DE1665254C3 - Elektrischer Preßgasschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Preßgasschalter mit einer mit Löschgas unter Druck gefüllten Schaltkammer, in der sich mindestens ein Paar zusammenarbeitender, ie von einem festen Kontaktträger getragener Kontaktstücke befindet, wobei mindestens eines dieser Kontaktstücke einen zentralen Kanal zum Abführen von Löschgas aufweist und mindestens eines dieser Kontaktstücke bewegbar angeordnet ist, das an se^!nem von der Unterbrechungsstelle abgekehrten Ende mit einem wenigstens zum Ausschalten oienenden Antriebskolben versehen und durch eine Rückstellkraft in seine Finschaltrichtung bewegbar ist. welcher Kolben an seiner von der Unterbrechungsstelle abgekehrten Seite mit dem Abfuhrkanal in offener Verbindung steht, wobei die Kontaktstücke mit sie umgebenden, zusammenarbeitenden Teilen eines Blasventiles mit ringförmiger Dichtungsfläche verbunden sind, welches Blasventil im geschlossenen Zustand des Schalters geschlossen ist und den Abfuhrkanal von der Schaltkammer trennt, aber beim Beginn des Ausschaltvorganges über dem mit dem beweglichen Kontakt gemeinsamen Antriebskolben geöffnet wird und Löschgas zum Losehen des Schaltbogens aus der Schaltkammer entweichen läßt, und wobei die Kontaktstücke im geschlossenen Zustand des Schalters durch eine mindestens zum Teil durch den Druck des sich in der Schaltkammer befindenden Löschgases erzeugte Festhaltekraft miteinander in Berührung gehalten werden.

Ein Preßgasschalter dieser Art ist aus der DT-AS 1 048 981 bekannt. Bei diesem bekannten Schalter ist der Kolben des bewegbaren Kontaktstückes vom Druck in der Schaltkammer getrennt, so daß dieses Kontaktstück während des Ausschaltvorganges durch von außen her in den Zylinderraum eingeführtes Druckgas in der Ausschaltrichtung getrieben werden muß. Das Blasventil, das dem Gasdruck in der Schaltkammer ausgesetzt ist, hat einen Durchmesser, der etwas kleiner als der Durchmesser des Kolbens ist, und es wird durch eine Feder in den geschlossenen Zustand gedrückt. Daraus geht hervor, daß die Kraft, durch die der Schalter im geschlossenen Zustand gehalten wird, groß ist. und daß nach einem Ausschaltbefehl zunächst der wirksame Zylinderraum sich bis zu einem Druck füllen muß, der mindestens etwa gleich dem Druck in der Schaltkammer ist. Dieses Füllen erfordert verhältnismäßig viel Zeit, besonders wenn das Druckgas SFb-Gas ist, das nur sehr langsam durch Leitungen strömt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Cimnde. einen solchen Preßgasschalter zu schaffen, der sofort nach dem Ausschaltbefehl in Wirkung tritt und in einfacher Weise die Verwendung mechanischer Mittel ermöglicht, durch die der Stand des bewegbaren Kontaktes angezeigt wird und die Kupplung des beweglichen Kontaktes mit dem bewegbaren Kontakt eines in Reihe geschalteten Kontaktpaares oder mit einem mit dem Preßgasschalter in Reihe geschalteten Trennschalter ohne verwickelte Mittel ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die der Unterbrechungsstelle zugekehrte Seite des Antriebskolbens mit der Schaltkammer in offener Verbindung steht, daß der mittlere Durchmesser der ringförmigen Dichtungsfläche des Blasventiles dem Durchmesser des Antriebskolbens mindestens gleich ist und daß das bewegbare Kontaktstück außerdem durch mechanische Kupplungsorgane mit einem äußeren Hilfsantrieb gekuppelt ist, durch welchen Hilfsantrieb das bewegbare Kontaktstück wenigstens beim Beginn des Ausschaltvorganges gegen die Festhaltekraft bewegt und dadurch das Blasventil geöffnet, dagegen sofort nach dem öffnen des Blasventiles haumsächlieh

durch das seinen Antriebskolbcn beaufschlagende Löschgas der Schalt kammer in seine ausgeschalte ie Endlage getrieben wird.

