EP0382323A1 - Metal-clad pressurized-gas power switch - Google Patents
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- EP0382323A1 EP0382323A1 EP90250025A EP90250025A EP0382323A1 EP 0382323 A1 EP0382323 A1 EP 0382323A1 EP 90250025 A EP90250025 A EP 90250025A EP 90250025 A EP90250025 A EP 90250025A EP 0382323 A1 EP0382323 A1 EP 0382323A1
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- H01H2033/888—Deflection of hot gasses and arcing products
Definitions
- the invention relates to a metal-encapsulated compressed gas circuit breaker with a gas-filled housing and with an interrupter unit supported in the housing by a hollow support insulator, the movable switch contact of which is connected to a switching linkage passing through the support insulator and comprising at least one insulating switching rod, the support insulator having one of them End region carries the interrupter unit and is attached to a counter bearing of the housing at its other end region.
- Such a metal-encapsulated compressed gas circuit breaker is known from GB 2 089 571 A.
- the switching linkage comprises a combination of insulating and metallic switching rods between the interrupter unit and the point at which a drive movement supplied by an external drive unit is introduced into the housing of the circuit breaker.
- the lower end of the metallic switching rod protrudes into the interior of the hollow support insulator during the switch-off movement or in the switch-off position, which is thereby subjected to dielectric stress.
- the metal mounting fittings are cast into the walls of the post insulator and thus form part of the post insulator.
- the invention has for its object to achieve a significant reduction in the axial length of the shift linkage.
- this object is achieved in that the only insulator rod penetrated and only made of insulating support insulator on its the sub End unit facing away from the crusher unit externally carries a flange ring which is axially recessed in relation to the edge and which is adapted to a support ring arranged on the housing and serving as a counter bearing.
- the support ring of the housing does not come into direct contact with the hot switching gases.
- the end facing the interrupter unit can be provided on the post insulator leaving an opening dimensioned for the passage of the linkage and switching gases and a retracted edge area and a clamping plate which, when resting on the inner edge area of the post insulator, extend into the passage opening to delimit a section for the passage of the linkage certain area and a certain area for the outflow of the switching gases from the interrupter unit.
- the stress on the isolating shift rod by the shift gases is kept low even in the area of the passage into the interior of the post insulator.
- the shift linkage can be formed by two parallel isolating shift rods, which are connected in an articulated manner to the switching contact and a blowing cylinder serving to generate a gas flow, and at their opposite ends to a fork lever which is inserted and inserted via a shaft sealed into the housing of the interrupter unit Turn off is drivable.
- the shift rods perform a movement in the manner of crank rods.
- the post insulator can have the shape of a hollow truncated cone, the opening width of which in the area of the attachment to the counterbearing on the housing is widened in relation to the end region attached to the interrupter unit when the switch rods are switched on and off.
- the frustoconical shape of the post insulator also proves to be advantageous for the strength and the manufacturability in the casting or spraying process.
- a further reduction in the stress on the isolating switching rods and the support insulator by the switching gases emerging from the interrupter unit can be brought about by arranging between the interrupter unit and the support insulator a flow-regulating element which receives and conducts the switching gases when switched off and which only part of the switching gases lets pass through in the direction of the linkage and deflects the remaining part at least in the radial direction, the straightening member surrounding the subsequent end region of the post insulator with a rounded annular bead. In addition to the relief from the switching gases, this also reduces the dielectric stress on the post insulator in the region of its connection to the directional element.
- the metal-encapsulated compressed gas circuit breaker 1 shown in FIG. 1 is intended in particular for use in metal encapsulated and compressed gas-insulated high-voltage switchgear.
- an interrupter unit 3 is arranged to attach the interrupter unit 3, a hollow, approximately frustoconical support insulator 4 is provided on its drive side in connection with a straightening member 5 and at the opposite end a further straightening member 6 in connection with a pipeline 7, which also serves as the primary winding of a current transformer 10.
- the pipe conductor 7 is in turn supported via a holding arm 11, which also serves for the power line, and a bushing 12 with respect to the housing 2.
- Another bushing 13 is connected via a dome contact arrangement 14 to the straightening member 5, the structure and functions of which will be explained later.
- the interrupter unit 3 belongs to the type of the blow piston switch and has two opposing and axially aligned contact tubes 15 and 16, as well as a standing blow piston 17 and a movable blow cylinder 18. In the switch-off position shown there are the blow piston 17, the blow cylinder 18 and one between the Blow piston 17 and the contact tube 15 sliding switch contact 20 in the region of the contact tube 15. To switch on the switch contact 20 and the blow cylinder 18 are pushed to the left over the contact tube 16, so that the contact tubes 15 and 16 are bridged by the switch contact 20 .
