EP0822565B1 - Gas-blast switch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit zwei gegeneinander beweglichen Kontaktstücken.The invention relates to a gas pressure switch with two mutually movable contact pieces.

Ein derartiger Druckgasschalter ist aus dem Aufsatz Toda, H. u. a.: Development of 550 kV 1-Break GCB (Part II) - Development of Prototype; in: IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 8, No. 3, July 1993, S. 1192-1198 bekannt. Die Verschiebung des einen Kontaktstücks wird über einen Hebelmechanismus auf das andere übertragen. Dazu sind - symmetrisch zur Mittelachse des Druckgasschalters - zwei Umlenkhebel vorhanden, an die drehbar jeweils zwei Stangen befestigt sind. Über die Stangen sind beide Kontakstücke symmetrisch mit entgegengesetzten Enden der Umlenkhebel verbunden. Der Hebelmechanismus mit den Stangen muß eine elektrische Isolierung enthalten, da er mit beiden Kontaktstücken verbunden ist und damit die Schaltstrecke überbrückt. Isolierung und elektrische Abschirmung sind aufwendig. Die Umlenkhebel ragen zwangsläufig seitlich über den Umfang der Schaltkammer hinaus; dadurch ergibt sich ein recht großer Durchmesser.Such a pressure gas switch is from the Toda attachment, H. u. a .: Development of 550 kV 1-Break GCB (Part II) - Development of Prototype; in: IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 8, No. 3, July 1993, pp. 1192-1198. The displacement of the one contact piece is over a Transfer lever mechanism to the other. For this are - symmetrical to the central axis of the pressure gas switch - two Diverter lever available, on which two rods can be rotated are attached. Both contact pieces are over the rods symmetrically with opposite ends of the bellcranks connected. The lever mechanism with the rods must be one electrical insulation included since he is with both Contact pieces is connected and thus the switching path bridged. Isolation and electrical shielding are consuming. The bellcranks inevitably protrude laterally the size of the switch chamber; this results in a quite large diameter.

Eine Kapselung des Druckgasschalters mit einem Porzellanisolator, wie sie bei Freiluftschaltern üblich ist, würde bei einem derartig großen Durchmesser sehr teuer sein. Der Mechanismus eignet sich daher eher für metallgekapselte gasisolierte Druckgasschalter. Der bekannte Druckgasschalter arbeitet nach dem konventionellen autopneumatischen Prinzip. Das bedeutet, daß der für die Lichtbogenlöschung notwendige Druck auch bei großen Strömen hauptsächlich durch eine Kompressionseinrichtung in der Schaltkammer erzeugt wird. Dementsprechend weist der bekannte Druckgasschalter eine Kompressionseinrichtung auf, mit Hilfe derer bei einem Ausschaltvorgang durch die Bewegung eines Kompressionszylinders gegen einen feststehenden Kolben Isoliergas komprimiert und anschließend zum Löschen eines Lichtbogens genutzt wird.An encapsulation of the pressure gas switch with a Porcelain insulator, as is common with outdoor switches would be very expensive with such a large diameter his. The mechanism is therefore more suitable for metal-encapsulated gas-insulated gas switches. The Known pressure gas switch works according to the conventional autopneumatic principle. That means that for the Arc quenching required pressure even with large currents mainly by a compression device in the Switch chamber is generated. Accordingly, the known pressure gas switch on a compression device, with the help of a switch-off process by the Movement of a compression cylinder against one stationary piston compressed and compressed is then used to extinguish an arc.

Die Kompression des Isoliergases auf den erforderlichen Druck ist nur möglich, wenn der Kompressionszylinder und das damit verbundene Kontaktstück mit einer relativ hohen Mindestgeschwindigkeit bewegt wird. Folglich muß der Schalterantrieb für diese Geschwindigkeit dimensioniert sein. Die Mindestgeschwindigkeit steigt hierbei mit abnehmendem Durchmesser der Kompressionseinrichtung. Aus wirtschaftlichen Gründen ist man, wie bereits erwähnt, bestrebt, den Durchmesser möglichst klein zu halten.The compression of the insulating gas to the required Pressure is only possible when the compression cylinder and the associated contact piece with a relatively high Minimum speed is moved. Consequently, the Switch drive dimensioned for this speed his. The minimum speed increases with this decreasing diameter of the compression device. Out economic reasons, as already mentioned, endeavors to keep the diameter as small as possible.

Auch aus der EP 0 313 813 A1 ist ein Hochspannungsschalter mit zwei gegeneinander beweglichen Kontaktstücken bekannt, von denen lediglich eines direkt angetrieben wird. An diesem Kontaktstück ist eine Isolierstoffdüse mit einer diese koaxial umgebenden leitenden Abschirmung angebracht.A high-voltage switch is also known from EP 0 313 813 A1 known with two mutually movable contact pieces, only one of which is driven directly. On this contact piece is an insulating nozzle with a this coaxially surrounding conductive shield attached.

Diese trägt zwei parallel angeordnete Zahnstangen, die jeweils mit einem ihnen zugeordneten Zahnrad zusammenwirken.This carries two racks arranged in parallel, the each with a gear assigned to them interact.

Jedes der beiden Zahnräder greift einerseits in eine der beiden Zahnstangen und andererseits in eine weitere Zahnstange, an die das nicht mit der Isolierstoffdüse verbundene Kontaktstück gekoppelt ist. Dabei bewirken die Zahnräder eine Umkehr der Bewegungsrichtung, die Kontaktstücke verschieben sich also stets in entgegengesetzter Richtung. Die Zahnräder müssen für sehr hohe Belastungen ausgelegt sein, da sie bei Ausschaltvorgängen schlagartig hohen Geschwindigkeiten ausgesetzt werden.On the one hand, each of the two gears meshes with one of the two racks and another in another Rack to which that is not with the insulating nozzle connected contact piece is coupled. The effect Gears a reversal of the direction of motion So contact pieces always move in opposite direction. The gears need for a lot be designed for high loads because they are Switch-off processes suddenly high speeds get abandoned.