Beim Preßgasschalter nach der Erfindung ist der Antnebskolben des bewegbaren Kontaktstückes also dauernd dem Druck in der Schaltkammer ausgesetzt. Da dieser Druck auch auf das geschlossene Blasventil wirkt und der mittlere Durchmesser des Blasventils entweder dem Kolbendurchmesser gleich ist. so daß eine zusätzliche Festhaltekraft notwendig ist, oder etwas größer als der Kolbendurchmesser ist, so daß die Festhaltekraft vom Druck in der Schaltkammer geliefert wird, braucht der Hilfsantrieb während des Ausschaitvorganges nur diese Festhaltekraft zu überwinden. Diese Festhaltekraft braucht nur verhältnismäßig klein /u sein, so daß der Hilfsantrieb leicht ausgeführt sein kann. Sobald nach dem Ausschaltbefehl der Hilfsantrieb das Blasventil mechanisch ein wenig geöffnet hat, wird das Kontaktstück durch den vollen, nur den Kolbi-n beaufschlagenden Löschgasdruck zur Ausschalilage getrieben. Dieser Druck steht unmittelbar lur Verfügung, so daß der Schaltet sofort auf den Ausichaltbefehl anspricht. Außerdem kann die mechani- «che Kupplung, z. B. die Kupplungsstange zwischen dem leichten Hilfsantrieb und dem bewegbaren Kontaktstück für die Standanzeigung, die Kupplung mit bewegbaren Kontaktstücken in Reihe geschalteter Untcrbrechungsstellen des Schalters und die Kupplung mit «inem in Reihe geschalteten Trennschalter verwendet »erden.

Schwer im Preßgasschalter unterzubringende Rück-Itellfedern können in einfacher Weise vermieden werden, wenn der Schaller so ausgeführt wird, daß das bewegbare Kontaktstück durch eine Kupplungsstange, an der ein dauernd dem Druck des Löschgases der Schaltkammer ausgesetzter, in einem Zylinder bewegbarer Hilfskolben zur Erzeugung der Rückstellkraft und mindestens eines Teiles der Festhaltekraft befestigt ist, mit dem Hilfsantrieb gekuppelt ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert werden. In der Zeichnung ist

F i g. 1 ein vertikaler Schnitt eines Preßgasschaiters mit zwei in Reihe geschalteten Paaren zusammenarbeitender Kontakte,

F 1 g. 2 ein vertikaler Schnitt eines weiteren Ausfüh-(Pungsbeispiels eines Preßgasschaiters mit einem Paar tusammenarbeitender Kontaktstück, die beide beweglich sind, und

F i g. 3 ein vertikaler Schnitt eines Kontaktpaares von wieder einem anderen Preßgasschalter, wobei das bewegliche Kontaktstück wie ein entlasteter Steuer- «chieber mit dem Träger des festen Kontaktes zusammenarbeitet.

InI i g. 1 ist 1 ein mit Erde zu verbindendes metallenes Gefäß. In diesem Gefäß befinden sich drei elek-Irisch leitende Kontaktträger 2, 3 und 4, die durch Isolutoren 5, 6, 7 und 8 in Entfernung voneinander und vom Gefäß 1 gehalten werden. Die Kontaktträger 2 tind 4 sind mit Verbindungsleitern 9 und 10 zum Anschluß des Schalters an dem zu unterbrechenden Stromkreis verbunden. Der Kontaktträger 2 trägt einen aus einem Kranz von Kontaktfingern Il bestehenden festen Kontakt. Mit diesem festen Kontakt wirkt ein axial bewegliches Kontaktstück 12 zusammen, das mit einem in einem Zylinder 13 beweglichen ^ft5 Antriebskolben 14 ein Ganzes bildet und mit diesem Kolben auf einem festen Rohr 15 zum Ablaß von Löschgas schieben kann. Das Ablaßrohr 15 ist über einen Kanal 16 des Kontaktträgers 3 an einem aus Rohren 17,18,19 aus Isoliermaterial zusammengesetzten Ablaßrohr angeschlossen, das zu einer nicht dargestellten Deionisationskammer führt, in der der Druck während des Ausschaltvorganges zunimmt. Der Zylin der 13 und das Ablaßrohr 15 sind am Kontaktträger 3 befestigt.