- the drive movements for switching on and off are triggered by a drive unit 21 which is arranged outside the housing 2 approximately in its axial extension and which actuates a shaft 24 by means of a push rod 22 and a crank 23.
- FIG. 2 shows a section of the circuit breaker 1 according to FIGS. 1 and 3 in the region of the post insulator 4 and the switching rods 26.
- This illustration is rotated by 90 ° with respect to the aforementioned figures, so that both parallel shift rods 26 are visible.
- the shift rods 26 are provided with eye pieces 27 at both ends for the articulated connection with the switch contact 20 or with the fork lever 25.
- a support ring 32 is held on the inside of a head piece 30 of the housing 2 via ribs 31. The support ring 32 and the ribs 31 can be produced in one piece with the head piece 30 in the casting process.
- the support insulator 4 rests with an integrally formed flange ring 33, which in the Figure 5 is shown separately again. Screws 34 clamp the support insulator 4 with respect to the support ring 32 by means of a pressure ring 35 placed on the flange ring 33.
- FIG. 2 serves in particular to illustrate the mode of operation of the directional element when the circuit breaker 1 is switched off.
- the flow of the switching gases in the interior of the contact tube 15 is indicated by an arrow 36 .
- an inlet opening 37 of the directional member 5 corresponding to the cross section of the contact tube 15 is only opposite a smaller outlet opening 40 on the opposite side thereof, only a part of the switching gases designated by the arrows 41 maintains the original flow direction and thus passes approximately in the direction of the switching rod 26 the support insulator 4 in the housing 2.
- the straightening member 5 has a wall part 43 in which the inlet opening 37 is located. This wall part is connected to the interrupter unit 3 by means of screws 44. Another wall part 45, in which the outlet opening 40 is located, is in a parallel position to the wall part 43.
- the wall part 45 is provided on the inside with an annular and arched recess 46 such that the stronger than radial deflection of the switching gases indicated in FIG. 2 by the arrows 42 comes about.
- the wall part 45 is provided with a central recess 47, into which the post insulator 4 engages with its end region 50.
- the wall parts 43 and 45 are connected in a bridge-like manner only over a small part of their circumference by a web 51.
- This web also forms an electrical connection of the interrupter unit 3 by means of the dome contact arrangement 14 already mentioned in the description of FIG. 1.
- Both wall parts 43 and 45 of the straightening member 5 are supported in addition to the web 51 by support ribs 52 and screen ribs 53.
- the shielding ribs 53 limit oval openings 54 provided on both sides of the inlet opening 37 and the outlet opening 40, which are provided for the passage of the switching rods 26. In this way, direct exposure to the shift rods by the hot shift gases is avoided. At most of its scope, the judging organ 5 is thus open.
- the support insulator 4 shown separately in FIGS. 5 and 6 has approximately the shape of a hollow truncated cone and has in its end region 50 two opposed, drawn-in regions 60 which are provided for the passage of connecting screws. A breakthrough 61 for the switching gases and the switching rods 26 remains between the edge regions. Furthermore, the support insulator 4 has, at its end opposite the end region 50, the flange ring 33 already mentioned, which is axially recessed relative to the end of the support insulator. As shown in FIG.
- the support insulator protrudes through the support ring 32 on the housing side, so that the fastening arrangement consisting of the support ring 32, the flange ring 33, the pressure ring 35 and the connecting screws 34 extends completely outside the one extending through the support insulator 4 Gas flow (arrows 41 in Figure 2) is located.
- the central recess 47 of the wall part 45 of the directional member 5 is surrounded by a rounded annular bead 48 (FIG. 3) which is molded onto the wall part 45.
- a clamping plate 62 which is shown in two sections and in a view in FIGS. 7, 8 and 9, is used to fasten the support insulator 4 to the wall part 45 of the directional member 5.
- the clamping plate 62 has certain opposite legs 62 for resting on the edge areas 60 of the support insulator 4, in which blind holes 63 are used for screws 49 which pass through the wall part 45 of the directional member 5 ( Figure 3) and extend through the through holes 64 in the edge regions 60 of the post insulator 4 ( Figure 6).
- Wall parts 66 (FIGS. 7 and 8) extend between the legs 62, the shape of which can be seen in particular from FIG.
- the clamping plate 62 extends into the opening 61 in the end region 50 of the post insulator 4 (FIG. 6), around a part of the entire cross section of the opening 61 from the side intended for the passage of the switching gases, for the passage of the switching rods 26 (FIGS. 2 and 3) ) delimit the serving areas. At this point, too, the shift rods are shielded against direct exposure to hot shift gases.
