EP0069694A2 - Contact system for gas blast circuit breaker - Google Patents

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EP0069694A2
EP0069694A2 EP82730074A EP82730074A EP0069694A2 EP 0069694 A2 EP0069694 A2 EP 0069694A2 EP 82730074 A EP82730074 A EP 82730074A EP 82730074 A EP82730074 A EP 82730074A EP 0069694 A2 EP0069694 A2 EP 0069694A2
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EP
European Patent Office
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contact
switching element
nozzle
contact piece
shaped
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP82730074A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0069694A3 (en
Inventor
Helmut Ing. Grad. Beier
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0069694A2 publication Critical patent/EP0069694A2/en
Publication of EP0069694A3 publication Critical patent/EP0069694A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/12—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches 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
    • H01H33/90—Switches 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
    • H01H33/91—Switches 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 arc-extinguishing fluid being air or gas

Definitions

  • the invention relates to a contact system for compressed gas circuit breakers with a nozzle-shaped fixed contact, with a second, coaxially arranged nozzle-shaped, axially movable contact and with a two common bypass contact.
  • Such a contact system is known from DE-AS 24 44 943, in which the one nozzle-shaped contact piece, from which the bypass contact piece runs, in the direction of the other nozzle-shaped contact piece, which is fixed, is axially movable against the force of a spring and with the secondary coils two electrodynamically acting coil systems is connected.
  • the switching work is reduced in that an electrodynamic control of the sequence switching element is achieved. This is done in such a way that the switch switches quasi-synchronously with sufficiently high currents.
  • the current to be switched off flowing in the first coil system initially generates a high repulsive force, by means of which the drain switching element is accelerated in the direction of the other nozzle-shaped switching element, in other words in the sense of reducing the separation distance.
  • this force changes into an attractive force in the sense of an enlargement of the separation distance because of the specifically selected phase angle in the first coil system.
  • the required extinguishing distance between the two nozzle-shaped contact pieces is achieved in the zero crossing.
  • the arc is first drawn between the one nozzle-shaped contact, the so-called drain contact, and the bypass contact during the switch-off process.
  • the arc is commutated from the bypass switching element to the second nozzle-shaped switching element.
  • the metallic contact devices necessary for the nominal current transmission, in particular on the bypass switch, take part in the arc guide, so that under the influence of the arc metal vapors get into the isolating gap, which can extinguish the dielectric strength of the gas gap between the opened contacts when the arc is extinguished in the natural zero crossing of the alternating current .
  • the object of the invention is to provide a contact system for a compressed gas circuit breaker in which the contact elements provided for the rated current transmission do not participate in guiding the arc during the switch-off process and an increase in the dielectric strength of the isolating path can thereby be achieved.
  • this is achieved in that the second contact piece rests against the first contact piece under spring force in the switched-on position and is transferred into the disconnected position with a delay in the course of the switching-off process by the bypass contact piece running from the first contact piece.
  • the bridging contact piece intended for guiding the nominal current when the compressed gas circuit breaker is switched on is first moved. Before the two nozzle-shaped switching elements lying against each other, which are under spring force, open and between which the arc is then drawn, the bypass switching element has already left the area of the opening contacts. In this way, metal of the metallic contact devices provided for the rated current supply can no longer be vaporized by the arc. Rather, the arc burns between the two nozzle-shaped end faces of the switching elements arranged coaxially, so that it is drawn in the area, namely preferably on the inner edge of the nozzle body, where it must first be driven by compressed gas blowing in the known switches.
  • the two nozzle-shaped contact pieces are provided with graphite bodies on the free end faces intended for the system, the effect of the burning arc, in addition to graphite vapors and the dissociated extinguishing and isolating agent, does not result in a substance that reduces the dielectric gap dielectric.
  • Commutation is facilitated because the arc is drawn at the point, namely on the nozzle bodies, where it is to be extinguished in the further course of the switch-off process after the extinguishing distance has been reached. It can therefore run into the interior of the nozzles earlier than in the known contact systems.
  • the movable bypass switching element is preferably rigidly connected to the cylinder.
  • the cylinder can be provided in the region of its free end faces with an inner intermediate floor, which forms an annular gas flow nozzle with the bypass switching element.
  • the second contact piece is advantageously connected to the bridging contact piece in an electrically conductive manner in the position separate from the first contact piece.
  • the current transfer from the second switching element to its carrier 5a is thus effected by the bridging switching element, so that no additional sliding contacts or current strips are required.
