EP0820083B1 - Circuit breaker - Google Patents

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EP0820083B1
EP0820083B1 EP97810430A EP97810430A EP0820083B1 EP 0820083 B1 EP0820083 B1 EP 0820083B1 EP 97810430 A EP97810430 A EP 97810430A EP 97810430 A EP97810430 A EP 97810430A EP 0820083 B1 EP0820083 B1 EP 0820083B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit breaker
return stop
drive
catch
power transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97810430A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0820083A2 (en
EP0820083A3 (en
Inventor
Lorenz Dr. Müller
Kurt Dr. Kaltenegger
Martin Dr. Seeger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Schweiz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Schweiz AG filed Critical ABB Schweiz AG
Publication of EP0820083A2 publication Critical patent/EP0820083A2/en
Publication of EP0820083A3 publication Critical patent/EP0820083A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0820083B1 publication Critical patent/EP0820083B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • H01H33/70—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
    • H01H33/904—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 characterised by the transmission between operating mechanism and piston or movable contact
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H01H2001/508—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position with mechanical means to prevent return/reverse movement of movable contact once opening or closing cycle has started
    • 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
    • H01H2033/028—Details the cooperating contacts being both actuated simultaneously in opposite directions

Definitions

  • the invention is based on one Circuit breaker according to the preamble of claim 1 or claim 8.
  • the backstop can be activated regardless of the installation position of the the respective circuit breaker. If the Burning contacts of circuit breakers using Racks are moved, so they can be anyway existing racks at the same time advantageous for the Use installation of the backstop.
  • 1a shows schematically a first one Embodiment of a backstop 21 shown.
  • On Drive 1a actuates one by means of a drive element 1 straight, axially extending rack 2.
  • An arrow 3 indicates Direction in which the rack 2 at a Switching off moves.
  • the upper part of the rack 2 is with a not shown, movable erosion contact of the Circuit breaker connected.
  • the mean depth of engagement of the Rack 2 is shown by a straight dash-dotted line 4 shown.
  • the rack 2 is a schematic indicated guide 5 guided axially.
  • one rigid axis of rotation 6 provided in one fixed distance A to the dash-dotted line 4 .
  • a pawl 7 rotates.
  • the pawl 7 points here for example, a rectangular cross section. That the Rack 2 facing end of the pawl 7 engages directly after the beginning of the movement of the rack 2 in the teeth of the Rack 2 a.
  • At the rack 2 facing away from the end Pawl 7 is attached to one end of a spring 8.
  • the other The end of the spring 8 is on a fixed support 9 attached.
  • the spring 8 holds the pawl 7 at rest in the in Fig.1a shown position.
  • the idle state of the jack 7 provides an undercut 7a on the rack 2 that the Rack 2 facing end of the pawl 7 in its Mobility is not restricted.
  • the spring 8 is biased. Once the jack 7 over the top of the first tooth of the rack 2 slides away, so snaps the pawl 7, pulled by the spring 8, clockwise continues and then meets the second rising edge 10 of the next tooth.
  • Fig.1b the position is shown which the Pawl 7 occupies if during the above described movement the direction of movement of the rack 2 reverses as an arrow 13 indicates. In this case it is enough the available power of the drive because of additional Opposing forces do not result in the opening movement to finish in the direction of arrow 3.
  • the end of Jack 7 becomes one between the rising edge 10 next tooth, the falling edge 12 of an already swept tooth and the axis of rotation 6 tilted so that the movement of the rack 2 in the direction of arrow 13 is blocked.
  • the movement of the erosion contact in Switch-off direction is then interrupted, one opposite movement of the erosion contact back in Switch-on direction is suppressed.
  • the pawl 7 is released automatically from their tilt, and the switch-off movement of the erosion contact will surely continue.
  • this jammed pawl 7 by means of an additional an arrow 14 indicated to release force. That power is, for example, by means of a hydraulic or pneumatic piston-cylinder arrangement or one targeted actuable electromagnet applied.
  • the additional Force causes the pawl 7 to rotate Counterclockwise around its axis of rotation 6, like an arrow 15 indicates that the rotation continues until the pawl 7 is no longer in engagement with the teeth of the rack 2.
  • the pawl 7 is then held against the force of the spring 8 and the rack 2 can move in the direction of Continue arrow 13.
  • circuit breakers can do this mechanical Loosening the pawl 7 can be used advantageously.
  • FIG 3 shows an embodiment of the backstop 21 in which the rack 2 is formed as a segment of a circle is.
  • the average depth of engagement of the rack 2 is here by a circular dash-dotted line 4 shown.
  • the fixed distance A between the dash-dotted line 4 and the axis of rotation 6 is also here appropriately set.
  • the operation of the jack 7 is at this embodiment variant exactly the same as above already described.
  • the erosion contact or the erosion contacts of the Circuit breakers can be made using the most diverse Drive rods are set in motion, so too different forms of each to the particular Rack 2 to be adapted to drive linkage can. If care is taken that the shape of the jack 7, the shape of the rack 2, the shape of the flanks of the teeth the rack 2, the length of the pawl 7 and the distance A are coordinated, so you get a versatile applicable to the respective construction conditions customizable backstop. This backstop is also regardless of the position of the circuit breaker used.
  • FIG 4 shows a partial section through a centrally symmetrically constructed quenching chamber 16 of a circuit breaker, as described, for example, in the patent specification EP 0 313 813 B1.
  • This quenching chamber 16 has a quenching chamber housing, not shown, which is filled with SF 6 gas under pressure.
  • This quenching chamber 16 also has a central axis 17.
  • the quenching chamber 16 is shown on the left of this central axis 17 in the switched-off state and on the right in the switched-on state.
  • the extinguishing chamber 16 also has two moveable erosion contacts 18, 19, the first 18 of these erosion contacts being tubular and the second 19 being a solid switching pin. In the switched-on state, the erosion contact 19 is partially enclosed by the erosion contact 18.
  • the erosion contact 18 is rigidly connected to an insulating nozzle 20 and is moved together with the latter by a drive (not shown), a first backstop 21, which is interposed between the drive and the insulating nozzle 20 or erosion contact 18 and is shown schematically in the on and off position, prevents the erosion contact 18 can run back in the switch-on direction during the switch-off movement.
  • a dashed line of action 22 indicates the mechanical connection between the rack 2 of the backstop 21 and the tubular erosion contact 18.
  • the drive transmits its energy to the rack 2 by means of the drive element 1.
  • Isolation nozzle 20 On the opposite side of the backstop 21 Isolation nozzle 20 are two diametrically opposed to each other opposing racks 23 with the insulating nozzle 20 firmly connected.
  • the insulating nozzle 20 slides in a fixed one Guide tube 24 in which two into the racks 23rd engaging one by one in the guide tube 24 stationary rotating axis rotating gears 25 are arranged.
  • Gears 25 each in one in the surface of the Burning contact 19 incorporated or recessed Rack.
  • the erosion contact 19 is shown schematically in and Second backstop 26 shown in the off position directly connected, which prevents the erosion contact 19 during the switch-off movement in the switch-on direction can run back.
  • a dashed line of action 27 indicates the direct mechanical connection between the rack 2a of the second backstop 26 and the massive, as Switch pin trained erosion contact 19.
  • the Backstop 26 is not in this Power transmission system integrated, which of the Insulating nozzle 20 via the racks 23 and the gears 25 acts on the erosion contact 19.
  • the power transmission system can namely the insulating nozzle 20th act resilient and the movement of the erosion contact 19th delay, so that one directly on the erosion contact 19 acting regardless of the backstop 21 working, backstop 26 is quite useful. It is but also possible that only one of the two backstops 21 or 26 is installed.
  • a backstop installed in a circuit breaker with only one moving erosion contact will be described in more detail below. It is assumed that a circuit breaker has a piston-cylinder blowing device, in which insulating gas, preferably SF 6 gas, is compressed in a known manner for blowing the switch-off arc. This compressed insulating gas can only escape from the piston-cylinder blowing device and blow the arc if the pressure in the arc zone is lower than the pressure in the piston-cylinder blowing device.
  • insulating gas preferably SF 6 gas
  • This backstop is very versatile, especially in switch technology can with their help Less powerful and therefore cheaper drives be used without the functional and Operational safety of the switch in question is reduced.

