in two different ways, namely according to the invention in such a way that the piston of the hollow electrode under spring pressure both on the piston surface outside the hollow electrode as well as on that of the hollow electrode enclosed area through the hollow counter electrode hinduroh acted upon by the compressed gas will.

Bei senkrecht angeordneten Hohlelektroden innerhalb der Schaltkammer benutzt man zweckmäßig den Tragarm, durch den die SchaltkammerIn the case of vertically arranged hollow electrodes within the switching chamber, it is expedient to use the support arm through which the switching chamber

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vorteilhaft am Druckgaskessel selbst befestigt ist, als Druckgasleitung für die Beaufschlagung der äußeren Kolbenfläche und zweigt von dieser eine weitere Druckgasleitung zur Gegenkontaktelektrode ab. Beim Ausschalten erreicht man somit, daß das auf die Außenfläche und die Innenfläche des Kolbens der Hohlelektrode treffende Druckgas diese sofort von dem Gegenkontakt abhebt, worauf das zur Querbeblasung dienende Druckgas zwischenis advantageously attached to the pressurized gas boiler itself, as a pressurized gas line for the application of the outer piston surface and branches from this another compressed gas line to the counter-contact electrode away. When switching off one thus achieves that that on the outer surface and the inner surface of the piston Pressurized gas hitting the hollow electrode immediately lifts it from the mating contact, whereupon the for cross blowing serving compressed gas between

ίο die beiden Kontakte treten kann und die Elektrode entgegen dem Federdruck in der Ausschaltstellung halten kann. Durch das mit voller Energie eintretende Druckgas zur Querbeblasung werden die heißen Schaltgase seitlich fortgerissen, und gleichzeitig wird der von innen her gekühlte Lichtbogen gelöscht. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Schalters ergibt also nicht nur eine sehr kurze Eigenzeit, sondern auch eine kurze Lichtbogenzeit.ίο the two contacts and the electrode can hold against the spring pressure in the switch-off position. By entering with full energy Pressurized gas for cross blowing, the hot switching gases are torn away laterally, and at the same time the arc cooled from the inside is extinguished. The inventive training of Switch thus not only results in a very short operating time, but also a short arc time.

Man kann die Trennung der Kontakte noch dadurch wirksam unterstützen, daß man einen ebenfalls unter Federdruck stehenden und vom Querbeblasungsstrom des Druckgases beaufschlagten Kolben vorsieht, der als Gleitkontakt zur stromleitenden Überbrückung der Hohlelektroden in der Einschaltstellung ausgebildet ist. Dieser Gleitkontakt ist dann von großem Wert, wenn die Hohlelektroden an einer Stirnfläche mit schwer schmelzbaren Stoffen versehen sind, z. B. Sintereisen oder Wolfram, um den Abbrand der Elektroden durch den Lichtbogen gering zu halten. In diesem Fall übernimmt der Gleitkontakt im eingeschalteten Zustand die eigentliche Stromverbindung zwischen den beiden Hohlelektroden, da die schwer schmelzbaren Stoffe einen verhältnismäßig hohen Übergangswiderstand haben. Man kann jedoch auch ohne diesen Gleitkolben auskommen, wenn man die Elektroden mit ihren Stirnflächen nicht aufeinanderstoßen läßt, sondern sie ineinander gleitbar ausführt. In diesem Fall übernehmen dann die zylinderförmigen, aufeinanderliegenden Flächen der Schaltelektroden die Stromleitung, während der Abschaltlichtbogen zwischen den schwer schmelzbaren Auflagestoffen gezogen wird.You can still effectively support the separation of contacts by being one too under spring pressure and acted upon by the cross-blowing flow of the compressed gas Provides piston, which acts as a sliding contact for the conductive bridging of the hollow electrodes in the Switch-on position is formed. This sliding contact is of great value when the hollow electrodes are provided on one end face with substances that are difficult to melt, e.g. B. sintered iron or Tungsten in order to keep the burn-up of the electrodes from the electric arc to a minimum. In this case When switched on, the sliding contact takes over the actual power connection between the two hollow electrodes, as the difficult-to-melt materials have a relatively high contact resistance to have. However, you can do without this sliding piston if the electrodes do not come into contact with one another with their end faces lets, but executes them slidably into each other. In this case, they take over cylindrical, superposed surfaces of the switching electrodes conduct the power, during the Cut-off arc is drawn between the difficult-to-melt cladding materials.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. In the drawing, the subject matter of the invention is shown in several exemplary embodiments.