  • the bridging contact is sleeve-shaped and has a plurality of spring-loaded contact fingers of different lengths in an arrangement evenly distributed over the circumference, which electrically conductively bridge these two contact pieces immediately before the second contact piece is separated from the first contact piece.
  • the contact fingers of different lengths facilitate the commutation of the current when the bypass switching element 6 runs from the fixed switching element 4.
  • FIG. 1 shows schematically a section through the interruption unit of a compressed gas circuit breaker, the contact system 1 according to the invention, which is located centrally in a hollow cylinder 2 made of porcelain, the so-called switching chamber.
  • the interior 3 of the hollow cylinder 2 is filled with sulfur hexafluoride as an extinguishing and insulating agent.
  • the contact system 1 consists of a first nozzle-shaped switching element 4, which is arranged in a stationary manner, a second coaxial nozzle-shaped switching element 5, which is axially movable, and a common, movable bypass switching element 6.
  • the contact system 1 of the type shown belongs to a pressurized gas circuit breaker that works according to the blower piston principle, i. H. has an arrangement consisting of a piston 7 and a cylinder 8 for generating an extinguishing gas flow.
  • the blowing cylinder 8 is moved in the direction of arrow 9 by the drive of the circuit breaker (not shown) when the contact system is transferred from the switch-on position shown above the center line 10 to the switch-off position shown below the center line 10 10.
  • the bridging contact 6 is rigidly coupled so that it moves in the same direction indicated.
  • the bridging contact piece 6 consists essentially of an electrically conductive cylindrical sleeve, against which a plurality of contact fingers 6a, which are arranged uniformly distributed over the circumference, are supported with the interposition of springs 6b. In the switched-on position, the contact fingers 6a are pressed against the outer cylindrical surfaces of the switching elements 4, 5 by the springs 6b.
  • the fixed nozzle-shaped contact piece 4 consists of a hollow cylindrical carrier 4, which contains at its free front end a nozzle body 4b made of graphite and an inner insert body 4c made of ferromagnetic material.
  • the axially movable contact piece 5 consists of a hollow cylindrical carrier 5a, in which a sliding tube 5b is guided telescopically.
  • a compression spring 11 is provided between the slide tube 5b and the carrier 5a, under the force of which the nozzle body 5c carried by the free end 12 of the slide tube 5b is pressed in the switched-on position against the associated nozzle body 4b.
  • a hollow cone-shaped nozzle part 5d adjoins the nozzle body 5c of the switching element 5, which can consist of graphite or at least partially of ferromagnetic material.
  • the free end 12 of the sliding tube 5b is equipped with an outwardly projecting stop 13 which is intended to bear against a driver provided in the region of the end face 6c of the bridging switching element 6.
  • a driver z. B. an end ring 6d of the bridging contact piece 6 serve.
  • the nozzle-shaped, axially movable switching element 5 is also transferred in the arrow direction 9 against the force of the tensioning spring 11 into the disconnected position.
  • the separation of the nozzle bodies 4b, 5c takes place in time after the bridging switching element 6 has expired from the fixed switching element 4, so that the arc is drawn between the front contact edges of the nozzle bodies 4b, 5c.
  • the contact fingers 6a and other contact devices of the bridging contact 6 do not participate in the arcing because at the time of the galvanic separation of the switching members 4, 5 the bridging contact has already moved out of the arcing area of the opening isolating path.
  • the arc drawn inside the contact system is driven even further into the interior of the nozzles 4b, 5c under the influence of the gas flow and thus lengthened.
  • the choice of the distance between the contact pieces 4, 5 (separation distance T) which determines the switch-off position is essentially free.
  • the separation distance can be chosen to be large without adversely affecting the extinguishing gas flow through the double nozzle system (switching elements 4, 5).
  • the blowing cylinder 8 is provided in the region of its free end face 8a with an intermediate floor 15 which, together with the end face of the bridging switching element 6, forms an annular gas flow nozzle.
  • the contact system according to the invention is transferred from the switch-off position shown below the center line 10 back to the switch-on position by moving the drive counter to the direction of the arrow 9, the nozzle bodies 4b, 5c first being pressed against one another and then the two switching elements 4, 5 being electrically conductive by the bypass switching element 6 be bridged.
  • FIG. 2 A position of the contact system in the course of the opening movement is shown schematically in FIG. 2 in a detail from FIG. 1, the same parts being provided with the same reference numerals.
  • the bridging contact 6 is equipped with contact fingers 6a, which in a regular distribution, for. B. distributed three times over the circumference of the bridging contact piece 6, shorter contact fingers 6a are assigned.
  • the contact piece 5 is prepared for guiding the arc current after it has been separated from the switching piece 4.
  • the contact surfaces of the contact fingers 6a also reach the contact area 5e of the bridging switching piece 5. This commutates the current when the bridging contact piece 6 facilitated by the fixed contact piece 4.
  • contact fingers 6a, 6e of different lengths additional sliding contacts or current strips are unnecessary because the bridging contact is also used to transfer current from the movable contact 5 to the fixed current carrier 5a.