Ein ähnliches Paar zusammenarbeitender Kontakte 11'. 12' mit Zubehör ist zwischen den Kontaktträgern 3 und 4 angeordnet.

Die beweglichen Kontaktbrücke 12, 12' sind je mit einer ringförmigen Dichtungsfläche 20, 20' versehen, die mit einer ringförmigen Dichtfläche 21, 2Γ zusammenarbeitet, die durch den Kontaktträger 2 bzw. 3 getragen wird. Dieser Schalter ist nur zum Unterbrechen des Stromkreises und zum Löschen des Schaltbogens geeignet, so daß er im Stromkreis in Reihe mit einem Trennschalter (nicht dargestellt) geschaltet ist. Normalerweise ist der Schalter geschlossen, und die Dichtungsflächen 20, 20' sind gegen die Dichtflächen 21, 21' gedruckt, so daß die Schaltkammer 22, in der sich üblicherweise Löschgas unter Druck befindet, von den Ablaßkanälen 15, 15'. 16, 16'. 17. 18, 19 getrennt ist. Durch den Kanal 23 hindurch wird die Schaltkammer 22 mit Löschgas gespeist.

Die beweglichen Kontaktstücke 12, 12' sind durch Stangen 24, 25 aus Isoliermaterial und eine Metallstange 26 miteinander, mit einem in einem Zylinder 27 beweglichen, dem Druck des Löschgases ausgesetzten Kolben 28 zur Lieferung einer Rückstellkraft sowie mit einem Hilfsantrieb gekuppelt, welcher Hilfsantrieb aus einem festen Kolben 29 und einem in bezug darauf beweglichen Zylinder 30 besteht, der durch einen Arm 31 mit der Stange 26 gekuppelt ist.

Im geschlossenen Zustand des Schalters wirkt das sich in der Schaltkammer befindende Löschgas auf den Kolben 28 und auf die ringförmigen Flächen, die durch die Außendurchmesser der Dichtungsflächen 20, 20' und die Außendurchmesser der Kontaktstücke 12, 12' begrenzt sind, in der Einschaltrichtung und auf die ringförmigen Flächen, die durch die Außendurchmesser der Kolben 14, 14' und die Außendurchmesser der Kontaktstücke 12, 12' begrenzt sind, in der Ausschaltrichtung. Die durch das Löschgas auf die beweglichen Kontaktstücke 12, 12' in der Einschaltrichtung ausgeübte Kraft ist größer als die durch das Löschgas auf diese Kontaktstücke in der Ausschaltrichtung ausgeübte Kraft, so daß diese Kontaktstücke durch eine Festhaltekraft in der eingeschalteten Lage und die Blasventile 20. 21 und 20', 21' durch diese Kraft im geschlossenen Zustand festgehalten werden, welche Festhaltekraft der Differenz der durch das Löschgas auf die beweglichen Kontaktstücke und den Kolben 28 ausgeübten Kräfte gleich ist. Durch richtige Ausführung und Bemessung der beweglichen Kontaktstücke 12, 12' und des Zylinders 27 mit dem Kolben 28 kann die Festhaltekraft bei einem bestimmten Druck des Löschgases den kleinsten zulässigen Wert erhalten, so daß der Hilfsantrieb zum Einleiten des Ausschaltvorganges, d. h. zum öffnen der Blasventile 20, 21 und 20', 21' nur diese minimale Festhaltekraft zu überwinden braucht. Wählt man die Verhältnisse richtig, so können der Hilfsantrieb 29, 30 und die Kupplungsstangen 24, 25 leicht ausgeführt werden.

Sobald die Dichtungsflächen 20, 20' und die Dichtflächen 21, 21' voneinander getrennt worden sind, fällt der Druck des Löschgases auf die ringförmigen Flächen der Ventilteile in der Einschaltrichtung weg, und größe-

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re ringförmige Kolbenflächen, d.h. diejenigen, die durch die Außendurchmesser der Kolben 14, 14' und die Außendurchmesser der Ablaßkanäle 15, 15' begrenzt sind, werden dann dem in der Ausschaltrichtung gerichteten Druck des Gases ausgesetzt, so daß die beweglichen KontaktstUcke 12, 12' mit großer Geschwindigkeit durch das Löschgas in der Ausschaltrichuing getrieben werden. Im vorliegenden Fa'le wird die Ausschaltbewegung außerdem durch die Wirkung des Hilfsantriebes 29,30 beschleunigt.