- the interrupter unit 3 on the outlet side there is another straightening element 6, which also has the task of dividing the flow of switching gases emerging from the contact tube 16 into an axial and a radial part.
- the approximately parallel arrangement of two wall parts and the supporting ribs located between them essentially corresponds to the design of the straightening member 5 described with reference to FIGS. 3 and 4 annular recess for the radial or more than radial deflection of part of the switching gases is provided.
- This outlet opening 8 is located at the entrance of a buffer space 9, which is formed by the interior of the pipe 7. This interior can either be closed or at its end with a relief opening be provided.
- the buffer space 9 acts as a temporary storage by compressing a part of the switching gases. After the end of the switching process, the switching gases flow out again and take part in the general mixing of heated and cool gases in the housing 2.
- the circuit breaker described is characterized by a relatively short design, which is achieved by the elimination of previously used metal switching rods between the drive unit and the interrupter unit.
- the interrupter unit 3 can be held in the housing 2 on the drive side by a relatively short post insulator 4.
- the stress on the post insulator and the isolating shift rods by switching gases is reduced by the straightening member 5 arranged between the post insulator 4 and the interrupter unit 3, so that a post insulator with a relatively simple design and a short axial length can be selected.
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Abstract
2.1 Ein metallgekapselter Druckgas-Leistungsschalter (1) mit einem gasgefüllten Gehäuse (2) und mit einer in dem Gehäuse (2) durch einen hohlen Stützisolator (4) abgestützte Unterbrechereinheit (3) weist ein Schaltgestänge mit wenigstens einer isolierten Schaltstange (26) auf, welches die Schaltbewegung von einem Antrieb auf einen bewegbaren Schaltkontakt (20) überträgt. 2.2 Es soll die axiale Baulänge des Leistungsschalters verringert werden. Dazu ist der hohle, nur aus Isolierstoff bestehende Stützisolator (4) nur von der isolierenden Schaltstange (26) durchsetzt und weist zur Befestigung am Gehäuse (2) an seinem der Unterbrechereinheit (3) abgewandten Endbereich (38) außen einen gegenüber dem Rand axial zurückgesetzt angeformten Flanschring (33) auf, der dem Tragring des Gehäuses (2) angepaßt ist. 2.3 Der beschriebene Leistungsschalter eignet sich insbesondere zum Einsatz in gasisolierten metallgekapselten Hochspannungs-Schaltanlagen.2.1 A metal-encapsulated gas circuit breaker (1) with a gas-filled housing (2) and with an interrupter unit (3) supported in the housing (2) by a hollow support insulator (4) has a switching linkage with at least one insulated switching rod (26), which transmits the switching movement from a drive to a movable switching contact (20). 2.2 The axial length of the circuit breaker should be reduced. For this purpose, the hollow support insulator (4), which is made only of insulating material, is only penetrated by the isolating switch rod (26) and, for attachment to the housing (2), has an axially recessed outer portion (38) on its end region facing away from the interrupter unit (3) molded flange ring (33) which is adapted to the support ring of the housing (2). 2.3 The circuit breaker described is particularly suitable for use in gas-insulated metal-enclosed high-voltage switchgear.
Description
Die Erfindung betrifft einen metallgekapselten Druckgas-Leistungsschalter mit einem gasgefüllten Gehäuse und mit einer in dem Gehäuse durch einen hohlen Stützisolator abgestützten Unterbrechereinheit, deren bewegbarer Schaltkontakt mit einem den Stützisolator durchsetzenden Schaltgestänge verbunden ist, das zumindest eine isolierende Schaltstange umfaßt, wobei der Stützisolator mit seinem einen Endbereich die Unterbrechereinheit trägt und an seinem anderen Endbereich an einem Gegenlager des Gehäuses befestigt ist.The invention relates to a metal-encapsulated compressed gas circuit breaker with a gas-filled housing and with an interrupter unit supported in the housing by a hollow support insulator, the movable switch contact of which is connected to a switching linkage passing through the support insulator and comprising at least one insulating switching rod, the support insulator having one of them End region carries the interrupter unit and is attached to a counter bearing of the housing at its other end region.