Der Hochspannungsschalter arbeitet mit einer Beblasungseinrichtung für den Lichtbogen. Dadurch werden Zersetzungsprodukte, die der Lichtbogen mit seiner hohen Energie erzeugt, sehr weit im Innern des Schalters verteilt und gelangen damit auch in das Zahnstangengetriebe. Dies vermindert die Zuverlässigkeit des Hochspannungsschalters im Falle eines mehrjährigen Betriebes.The high voltage switch works with one Blowing device for the arc. This will Decomposition products that the arc with its high Generates energy, very widely distributed inside the switch and get into the rack and pinion gear. This reduces the reliability of the high-voltage switch in the case of a multi-year operation.

Daß die Isolierdüse an ihrem dem zweiten Kontaktstück zugewandten Ende eine die Isolierdüse koaxial umgebende Abschirmung trägt, hat den Nachteil, daß diese Abschirmung, wenn sie ihre Funktion erfüllen soll, etwa in einer Ebene mit den Elektroden angeordnet werden muß.That the insulating nozzle at its the second contact piece facing end a coaxially surrounding the insulating nozzle Has the disadvantage that this shield, if it should fulfill its function, for example on one level must be arranged with the electrodes.

Die Elektroden steuern das elektrische Feld in der offenen Schaltstrecke. Die Schlagweite entlang der Außenwand der Isolierstoffdüse kann damit nicht wesentlich größer als die Schlagweite in SF6 ausgeführt werden.The electrodes control the electric field in the open Switching path. The stroke length along the outer wall of the Isolierstoffdüse can not be much larger than that Stroke distance in SF6.

Die Schlagweite ist der Abstand zwischen zwei leitenden Teilen längs eines Fadens, der auf dem kürzesten Weg zwischen diesen Teilen gespannt ist. The stroke distance is the distance between two conductive Split along a thread that is on the shortest path between these parts.

Aus der US 3,896,282 ist ein Hochspannungsschalter bekannt, bei dem die beiden Kontaktstücke über einen Hebelmechanismus in entgegengesetzter Richtung bewegt werden können. Zu diesem Zweck sind an einem Umlenkhebel zwei Stangen angelenkt, von denen eine der beiden Stangen über ein Befestigungsteil mit einem der beiden Kontaktstücke verbunden ist. Die Isolierstoffdüse wird zusammen mit dieser Stange in Längsrichtung des Schalters bewegt.A high-voltage switch is known from US Pat. No. 3,896,282. in which the two contact pieces via a lever mechanism can be moved in the opposite direction. To this Purpose are articulated on a lever two rods, from which one of the two rods with a fastening part one of the two contact pieces is connected. The The insulating nozzle is put in together with this rod Longitudinal direction of the switch moves.

Zur elektrischen Trennung der beiden Kontaktstücke ist es bei dem bekannten Hochspannungsschalter der US 3,896,282 erforderlich, dass die beiden genannten Stangen aus einem elektrisch nicht-leitenden Material bestehen. Weiterhin erhöhen die beiden außenliegenden Stangen den Durchmesser des Schaltkammerporzellans. Dies alles bringt u.a. erhöhte Herstellungskosten mit sich.It is for the electrical separation of the two contact pieces the known high voltage switch of US 3,896,282 required that the two rods mentioned from one electrically non-conductive material exist. Farther the two outer rods increase the diameter of the Interrupter porcelain. All of this brings increased Manufacturing costs with it.

Weiterhin sind verschiedene Ausführungsformen von Druckgasschaltern aus der EP 696 040 A1 bekannt. Dort sind Zahnrad-Mechanismen vorgesehen, um die beiden Kontaktstücke in entgegengesetzter Richtung bewegen zu können. Derartige Zahnrad-Mechanismen besitzen einen erhöhten Verschleiß und können bspw. durch Schmutzpartikel funktionsunfähig werden. Weiterhin ist die Herstellung derartiger Zahnrad-Mechanismen aufwendig und teuer. Furthermore, various embodiments of Gas pressure switches are known from EP 696 040 A1. There are Gear mechanisms provided to hold the two contact pieces in to be able to move in the opposite direction. such Gear mechanisms have increased wear and tear can become inoperable, for example, through dirt particles. Furthermore, the manufacture of such gear mechanisms complex and expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen wartungsarmen und zuverlässigen Druckgasschalter zu schaffen, mit dem bei einem Ausschaltvorgang eine hohe Kontakttrenngeschwindigkeit bei geringer Antriebsenergie erreicht wird.The invention has for its object a low-maintenance and reliable pressure gas switch create a high level with a switch-off process Contact separation speed with low drive energy is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Druckgasschalter nach Anspruch 1.This object is achieved by a Compressed gas switch according to claim 1.

Da die Drehachse eines jeden Umlenkhebels in der Mittelachse des Druckgasschalters liegt, läßt er sich mit demselben Durchmesser herstellen wie herkömmliche Druckgasschalter. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn er als Freiluftschalter mit einem Porzellanisolator gasdicht gekapselt wird. Die Kosten für einen Porzellanisolator steigen mit seinem Durchmesser erheblich an. Der Hebelmechanismus ist ein besonders einfaches und robustes Mittel, um eine gegenläufige Bewegung der Kontaktstücke hervorzurufen. Da die Kraftübertragung über die Isolierstoffdüse erfolgt, braucht der Hebelmechanismus selbst keine isolierenden Elemente (z. B. Isolierstangen) zu enthalten.Since the axis of rotation of each bell crank in the Central axis of the pressure gas switch, it can be with produce the same diameter as conventional ones Air blast switch. This is particularly beneficial if he gas-tight as an outdoor switch with a porcelain insulator is encapsulated. The cost of a porcelain insulator increase significantly with its diameter. The Lever mechanism is a particularly simple and robust Means to reverse movement of the contact pieces cause. Because the power transmission over the The insulating mechanism takes place, the lever mechanism needs no insulating elements themselves (e.g. insulating rods) to contain.