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Abstract

Bei Druckgas-Leistungsschaltern besteht das Problem, die für die Führung des Nennstromes und des Kurzschlußstromes vor dem Öffnen des Kontaktsystems bestimmten Hauptstrombahnen vor Lichtbogeneinwirkungen zu schützen. Insbesondere Kontaktsysteme mit einem düsenförmigen feststehenden Schaltstück (4), mit einem zweiten gleichachsig angeordneten düsenförmigen, axial beweglichen Schaltstück (5) und einem beiden gemeinsamen beweglichen Überbrückungsschaltstück (6) sollen die für die Nennstromübertragung vorgesehenen Kontaktelemente (6a) des Überbrückungsschaltstückes (6) an der Führung des Lichtbogens nicht teilnehmen, um eine Erhöhung der dielektrischen Festigkeit der Trennstrecke (T) zu erzielen. Hierzu liegt das zweite Schaltstück (5) in der Einschaltstellung unter Federkraft stirnseitig am ersten Schaltstück (4) an. Im Verlauf des Ausschaltvorganges wird durch das vom ersten Schaltstück (4) ablaufende Überbrückungsschaltstück (6) das zweite Schaltstück (5) verzögert in die Trennstellung (T) überführt. Der gezogene Lichtbogen wirkt nur zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltstück, (4 und 5), das mit abbrandfesten Graphitelektroden ausgestattet werden kann.The problem with compressed gas circuit breakers is to protect the main current paths intended for guiding the nominal current and the short-circuit current before the contact system is opened from the effects of arcing. In particular, contact systems with a nozzle-shaped fixed switching element (4), with a second, axially movable switching element (5) arranged in the same axis and with a common movable bypass switching element (6) are intended for the contact elements (6a) of the bypass switching element (6) on the Do not participate in guiding the arc in order to increase the dielectric strength of the isolating distance (T). For this purpose, the second contact piece (5) rests on the face of the first contact piece (4) under spring force in the switch-on position. In the course of the switch-off process, the second switching element (5) is transferred into the disconnected position (T) with a delay by the bypass switching element (6) running from the first switching element (4). The drawn arc only acts between the first and the second switching element, (4 and 5), which can be equipped with erosion-resistant graphite electrodes.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktsystem für Druckgas-Leistungsschalter mit einem düsenförmigen feststehenden Schaltstück, mit einem zweiten, gleichachsig angeordneten düsenförmigen, axial beweglichen Schaltstück und mit einem beiden gemeinsamen beweglichen Überbrückungsschaltstück.The invention relates to a contact system for compressed gas circuit breakers with a nozzle-shaped fixed contact, with a second, coaxially arranged nozzle-shaped, axially movable contact and with a two common bypass contact.

Aus der DE-AS 24 44 943 ist ein derartiges Kontaktsystem bekannt, bei dem das eine düsenförmige Schaltstück, von dem das überbrückungsschaltstück abläuft, in Richtung auf das andere düsenförmige Schaltstück, das feststeht, gegen die Kraft einer Feder axial beweglich ist und mit den Sekundärspulen zweier elektrodynamisch wirkender Spulensysteme verbunden ist.Such a contact system is known from DE-AS 24 44 943, in which the one nozzle-shaped contact piece, from which the bypass contact piece runs, in the direction of the other nozzle-shaped contact piece, which is fixed, is axially movable against the force of a spring and with the secondary coils two electrodynamically acting coil systems is connected.

Bei dem bekannten Druckgas-Leistungsschalter wird die Schaltarbeit dadurch herabgesetzt, daß eine elektrodynamische Steuerung des Ablaufschaltstückes erreicht wird. Dies erfolgt in der Weise, daß der Schalter bei genügend hohen Strömen quasisynchron schaltet. Während des Ausschaltvorganges erzeugt der im ersten Spulensystem fließende abzuschaltende Strom zunächst eine hohe abstoßende Kraft, durch die das Ablaufschaltstück in Richtung auf das andere düsenförmige Schaltstück also im Sinne einer Verkleinerung der Trennstrecke, beschleunigt wird. Kurz vor dem Nulldurchgang des abzuschaltenden Stromes schlägt diese Kraft wegen des bestimmt gewählten Phasenwinkels im ersten Spulensystem in eine anziehende Kraft im Sinne einer Vergrößerung der Trennstrecke um. Dadurch wird im Nulldurchgang die erforderliche Löschdistanz zwischen den beiden düsenförmigen Schaltstücken erzielt.In the known compressed gas circuit breaker, the switching work is reduced in that an electrodynamic control of the sequence switching element is achieved. This is done in such a way that the switch switches quasi-synchronously with sufficiently high currents. During the switch-off process, the current to be switched off flowing in the first coil system initially generates a high repulsive force, by means of which the drain switching element is accelerated in the direction of the other nozzle-shaped switching element, in other words in the sense of reducing the separation distance. Shortly before the zero crossing of the current to be switched off, this force changes into an attractive force in the sense of an enlargement of the separation distance because of the specifically selected phase angle in the first coil system. As a result, the required extinguishing distance between the two nozzle-shaped contact pieces is achieved in the zero crossing.

Aus der DE-AS 27 03 550 ist es ferner bekannt, einem ersten feststehenden düsenförmigen Schaltstück ein zweites düsenförmiges Schaltstück zuzuordnen, das zwischen einer dem ersten nahen Löschstellung und einer davon entfernten Trennerstellung bewegbar ist. Dabei ist das zweite düsenförmige Schaltstück außerhalb der Trennstellung unter der Kraft einer Feder in der Löschstellung gehalten, aus der es im Verlauf der Ausschaltbewegung gegen die Kraft der Feder über einen Mitnehmer vom Antrieb des Schalters in die Trennstellung überführt wird.From DE-AS 27 03 550 it is also known to associate a first fixed nozzle-shaped switching element with a second nozzle-shaped switching element which can be moved between a deletion position close to the first and a disconnecting position remote therefrom. The second nozzle-shaped contact piece is held outside the disconnected position under the force of a spring in the extinguishing position, from which it is transferred from the drive of the switch to the disconnected position against the force of the spring via a driver.