Beim Schalter nach F i g. 2 befinden sich im Metallgefäß 32 zwei durch Isolatoren 33, 34, 35 in !Entfernung voneinander und vom Gefäß gehaltene Kontaktträger 36, 37. Der Kontaktträger 36 trägt ein bewegliches Kontaktstück 38. das auf einem Ablaßrohr 39 verschiebbar angeordnet und zu seiner Bewegung in der Ausschaltrichtung an einem in einem Zylinder 40 beweglichen Kolben 41 befestigt ist. In derselben Weise trägt der Kontaktträger 37 ein zweites bewegliches Kontaktstück 42, das auf einem Ablaßrohr 43 verschiebbar angeordnet und für seine Bewegung in der Ausschaltrichtung an einem in einem Zylinder 44 be weglichen Kolben 45 befestigt ist. Das Kontaktstück 38 ist mit einem Kranz von Kontaktfingern 46 versehen, die im eingeschalteten Zustand des Schalters den freien Endteil des Kontaktstückes 42 umklcmmen. Die Kontaktstücke 42 und 38 bilden zusammen gleichzeitig ein nicht entlastetes Ventil, und sie sind zu diesem Zweck mit einer Dichtfläche 47 bzw. einer damit zusammenarbeitenden Dichtfläche 48 versehen, welche Dichtflächen 47 und 48 dafür Sorge tragen, daß im eingeschalteten Zustand des Schalters die Löschgas unter Druck enthaltende Schaltkammer 49 von einem in offener Verbindung mit den Ablaßrohren 39 und 43 stehenden Löschgasablaßkanal 50 getrennt ist. Die Kontaktslücke 38 und 42 sind durch Rückstellfedern 51, 52 belastet, die die Kontaktstücke zueinander treiben, sobald die Druckdifferenz über die Kolben 41. 45 beim ausge schalteten Schalter ausreichend vermindert worden ist Das Kontaktstück 42 ist durch eine aus Isolatoren 53. 54 und metallenen Stangen 55, 56 zusammengesetzte Kupplungsstange mit einem äußeren Hilfsantrieb ge kuppelt, das aus einem festen Kolben 57 und einem beweglichen Zylinder 58 besteht, der durch einen Arm 59 mit der Stange 56 verbunden ist.

Im eingeschalteten Zustand dieses Schalters werden die Kontaktstücke 38 und 42 durch den Druck des Löschgases und der Rückstellfedern 51, 52 miteinander in Berührung gehalten, und die Dichtfläche 48 ist dann gegen die Dichtfläche 47 gedrückt, so daß das Löschgas nicht aus der Schaltkammer 49 entweichen kann. Sobald aber nach einem Ausschaltbefehl der Hilfsanirieb 57. 58 das durch die Dichtfläche 48 und die Dichtfläche 49 gebildete Ventil geöffnet hat, werden beide Kon taktstücke 38.42 mit großer Geschwindigkeit durch das Löschgas in der Ausschaltrichtung bewegt. Der Schalt- bogen wird durch das aus der Schaltkammer 49 durch die Rohre 39 und 43 hindurch zum Ablaßkanat 50 entweichende Löschgas gelöscht

Der Schalter, von dem F i g. 3 nur ein Paar zusam menarbeitender Kontakte zeigt hat feste Kontaktträger 60, 61, die je ein Löschgas-Ablaßrohr 62 bzw. 63 tragen. Der Kontaktträger 60 trägt weiter einen aus einem Kranz von Kontaktfingern 64 bestehenden festen Kontakt, und der Kontaktträger 61 ist mit einem mit diesem festen Kontakt zusammenarbeilenden, axial beweglichen Kontaktstück 65 verschen, an dem ein in einem Zylinder 66 beweglicher Kolben 67 gebildet ist. Im eingeschalteten Zustand des Schalters bildet eine innere Zylinderfläche 68 des beweglichen Kontaktstük ίο kes 65 zusammen mit einer äußeren Zylinderfläche 69 eines durch den Kontaktträger 60 getragenen Ringes 17 mit einem Packungsring 71 einen Steuerschieber zum Trennen der unter hohem Druck stehenden Schaltkammer 72 von den Ablaürohrcn 62 und 63 im eingeschalteten Zustand des Schalters. Das Besondere dieses Schalters ist. daß der äußere Durchmesser des Kolbens 67 dem Durchmesser der Zylinderfläche 68 gleich ist. so daß dieser Steuerschieber im eingeschalteten Zustand des Schalters entlastet ist. Die Rückstellkraft und die Festhaltekraft werden in diesem Falle durch einen Zylinder 73 mit einem auf der Kupplungs stange 74 angeordneten, durch das Löschgas in der Schaltkammer 72 belasteten Hilfskolben 75 geliefert. Dazu kann aber auch eine auf die Kupplungsstange 74 oder unmittelbar auf den Rohrkontakt 65 wirkende Rückstell-Festhaltefeder angewendet werden. Der Hilfsantrieb zum Öffnen des Steuerschiebers 68.69 zum Einleiten des Ausschaltvorganges ist nicht gezeichnet.