Der topfförmige Kontakteinheitskörper nach Anspruch 2 sorgt für eine dielektrische Abschirmung des Umlenkhebels mit seinen Drehgelenken gegen die Unterbrechungsstelle. The cup-shaped contact unit body according to claim 2 provides for a dielectric shielding of the bell crank with his swivel joints against the point of interruption.

Mittels des Kraftübertragungselements an der Isolierstoffdüse gemäß Anspruch 3 wird der Drehpunkt der an der Isolierstoffdüse angebrachten ersten Stange geradlinig geführt.By means of the power transmission element on the Isolierstoffdüse according to claim 3 is the fulcrum of the the first rod attached to the insulating material in a straight line guided.

Vorzugsweise wird das Kraftübertragungselement, das sich bezüglich des Kraftflusses zwischen Isolierstoffdüse und Umlenkhebel befindet, gemäß Anspruch 5 in einem größeren Abstand zu dem gegenüberliegenden Kontaktkörper im Inneren des Kontakteinheitskörpers angeordnet. Dadurch sind die metallischen Verbindungselemente des Kraftübertragungselementes elektrisch geschirmt. Diese richtigen Übertragungselemente können damit ohne Rücksicht auf die elektrische Feldstärke optimal gestaltet werden. Weitere Vorteile dieser Ausführung sind:

1. Die Schlagweite entlang der Düsenaußenwand kann wesentlich größer ausgeführt werden als die Schlagweite in SF6. Dies ist wichtig, weil die Spannungsfestigkeit an der Isolierstoffoberfläche an der Außenseite der Düse im Vergleich zum SF6 durch Verschmutzung und Fremdpartikel herabgesetzt sein kann. Dies gilt bereits für den Neuzustand, aber noch mehr für den langjährigen Betrieb.

2. Auch die Schlagweite entlang der Düseninnenwand wird in ähnlichem Maße vergrößert. Diese Düseninnenwand ist durch die Lichtbogenbeanspruchung im Betrieb starken Beanspruchungen unterworfen.

3. Weiter wird auf diese Weise erreicht, daß die dielektrische Beanspruchung des festen Isolierstoffes der Düse stark vermindert ist. Dies ist für einen langjährigen störungsfreien Betrieb wichtig, weil sich Schädigungen im festen Isolierstoff akkumulieren können.

The force transmission element, which is located with respect to the force flow between the insulating material nozzle and the deflection lever, is preferably arranged at a greater distance from the opposite contact body in the interior of the contact unit body. As a result, the metallic connecting elements of the power transmission element are electrically shielded. These correct transmission elements can thus be optimally designed regardless of the electrical field strength. Other advantages of this version are:

1. The stroke length along the outer wall of the nozzle can be made much larger than the stroke distance in SF6. This is important because the dielectric strength on the surface of the insulating material on the outside of the nozzle can be reduced compared to the SF6 due to contamination and foreign particles. This already applies to the new condition, but even more so for many years of operation.

2. The stroke length along the inner wall of the nozzle is also increased to a similar extent. This inner wall of the nozzle is subject to severe stresses due to the arc stress during operation.

3. It is further achieved in this way that the dielectric stress on the solid insulating material of the nozzle is greatly reduced. This is important for long-term, trouble-free operation because damage can accumulate in the solid insulating material.

Der bzw. die Polytetrafluorethylen-Ringe nach Anspruch 8 sorgen für ein wartungsfreies gutes Gleiten des Kraftübertragungselements an der Innenwand des Hohlzylinders.The polytetrafluoroethylene ring or rings according to claim 8 ensure that the Power transmission element on the inner wall of the Hollow cylinder.

Wenn die Stromzuführung die Form eines Rohres hat und gemäß Anspruch 9 der Umlenkhebel in diesem Rohr untergebracht ist, ist dieser mit einfachen Mitteln und dabei besonders wirkungsvoll dielektrisch abgeschirmt. Den Hebelmechanismus zusätzlich gegen Zersetzungsprodukte zu schützen, ist sehr einfach möglich. Als rohrförmige Stromzuführung kann eine solche benutzt werden, wie sie in herkömmlichen Druckgasschaltern verwendet wird (beispielsweise in einem Druckgasschalter nach der Seite 4 im Firmenprospekt "SF6-Leistungsschalter mit Federenergieantrieb. 72,5-170 kV", A22 V.7.104/0993 DE der AEG Aktiengesellschaft, D-34123 Kassel-Bettenhausen). Der Durchmesser des mit einem Hebelmechanismus ausgerüsteten Druckgasschalters bleibt also gegenüber herkömmlichen Druckgasschaltern unverändert.If the power supply has the shape of a tube and according to Claim 9 of the bell crank housed in this tube it is simple and special effectively dielectric shielded. The lever mechanism It is also very important to protect against decomposition products simply possible. As a tubular power supply those used in conventional Gas pressure switches is used (for example in a Compressed gas switch according to page 4 in the company brochure "SF6 circuit breaker with spring energy drive. 72.5-170 kV ", A22 V.7.104 / 0993 DE from AEG Aktiengesellschaft, D-34123 Kassel-Bettenhausen). The diameter of the one Lever mechanism equipped compressed gas switch remains So unchanged compared to conventional pressure gas switches.