Bei beiden Schalterausführungsformen wird wie bei allen bekannten Doppeldüsen-Kontaktsystemen mit einem überbrückungsschaltstück der Lichtbogen während des Ausschaltvorganges zunächst zwischen dem einen düsenförmigen Schaltstück, dem sogenannten Ablaufschaltstück, und dem Überbrückungsschaltstück gezogen. Im weiteren Verlauf der Ausschaltbewegung wird vom Überbrückungsschaltstück der Lichtbogen auf das zweite düsenförmige Schaltstück kommutiert. Die für die Nennstromübertragung notwendigen metallischen Kontakteinrichtungen, namentlich am Überbrückungsschaltstück, nehmen an der Lichtbogenführung teil, so daß unter dem Lichtbogeneinfluß Metalldämpfe in die Trennstrecke gelangen, die beim Erlöschen des Lichtbogens im natürlichen Nulldurchgang des Wechselstromes die dielektrische Festigkeit der Gasstrecke zwischen den geöffneten Kontakten beeinträchtigen können.In both switch embodiments, as in all known double-nozzle contact systems with a bridging contact, the arc is first drawn between the one nozzle-shaped contact, the so-called drain contact, and the bypass contact during the switch-off process. In the further course of the switch-off movement, the arc is commutated from the bypass switching element to the second nozzle-shaped switching element. The metallic contact devices necessary for the nominal current transmission, in particular on the bypass switch, take part in the arc guide, so that under the influence of the arc metal vapors get into the isolating gap, which can extinguish the dielectric strength of the gas gap between the opened contacts when the arc is extinguished in the natural zero crossing of the alternating current .

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktsystem für einen Druckgas-Leistungsschalter anzugeben, bei dem während des Ausschaltvorganges die für die Nennstromübertragung vorgesehenen Kontaktelemente an der Führung des Lichtbogens nicht teilnehmen und dadurch eine Erhöhung der dielektrischen Festigkeit der Trennstrecke erzielbar ist.Proceeding from this, the object of the invention is to provide a contact system for a compressed gas circuit breaker in which the contact elements provided for the rated current transmission do not participate in guiding the arc during the switch-off process and an increase in the dielectric strength of the isolating path can thereby be achieved.

Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß das zweite Schaltstück in der Einschaltstellung unter Federkraft stirnseitig am ersten Schaltstück anliegt und im Verlauf des Ausschaltvorganges durch das vom ersten Schaltstück ablaufende Überbrückungsschaltstück verzögert in die Trennstellung überführt wird.According to the invention, this is achieved in that the second contact piece rests against the first contact piece under spring force in the switched-on position and is transferred into the disconnected position with a delay in the course of the switching-off process by the bypass contact piece running from the first contact piece.

Durch Anwendung der Erfindung wird das zur Führung des Nennstromes im Einschaltzustand des Druckgas-Leistungsschalters bestimmte Überbrückungsschaltstück zuerst bewegt. Bevor die beiden aneinanderliegenden, unter Federkraft stehenden düsenförmigen Schaltstücke öffnen, zwischen denen dann der Lichtbogen gezogen wird, hat das Überbrückungsschaltstück den Bereich der sich öffnenden Kontakte bereits verlassen. Auf diese Weise kann Metall der für die Nennstromführung vorgesehenen metallischen Kontaktvorrichtungen vom Lichtbogen nicht mehr verdampft werden. Der Lichtbogen brennt vielmehr zwischen den beiden düsenförmigen Stirnseiten der gleichachsig angeordneten Schaltstücke, so daß er in dem Bereich gezogen wird, nämlich bevorzugt an der inneren Kante der Düsenkörper, wohin er durch eine Druckgasbeblasung bei den bekannten Schaltern erst getrieben werden muß.By using the invention, the bridging contact piece intended for guiding the nominal current when the compressed gas circuit breaker is switched on is first moved. Before the two nozzle-shaped switching elements lying against each other, which are under spring force, open and between which the arc is then drawn, the bypass switching element has already left the area of the opening contacts. In this way, metal of the metallic contact devices provided for the rated current supply can no longer be vaporized by the arc. Rather, the arc burns between the two nozzle-shaped end faces of the switching elements arranged coaxially, so that it is drawn in the area, namely preferably on the inner edge of the nozzle body, where it must first be driven by compressed gas blowing in the known switches.