Fig. ι zeigt einen Querschnitt durch eine Schaltkammer; Fig. Ι shows a cross section through a switching chamber;

Fig. 2 stellt schematisch einen Druckgasschalter für hohe Spannungen mit drei hintereinandergeschalteten Schaltkammern dar.Fig. 2 shows schematically a pressure gas switch for high voltages with three series-connected Switching chambers.

In Fig. r bezeichnet 1 das Gehäuse der Schaltkammer, die mittels eines Isolierrohres 2 zweckmäßig an einem Druckgaskessel befestigt ist. Die als Federkolben, ausgebildete Hohlelektrode ist mit 3 bezeichnet, während 4 die Gegenkontaktelektrode darstellt. Beide Elektroden sind an Stirnflächen mit Auflagen 5 aus schwer schmelzbarem Metall versehen. Die Hohlelektrode 3 besitzt an ihrem oberen Ende einen Kolben 6, der unter dem Druck einer Feder 7 steht. Unterhalb des Kolbens 6 ist ein Raum 8, der über den Kanal 9 mit derEmtrittsöffnungio für denQuerbeblasungsstrom des Druckgases in Verbindung steht. Der Schaltelektrode 3 wird dear Strom über den Zylinder 11, der aus gut leitendem Metall besteht, mittels eines Gleitkontaktes zugeführt. Von der Schaltelektrode 4 wird der Strom über einen außerhalb der Schaltkammer befindlichen, nicht weiter dargestellten Gleitkontakt abgenommen. In der Einschaltstellung werden beide Elektroden durch den Gleitkontakt 12 überbrückt, der unter dem Druck der Feder 13 steht, die sich gegen feste Teile 14 innerhalb des Schaltkammergehäuses abstützt. Bei der Trennung der Schaltkontakte gelangt das Druckgas mit den Schaltgasen über den Austrittskanal zu dem als Kühler und Schalldämpfer ausgebildeten Teil 15, der am oberen Ende der Schaltkammer, formschlüssig mit dieser, angeordnet ist. Unterhalb des Gleitkontaktes 12 ist ein Dämpfungswiderstand 16 angebracht, dessen Windungen einmal über die Leitung 17 mit der Stromzuführung 11 für die obere Schaltelektrode und ferner mit dem an dem Hohlkontakt 4 anliegenden Gleitkontakt 18 verbunden sind.In Fig. R, 1 denotes the housing of the switching chamber, which is expediently attached to a pressurized gas boiler by means of an insulating tube 2. the Hollow electrode designed as a spring piston is denoted by 3, while 4 is the mating contact electrode represents. Both electrodes are on end faces with pads 5 made of difficult to melt Metal. The hollow electrode 3 has at its upper end a piston 6, which is under the pressure of a spring 7. Underneath the piston 6 is a space 8 which flows through the channel 9 with the outlet opening for the crossblown flow of the pressurized gas is in communication. The switching electrode 3 is the current through the cylinder 11, which consists of a highly conductive metal, is supplied by means of a sliding contact. From the switching electrode 4 is the current via a located outside the switching chamber, not shown Sliding contact removed. In the switch-on position, both electrodes are covered by the Sliding contact 12 bridged, which is under the pressure of the spring 13, which is against fixed parts 14 is supported within the switching chamber housing. This happens when the switching contacts are separated Pressurized gas with the switching gases via the outlet duct to the cooler and silencer Part 15, which is arranged in a form-fitting manner with this at the upper end of the switching chamber. Below the sliding contact 12, a damping resistor 16 is attached, its turns once Via the line 17 to the power supply 11 for the upper switching electrode and furthermore with the sliding contact 18 resting against the hollow contact 4 are connected.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist wie folgt: Beim Kommando »Aus« tritt über das nicht dargestellte Blasventil Druckgas sowohl in den Kanal 10 als auch durch die Hohlelektrode 4 in das Schaltkammergehäuse ein. Das Druckgas durch den Kanal 9 hebt sofort zusammen mit dem durch die Elektroden 4 und 3 strömenden und auf den Kolben 6 wirkenden Druckgas die Hohlelektrode 3 von dem Kontakt 4 ab. Dadurch kann das zur Querbeblasung dienende Druckgas zwischen die beiden Elektroden treten und zusammen mit dem durch die Hohlelektrode 4 hindurchtretenden Druckgas den Lichtbogen kühlen und zum Erlöschen bringen. Während dieser Zeit hat das durch den Kanal 9 hindurchgetretene Druckgas unterhalb der Kolbenfläche 6 die Elektrode 3 in dieser Aus-Stellung festgehalten. Bevor es aber zur Trennung der beiden Kontakte kommt, ist durch den Druckgasstrom im Kanal 10 der Gleitkontakt 12 gegen die Federkraft nach unten gedrückt, so daß eine stromleitende Verbindung nur noch über den Widerstand der schwer schmelzbaren Teile 5 besteht. Auf diese Weise wird das Entstehen eines Lichtbogens zwischen dem Gleitkontakt 12 und der Elektrode 3 vermieden. Ist die Schaltelektrode 4 mit dem Schalterantriebsmechanismus gekuppelt, so wird beim Herausgleiten der Elektrode 4 aus dem Gleitkontakt 18 der Reststrom, der über den Widerstand 16 fließt, durch die Längsbeblasung ausgelöscht. Nach der Schließung des Blasventils kehren die Schaltelektrode 3 und der Gleitkontakt 12 in die alte Lage zurück, während die Elektrode 4 bei der Dauerabschaltung in der Trennstellung verbleibt.The function of the device described is as follows: With the command "Aus" occurs Via the blow valve, not shown, pressurized gas both in the channel 10 and through the hollow electrode 4 into the switching chamber housing. The pressurized gas through the channel 9 lifts together immediately with the pressurized gas flowing through the electrodes 4 and 3 and acting on the piston 6 Hollow electrode 3 from contact 4. This allows the pressurized gas used for transverse blowing step between the two electrodes and together with the one passing through the hollow electrode 4 Pressurized gas to cool the arc and extinguish it. During this time has the compressed gas which has passed through the channel 9 below the piston surface 6, the electrode 3 in this off position held. Before the two contacts are separated, however, is by the flow of pressurized gas in channel 10, sliding contact 12 is pressed down against the spring force, so that an electrically conductive connection is only possible via the resistance of the difficult-to-melt Part 5 consists. In this way, an arc will be created between the sliding contact 12 and the electrode 3 avoided. Is the switch electrode 4 with the switch drive mechanism coupled, when the electrode 4 slides out of the sliding contact 18, the residual current, which flows through the resistor 16, extinguished by the longitudinal blowing. After the closure of the blow valve reverse the switching electrode 3 and the sliding contact 12 returns to its old position, while the electrode 4 in the permanent switch-off in the disconnected position remains.