Durch die Kapselung nach Anspruch 12 werden die Gleitlager insbesondere gegen das Eindringen von Zersetzungsprodukten geschützt, die unter Einwirkung der Lichtbogenenergie entstehen. Damit ist ein solcher Hebelmechanismus im Hinblick auf eine langjährige Benutzung zuverlässiger als ein Getriebe mit Zahnrädern.By the encapsulation according to claim 12, the plain bearings especially against the penetration of decomposition products protected under the influence of the arc energy arise. So that such a lever mechanism in With regard to long-term use more reliable than a gear with gears.

Ein Hebelmechanismus aus Metall nach Anspruch 13 zeichnet sich durch seine Stabilität aus; dies wirkt sich besonders vorteilhaft bei den beiden (langen) Stangen aus, die an dem Umlenkhebel angebracht sind.A lever mechanism made of metal according to claim 13 stands out for its stability; this has a special effect advantageous with the two (long) poles attached to the Bellows are attached.

Wenn beide Kontaktstücke mittels des Hebelmechanismus sich gegenläufig zueinander verschieben, ist die Relativgeschwindigkeit zwischen ihnen größer als die Geschwindigkeit, mit der der Antrieb das eine der beiden Kontaktstücke in Bewegung versetzt. Auf diese Weise wird mit geringer Antriebsenergie eine hohe Kontakttrenngeschwindigkeit erreicht.If both contact pieces by means of the lever mechanism move in opposite directions to each other is the Relative speed between them greater than that Speed at which the drive is one of the two Contact pieces set in motion. That way high with low drive energy Contact separation speed reached.

Dies ist vor allem bei Druckgasschaltern gemäß Anspruch 14 von großem Nutzen, die nach dem Druckkammerprinzip arbeiten. Bei derartigen Schaltern liefert der Lichtbogen die Energie für seine Beblasung beim Ausschalten großer Ströme. Dazu dringt vom Lichtbogen erhitztes Isoliergas zunächst in eine Druckkammer ein. In der Nähe des Stromnulldurchgangs löst dieses erhitzte Isoliergas dann eine Isoliergasströmung aus der Druckkammer in den Bereich zwischen den Kontaktstücken aus. Nur für die Unterbrechung kleiner Ströme ist eine Kompressionseinrichtung erforderlich, die aber nur geringe Löschdrücke erzeugen muß und mit entsprechend geringer Geschwindigkeit bewegt werden kann. Für eine Lichtbogenbeblasung ist bei derartigen Hochspannungsschaltern somit lediglich eine recht niedrige Antriebsgeschwindigkeit erforderlich. Eine hohe Kontaktrenngeschwindigkeit ist aber auch bei derartigen Schaltern für das rückzündungsfreie Unterbrechen von kapazitiven Strömen notwendig.This is especially the case with pressure gas switches according to claim 14 of great use, according to the pressure chamber principle work. With such switches, the arc delivers the energy for its blowing when turning off large Streams. In addition, insulating gas heated by the arc penetrates first in a pressure chamber. In the vicinity of the This heated insulating gas then dissolves at zero current an insulating gas flow from the pressure chamber into the area between the contact pieces. Just for the break small currents is a compression device required, but which only has to generate low extinguishing pressures and be moved at a correspondingly low speed can. For an arc blow is such High-voltage switches are therefore only a very low one Drive speed required. A high Contact separation speed is also in such Switches for the reignition-free interruption of capacitive currents necessary.

Mit dem erfindungsgemäßen Schaltertyp wird eine hohe Kontakttrenngeschwindigkeit bei einem Ausschaltvorgang bei geringer Antriebsleistung erreicht. Die Energie für die Ausschaltung ist erheblich reduziert, wobei trotzdem eine recht hohe Ausschaltleistung erzielt wird. Bei Schaltern nach dem Druckkammerprinzip kommen die Vorteile des erfindungsgemäßen Hebelmechanismus also besonders gut zur Geltung.With the switch type according to the invention, a high Contact separation speed during a switch-off process low drive power achieved. The energy for that Switching off is considerably reduced, although one quite high breaking capacity is achieved. At switches the advantages of the pressure chamber principle Lever mechanism according to the invention so particularly well Validity.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet.Further preferred embodiments of the invention are in marked the other subclaims.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand zweier Zeichnungen, aus denen sich weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben, näher beschrieben.The following is an embodiment of the invention based on two drawings, from which further Details and advantages result, described in more detail.

Es zeigen

Fig. 1

einen Druckgasschalter in der Ausschaltstellung im Schnitt; und

Fig. 2

den Druckgasschalter aus Fig. 1 in der Einschaltstellung.

Show it

Fig. 1

a gas switch in the off position in section; and

Fig. 2

the gas switch from Fig. 1 in the on position.

Es zeigt die Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen senkrecht stehenden Schalterpol eines Druckgasschalters in der Ausschaltstellung.1 shows a longitudinal section through a vertical switch pole of a pressure gas switch in the off position.

Der Druckgasschalter ist mit Isoliergas, beispielsweise SF₆, gefüllt und seitlich von einem rohrförmigen Isolator 1 umgeben. Bezüglich des Schaltertyps handelt es sich um einen Freiluftschalter.The gas pressure switch is filled with insulating gas, for example SF ₆ , and is laterally surrounded by a tubular insulator 1. Regarding the switch type, it is an outdoor switch.

Der Druckgasschalter weist zwei gegenläufig entlang seiner Mittelachse M verschiebbare Kontaktstücke 2 und 3 auf, die eine Unterbrechungsstelle bilden. Das Kontaktstück 2 ist ein Kontaktstift und am Boden eines topfförmigen Kontakteinheitskörpers 4 angebracht.The gas pressure switch has two in opposite directions along its Center axis M movable contact pieces 2 and 3, the form an interruption point. The contact piece 2 is a contact pin and the bottom of a pot-shaped Contact unit body 4 attached.