Ein derartiger metallgekapselter Druckgas-Leistungsschalter ist aus der GB 2 089 571 A bekannt. Bei diesem bekannten Leistungsschalter umfaßt das Schaltgestänge eine Kombination von isolierenden und metallischen Schaltstangen zwischen der Unterbrechereinheit und der Stelle, an der in das Gehäuse des Leistungsschalters eine von einem äußeren Antriebsaggregat gelieferte Antriebsbewegung eingeführt wird. Dabei ragt das untere Ende der metallischen Schaltstange während der Ausschaltbewegung bzw. in der Ausschaltstellung in das Innere des hohlen Stützisolators hinein, der dadurch dielektrisch beansprucht wird. Außerdem sind bei dem Stützisolator die metallischen Befestigungsarmaturen in die Wände eingegossen und bilden somit einen Teil des Stützisolators.Such a metal-encapsulated compressed gas circuit breaker is known from
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wesentliche Verringerung der axialen Länge des Schaltgestänges zu erreichen.The invention has for its object to achieve a significant reduction in the axial length of the shift linkage.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der nur von der isolierenden Schaltstange durchsetzte und nur aus Isolierstoff bestehende Stützisolator an seinem der Unter brechereinheit abgewandten Endbereich außen einen gegenüber dem Rand axial zurückgesetzt angeformten Flanschring trägt, der einem an dem Gehäuse angeordneten, als Gegenlager dienenden Tragring angepaßt ist. Durch den Fortfall der bisher benutzten, in das Schaltgestänge eingefügten Metallstangen wird eine erhebliche Einsparung an axialer Baulänge erzielt. Auch die dielektrische Beanspruchung des Stützisolators ist dadurch so gering wie möglich, daß eingegossene Metallarmaturen vermieden sind und eine isolierende und nicht metallische Schaltstange in sein Inneres ragt. Weiterhin steht ein besonders großer Teil der axialen Länge des Stützisolators als Isolierstrecke zur Verfügung, weil der Flanschring außen angeordnet ist. Dadurch gelangt der Tragring des Gehäuses auch nicht mit den heißen Schaltgasen direkt in Berührung.According to the invention, this object is achieved in that the only insulator rod penetrated and only made of insulating support insulator on its the sub End unit facing away from the crusher unit externally carries a flange ring which is axially recessed in relation to the edge and which is adapted to a support ring arranged on the housing and serving as a counter bearing. By eliminating the previously used metal rods inserted into the shift linkage, a considerable saving in axial length is achieved. The dielectric stress on the post insulator is also as low as possible in that cast-in metal fittings are avoided and an insulating and non-metallic switch rod protrudes into its interior. Furthermore, a particularly large part of the axial length of the post insulator is available as an insulating section because the flange ring is arranged on the outside. As a result, the support ring of the housing does not come into direct contact with the hot switching gases.
An dem gegenüberliegenden, d. h. der Unterbrechereinheit zugewandten Ende können an dem Stützisolator unter Freilassung einer zum Durchtritt des Gestänges und von Schaltgasen bemessenen Öffnung ein eingezogener Randbereich und eine Klemmplatte vorgesehen sein, die bei Auflage am inneren Randbereich des Stützisolators sich in dessen Durchtrittsöffnung erstreckende Wandteile zur Abgrenzung eines zum Durchtritt des Gestänges bestimmten Bereiches und eines für die Abströmung der Schaltgase aus der Unterbrechereinheit bestimmten Bereiches aufweist. Auf diese Weise wird die Beanspruchung der isolierenden Schaltstange durch die Schaltgase auch im Bereich des Durchtritts in den Innenraum des Stützisolators gering gehalten.At the opposite, i.e. H. the end facing the interrupter unit can be provided on the post insulator leaving an opening dimensioned for the passage of the linkage and switching gases and a retracted edge area and a clamping plate which, when resting on the inner edge area of the post insulator, extend into the passage opening to delimit a section for the passage of the linkage certain area and a certain area for the outflow of the switching gases from the interrupter unit. In this way, the stress on the isolating shift rod by the shift gases is kept low even in the area of the passage into the interior of the post insulator.
Das Schaltgestänge kann durch zwei parallele isolierende Schaltstangen gebildet sein, die gelenkig mit dem Schaltkontakt und einem zur Erzeugung einer Gasströmung dienenden Blaszylinder sowie an ihren entgegengesetzten Enden mit einem Gabelhebel verbunden sind, der über eine abgedichtet in das Gehäuse der Unterbrechereinheit eingeführte Welle zum Ein- und Ausschalten antreibbar ist. Die Schaltstangen führen bei dieser Anordnung eine Bewegung nach der Art von Kurbelstangen durch. Der Stützisolator kann in diesem Zusammenhang die Gestalt eines hohlen Kegelstumpfes aufweisen, dessen Mündungsweite im Bereich der Befestigung an dem gehäuseseitigen Gegenlager entsprechend dem Schwenkwinkel der Schaltstangen beim Ein- und Ausschalten gegenüber dem an der Unterbrechereinheit befestigten Endbereich erweitert ist. Die kegelstumpfartige Form des Stützisolators erweist sich darüber hinaus als vorteilhaft für die Festigkeit und der Herstellbarkeit im Gieß- oder Spritzverfahren.The shift linkage can be formed by two parallel isolating shift rods, which are connected in an articulated manner to the switching contact and a blowing cylinder serving to generate a gas flow, and at their opposite ends to a fork lever which is inserted and inserted via a shaft sealed into the housing of the interrupter unit Turn off is drivable. With this arrangement, the shift rods perform a movement in the manner of crank rods. The In this context, the post insulator can have the shape of a hollow truncated cone, the opening width of which in the area of the attachment to the counterbearing on the housing is widened in relation to the end region attached to the interrupter unit when the switch rods are switched on and off. The frustoconical shape of the post insulator also proves to be advantageous for the strength and the manufacturability in the casting or spraying process.