Landscapes

  • Circuit Breakers (AREA)

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Leistungsschalter gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 8.The invention is based on one Circuit breaker according to the preamble of claim 1 or claim 8.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus der Patentschrift EP 0 313 813 B1 ist ein mit SF6-Gas unter Druck gefüllter elektrischer Leistungsschalter, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und 8, bekannt, dessen Löschkammer Abbrandkontakte aufweist, welche beide in entgegengesetzter Richtung bewegt werden, und zwar durch einen nicht dargestellten Antrieb in Verbindung mit zwei einander diametral gegenüberstehend angeordneten Zahnstangen und auf diese einwirkende entsprechende Zahnräder. Beim Ausschalten treten in der Lichtbogenzone vergleichsweise hohe Gasdrücke auf, welche die Bewegung der Abbrandkontakte abbremsen bzw. kurzzeitig umkehren könnten. Der Antrieb dieses Leistungsschalters weist deshalb eine vergleichsweise grosse Leistungsreserve auf, um sicherzustellen, dass unter allen Umständen ein einwandfreier Bewegungsverlauf der Abbrandkontakte gewährleistet ist. Nur dieser leistungsstarke und deshalb auch vergleichsweise teuere Antrieb kann sicherstellen, dass der Leistungsschalter alle möglichen Schaltfälle sicher beherrscht.From the patent EP 0 313 813 B1, an electrical circuit breaker filled with SF 6 gas under pressure is known, according to the preamble of patent claims 1 and 8, whose arcing chamber has erosion contacts, both of which are moved in the opposite direction, and not by one Drive shown in connection with two diametrically opposed racks and corresponding gears acting on them. When switching off, comparatively high gas pressures occur in the arcing zone, which could slow down or briefly reverse the movement of the erosion contacts. The drive of this circuit breaker therefore has a comparatively large power reserve in order to ensure that a perfect movement of the erosion contacts is guaranteed under all circumstances. Only this powerful and therefore comparatively expensive drive can ensure that the circuit breaker can handle all possible switching cases safely.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Der Erfindung, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen definiert ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter mit einfachen Mitteln zu verbilligen.The invention as set out in the independent claims is defined, the task is one Low cost circuit breakers with simple means.