Der Kontakteinheitskörper 4 umgibt das Kontaktstück 2 und die Mittelachse M des Druckgasschalters koaxial und weist mit seiner Öffnung in Richtung der Unterbrechungsstelle, und zwar nach unten.The contact unit body 4 surrounds the contact piece 2 and the central axis M of the gas pressure switch coaxial and points with its opening towards the point of interruption, and down.

Der Kontakteinheitskörper 4 ragt teleskopartig in einen rohrförmigen, in Richtung der Unterbrechungsstelle offenen Teil einer Stromzuführung 5 (für das Kontaktstück 2) hinein und ist aus ihr heraus bewegbar. Die Stromzuführung 5 umgibt ebenfalls koaxial die Mittelachse M des Druckgasschalters.The contact unit body 4 extends telescopically into one tubular, open towards the point of interruption Part of a power supply 5 (for the contact piece 2) and can be moved out of it. The power supply 5 also coaxially surrounds the central axis M of the Gas pressure switch.

Innerhalb dieser Stromzuführung 5 ist oberhalb des Kontakteinheitskörpers 4 ein Umlenkhebel 6 angeordnet, dessen Drehachse 17 die Längsachse des Druckgasschalters in einem rechten Winkel schneidet.Within this power supply 5 is above the Contact unit body 4, a bell crank 6 arranged, whose axis of rotation 17 is the longitudinal axis of the pressure gas switch in cuts at a right angle.

Der Umlenkhebel 6 weist zwei Hebelarme auf, an deren äußeren Enden jeweils drehbar eine Stange 7, 8 angebracht ist. Beide Stangen 7, 8 ragen nach unten. Die Stange 7 ist an ihrem unteren Ende drehbar im oberen Endbereich einer Isolierstoffdüse 9 befestigt. Die Isolierstoffdüse 9 umgibt seitlich die einander zugewandten Enden des Kontaktstücks 3 und des Kontaktstücks 2.The bell crank 6 has two lever arms, on the other outer ends each rotatably mounted a rod 7, 8 is. Both rods 7, 8 project downwards. The rod 7 is at its lower end rotatable in the upper end area Insulating nozzle 9 attached. The insulating nozzle 9 surrounds laterally facing ends of contact piece 3 and the contact piece 2.

Die Isolierstoffdüse 9 ist am oberen Abschluß eines hohlzylinderförmigen rnetallenen Kontaktkörpers 10 befestigt, welcher koaxial sowohl die Mittelachse M des Druckgasschalters als auch zum Teil das Kontaktstück 3 umschließt.The insulating nozzle 9 is at the top of a hollow cylindrical contact body 10 attached, which coaxially both the central axis M of the Pressure gas switch and partly the contact piece 3 encloses.

Bei diesem Kontaktstück 3 handelt es sich um einen Tulpenkontakt, der im Einschaltzustand des Druckgasschalters das Kontaktstück 2 an seinem Endbereich am Umfang berührt.This contact piece 3 is a Tulip contact that is in the on state of the Gas switch the contact piece 2 at its end touched on the scope.

Das Kontaktstück 3 ist am Boden des Kontaktkörpers 10 befestigt und mit ihm elektrisch leitend verbunden.The contact piece 3 is at the bottom of the contact body 10 attached and electrically connected to it.

Zwischen dem Kontaktstück 3 und der Isolierstoffdüse 9 ist ein kleiner Spalt vorhanden, der eine Verbindung zwischen dem Bereich zwischen den Kontaktstücken 2 und 3 (Schaltstrecke) einerseits und dem Inneren des Kontaktkörpers 10 andererseits herstellt.Is between the contact piece 3 and the insulating nozzle 9 there is a small gap that connects between the area between the contact pieces 2 and 3 (Switching distance) on the one hand and the inside of the Contact body 10 on the other hand.

Der Druckgasschalter arbeitet nach dem Druckkammerprinzip. Der Innenraum des Kontakkörpers 10 ist an dem der Unterbrechungsstelle abgewandten Ende durch einen Boden verschlossen. Der Innenraum des Kontaktkörpers 10 dient hierbei als Druckkammer 19. In diese Druckkammer 19 dringt bei einem Ausschaltvorgang zunächst vom Lichtbogen erhitztes Isoliergas ein. In der Nähe des Stromnulldurchgangs nimmt der Gasdruck in der Schaltstrecke ab, und es strömt das in der Druckkammer 19 zwischengespeicherte Isoliergas durch eine in der Isolierstoffdüse 9 befindliche Engstelle in den Bereich der Schaltstrecke und bebläst den Lichtbogen.The pressure gas switch works on the pressure chamber principle. The interior of the contact body 10 is on the End away from the break point through a floor locked. The interior of the contact body 10 serves here as a pressure chamber 19. Penetrates into this pressure chamber 19 in the case of a switch-off process, first from the arc heated insulating gas. In the vicinity of the At zero current, the gas pressure in the switching path increases and it flows in the pressure chamber 19 temporarily stored insulating gas through a in the Isolierstoffdüse 9 located in the area of Switching path and blows the arc.

Bei kleinen Ausschaltströmen wird die Beblasung des Lichtbogens mittels einer Kompessionseinrichtung erzeugt, die aus dem als feststehender Zylinder ausgebildeten vorderen Teil der Stromzuführung 14 und einem beweglichen Kolben 21 besteht, der zugleich der Boden der Druckkammer 19 ist. Der bewegliche Kolben 21 und der Zylinder umschließen einen Kompressionsraum 20.With small switch-off currents, the blowing of the Arc generated by means of a compaction device, those made from the fixed cylinder front part of the power supply 14 and a movable Piston 21, which is also the bottom of the pressure chamber 19 is. The movable piston 21 and the cylinder enclose a compression space 20.