Eine weitere Herabsetzung der Beanspruchung der isolierenden Schaltstangen und des Stützisolators durch die aus der Unterbrechereinheit austretenden Schaltgase kann dadurch bewirkt werden, daß zwischen der Unterbrechereinheit und dem Stützisolator ein die Strömung der Schaltgase beim Ausschalten aufnehmendes und leitendes Richtorgan angeordnet ist, das nur einen Teil der Schaltgase in der Richtung des Gestänges hindurchtreten läßt und den verbleibenden Teil wenigstens in radialer Richtung umlenkt, wobei das Richtorgan den anschließenden Endbereich des Stützisolators mit einem abgerundeten Ringwulst umgibt. Dadurch wird neben der Entlastung durch die Schaltgase auch die dielektrische Beanspruchung des Stützisolators im Bereich seiner Verbindung mit dem Richtorgan noch vermindert.A further reduction in the stress on the isolating switching rods and the support insulator by the switching gases emerging from the interrupter unit can be brought about by arranging between the interrupter unit and the support insulator a flow-regulating element which receives and conducts the switching gases when switched off and which only part of the switching gases lets pass through in the direction of the linkage and deflects the remaining part at least in the radial direction, the straightening member surrounding the subsequent end region of the post insulator with a rounded annular bead. In addition to the relief from the switching gases, this also reduces the dielectric stress on the post insulator in the region of its connection to the directional element.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
- Die Figur 1 zeigt in einer stark verkleinerten schematischen Darstellung im Längsschnitt einen metallgekapselten Druckgas-Leistungsschalter für eine Hochspannungsschaltanlage zur Erläuterung der grundsätzlichen Bestandteile des Leistungsschalters.
- In der
Figur 2 ist in einer gegenüber der Figur 1 vergößerten Darstellung derjenige Bereich des Leistungschalters im Schnitt dargestellt, in dem die Verzweigung der Schaltgase in einen axialen und einen radialen Gasstrom stattfindet. - In der
Figur 3 sind in einer gegenüber derFigur 2 um 90° gedrehten Längsschnitt das Richtorgan, der Stützisolator und angrenzende Bereiche des Leistungsschalters gezeigt. - In der Figur 4 ist das Richtorgan in einem axialen Schnitt IV-IV in
Figur 3 teilweise aufgebrochen dargestellt, um die Schaltstangen abschirmende Wandteile zu zeigen. - Ein Stützisolator ist in der
Figur 5 in einem axialen Schnitt gezeigt. Einen dem Richtorgan zugewandten Endbereich des Stützisolators gemäß derFigur 5 zeigt dieFigur 6 in einem Schnitt VI-VI inFigur 5. - Eine Klemmplatte zur Verbindung des Stützisolators mit dem Richtorgan zeigen die
Figuren 7, 8 und 9 in 90° gegeneinander gedrehten Ansichten bzw. Schnitten.
- FIG. 1 shows a greatly reduced schematic illustration in longitudinal section of a metal-encapsulated compressed gas circuit breaker for a high-voltage switchgear to explain the basic components of the circuit breaker.
- FIG. 2 shows a section of the circuit breaker in an enlarged view compared to FIG. 1, in which the branching of the switching gases into one axial and a radial gas flow takes place.
- FIG. 3 shows the straightening element, the support insulator and adjacent areas of the circuit breaker in a longitudinal section rotated by 90 ° with respect to FIG.
- In FIG. 4, the straightening member is shown partially broken away in an axial section IV-IV in FIG. 3 in order to show wall parts shielding the shift rods.
- A post insulator is shown in an axial section in FIG. FIG. 6 shows an end region of the post insulator facing the straightening member according to FIG. 5 in a section VI-VI in FIG. 5.