Ein für sehr hohe Spannungen geeigneter Druckgasschalter ist in der Fig. 2 dargestellt. In dieser Figur bedeuten. 1, r' und 1" die drei hintereinandergeschal-teten Schaltkammern. Die Schaltelektroden 3 und 4, die Gleitkontakte 12 und die Widerstände 16 sind nur schematisch dargestellt. Von dem Druckgaskessel 19 führt über das Blas-A pressurized gas switch suitable for very high voltages is shown in FIG. In this figure mean. 1, r 'and 1 " the three switching chambers connected in series. The switching electrodes 3 and 4, the sliding contacts 12 and the resistors 16 are only shown schematically.

ventil 20 eine Rohrleitung 21 mit Abzweigungen zu den drei Schaltkammern, Die Rohrleitung 21 ist an dem Druckgaskessel durch zwei Stützarme 22 und 23 befestigt. Zwischen den Schaltkammern i, i' und 1" und der Rohrleitung 21 sind als Rohre ausgeführte Isolatoren 24 angebracht, deren Größe sich nach der Höhe der zu schaltenden Spannung richtet.valve 20 a pipeline 21 with branches to the three switching chambers, the pipeline 21 is attached to the pressurized gas boiler by two support arms 22 and 23. Between the switching chambers i, i 'and 1 " and the pipeline 21, insulators 24 designed as tubes are attached, the size of which depends on the level of the voltage to be switched.

Das Druckgas gelangt durch den Kanal 10 zwisehen die beiden Hohlelektroden 3 und 4 sowie unter den Kolben 6 jeder Elektrode 3 und gleichzeitig durch eine Rohrleitung 25 bei den oberen beiden Schaltkammern in den hier fest angeordneten Hohlkontakt 4 und mithin auch auf die von der Hohlelektrode eingeschlossene Fläche des Kolbens 6. Die Hohlelektrode 4 der unteren Schaltkammer 1" ist als beweglicher Schaltstift ausgebildet, der über das Gestänge 26 mit dem Schalterantrieb 27 gekuppelt ist. Diese Elektrode erhält über die Rohrleitung 27, die in einen Behälter 28 mündet, das Druckgas. In dem Behälter 28 ist ferner der Gleitkontakt 27 für die Stromzuführung zur Schaltelektrode 4" untergebracht. Ein anderes Schaltgestänge 30 betätigt zugleich mit dem Schaltgestänge 26 beim Ausschalten das Blasventil 20 über den Hebelarm 31.The compressed gas passes through the channel 10 between the two hollow electrodes 3 and 4 and under the piston 6 of each electrode 3 and at the same time through a pipe 25 at the top two switching chambers in the hollow contact 4, which is fixed here, and therefore also on that of The area of the piston 6 enclosed by the hollow electrode. The hollow electrode 4 of the lower switching chamber 1 "is designed as a movable switch pin, which is connected to the switch drive via the linkage 26 27 is coupled. This electrode receives via the pipeline 27, which is in a container 28 opens, the compressed gas. In the container 28 is also the sliding contact 27 for the power supply to the switching electrode 4 ″. Another switching linkage 30 is actuated at the same time as the switching linkage 26 when switching off the blow valve 20 via the lever arm 31.