Das Löschgas strömt bei der Beblasung des Lichtbogens von dem Kompressionsraum 20 über Rückschlagventile 23 zur Druckkammer 19 und von dort zur Isolierstoffdüse 9. Überdurckventile 24 begrenzen den Druck in dem Kompressionsraum 20 und entlasten damit den Antrieb 11.The extinguishing gas flows from when the arc is blown the compression space 20 via check valves 23 Pressure chamber 19 and from there to the insulating nozzle 9. Overpressure valves 24 limit the pressure in the Compression chamber 20 and thus relieve the drive 11.

Rückschlagventile 25 geben bei der Einschaltung die Gasströme in den Kompressionsraum 20 frei. Check valves 25 give the when switched on Gas flows into the compression space 20 free.

Mittels eines motorischen Antriebs 11 , der im unteren Teil des Druckgasschalters angeordnet ist, wird eine senkrecht in der Mittelachse M des Druckgasschalters angeordnete Antriebsstange 12 während eines Einschaltvorgangs nach oben und während eines Ausschaltvorgangs nach unten bewegt. Die Antriebsstange 12 stetzt sich in Richtung der Unterbrechungsstelle in einem Rückblasrohr 26 fort. Die Antriebsstange 12 ist koaxial von einem rohrförmigen Isolator 13 umgeben. Oben schließt sich an den Isolator 13 das Ende einer Stromzuführung 14 für das Tulpenkontaktstück an.By means of a motor drive 11 in the lower part the pressure switch is arranged, one becomes vertical arranged in the central axis M of the gas pressure switch Drive rod 12 up during a switch-on process and moved down during a shutdown. The Drive rod 12 sits in the direction of Break point in a blowback pipe 26 continues. The Drive rod 12 is coaxial from a tubular Isolator 13 surrounded. Above is insulator 13 the end of a power supply 14 for the tulip contact piece on.

Die Stromzuführung 14 umgibt koaxial die Mittelachse M des Druckgasschalters und ist rohrförmig ausgebildet, wobei ihr unteres Ende tellerförmig waagerecht nach außen geführt ist. Dort sind zum Außenbereich des Druckgasschalters elektrische Anschlußmöglichkeiten vorhanden. Innen ist in dem tellerförmigen Ende der Stromzuführung 14 eine Öffnung für die Antriebsstange 12 vorhanden. Diese Öffnung stimmt mit der inneren Querschnittsfläche des rohrförmigen Teils der Stromzuführung 14 überein.The power supply 14 coaxially surrounds the central axis M of the Gas pressure switch and is tubular, being her lower end plate-shaped horizontally led outwards is. There are to the outside of the pressure gas switch electrical connection options available. Inside is in the plate-shaped end of the power supply 14 an opening for the drive rod 12 available. This opening is correct with the inner cross-sectional area of the tubular part the power supply 14 match.

Auf dem tellerförmigen Ende dieser Stromzuführung 14 ist der Isolator 1 angebracht. Die Übergänge vom Isolator 1 und vom Isolator 13 zum tellerförmigen Ende der Stromzuführung 14 sind jeweils gasdicht ausgeführt. On the plate-shaped end of this power supply 14 is the insulator 1 attached. The transitions from isolator 1 and from the insulator 13 to the plate-shaped end of the power supply 14 are gas-tight.

Der Kontaktkörper 10 läßt sich bei Schaltvorgängen teleskopartig in die Stromzuführung 14 hinein- und aus ihr herausbewegen. Über Federkontakte, die am oberen Rand der Stromzuführung 14 angebracht sind, besteht in jeder Schalterstellung ein leitender Kontakt zwischen der Stromzuführung 14 und dem Kontaktkörper 10 mit dem Kontaktstück 3.The contact body 10 can be used during switching operations telescopically into and out of the power supply 14 move out. Via spring contacts at the top of the Power supply 14 are attached, exists in each Switch position a conductive contact between the Power supply 14 and the contact body 10 with the Contact piece 3.

An dem dem Antrieb 11 abgewandten Ende der Antriebsstange 12 ist der Kontaktkörper 10 mit der Isolierstoffdüse 9 befestigt. Die Isolierstoffdüse 9 weist an ihrem von dem Kontaktstück 3 abgewandten Ende ein tellerförmiges Kraftübertragungselement 15 aus Metall auf, das sich von der Isolierstoffdüse 9 radial bis zur Innenwand des topfförmigen Kontakteinheitskörpers 4 erstreckt. Dabei besteht zur Innenwand des Kontakteinheitskörpers 4 eine gleitende Verbindung mit einem oder mehreren Ringen aus PTFE. Auf diese Weise wird die Isolierstoffdüse 9 mit der daran drehbar angebrachten Stange 7 geführt.At the end of the drive rod facing away from the drive 11 12 is the contact body 10 with the insulating material nozzle 9 attached. The Isolierstoffdüse 9 points at her from that Contact piece 3 facing away from a plate-shaped Power transmission element 15 made of metal, which is from the insulating nozzle 9 radially to the inner wall of the Pot-shaped contact unit body 4 extends. there exists to the inner wall of the contact unit body 4 sliding connection with one or more rings PTFE. In this way, the insulating nozzle 9 with the rod 7 rotatably mounted thereon.