Der Einsatz einer Rücklaufsperre ermöglicht es, einen Leistungsschalter mit einem leistungsschwächeren und damit preiswerteren Antrieb auszustatten, ohne dass die Funktionsund Betriebssicherheit des Leistungsschalters dadurch reduziert wird. Insbesondere bei Leistungsabsschaltungen, bei denen hohe Ausschaltströme unterbrochen werden müssen, wirkt sich diese Rücklaufsperre sehr vorteilhaft aus.The use of a backstop enables one Circuit breaker with a less powerful and therefore cheaper drive to equip without the functional and Operational safety of the circuit breaker is reduced. Especially with power cut-offs, where high breaking currents have to be interrupted, this backstop has a very beneficial effect.

Die Rücklaufsperre kann unabhängig von der Einbaulage des jeweiligen Leistungsschalters eingebaut werden. Wenn die Abbrandkontakte von Leistungsschaltern unter Verwendung von Zahnstangen bewegt werden, so lassen sich die sowieso schon vorhandenen Zahnstangen gleichzeitig vorteilhaft für den Einbau der Rücklaufsperre nutzen.The backstop can be activated regardless of the installation position of the the respective circuit breaker. If the Burning contacts of circuit breakers using Racks are moved, so they can be anyway existing racks at the same time advantageous for the Use installation of the backstop.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnung, welche mögliche Ausführungswege darstellt; näher erläutert. Embodiments of the invention and the achievable therewith Advantages are shown below using the drawing, which represents possible ways of execution; explained in more detail.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

Es zeigen:

  • Fig.1a bis 1c in schematischer Darstellung die Wirkungsweise einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
  • Fig.2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
  • Fig.3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung, und
  • Fig.4 einen schematisch dargestellten Leistungsschalter mit eingebauten Ausführungsformen der Erfindung.
    • Show it:
  • 1a to 1c in a schematic representation the mode of operation of a first embodiment of the invention,
  • 2 shows a second embodiment of the invention,
  • 3 shows a third embodiment of the invention, and
  • 4 shows a circuit breaker shown schematically with built-in embodiments of the invention.

    • Bei allen Figuren sind gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind nicht dargestellt.In all figures, elements with the same effect are the same Provide reference numerals. All for the immediate Understanding of the invention are not necessary elements not shown.

    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION

    Der Einsatz einer Rücklaufsperre ermöglicht es, einen Leistungsschalter mit einem schwächeren und damit preiswerteren Antrieb auszustatten, ohne dass die Funktionsund Betriebssicherheit des Leistungsschalters dadurch reduziert wird. In der Fig.1a ist schematisch eine erste Ausführungsform einer Rücklaufsperre 21 dargestellt. Ein Antrieb 1a betätigt mittels eines Antriebselements 1 eine gerade, axial erstreckte Zahnstange 2. Ein Pfeil 3 gibt die Richtung an, in welche sich die Zahnstange 2 bei einer Ausschaltung bewegt. Der obere Teil der Zahnstange 2 ist mit einem nicht dargestellten, beweglichen Abbrandkontakt des Leistungsschalters verbunden. Die mittlere Eingrifftiefe der Zahnstange 2 wird durch eine gerade strichpunktierte Linie 4 dargestellt. Die Zahnstange 2 ist durch eine schematisch angedeutete Führung 5 axial verschieblich geführt. In einem festen Abstand A zu der strichpunktierten Linie 4 ist eine starr gelagerte Drehachse 6 vorgesehen. Um diese Drehachse 6 dreht sich eine Klinke 7. Die Klinke 7 weist hier beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt auf. Das der Zahnstange 2 zugewandte Ende der Klinke 7 greift unmittelbar nach Beginn der Bewegung der Zahnstange 2 in die Zähne der Zahnstange 2 ein. Am der Zahnstange 2 abgewandten Ende der Klinke 7 ist ein Ende einer Feder 8 befestigt. Das andere Ende der Feder 8 ist an einem feststehenden Support 9 befestigt.The use of a backstop enables one Circuit breaker with a weaker and therefore cheaper drive to equip without the functional and Operational safety of the circuit breaker is reduced. 1a shows schematically a first one Embodiment of a backstop 21 shown. On Drive 1a actuates one by means of a drive element 1 straight, axially extending rack 2. An arrow 3 indicates Direction in which the rack 2 at a Switching off moves. The upper part of the rack 2 is with a not shown, movable erosion contact of the Circuit breaker connected. The mean depth of engagement of the Rack 2 is shown by a straight dash-dotted line 4 shown. The rack 2 is a schematic indicated guide 5 guided axially. In one fixed distance A to the dash-dotted line 4 is one rigid axis of rotation 6 provided. About this axis of rotation 6 A pawl 7 rotates. The pawl 7 points here for example, a rectangular cross section. That the Rack 2 facing end of the pawl 7 engages directly after the beginning of the movement of the rack 2 in the teeth of the Rack 2 a. At the rack 2 facing away from the end Pawl 7 is attached to one end of a spring 8. The other The end of the spring 8 is on a fixed support 9 attached.