Beim Ausschalten dieses Druckgasschalters wird durch das durch die Kanäle 10 und 25 eintretende Druckgas in den Kammern 1 und 1' eine Trennung der entsprechenden Schaltkontakte hervorgerufen. Nur in der Schaltkammer 7" wird die Schaltelektrode 4" aus der Schaltkammer bis zur sichtbaren Trennstrecke herausgezogen, wodurch der Stromkreis endgültig unterbrochen ist.When this gas pressure switch is switched off, it is through the channels 10 and 25 entering Pressurized gas in the chambers 1 and 1 'caused a separation of the corresponding switching contacts. Only in the switching chamber 7 ″ is the switching electrode 4 ″ from the switching chamber up to visible isolating distance pulled out, whereby the circuit is finally interrupted.

Der Schalter nach der Erfindung ist besonders auch für Kurzschlußfortschaltungen geeignet, da durch die doppelte Beaufschlagung des Kolbens der unter Federdruck stehenden Hohlelektrode einerseits und des ebenfalls unter Federdruck stehenden Kolbens am Überbrückungsgleitkontakt andererseits eine äußerst schnelle Abschaltung möglich ist.The switch according to the invention is also particularly suitable for short-circuit progressions because due to the double action of the piston of the hollow electrode, which is under spring pressure on the one hand and the piston on the bridging sliding contact, which is also under spring pressure on the other hand, an extremely fast shutdown is possible.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Druckgasschalter mit zwei innerhalb einer Schaltkammer angeordneten Hohlelektroden, zwischen denen der Lichtbogen gezogen wird und von denen mindestens eine einen unter Federdruck stehenden Kolben aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) der unter Federdruck stehenden Hohlelektrode (3) sowohl auf der · außerhalb der Hohlelektrode vorhandenen Kolbenfläche als auch auf der von der Hohlelektrode eingeschlossenen Fläche durch die hohle Gegenelektrode (4) hindurch vom Druckgas beaufschlagt wird.1. Compressed gas switch with two hollow electrodes arranged within a switching chamber, between which the arc is drawn and of which at least one is below Has spring pressure piston, characterized in that the piston (6) of the spring-loaded hollow electrode (3) both on the outside of the hollow electrode existing piston surface as well as on the area enclosed by the hollow electrode is acted upon by the pressurized gas through the hollow counter-electrode (4). 2. Druckgasschalter nach Anspruch 1 mit senkrecht angeordneten Hohlelektroden, da- So durch gekennzeichnet, daß der Tragarm (2), durch den die Schaltkammer — zweckmäßig am Druckgaskessel selbst — befestigt ist, als Druckgasleitung für die Beaufschlagung der äußeren Kolbenfläche ausgebildet und von dieser eine weitere Druckgasleitung (25) zur Gegenkantaktelektrode abgezweigt ist.2. Compressed gas switch according to claim 1 with vertically arranged hollow electrodes, there- so characterized in that the support arm (2) through which the switching chamber - appropriate on the pressurized gas boiler itself - is attached as a pressurized gas line for the application of the formed outer piston surface and from this a further compressed gas line (25) to Opposite contact electrode is branched off. 3. Druckgasschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein unter Federdruck stehender und vom Querbeblasungsstrom des Druckgases beaufschlagter Kolben dem Gleitkontakt (12) zur stromleitenden Überbrückung der Hohlelektroden (3, 4) in der Einschaltstellung zugeordnet ist.3. Compressed gas switch according to claim 1 and 2, characterized in that a spring-loaded and from the cross-blowing flow the piston acted upon by the compressed gas to the sliding contact (12) for current-conducting bridging is assigned to the hollow electrodes (3, 4) in the switch-on position. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 5 609 708/26+· 11.56 709513/213 5.575 609 708/26 + 11.56 709513/213 5.57