Gleichzeitig mit der Stange 7 bewegt sich die andere an dem Umlenkhebel 6 angebrachte Stange 8. Sie ist mit ihrem unteren Ende über ein Drehgelenk am Boden des Kontakteinheitskörpers 4 befestigt, und zwar an der der Unterbrechungsstelle abgewandten Seite. Simultaneously with the rod 7, the other moves on the Deflection lever 6 attached rod 8. It is with your lower end via a swivel at the bottom of the Contact unit body 4 attached to the Interruption point facing away.

Der Kontakteinheitskörper 4 wird durch den rohrförmigen Teil der Stromzuführung 5 geführt. Dadurch ist auch für eine geradlinige Führung des Kraftübertragungselements 15 gesorgt, das wiederum innerhalb des Kontakteinheitskörpers 4 gleitend gelagert ist. Federkontakte 22 an der Innenwandung der Stromzuführung 5 sorgen für einen leitenden Kontakt zwischen der Stromzuführung 5 und der Außenwandung des (metallenen) Kontakteinheitskörpers 4.The contact unit body 4 is through the tubular Part of the power supply 5 out. This is also for straight-line guidance of the power transmission element 15 worried, which in turn within the contact unit body 4 is slidably mounted. Spring contacts 22 on the Inner wall of the power supply 5 ensure one conductive contact between the power supply 5 and the Outer wall of the (metal) contact unit body 4.

Die Stromzuführung 5 geht oben über in einen Deckel, der den Isolator 1 nach oben gasdicht abschließt und an dem außen elektrische Anschlußmöglichkeiten vorhanden sind.The power supply 5 merges into a cover at the top the insulator 1 gas-tight at the top and on the outside electrical connection options are available.

Während eines Einschaltvorgangs wird die Antriebsstange 12 mit dem Rückblasrohr 26 und dem Kontaktkörper 10 nach oben bewegt, dabei verschiebt sich der Kontakteinheitskörper 4 nach unten.During a switch-on process, the drive rod 12 with the blow-back tube 26 and the contact body 10 upwards moves, the contact unit body 4 moves downward.

Bei Erreichen eines bestimmten Hubes kommen zunächst die Kontaktstücke 2 und 3 miteinander in Berührung. Im Verlauf der weiteren Einschaltbewegung kommen die Nennstromkontakte 16, die im unteren Bereich des Kontakteinheitskörpers 4 befestigt sind, mit der Außenwand des Kontaktkörpers 10 in Berührung und ermöglichen einen Stromfluß über die obere Stromzuführung 5, den Kontaktkörper 10 und die untere Stromzuführung 14. Auch in der Einschaltstellung fließt der (Nenn-)Strom über die genannten Elemente.When a certain stroke is reached, the first come Contact pieces 2 and 3 in contact with each other. In the course The nominal current contacts come with the further switch-on movement 16, in the lower region of the contact unit body 4 are attached to the outer wall of the contact body 10 in Touch and allow current to flow across the top Power supply 5, the contact body 10 and the lower Power supply 14. The flows also in the switch-on position (Nominal) current over the elements mentioned.

Fig. 2 zeigt den Druckgasschalter in der Einschaltstellung. Die einzelnen Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. Im Vergleich mit dieser Fig. ist deutlich zu sehen, daß der Umlenkhebel 6 nun zur anderen Richtung geneigt ist.Fig. 2 shows the gas pressure switch in the on position. The individual parts have the same reference numerals provided as in Fig. 1. In comparison with this Fig clearly seen that the bell crank 6 to the other Direction is inclined.

Bei einem Ausschaltvorgang löst sich zunächst die elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktkörper 10 und den Nennstromkontakten 16. Der Strom kommutiert dann auf die Kontaktstücke 2 und 3.When the device is switched off, it is released first electrical connection between the contact body 10 and the nominal current contacts 16. The current then commutates contacts 2 and 3.

Im weiteren Verlauf der Ausschaltbewegung trennen sich auch diese Kontaktstücke 2 und 3, und es bildet sich zwischen ihnen ein Lichtbogen aus.In the further course of the switch-off movement also separate these contact pieces 2 and 3, and it forms between arc them out.

Die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kontaktkörper 10 und dem Kontakteinheitskörper 4 ist die Summe aus dem Betrag der Absolutgeschwindigkeit des Kontaktkörpers 10 und dem Betrag der Absolutgeschwindigkeit des Kontakteinheitskörpers 4.The relative speed between the contact body 10 and the contact unit body 4 is the sum of the Amount of the absolute speed of the contact body 10 and the absolute speed of the Contact unit body 4.

Für die rückzündungsfreie Unterbrechung von kapazitiven Strömen ist die Relativgeschwindigkeit der "Kontaktsysteme" (Kontaktkörper 10/Kontaktstück 3 und Kontakteinheitskörper 4/Kontaktstück 2) zueinander ausschlaggebend. Andererseits ist die Absolutgeschwindigkeit der Kompressionseinrichtung bei Schaltern, die nach dem Druckkammerprinzip arbeiten, von untergeordneter Bedeutung. Mit dem beschriebenen Druckgasschalter ist es damit möglich - bei gleichbleibender Ausschaltleistung - die Absolutgeschwindigkeit des Kontaktkörpers 10 erheblich zu reduzieren. Der Antrieb kommt daher mit deutlich weniger Energie aus. For the re-ignition-free interruption of capacitive Flow is the relative speed of the "contact systems" (Contact body 10 / contact piece 3 and contact unit body 4 / contact piece 2) crucial to each other. on the other hand is the absolute speed of the compression device for switches that work according to the pressure chamber principle, of minor importance. With the described Compressed gas switch it is possible - at constant breaking capacity - the Absolute speed of the contact body 10 increases significantly to reduce. The drive therefore comes with significantly less Energy out.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Isolatorinsulator