    Die Feder 8 hält die Klinke 7 im Ruhezustand in der in Fig.1a gezeigten Position. Im Ruhezustand der Klinke 7 sorgt ein Freistich 7a an der Zahnstange 2 dafür, dass das der Zahnstange 2 zugewandte Ende der Klinke 7 in seiner Beweglichkeit nicht eingeschränkt ist. Mit fortschreitender Bewegung der Zahnstange 2 in Richtung des Pfeils 3 trifft die erste der, bezogen auf die Klinke 7, ansteigenden Flanken 10 der Zähne auf die Klinke 7 auf und dreht diese um die Drehachse 6 etwas im Gegenuhrzeigersinn, wobei die Feder 8 vorgespannt wird. Sobald die Klinke 7 über die Spitze des ersten Zahns der Zahnstange 2 hinweg gleitet, so schnappt die Klinke 7, von der Feder 8 gezogen, im Uhrzeigersinn weiter und trifft dann auf die zweite ansteigende Flanke 10 des nächsten Zahns. Bei einer gleichmässigen Bewegung der Zahnstange 2 in Richtung des Pfeils 3 gleitet die Klinke 7 dann entlang der zweiten ansteigenden Flanke 10 weiter bis zu der Spitze des zweiten Zahns und schnappt dann wiederum weiter. Dieser Bewegungsablauf wiederholt sich solange, bis die Klinke einen Freistich 11 am oberen Ende des gezahnten Bereichs der Zahnstange 2 erreicht, die Klinke 7 dreht sich dann, beaufschlagt durch die Feder 8, im Uhrzeigersinn um die Drehachse 6 in ihre Ruhestellung zurück, wie in Fig.1c gezeigt. Bei diesem Bewegungsablauf berührt die Klinke 7 im Normalfall die abfallenden Flanken 12 der Zähne der Zahnstange 2 nicht.The spring 8 holds the pawl 7 at rest in the in Fig.1a shown position. In the idle state of the jack 7 provides an undercut 7a on the rack 2 that the Rack 2 facing end of the pawl 7 in its Mobility is not restricted. As it progresses Movement of the rack 2 in the direction of arrow 3 hits the first one that rises in relation to jack 7 Flanks 10 of the teeth on the pawl 7 and turns it over the axis of rotation 6 somewhat counterclockwise, the spring 8 is biased. Once the jack 7 over the top of the first tooth of the rack 2 slides away, so snaps the pawl 7, pulled by the spring 8, clockwise continues and then meets the second rising edge 10 of the next tooth. With a smooth movement of the Rack 2 in the direction of arrow 3 slides pawl 7 then continue along the second rising edge 10 to to the tip of the second tooth and then snaps again further. This sequence of movements is repeated until the pawl has an undercut 11 at the top of the toothed Area of the rack 2 reached, the pawl 7 rotates then, acted upon by the spring 8, clockwise the axis of rotation 6 back to its rest position, as in Fig.1c shown. During this sequence of movements, the pawl 7 touches Normally the falling flanks 12 of the teeth of the Rack 2 does not.

    In der Fig.1b ist die Position dargestellt, welche die Klinke 7 einnimmt, wenn sich während der voranstehend beschriebenen Bewegung die Bewegungsrichtung der Zahnstange 2 umkehrt, wie ein Pfeil 13 andeutet. In diesem Fall reicht die verfügbare Kraft des Antriebs wegen zusätzlich auftretender Gegenkräfte nicht aus, um die Ausschaltbewegung in Richtung des Pfeils 3 zu Ende zu bringen. Das Ende der Klinke 7 wird zwischen der ansteigenden Flanke 10 eines nächsten Zahns, der abfallenden Flanke 12 eines bereits überstrichenen Zahns und der Drehachse 6 so verkantet, dass die Bewegung der Zahnstange 2 in Richtung des Pfeils 13 blockiert wird. Die Bewegung des Abbrandkontakts in Ausschaltrichtung ist dann zwar unterbrochen, eine entgegengesetzte Bewegung des Abbrandkontakts zurück in Einschaltrichtung wird jedoch unterdrückt. Sobald die Gegenkräfte abgeklungen sind, bewegt sich die Zahnstange 2 weiter in Ausschaltrichtung, die Klinke 7 löst sich dabei selbsttätig aus ihrer Verkantung, und die Ausschaltbewegung des Abbrandkontakts wird sicher fortgesetzt.In Fig.1b the position is shown which the Pawl 7 occupies if during the above described movement the direction of movement of the rack 2 reverses as an arrow 13 indicates. In this case it is enough the available power of the drive because of additional Opposing forces do not result in the opening movement to finish in the direction of arrow 3. The end of Jack 7 becomes one between the rising edge 10 next tooth, the falling edge 12 of an already swept tooth and the axis of rotation 6 tilted so that the movement of the rack 2 in the direction of arrow 13 is blocked. The movement of the erosion contact in Switch-off direction is then interrupted, one opposite movement of the erosion contact back in Switch-on direction is suppressed. As soon as the If opposing forces have subsided, the rack 2 moves continue in the switch-off direction, the pawl 7 is released automatically from their tilt, and the switch-off movement of the erosion contact will surely continue.