Wenn man die beiden düsenförmigen Schaltstücke an den zur Anlage bestimmten freien Stirnseiten mit Graphitkörpern versieht, entsteht unter dem Einfluß des brennenden Lichtbogens neben Graphitdämpfen und dem dissoziierten Lösch- und Isoliermittel keine die Trennstrecke dielektrisch verringernde Substanz.If the two nozzle-shaped contact pieces are provided with graphite bodies on the free end faces intended for the system, the effect of the burning arc, in addition to graphite vapors and the dissociated extinguishing and isolating agent, does not result in a substance that reduces the dielectric gap dielectric.

Die Kommutierung ist erleichtert, weil der Lichtbogen an der Stelle gezogen wird, nämlich an den Düsenkörpern, wo er im weiteren Verlauf des Ausschaltvorganges nach Erreichen der-Löschdistanz auch gelöscht werden soll. Er kann also früher als bei den bekannten Kontaktsystemen in das Innere der Düsen einlaufen.Commutation is facilitated because the arc is drawn at the point, namely on the nozzle bodies, where it is to be extinguished in the further course of the switch-off process after the extinguishing distance has been reached. It can therefore run into the interior of the nozzles earlier than in the known contact systems.

Durch Anwendung der Erfindung ist es weiterhin möglich, einen großenAbstand der Düsen, d. h. eine große Trennstrecke zu erzielen, so daß man mit einer einzigen Unterbrechungsstelle vergleichsweise höhere Nennspannungen als bisher schalten bzw. in geöffnetem Zustand höhere Prüfspannungen erzielen kann.By applying the invention it is further possible to have a large distance between the nozzles, i.e. H. to achieve a large separation distance, so that you can switch comparatively higher nominal voltages than before with a single point of interruption or achieve higher test voltages in the open state.

Bei einem Kontaktsystem für Druckgas-Leistungsschalter nach der Erfindung mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung zur Erzeugung einer Löschgasströmung ist bevorzugt das bewegliche überbrückungsschaltstück mit dem Zylinder starr verbunden. Der Zylinder kann im Bereich seiner freien Stirnseiten mit einem inneren Zwischenboden versehen sein, der mit dem überbrückungsschaltstück eine ringförmige Gasströmungsdüse bildet.In a contact system for compressed gas circuit breakers according to the invention with a piston-cylinder arrangement for generating an extinguishing gas flow, the movable bypass switching element is preferably rigidly connected to the cylinder. The cylinder can be provided in the region of its free end faces with an inner intermediate floor, which forms an annular gas flow nozzle with the bypass switching element.

Vorteilhaft ist das zweite Schaltstück in der vom ersten Schaltstück getrennten Lage mit dem Überbrückungsschaltstück elektrisch leitend verbunden.The second contact piece is advantageously connected to the bridging contact piece in an electrically conductive manner in the position separate from the first contact piece.

Der Stromübergang vom zweiten Schaltstück zu dessen Träger 5a wird damit vom überbrückungsschaltstück bewirkt, so daß keine zusätzlichen Gleitkontakte oder Strombänder erforderlich sind.The current transfer from the second switching element to its carrier 5a is thus effected by the bridging switching element, so that no additional sliding contacts or current strips are required.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist das überbrückungsschaltstück hülsenförmig gestaltet und weist eine Mehrzahl von federbelasteten Kontaktfingern unterschiedlicher Länge in einer gleichmäßig über den Umfang verteilten Anordnung auf, die unmittelbar vor der Trennung des zweiten Schaltstückes vom ersten Schaltstück diese beiden Schaltstücke elektrisch leitend überbrücken. Die unterschiedlich langen Kontaktfinger erleichtern die Kommutierung des Stromes beim Ablauf des überbrückungsschaltstückes 6 vom feststehenden Schaltstück 4.In an advantageous embodiment of the concept of the invention, the bridging contact is sleeve-shaped and has a plurality of spring-loaded contact fingers of different lengths in an arrangement evenly distributed over the circumference, which electrically conductively bridge these two contact pieces immediately before the second contact piece is separated from the first contact piece. The contact fingers of different lengths facilitate the commutation of the current when the bypass switching element 6 runs from the fixed switching element 4.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind anhand der Zeichnung beschrieben.Further advantages and details of the invention are described with reference to the drawing.

Die Figur 1 zeigt schematisch in einem Schnitt durch die Unterbrechungs-einheit eines Druckgas-Leistungsschalters das Kontaktsystem 1 nach der Erfindung, das sich zentrisch in einem aus Porzellan bestehenden Hohlzylinder 2, der sogenannten Schaltkammer, befindet. Der Innenraum 3 des Hohlzylinders 2 ist mit Schwefelhexafluorid als Lösch- und Isoliermittel gefüllt. Das Kontaktsystem 1 besteht aus einem ersten düsenförmigen Schaltstück 4, das feststehend angeordnet ist, einem zweiten gleichachsig angeordneten düsenförmigen Schaltstück 5, das axial-beweglich ist, und einem beiden gemeinsamen, beweglichen Überbrückungsschaltstück 6.FIG. 1 shows schematically a section through the interruption unit of a compressed gas circuit breaker, the contact system 1 according to the invention, which is located centrally in a hollow cylinder 2 made of porcelain, the so-called switching chamber. The interior 3 of the hollow cylinder 2 is filled with sulfur hexafluoride as an extinguishing and insulating agent. The contact system 1 consists of a first nozzle-shaped switching element 4, which is arranged in a stationary manner, a second coaxial nozzle-shaped switching element 5, which is axially movable, and a common, movable bypass switching element 6.