22

(zweites) Kontaktstück(second) contact piece

33

(erstes) Kontaktstück(first) contact piece

44

KontakteinheitskörperContact unit body

55

Stromzuführungpower supply

66

UmlenkhebelUmlenkhebel

77

(erste) Stange(first) pole

88th

(zweite) Stange(second) pole

99

Isolierstoffdüseinsulating

1010

KontaktkörperContact body

1111

Antriebdrive

1212

Antriebsstangedrive rod

1313

Isolatorinsulator

1414

Stromzuführungpower supply

1515

KraftübertragungselementPower transmission element

1616

NennstromkontakteRated current contacts

1717

Drehachseaxis of rotation

1818

Federkontaktspring contact

1919

Druckkammerpressure chamber

2020

Kompressionsraumcompression chamber

2121

(beweglicher) Kolben(movable) piston

2222

Federkontaktspring contact

2323

Rückschlagventilcheck valve

2424

ÜberdruckventilPressure relief valve

2525

Rückschlagventilcheck valve

2626

Rückblasrohrblow back tube

Claims (14)

1. Air blast switch with the following characteristics:

   the circuit-breaker has at least one point of break;

   a first and a second contact maker (3, 2) belong to each point of break, respectively;

   the contact makers (2, 3) of at least one point of break are coupled to a reversing lever (6) via a lever mechanism that has at least one of two lever arms;

   the contact makers (2, 3) of this/these point(s) of break can be driven along the centre line (M) of the air blast switch in opposite directions with respect to each other by means of a single driving mechanism (11);

   a nozzle of insulating material (9) that is co-axial with respect to the centre line (M) is attached to the first contact maker (3) of this/these point(s) of break;

   the axis of rotation of the reversing levers (6) intersects the centre line (M) of the air blast switch at right-angles;

   a rod (7, 8) is in each case attached to both lever arms by a swivel joint;

   the first rod (7) is rotatably connected with the nozzle of insulating material (9)

   the second rod (8) is rotatably coupled with the second contact maker (2), characterised in that power transmission is effected via the nozzle of insulating material (9).
2. Air blast switch according to claim 1, characterised by the following characteristics:

   the second contact maker (2) is attached to the bottom of a cup-shaped unitary contact piece (4) that surrounds it coaxially;

   the unitary contact piece (4) is attached to the second rod (8) by means of a swivel joint;

   its open end is turned towards the point of break;

   it is positioned coaxially with respect to the centre line (M) of the air blast switch;

   there is an opening in its base, through which the first rod (7) is led;

   the unitary contact piece (4) has at least an outside wall that is electrically conductive;

   the outside wall is connected with the second contact maker (2) so as to be electrically conductive;

   it is connected with a fixed power lead (5) for the second contact maker (2) by means of at least one sliding contact.
3. Air blast switch according to claim 2, characterised by the following characteristics:

   a one-piece or multi-part power transmission element (15) is attached to the nozzle of insulating material (9);

   the power transmission element (15) reaches from the nozzle of insulating material (9) radially towards the inner wall of the unitary contact piece (4);

   it slides on the inner wall of the unitary contact piece (4).
4. Air blast switch according to claim 3, characterised in that the power transmission element (15) has struts which engage within slots in the nozzle of insulating material (9);
5. Air blast switch according to any one of claims 3 or 4, characterised in that the power transmission element (15) is positioned within the unitary contact piece (4) in such a manner that the sparking distance along the outer wall of the nozzle of insulating material (9) is greater in the switch-off position than the sparking distance in the insulating gas.
6. Air blast switch according to claim 5, characterised in that the edge of the unitary contact piece turned towards the point of break (4) in the switch-off position protrudes a certain distance beyond the power transmission element (15) in the direction of the point of break.
7. Air blast switch according to claim 6, characterised in that the distance amounts to at least 2 cm.
8. Air blast switch according to any one of claims 3 to 7, characterised in that the power transmission element (15) is guided on its outer periphery within the unitary contact piece by one or several rings of polytetrafluoroethylene (PTFE).
9. Air blast switch according to any one of claims 2 to 8, characterised by the following characteristics:

   the power lead (5) for the second contact maker (2) has the configuration of a tube that is aligned coaxially with respect to the to the centre line, at least as regards the part turned towards the point of break;

   laterally, it surrounds the reversing lever (6);

   the sliding contact is an electrically conductive, resilient element that is secured to the power lead;

   the unitary contact piece (4) can be moved telescopically into and out of the power supply unit (5);
10. Air blast switch according to any one of the preceding claims, characterised by the following characteristics:

    the first contact maker (3) is attached to the bottom of a contact unit (10) that is shaped like a hollow cylinder;

    the contact unit (10) surrounds the contact maker (3) coaxially;

    the nozzle of insulating material (9) is mounted on the closure of contact unit (10) that is turned towards the point of break;

    in the longitudinal direction, the nozzle of insulating material (9) reaches from the contact unit (10) in the direction of the point of break;

    the contact unit (10) is electrically conductive, at least along the lateral outer wall;

    it is continuously in an electrically conductive relationship with fixed power supply (14);
11. Air blast switch according to claim 10, characterised as follows:

    the power lead (14) has the shape of a tube that is coaxially positioned around the centre line (M);

    the contact unit (10) can be moved telescopically out of and into the power supply unit (14);

    a spring contact (18) is attached to the power supply lead (14);

    in all switch settings, the spring contact (18) is in touch with the outer wall of the contact unit (10).
12. Air blast switch according to any one of the preceding claims, characterised in that the swivel joints on the reversing lever (6) and on the rods (7, 8) are encapsulated slide bearings.
13. Air blast switch according to any one of the preceding claims, characterised in that the reversing lever (6) and the rods (7, 8) consist of metal.
14. Air blast switch according to any one of the preceding claims, characterised in that may take the form of a switch that operates according to the pressure chamber principle.

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