    Es ist auch vorstellbar, wie dies in Fig.2 dargestellt ist, diese verklemmte Klinke 7 mittels einer zusätzlichen, durch einen Pfeil 14 angedeuteten, Kraft zu lösen. Diese Kraft wird beispielsweise mittels einer hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-Anordnung oder eines gezielt betätigbaren Elektromagneten aufgebracht. Die zusätzliche Kraft verursacht ein Drehen der Klinke 7 im Gegenuhrzeigersinn um deren Drehachse 6, wie ein Pfeil 15 andeutet, wobei die Drehung so weit geht, bis die Klinke 7 nicht mehr im Eingriff ist mit den Zähnen der Zahnstange 2. Die Klinke 7 wird dann gegen die Kraft der Feder 8 gehalten und die Zahnstange 2 kann ihre Bewegung in Richtung des Pfeils 13 fortsetzen. Insbesondere in Verbindung mit O-C-O-Schaltungen von Leistungsschaltern kann dieses mechanische Lösen der Klinke 7 vorteilhaft eingesetzt werden.It is also conceivable, as shown in Fig. 2, this jammed pawl 7 by means of an additional an arrow 14 indicated to release force. That power is, for example, by means of a hydraulic or pneumatic piston-cylinder arrangement or one targeted actuable electromagnet applied. The additional Force causes the pawl 7 to rotate Counterclockwise around its axis of rotation 6, like an arrow 15 indicates that the rotation continues until the pawl 7 is no longer in engagement with the teeth of the rack 2. The pawl 7 is then held against the force of the spring 8 and the rack 2 can move in the direction of Continue arrow 13. Especially in connection with O-C-O circuits circuit breakers can do this mechanical Loosening the pawl 7 can be used advantageously.

    Die Fig.3 zeigt eine Ausführungsform der Rücklaufsperre 21 bei welcher die Zahnstange 2 als Kreissegment ausgebildet ist. Die mittlere Eingrifftiefe der Zahnstange 2 wird hier durch eine kreisförmige strichpunktierte Linie 4 dargestellt. Der feste Abstand A zwischen der strichpunktierten Linie 4 und der Drehachse 6 wird auch hier passend eingestellt. Die Funktionsweise der Klinke 7 ist bei dieser Ausführungsvariante genau gleich, wie voranstehend bereits beschrieben.3 shows an embodiment of the backstop 21 in which the rack 2 is formed as a segment of a circle is. The average depth of engagement of the rack 2 is here by a circular dash-dotted line 4 shown. The fixed distance A between the dash-dotted line 4 and the axis of rotation 6 is also here appropriately set. The operation of the jack 7 is at this embodiment variant exactly the same as above already described.

    Der Abbrandkontakt bzw. die Abbrandkontakte des Leistungsschalters können mittels der verschiedensten Antriebsgestänge in Bewegung gesetzt werden, sodass auch unterschiedliche Formen der jeweils an das betreffende Antriebsgestänge anzupassenden Zahnstange 2 vorkommen können. Wenn darauf geachtet wird, dass die Form der Klinke 7, die Form der Zahnstange 2, die Form der Flanken der Zähne der Zahnstange 2, die Länge der Klinke 7 und der Abstand A aufeinander abgestimmt sind, so erhält man eine vielseitig einsetzbare, an die jeweiligen Konstruktionsbedingungen anpassbare Rücklaufsperre. Diese Rücklaufsperre ist zudem unabhängig von der Einbaulage des Leistungsschalters einsetzbar.The erosion contact or the erosion contacts of the Circuit breakers can be made using the most diverse Drive rods are set in motion, so too different forms of each to the particular Rack 2 to be adapted to drive linkage can. If care is taken that the shape of the jack 7, the shape of the rack 2, the shape of the flanks of the teeth the rack 2, the length of the pawl 7 and the distance A are coordinated, so you get a versatile applicable to the respective construction conditions customizable backstop. This backstop is also regardless of the position of the circuit breaker used.

    Die Fig.4 zeigt einen Teilschnitt durch eine zentrisch symmetrisch aufgebaute Löschkammer 16 eines Leistungsschalters, wie sie beispielsweise in der Patentschrift EP 0 313 813 B1, beschrieben ist. Diese Löschkammer 16 weist ein nicht dargestelltes Löschkammergehäuse auf, welches mit SF6-Gas unter Druck gefüllt ist. Diese Löschkammer 16 weist zudem eine zentrale Achse 17 auf. Links dieser zentralen Achse 17 ist die Löschkammer 16 in ausgeschaltetem Zustand und rechts in eingeschaltetem Zustand dargestellt. Die Löschkammer 16 weist zudem zwei beweglich ausgebildete Abbrandkontakte 18,19 auf, wobei der erste 18 dieser Abbrandkontakte rohrförmig ausgebildet ist und der zweite 19 als massiver Schaltstift ausgebildet ist. Im eingeschalteten Zustand wird der Abbrandkontakt 19 teilweise vom Abbrandkontakt 18 umschlossen. Der Abbrandkontakt 18 ist starr mit einer Isolierdüse 20 verbunden und wird gemeinsam mit dieser von einem nicht dargestellten Antrieb bewegt, wobei eine zwischen Antrieb und Isolierdüse 20 bzw. Abbrandkontakt 18 zwischengeschaltete, jeweils schematisch in Ein- und Ausschaltstellung dargestellte erste Rücklaufsperre 21, verhindert, dass der Abbrandkontakt 18 während der Ausschaltbewegung in Einschaltrichtung zurücklaufen kann. Eine gestrichelte Wirkungslinie 22 deutet die mechanische Verbindung zwischen der Zahnstange 2 der Rücklaufsperre 21 und dem rohrförmigen Abbrandkontakt 18 an. Der Antrieb überträgt seine Energie mittels des Antriebselements 1 auf die Zahnstange 2. 4 shows a partial section through a centrally symmetrically constructed quenching chamber 16 of a circuit breaker, as described, for example, in the patent specification EP 0 313 813 B1. This quenching chamber 16 has a quenching chamber housing, not shown, which is filled with SF 6 gas under pressure. This quenching chamber 16 also has a central axis 17. The quenching chamber 16 is shown on the left of this central axis 17 in the switched-off state and on the right in the switched-on state. The extinguishing chamber 16 also has two moveable erosion contacts 18, 19, the first 18 of these erosion contacts being tubular and the second 19 being a solid switching pin. In the switched-on state, the erosion contact 19 is partially enclosed by the erosion contact 18. The erosion contact 18 is rigidly connected to an insulating nozzle 20 and is moved together with the latter by a drive (not shown), a first backstop 21, which is interposed between the drive and the insulating nozzle 20 or erosion contact 18 and is shown schematically in the on and off position, prevents the erosion contact 18 can run back in the switch-on direction during the switch-off movement. A dashed line of action 22 indicates the mechanical connection between the rack 2 of the backstop 21 and the tubular erosion contact 18. The drive transmits its energy to the rack 2 by means of the drive element 1.