Das Kontaktsystem 1 der dargestellten Art gehört zu einem Druckgas-Leistungsschalter, der nach dem Blaskolbenprinzip arbeitet, d. h. eine aus einem Kolben 7 und einem Zylinder 8 bestehende Anordnung zur Erzeugung einer Löschgasströmung hat. Gegenüber dem relativ feststehenden Kolben 7 wird vom nicht weiter dargestellten Antrieb des Leistungsschalters der Blaszylinder 8 in Pfeilrichtung 9 bewegt, wenn das Kontaktsystem aus der oberhalb der Mittellinie 10 dargestellten Einschaltstellung in die unterhalb der Mittellinie 10 10 gezeichnete Ausschaltstellung überführt wird. Mit dem Blaszylinder 8 ist das Überbrückungsschaltstück 6 starr gekoppelt, so daß es sich in der gleichen angegebenen Richtung bewegt.The contact system 1 of the type shown belongs to a pressurized gas circuit breaker that works according to the blower piston principle, i. H. has an arrangement consisting of a piston 7 and a cylinder 8 for generating an extinguishing gas flow. Compared to the relatively fixed piston 7, the blowing cylinder 8 is moved in the direction of arrow 9 by the drive of the circuit breaker (not shown) when the contact system is transferred from the switch-on position shown above the center line 10 to the switch-off position shown below the center line 10 10. With the blow cylinder 8, the bridging contact 6 is rigidly coupled so that it moves in the same direction indicated.

Das Überbrückungsschaltstück 6 besteht im wesentlichen aus einer elektrisch leitenden zylindrischen Hülse, gegen die sich im Innern mehrere, gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Kontaktfinger 6a unter Zwischenlage von Federn 6b abstützen. Durch die Federn 6b werden die Kontaktfinger 6a in der Einschaltstellung an die äußeren Zylinderflächen der Schaltstücke 4, 5 gedrückt.The bridging contact piece 6 consists essentially of an electrically conductive cylindrical sleeve, against which a plurality of contact fingers 6a, which are arranged uniformly distributed over the circumference, are supported with the interposition of springs 6b. In the switched-on position, the contact fingers 6a are pressed against the outer cylindrical surfaces of the switching elements 4, 5 by the springs 6b.

Das feststehende düsenförmige Schaltstück 4 besteht aus einem hohlzylindrischen Träger 4, der an seinem freien Stirnende einen aus Graphit bestehenden Düsenkörper 4b und einen inneren, aus ferr magnetischem Material bestehenden Einsatzkörper 4c enthält.The fixed nozzle-shaped contact piece 4 consists of a hollow cylindrical carrier 4, which contains at its free front end a nozzle body 4b made of graphite and an inner insert body 4c made of ferromagnetic material.

Das axial bewegliche Schaltstück 5 besteht aus einem hohlzylindrischen Träger 5a, in dem ein Schieberohr 5b teleskopartig geführt ist. Zwischen dem Schieberohr 5b und dem Träger 5a ist eine Druckfeder 11 vorgesehen, unter deren Kraft der vom freien Ende 12 des Schieberohres 5b getragene Düsenkörper 5c in der Einschaltstellung gegen den zugehörigen Düsenkörper 4b gedrückt wird. An den Düsenkörper 5c des Schaltstückes 5 schließt sich ein hohlkegelförmiger Düsenteil 5d an, der aus Graphit oder zumindest teilweise aus ferromagnetischem Material bestehen kann.The axially movable contact piece 5 consists of a hollow cylindrical carrier 5a, in which a sliding tube 5b is guided telescopically. A compression spring 11 is provided between the slide tube 5b and the carrier 5a, under the force of which the nozzle body 5c carried by the free end 12 of the slide tube 5b is pressed in the switched-on position against the associated nozzle body 4b. A hollow cone-shaped nozzle part 5d adjoins the nozzle body 5c of the switching element 5, which can consist of graphite or at least partially of ferromagnetic material.

Das freie Ende 12 des Schieberohres 5b ist mit einem nach außen vorspringenden Anschlag 13 ausgestattet, der zur Anlage mit einem im Bereich der Stirnseite 6c des Überbrückungsschaltstückes 6 vorgesehenden Mitnehmer bestimmt ist. Als Mitnehmer kann z. B. ein stirnseitiger Ring 6d des überbrückungsschaltstückes 6 dienen.The free end 12 of the sliding tube 5b is equipped with an outwardly projecting stop 13 which is intended to bear against a driver provided in the region of the end face 6c of the bridging switching element 6. As a driver z. B. an end ring 6d of the bridging contact piece 6 serve.