- FIGS. 7, 8 and 9 show a clamping plate for connecting the support insulator to the straightening member in views or sections rotated 90 ° relative to one another.
Der in der Figur 1 gezeigte metallgekapselte Druckgas-Leistungsschalter 1 ist insbesondere zum Einsatz in metallgekapselten und druckgasisolierten Hochspannungs-Schaltanlagen vorgesehen. In einem beispielsweise aus Stahlblech bestehenden Gehäuse 2 ist eine als Ganzes mit 3 bezeichnete Unterbrechereinheit angeordnet, deren Längsachse etwa mit der Längsachse des Gehäuses 2 zusammenfällt. Zur Befestigung der Unterbrechereinheit 3 sind an deren Antriebsseite ein hohler, etwa kegelstumpfförmiger Stützisolator 4 in Verbindung mit einem Richtorgan 5 und an dem gegenüberliegenden Ende ein weiteres Richtorgan 6 in Verbindung mit einem Rohrleiter 7 vorgesehen, der zugleich als Primärwicklung eines Stromwandlers 10 dient. Der Rohrleiter 7 ist seinerseits über einen zugleich der Stromleitung dienenden Haltearm 11 und eine Durchführung 12 gegenüber dem Gehäuse 2 abgestützt. Eine weitere Durchführung 13 steht über eine Kuppelkontaktanordnung 14 mit dem Richtorgan 5 in Verbindung, dessen Aufbau und Funktionen noch erläutert werden.The metal-encapsulated compressed gas circuit breaker 1 shown in FIG. 1 is intended in particular for use in metal encapsulated and compressed gas-insulated high-voltage switchgear. In a
Die Unterbrechereinheit 3 gehört zum Typ der Blaskolbenschalter und weist zwei einander gegenüberstehende und axial fluchtende Kontaktrohre 15 und 16 auf, sowie einen stehenden Blaskolben 17 und einen beweglichen Blaszylinder 18. In der dargestellten Ausschaltstellung befinden sich der Blaskolben 17, der Blaszylinder 18 und ein zwischen dem Blaskolben 17 und dem Kontaktrohr 15 gleitend verschiebbarer Schaltkontakt 20 im Bereich des Kontaktrohres 15. Zum Einschalten werden in bekannter Weise der Schaltkontakt 20 und der Blaszylinder 18 nach links über das Kontaktrohr 16 geschoben, so daß die Kontaktrohre 15 und 16 durch den Schaltkontakt 20 überbrückt sind. Die Antriebsbewegungen zum Ein- und Ausschalten werden durch eine Antriebseinheit 21 ausgelöst, die außerhalb des Gehäuses 2 etwa in dessen axialer Verlängerung angeordnet ist und die mittels einer Schubstange 22 und einer Kurbel 23 eine Welle 24 betätigt. Diese ist in bekannter Weise gasdicht durch die Wandung des Gehäuses 2 hindurchgeführt und trägt dort einen Gabelhebel 25. Mit den Enden des Gabelhebels 25 sind gelenkig zwei parallel zueinander angeordnete Schaltstangen 26 verbunden, die sich durch den Stützisolator 4 und das Richtorgan 5 erstrecken und in einer noch zu beschreibenden Weise mit dem Blaszylinder 18 und dem Schaltkontakt 20 verbunden sind.The
In der Figur 2 ist ein Ausschnitt des Leistungsschalters 1 gemäß den Figuren 1 und 3 im Bereich des Stützisolators 4 und der Schaltstangen 26 gezeigt. Diese Darstellung ist um 90° gegenüber den vorgenannten Figuren gedreht, so daß beide parallel angeordneten Schaltstangen 26 sichtbar sind. Ferner ist erkennbar, daß die Schaltstangen 26 an beiden Enden zur gelenkigen Verbindung mit dem Schaltkontakt 20 bzw. mit dem Gabelhebel 25 mit Augenstücken 27 versehen sind. Ferner ist erkennbar, daß an einem Kopfstück 30 des Gehäuses 2 innen über Rippen 31 ein Tragring 32 gehalten ist. Der Tragring 32 und die Rippen 31 können im Gießverfahren einstückig mit dem Kopfstück 30 hergestellt sein. Auf dem Tragring 32 liegt der Stützisolator 4 mit einem angeformten Flanschring 33 an, der in der Figur 5 nochmals gesondert gezeigt ist. Schrauben 34 verspannen den Stützisolator 4 gegenüber dem Tragring 32 mittels eines auf den Flanschring 33 aufgelegten Druckringes 35.FIG. 2 shows a section of the circuit breaker 1 according to FIGS. 1 and 3 in the region of the post insulator 4 and the