    Auf der der Rücklaufsperre 21 entgegengesetzten Seite der Isolierdüse 20 sind zwei einander diametral gegenüberstehende Zahnstangen 23 mit der Isolierdüse 20 fest verbunden. Die Isolierdüse 20 gleitet in einem feststehenden Führungsrohr 24, in welchem zwei in die Zahnstangen 23 eingreifende, sich um jeweils eine in dem Führungsrohr 24 ortsfeste Drehachse drehende Zahnräder 25 angeordnet sind. Gegenüber dem Eingriff in die Zahnstangen 23 greifen die Zahnräder 25 jeweils in eine in die Oberfläche des Abbrandkontakts 19 eingearbeitete bzw. eingelassene Zahnstange ein. Wenn sich die Isolierdüse 20 und die mit ihr verbundenen Zahnstangen 23 durch den Antrieb angetrieben nach unten, also in Ausschaltrichtung bewegen, dann treiben gleichzeitig die Zahnstangen 23 die Zahnräder 25 an, welche den Abbrandkontakt 19 nach oben in Bewegung setzen. Im Augenblick der Kontakttrennung zischen den Abbrandkontakten 18 und 19 bewegen sich diese beiden Kontakte in entgegengesetzter Richtung, sodass in diesem Augenblick eine vergleichsweise vorteilhaft grosse Relativgeschwindigkeit zwischen den Abbrandkontakten 18 und 19 herrscht.On the opposite side of the backstop 21 Isolation nozzle 20 are two diametrically opposed to each other opposing racks 23 with the insulating nozzle 20 firmly connected. The insulating nozzle 20 slides in a fixed one Guide tube 24 in which two into the racks 23rd engaging one by one in the guide tube 24 stationary rotating axis rotating gears 25 are arranged. Compared to the engagement in the racks 23 engage Gears 25 each in one in the surface of the Burning contact 19 incorporated or recessed Rack. If the insulating nozzle 20 and with it connected racks 23 driven by the drive move downwards, i.e. in the direction of switching off, then drive at the same time the racks 23 on the gears 25, which start the erosion contact 19 upwards. in the The moment of contact separation between the burned contacts 18 and 19 these two contacts move in opposite direction, so at this moment a comparatively advantageous high relative speed there is between the erosion contacts 18 and 19.

    Der Abbrandkontakt 19 ist mit einer schematisch in Ein- und Ausschaltstellung dargestellten zweiten Rücklaufsperre 26 direkt verbunden, welche verhindert, dass der Abbrandkontakt 19 während der Ausschaltbewegung in Einschaltrichtung zurücklaufen kann. Eine gestrichelte Wirkungslinie 27 deutet die direkte mechanische Verbindung zwischen der Zahnstange 2a der zweiten Rücklaufsperre 26 und dem massiven, als Schaltstift ausgebildeten Abbrandkontakt 19 an. Die Rücklaufsperre 26 ist hier nicht in das Kraftübertragungssystem integriert, welches von der Isolierdüse 20 über die Zahnstangen 23 und die Zahnräder 25 auf den Abbrandkontakt 19 einwirkt. In diesem Kraftübertragungssystem kann nämlich die Isolierdüse 20 federnd wirken und die Bewegung des Abbrandkontakts 19 verzögern, sodass eine direkt auf den Abbrandkontakt 19 einwirkende, unabhängig von der Rücklaufsperre 21 arbeitende, Rücklaufsperre 26 durchaus sinnvoll ist. Es ist aber auch möglich, dass nur eine der beiden Rücklaufsperren 21 oder 26 eingebaut wird.The erosion contact 19 is shown schematically in and Second backstop 26 shown in the off position directly connected, which prevents the erosion contact 19 during the switch-off movement in the switch-on direction can run back. A dashed line of action 27 indicates the direct mechanical connection between the rack 2a of the second backstop 26 and the massive, as Switch pin trained erosion contact 19. The Backstop 26 is not in this Power transmission system integrated, which of the Insulating nozzle 20 via the racks 23 and the gears 25 acts on the erosion contact 19. In this The power transmission system can namely the insulating nozzle 20th act resilient and the movement of the erosion contact 19th delay, so that one directly on the erosion contact 19 acting regardless of the backstop 21 working, backstop 26 is quite useful. It is but also possible that only one of the two backstops 21 or 26 is installed.