Nach Überwindung einer dem Hub a zwischen dem Ring 6c und dem Anschlag 13 entsprechenden Bewegung des überbrückungsschaltstückes 6 in Pfeilrichtung 9 wird das düsenförmige, axial bewegliche Schaltstück 5 ebenfalls in Pfeilrichtung 9 gegen die Kraft der sich spannenden Feder 11 in die Trennstellung überführt.After overcoming a movement of the bridging switching element 6 in the arrow direction 9 corresponding to the stroke a between the ring 6c and the stop 13, the nozzle-shaped, axially movable switching element 5 is also transferred in the arrow direction 9 against the force of the tensioning spring 11 into the disconnected position.

Die Trennung der Düsenkörper 4b, 5c erfolgt zeitlich nach dem Ablauf des überbrückungsschaltstückes 6 vom feststehenden Schaltstück 4, so daß der Lichtbogen zwischen den stirnseitigen Berührungskanten der Düsenkörper 4b, 5c gezogen wird.The separation of the nozzle bodies 4b, 5c takes place in time after the bridging switching element 6 has expired from the fixed switching element 4, so that the arc is drawn between the front contact edges of the nozzle bodies 4b, 5c.

Die Kontaktfinger 6a und andere Kontakteinrichtungen des Überbrückungsschaltstückes 6 nehmen an der Lichtbogenführung nicht teil, weil zum Zeitpunkt der galvanischen Trennung der Schaltstücke 4, 5 das Uberbrückungsschaltstück bereits aus dem Lichtbogenbereich der sich öffnenden Trennstrecke herausbewegt ist. Die bis zur Trennung der Düsenkörper 4b, 5c eingeleitete Bewegung des überbrückungsschaltstückes 6 und des Blaszylinders 8 gegenüber dem relativ feststehenden Kolben bewirkt eine Verdichtung des im Kompressionsraum 14 komprimierten Druckgases, das durch die sich voneinander trennenden Düsenkörper 4b, 5c in deren Inneres einströmt. Der im Kontaktsystem innen gezogene Lichtbogen wird unter dem Einfluß der Gasströmung noch weiter in das Innere der Düsen 4b, 5c eingetrieben und damit verlängert.The contact fingers 6a and other contact devices of the bridging contact 6 do not participate in the arcing because at the time of the galvanic separation of the switching members 4, 5 the bridging contact has already moved out of the arcing area of the opening isolating path. The movement of the bridging switching element 6 and the blowing cylinder 8 relative to the relatively fixed piston, which is initiated until the nozzle bodies 4b, 5c are separated, causes the compressed gas compressed in the compression space 14 to compress, which flows through the nozzle bodies 4b, 5c that separate from one another into the interior thereof. The arc drawn inside the contact system is driven even further into the interior of the nozzles 4b, 5c under the influence of the gas flow and thus lengthened.

Bei der Wahl des die Ausschaltstellung bestimmenden Abstandes zwischen den Kontaktstücken 4, 5 (Trennstrecke T) ist man im wesentlichen frei. Die Trennstrecke kann groß gewählt werden, ohne die Löschgasströmung durch das Doppeldüsensystem (Schaltstücke 4, 5) ungünstig zu beeinflussen. Zur verbesserten Führung des Löschgasstromes ist der Blaszylinder 8 im Bereich seiner freien Stirnseite 8a mit einem Zwischenboden 15 versehen, der gemeinsam mit der Stirnseite des Überbrückungsschaltstückes 6 eine ringförmige Gasströmungsdüse bildet.The choice of the distance between the contact pieces 4, 5 (separation distance T) which determines the switch-off position is essentially free. The separation distance can be chosen to be large without adversely affecting the extinguishing gas flow through the double nozzle system (switching elements 4, 5). For improved guidance of the extinguishing gas flow, the blowing cylinder 8 is provided in the region of its free end face 8a with an intermediate floor 15 which, together with the end face of the bridging switching element 6, forms an annular gas flow nozzle.

Das Kontaktsystem nach der Erfindung wird aus der unterhalb der Mittellinie 10 dargestellten Ausschaltstellung durch eine Bewegung des Antriebs entgegen der Pfeilrichtung 9 wieder in die Einschaltlage überführt, wobei zunächst die Düsenkörper 4b, 5c gegeneinandergedrückt und danach die beiden Schaltstücke 4, 5 vom Uberbrückungsschaltstück 6 elektrisch leitend überbrückt werden.The contact system according to the invention is transferred from the switch-off position shown below the center line 10 back to the switch-on position by moving the drive counter to the direction of the arrow 9, the nozzle bodies 4b, 5c first being pressed against one another and then the two switching elements 4, 5 being electrically conductive by the bypass switching element 6 be bridged.

In Fig. 2 ist in einer Einzelheit aus Fig. 1 eine Position des Kontaktsystems im Verlauf der Ausschaltbewegung schematisch dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.A position of the contact system in the course of the opening movement is shown schematically in FIG. 2 in a detail from FIG. 1, the same parts being provided with the same reference numerals.