Während der Aufbau des Richtorgans 5 anhand der Figuren 3 und 4 noch gesondert erläutert wird, dient die Figur 2 insbesondere zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Richtorgans beim Ausschalten des Leistungsschalters 1. Hierzu ist mit einem Pfeil 36 die Strömung der Schaltgase im Inneren des Kontaktrohres 15 angedeutet. Da einer dem Querschnitt des Kontaktrohres 15 entsprechenden Eintrittsöffnung 37 des Richtorgans 5 an dessen gegenüberliegenden Seite nur eine kleinere Austrittsöffnung 40 gegenübersteht, behält nur ein mit den Pfeilen 41 bezeichneter Teil der Schaltgase die ursprüngliche Strömungsrichtung bei und gelangt somit etwa in der Richtung der Schaltstange 26 durch den Stützisolator 4 in das Gehäuse 2. Ein anderer Teil der Schaltgase, der mit den Pfeilen 42 bezeichnet ist, verläßt den Richtkörper 5 an dessen Umfang. Wie durch die Gestalt der Pfeile 42 angedeutet ist, findet eine mehr als radiale Umlenkung der Schaltgase statt, um ein direktes Aufprallen auf der Wandung des Gehäuses 2 zu vermeiden und stattdessen eine gute Durchmischung kühler und erhitzter Gase durch eine Zirkulation in dem Gehäuse 2 zu erreichen.While the structure of the
Einzelheiten des Richtorgans 5 werden nun anhand der Figur 3 näher erläutert. Das Richtorgan 5 besitzt einen Wandteil 43, in dem sich die Eintrittsöffnung 37 befindet. Dieser Wandteil ist über Schrauben 44 mit der Unterbrechereinheit 3 verbunden. In paralleler Stellung zu dem Wandteil 43 steht ein weiterer Wandteil 45, in dem sich die Austrittsöffnung 40 befindet. Der Wandteil 45 ist innen mit einer ringförmigen und derart gewölbten Vertiefung 46 versehen, daß die in der Figur 2 mit den Pfeilen 42 angedeutete stärker als radiale Umlenkung der Schaltgase zustande kommt. An seiner Außenseite ist der Wandteil 45 mit einer zentrischen Vertiefung 47 versehen, in die der Stützisolator 4 mit seinem Endbereich 50 eingreift.Details of the
Die Wandteile 43 und 45 sind nur über einen kleinen Teil ihres Umfanges durch einen Steg 51 brückenartig verbunden. Dieser Steg bildet zugleich einen elektrischen Anschluß der Unterbrechereinheit 3 mittels der bereits bei der Beschreibung der Figur 1 erwähnten Kuppelkontaktanordnung 14.The
Beide Wandteile 43 und 45 des Richtorganes 5 sind zusätzlich zu dem Steg 51 durch Stützrippen 52 und Schirmrippen 53 abgestützt. Die Schirmrippen 53 begrenzen hierbei beidseitig der Eintrittsöffnung 37 und der Austrittsöffnung 40 vorgesehene ovale Öffnungen 54, die zum Durchtritt der Schaltstangen 26 vorgesehen sind. Hierdurch wird eine unmittelbare Beaufschlagung der Schaltstangen durch die heißen Schaltgase vermieden. Am größten Teil seines Umfanges ist das Richtorgan 5 somit offen.Both
Der in den Figuren 5 und 6 gesondert dargestellte Stützisolator 4 hat etwa die Gestalt einen hohlen Kegelstumpfes und weist in seinem Endbereich 50 zwei einander gegenüberliegende eingezogene Bereiche 60 auf, die zum Durchtritt von Verbindungsschrauben vorgesehen sind. Zwischen den Randbereichen verbleibt ein Durchbruch 61 für die Schaltgase und die Schaltstangen 26. Ferner besitzt der Stützisolator 4 an seinem dem Endbereich 50 gegenüberliegenden Ende den bereits erwähnten Flanschring 33, der gegenüber dem Ende des Stützisolators axial zurückgesetzt angeordnet ist. Wie insbesondere die Figur 3 zeigt, ragt aufgrund dieser Gestaltung der Stützisolator durch den gehäuseseitigen Tragring 32 hindurch, so daß die aus dem Tragring 32, dem Flanschring 33, dem Druckring 35 und den Verbindungsschrauben 34 bestehende Befestigungsanordnung vollkommen außerhalb der sich durch den Stützisolator 4 erstreckenden Gasströmung (Pfeile 41 in Figur 2) befindet. Zur weiteren dielektrischen Entlastung des Stützisolators 4 ist die zentrische Vertiefung 47 des Wandteiles 45 des Richtorgans 5 von einem abgerundeten Ringwulst 48 (Figur 3) umgeben, der an den Wandteil 45 angeformt ist.The support insulator 4 shown separately in FIGS. 5 and 6 has approximately the shape of a hollow truncated cone and has in its