    Nachfolgend soll die Wirkungsweise einer in einen Leistungsschalter mit nur einem bewegten Abbrandkontakt eingebauten Rücklaufsperre näher beschrieben werden. Es wird dabei von einem Leistungsschalter ausgegangen, der eine Kolben-Zylinder-Blasvorrichtung aufweist, in der auf bekannte Weise Isoliergas, vorzugsweise SF6-Gas, für die Beblasung des Ausschaltlichtbogens komprimiert wird. Dieses komprimierte Isoliergas kann nur dann aus der Kolben-Zylinder-Blasvorrichtung austreten und den Lichtbogen beblasen, wenn der Druck in der Lichtbogenzone geringer ist als der Druck in der Kolben-Zylinder-Blasvorrichtung. Wenn ein besonders stromstarker Lichtbogen brennt und einen hohen Druck in der Lichtbogenzone erzeugt, so kann es vorkommen, dass der Druck aus der Kolben-Zylinder-Blasvorrichtung nicht entweichen kann, und dass zudem die Energie des Antriebs nicht ausreicht, um den Kolben der Kolben-Zylinder-Blasvorrichtung weiter zu bewegen und damit das im Kompressionsvolumen gespeicherte komprimierte Gas weiter zu komprimieren. In diesem Fall bleibt der Abbrandkontakt zunächst stehen und würde dann in entgegengesetzter Richtung laufen und die für eine erfolgreiche Löschung des Lichtbogens nötige Distanz würde zunächst verkleinert. Hier greift nun die beschriebene Rücklaufsperre ein und verhindert das Zurücklaufen des Abbrandkontakts und damit eine unerwünschte Verkleinerung der Distanz zwischen den Abbrandkontakten solange, bis die Druckverhältnisse in der Lichtbogenzone eine Beblasung des Lichtbogens mit dem in der Kolben-Zylinder-Blasvorrichtung gespeicherten komprimierten Isoliergas erlauben. Mit dem Einsetzen der Beblasung wird die auf den Antrieb wirkende Gegenkraft kleiner und die Antriebsenergie reicht nun aus, den Abbrandkontakt weiter in Ausschaltrichtung zu bewegen. Sowie diese Bewegung beginnt, löst sich die Klinke 7 von selbst aus ihrer Verkantung und die Blockierung der Ausschaltbewegung ist aufgehoben.The operation of a backstop installed in a circuit breaker with only one moving erosion contact will be described in more detail below. It is assumed that a circuit breaker has a piston-cylinder blowing device, in which insulating gas, preferably SF 6 gas, is compressed in a known manner for blowing the switch-off arc. This compressed insulating gas can only escape from the piston-cylinder blowing device and blow the arc if the pressure in the arc zone is lower than the pressure in the piston-cylinder blowing device. If a particularly high-current arc burns and generates a high pressure in the arc zone, it may happen that the pressure cannot escape from the piston-cylinder blowing device and that the energy of the drive is not sufficient to drive the piston of the piston Cylinder blowing device to move further and thus further compress the compressed gas stored in the compression volume. In this case, the erosion contact initially stops and would then run in the opposite direction and the distance required for the arc to be successfully extinguished would first be reduced. This is where the backstop described intervenes and prevents the erosion contact from running back and thus undesirably reducing the distance between the erosion contacts until the pressure conditions in the arcing zone allow the arc to be blown with the compressed insulating gas stored in the piston-cylinder blowing device. With the onset of the blowing, the counterforce acting on the drive becomes smaller and the drive energy is now sufficient to move the erosion contact further in the switch-off direction. As soon as this movement begins, the pawl 7 automatically releases itself from its tilt and the blocking of the switch-off movement is released.

    Je nach Schaltertyp können derartige Gegenkräfte an verschiedenen Stellen des Ausschaltbewegungsablaufs auftreten. Um die mechanische Abnutzung der Klinke 7 zu reduzieren, ist es möglich, die Zahnstange 2 nur an diesen bekannten Stellen des Bewegungsablaufs mit Zähnen zu versehen, sodass nur in dem Bereich, wo dies nötig sein kann, ein Klinkeneingriff möglich ist.Depending on the type of switch, counter forces of this type can occur different places of the switch-off movement sequence occur. To the mechanical wear of the pawl 7 too reduce, it is possible to rack 2 only on this known places of the course of motion with teeth provided so that only in the area where this is necessary can, a jack intervention is possible.

    Diese Rücklaufsperre ist sehr vielseitig einsetzbar, insbesondere in der Schaltertechnik können mit ihrer Hilfe leistungsschwächere und damit preiswertere Antriebe eingesetzt werden, ohne dass die Funktions- und Betriebssicherheit des betreffenden Schalters dadurch reduziert wird. Wird ein gemeinsamer Antrieb für einen dreipoligen Schalter eingesetzt, so ist es möglich, unmittelbar nach dem Antrieb eine für alle drei Pole gemeinsam wirkende Rücklaufsperre einzubauen, es ist aber auch möglich, wenn elastische Zugstangen oder ähnliche Elemente zwischengeschaltet sind, in jedem der Pole separat, möglichst im Bereich der Abbrandkontakte, eine Rücklaufsperre vorzusehen. Wenn besonders lange Distanzen zwischen Antrieb und Löschkammer des Leistungsschalters gegeben sind, wobei sich Toleranzen und elastische Zwischenglieder auswirken können, ist es auf jeden Fall sinnvoll, unmittelbar an den Abbrandkontakten der jeweiligen Löschkammer eine Rücklaufsperre vorzusehen, um unerwünschte Rücklaufbewegungen dieser Abbrandkontakte sicher zu vermeiden.This backstop is very versatile, especially in switch technology can with their help Less powerful and therefore cheaper drives be used without the functional and Operational safety of the switch in question is reduced. Becomes a common drive for one three-pole switch used so it is possible immediately after the drive one for all three poles to install a common backstop, but it is also possible if elastic tie rods or similar Elements are interposed, in each of the poles separately, if possible in the area of the erosion contacts, one To provide a backstop. If particularly long distances between the operator and the quenching chamber of the circuit breaker are given, with tolerances and elastic Intermediate links, it is definitely sensible, directly at the erosion contacts of the respective Extinguishing chamber to provide a backstop to prevent unwanted Return movements of these erosion contacts safely avoid.