Ersichtlich ist das Überbrückungsschaltstück 6 mit Kontaktfingern 6a ausgestattet, denen in regelmäßiger Verteilung, z. B. dreimal über den Umfang des Überbrückungsschaltstückes 6 verteilt, kürzere Kontaktfinger 6a zugeordnet sind. Dadurch wird das Kontaktstück 5 zur Führung des Lichtbogenstromes nach seiner Trennung vom Schaltstück 4 vorbereitet.Bei weiterer Bewegung des Überbrückungsschaltstückes 6 in Pfeilrichtung 9 gelangen auch die Kontaktflächen der Kontaktfinger 6a auf die Kontaktfläche 5e des überbrückungsschaltstückes 5. Dadurch ist die Kommutierung des Stromes beim Ablauf des überbrückungsschaltstückes 6 vom feststehenden Schaltstück 4 erleichtert. Durch die Wahl unterschiedlich langer Kontaktfinger 6a, 6e sind zusätzliche Gleitkontakte oder Strombänder entbehrlich, weil das Überbrückungsschaltstück auch zum Stromübergang vom beweglichen Schaltstück 5 zum feststehenden Stromträger 5a dient.Obviously, the bridging contact 6 is equipped with contact fingers 6a, which in a regular distribution, for. B. distributed three times over the circumference of the bridging contact piece 6, shorter contact fingers 6a are assigned. As a result, the contact piece 5 is prepared for guiding the arc current after it has been separated from the switching piece 4. When the bridging switching piece 6 moves in the direction of the arrow 9, the contact surfaces of the contact fingers 6a also reach the contact area 5e of the bridging switching piece 5. This commutates the current when the bridging contact piece 6 facilitated by the fixed contact piece 4. By choosing contact fingers 6a, 6e of different lengths, additional sliding contacts or current strips are unnecessary because the bridging contact is also used to transfer current from the movable contact 5 to the fixed current carrier 5a.

Claims (6)

1. Kontaktsystem für Druckgas-Leistungsschalter mit einem düsenförmigen feststehenden Schaltstück, mit einem zweiten, gleichachsig angeordneten düsenförmigen axial beweglichen Schaltstück und mit einem beiden gemeinsamen beweglichen Überbrückungsschaltstück, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Schaltstück (5) in der Einschaltstellung unter Federkraft (11) stirnseitig am ersten Schaltstück (4) anliegt und im Verlauf des Ausschaltvorganges durch das vom ersten Schaltstück (4) ablaufende Überbrückungsschaltstück (6) verzögert in die Trennstellung überführt wird.1. Contact system for compressed gas circuit breakers with a nozzle-shaped fixed contact, with a second, coaxially arranged nozzle-shaped axially movable contact and with a two common bridging contact, characterized in that the second contact (5) in the closed position under spring force (11) at the end bears on the first switching element (4) and, in the course of the switching-off process, is transferred into the disconnected position with a delay by the bypass switching element (6) running from the first switching element (4). 2. Kontaktsystem nach Anspruch 1 mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung zur Erzeugung einer Löschgasströmung, dadurch gekennzeichnet , daß das bewegliche Überbrückungsschaltstück (6) mit dem Zylinder (8) starr verbunden ist.2. Contact system according to claim 1 with a piston-cylinder arrangement for generating an extinguishing gas flow, characterized in that the movable bypass switching element (6) with the cylinder (8) is rigidly connected. 3. Kontaktsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Zylinder·(8) im Bereich seiner freien Stirnseite (8a) mit einem inneren Zwischenboden (15) versehen ist, der mit dem beweglichen Schaltstück (5) eine ringförmige Gasströmungsdüse bildet.3. Contact system according to claim 2, characterized in that the cylinder · (8) in the region of its free end face (8a) is provided with an inner intermediate floor (15) which forms an annular gas flow nozzle with the movable contact piece (5). 4. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden düsenförmigen Schaltstücke (4, 5) an den zur Anlage bestimmten freien Stirnseiten mit Graphitkörpern (4b, 5c) versehen sind.4. Contact system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two nozzle-shaped contact pieces (4, 5) are provided on the free end faces intended for contact with graphite bodies (4b, 5c). 5. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Schaltstück (5) in der vom ersten Schaltstück (4) getrennten Lage mit dem Überbrückungsschaltstück (6) elektrisch leitend verbunden ist.5. Contact system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second contact piece (5) in the position separated from the first contact piece (4) with the bridging contact piece (6) is electrically conductively connected. 6. Kontaktsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Überbrückungsschaltstück (6) hülsenförmig gestaltet ist und eine Mehrzahl von federbelasteten Kontaktfingern (6b, 6e) unterschiedlicher Länge in einer gleichmäßig über den Umfang verteilten Anordnung aufweist, die unmittelbar vor der Trennung des zweiten Schaltstückes (5) vom ersten Schaltstück (4) diese beiden Schaltstücke (4, 5) elektrisch leitend überbrücken.6. Contact system according to claim 5, characterized in that the bridging contact (6) is sleeve-shaped and has a plurality of spring-loaded contact fingers (6b, 6e) of different lengths in a uniformly distributed over the circumference, immediately before the separation of the second contact (5) bridge these two contact pieces (4, 5) in an electrically conductive manner from the first contact piece (4).
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