Zur Befestigung des Stützisolators 4 an dem Wandteil 45 des Richtorgans 5 dient eine Klemmplatte 62, die in zwei Schnitten und einer Ansicht in den Figuren 7, 8 und 9 gezeigt ist. Bei einer länglichen, abgerundeten uns seitlich eingezogenen Gestalt (Figur 9) besitzt die Klemmplatte 62 zur Auflage auf den Randbereichen 60 des Stützisolators 4 bestimmte gegenüberliegende Schenkel 62, in denen sich Sacklöcher 63 für Schrauben 49 dienen, die sich durch den Wandteil 45 des Richtorgans 5 (Figur 3) und durch die Durchgangslöcher 64 in den Randbereichen 60 des Stützisolators 4 (Figur 6) erstrecken. Zwischen den Schenkeln 62 erstrecken sich Wandteile 66 (Figuren 7 und 8), deren Form insbesondere aus der Figur 7 ersichtlich ist. Mit diesen Wandteilen erstreckt sich die Klemmplatte 62 in die Öffnung 61 im Endbereich 50 des Stützisolators 4 (Figur 6), um einen zum Durchtritt der Schaltgase vorgesehenen Teil des gesamten Querschnittes der Öffnung 61 von seitlichen, zum Durchtritt der Schaltstangen 26 (Figuren 2 und 3) dienenden Bereichen abzugrenzen. Auch an dieser Stelle werden somit die Schaltstangen gegen eine unmittelbare Beaufschlagung mit heißen Schaltgasen abgeschirmt.A clamping
Wie bereits erwähnt, befindet sich am abgangsseitigen Ende der Unterbrechereinheit 3 ein weiteres Richtorgan 6, das ebenfalls die Aufgabe hat, den aus dem Kontaktrohr 16 austretenden Strom von Schaltgasen in einen axialen und einen radialen Teil aufzuteilen. Die etwa parallele Anordnung von zwei Wandteilen und dazwischen befindlicher Stützrippen entspricht im wesentlichen der anhand der Figuren 3 und 4 beschriebenen Gestaltung des Richtorgans 5. Dementsprechend steht einer Eintrittsöffnung des Richtorgans 6 eine kleinere Austrittsöffnung 8 (Figur 1) in einem Wandteil gegenüber, das mit einer ringförmigen Vertiefung zur radialen oder stärker als radialen Umlenkung eines Teiles der Schaltgase versehen ist. Diese Austrittsöffnung 8 befindet sich am Eingang eines Pufferraumes 9, der durch den Innenraum des Rohrleiters 7 gebildet ist. Dieser Innenraum kann entweder geschlossen oder an seinem Ende mit Entlastungsöff nungen versehen sein. Bei einem Schaltvorgang wirkt der Pufferraum 9 durch Kompression eines Teiles der Schaltgase als vorübergehender Speicher. Nach dem Ende des Schaltvorganges strömen die Schaltgase wieder ab und nehmen an der allgemeinen Durchmischung erhitzter und kühler Gase in dem Gehäuse 2 teil.As already mentioned, at the end of the
Auf diese Weise wird die Beanspruchung aller Teile während des Schaltvorganges herabgesetzt.In this way, the stress on all parts during the switching process is reduced.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung in Verbindung insbesondere mit den Figuren 1 und 3 zu entnehmen ist, zeichnet sich der beschriebene Leistungsschalter durch eine verhältnismäßig kurze Bauform aus, die durch den Fortfall bisher verwendeter metallischer Schaltstangen zwischen der Antriebseinheit und der Unterbrechereinheit erreicht wird. Dadurch kann die Unterbrechereinheit 3 in dem Gehäuse 2 antriebsseitig durch einen verhältnismäßig kurzen Stützisolator 4 gehalten werden. Dabei wird die Beanspruchung des Stützisolators und der isolierenden Schaltstangen durch Schaltgase durch das zwischen dem Stützisolator 4 und der Unterbrechereinheit 3 angeordnete Richtorgan 5 vermindert, so daß ein Stützisolator mit verhältnismäßig einfacher Gestaltung und kurzer axialer Baulänge gewählt werden kann.As can be seen from the above description in connection with FIGS. 1 and 3 in particular, the circuit breaker described is characterized by a relatively short design, which is achieved by the elimination of previously used metal switching rods between the drive unit and the interrupter unit. As a result, the
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