    BEZEICHNUNGSLISTENAME LIST

    11
    Antriebselementdriving element
    1a1a
    Antriebdrive
    2,2a2,2a
    Zahnstangerack
    33
    Pfeilarrow
    44
    strichpunktierte Liniedash-dotted line
    55
    Führungguide
    66
    Drehachseaxis of rotation
    77
    Klinkepawl
    7a7a
    FreistichFreeway
    88th
    Federfeather
    99
    SupportSupport
    1010
    ansteigende Flankerising edge
    1111
    FreistichFreeway
    1212
    abfallende Flankefalling edge
    13,14,1513,14,15
    Pfeilarrow
    1616
    Löschkammerextinguishing chamber
    1717
    zentrale Achsecentral axis
    18,1918.19
    Abbrandkontaktarcing
    2020
    Isolierdüseinsulating
    2121
    RücklaufsperreBackstop
    2222
    gestrichelte Wirkungsliniedashed line of action
    2323
    Zahnstangenracks
    2424
    Führungsrohrguide tube
    2525
    Zahnräder gears
    2626
    RücklaufsperreBackstop
    2727
    Wirkungslinieline of action
    AA
    Abstanddistance

    Claims (9)

    1. Circuit breaker having a piston/cylinder blowing apparatus and/or a storage volume for quenching gas which has been heated by an arc, having two contact pieces which can be engaged with one another or disengaged from one another, having a drive and having power transmission elements which carry power from the drive to a first of the two contact pieces, with the first contact piece being operatively connected to at least on non-return stop (21, 26), characterized
      in that the non-return stop (21, 26) provides blocking only if the disconnection movement of the first contact piece is interrupted, and
      in that the non-return stop (21, 26) is not activated during a connection process which starts with the circuit breaker in the disconnected position.
    2. Circuit breaker according to Claim 1,
      characterized
      in that at least one component of the non-return stop (21, 26) can be used as a power transmission element, or
      in that the non-return stop (21, 26) is free of the power transmission elements.
    3. Circuit breaker according to one of Claims 1 or 2,
      characterized
      in that the non-return stop (21, 26) has a toothed rod (2, 2a) and a catch (7) which engages in the toothed rod (2, 2a) and blocks its movement when required, and
      in that a spring (8) acts on the catch (7), and the catch is designed such that it can rotate about a rotation axis (6).
    4. Circuit breaker according to Claim 3,
      characterized
      in that the toothed rod (2) has a shape which is matched to the movement profile of the power transmission elements.
    5. Circuit breaker according to one of Claims 3 or 4,
      characterized
      in that the shape of the end of the catch (7) which engages in the toothed rod (2) is matched to the shape of the flanks (10, 12) of the teeth.
    6. Circuit breaker according to one of Claims 3 to 5,
      characterized
      in that the toothed rod (2) is provided with recesses (7a, 11) in each of the areas where engagement of the catch (7) is not desired.
    7. Circuit breaker according to one of Claims 3 to 6,
      characterized
      in that the catch (7) can be disengaged deliberately by means of an additional force.
    8. Circuit breaker having a piston/cylinder blowing apparatus and/or a storage volume for quenching gas which has been heated by an arc, having two contact pieces which can be engaged with one another or disengaged from one another, having a drive and having power transmission elements which carry power from the drive to a first of the two contact pieces, and having an additional power transmission element, which transmits power from the first contact piece in the opposite direction to the second contact piece, with the first or the second contact piece interacting with a non-return stop (21, 26), characterized
      in that the non-return stop (21, 26) provides blocking only if the disconnection movement of the first or the second contact piece is interrupted, and
      in that the non-return stop (21, 26) is not activated during a connection process which starts with the circuit breaker in the disconnected position.
    9. Circuit breaker according to Claim 8,
      characterized
      in that both contact pieces interact with in each case one non-return stop (21, 26).
    EP97810430A 1996-07-15 1997-07-02 Circuit breaker Expired - Lifetime EP0820083B1 (en)

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    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19628408A DE19628408A1 (en) 1996-07-15 1996-07-15 Circuit breaker
    DE19628408 1996-07-15

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    Publication Number Publication Date
    EP0820083A2 EP0820083A2 (en) 1998-01-21
    EP0820083A3 EP0820083A3 (en) 1999-01-20
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    DE19628408A1 (en) 1998-01-22
    EP0820083A2 (en) 1998-01-21
    DE59710772D1 (en) 2003-10-30
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