Weiter wird es klar sein, daß die Rückstellkraft, die die beweglichen Kontaktstücke kurz nach dem Loschen der Schaltbogen zu der eingeschalteten Lage zu rücktreiben muß. im richtigen Augenblick die in der Ausschaltrichtung auf die Schaltkontakte wirkende Druckdifferenz überwinden muß. Diese Druckdifferenz, die in dem Zeitpunkt maximal ist, in welchem die Ventile gerade aufgestoßen werden, und die beweglichen Kontakte dann sozusagen mit einem Schlag zu ihrer ausgeschalteten Endlage treibt, nimmt danach ab, da der Druck in den Ablaßkanälen und daher auch der Druck, der in der Einschaltrichtung auf diese Kontakte ausgeübt wird, durch den Gegendruck des wegströmenden Löschgases zunimmt. Die Verhältnisse können nun derart gewählt werden, daß eine kleine Rücksteilkraft genügt, um den Schalter in den geschlossenen Zustand zurückzubringen. Diese Rückstellkraft kann, wie bereits beschrieben worden ist, dauernd vorhander sein, und sie kann dann durch einen auf den Druck ir der Schaltkammer wirkenden Rückstellkolben odei durch Rückstellfedern geliefert werden. Es. ist abei auch möglich, die Rückstellkraft durch den in entgegen gesetzter Richtung in Wirkung zu setzenden Hilfsan trieb liefern zu lassen. Im letzteren Falle ist die Rück Stellkraft während des Ausschaltvorganges gleich Null so daß sie der Ausschaltung nicht entgegen wirkt. Schließlich dient die Kupplungsstange gleichzeitig als Verbindungsstange zwischen den beweglichen Kon taktstücken in Reihe geschalteter Paare zusammenar bettender Kontakte, so daß während des Schaitvorgan ges alle Kontaktstücke gleichzeitig und in derselbe! Weise bewegt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Preßgasschalter mit einer mit Löschgas unter Druck gefüllten Schaltkammer, in der sich mindestens ein Paar zusammenarbeitender. je von einem festen Kontaktträger getragener Kon taktstücke befindet, wobei mindestens eines dieser Kontaktstücke einen zentralen Kanal zum Abführen von Löschgas aufweist und mindestens eines dieser Kontaktstücke bewegbar angeordnet ist. das «n seinem von der Unterbrechungsstelle abgekehrten Ende mit einem wenigstens zum Ausschalten dienenden Antriebskolben versehen und durch eine Rückstellkraft in seine Einschaltrichtung bewegbar ist. welcher Kolben an seiner von der Unterbrechungsstelle abgekehrten Seite mit dem Abfuhrkanal in offener Verbindung steht, wobe^; die Kontaktstücke mit sie umgebenden, zusammenarbeitenden Teilen eines Blasventiles mit ringförmiger Dichlungsfläche verbunden sind, welches Blasventil im geschlossenen Zustand des Schalters geschlossen ist und den Abfuhrkanal von der Schaltkammer trennt, aber beim Beginn des Ausschaltvorganges über dem mit dem beweglichen Kontakt gemeinsamen Antriebskolben geöffnet wird und Löschgas zum Löschen des Schaltbogens aus der Schaltkammer entweichen läßt, und wobei die Kontaktstücke im geschlossenen Zustand des Schalters durch eine mindestens zum Teil durch den Druck des sich in der Schaltkammer befindenden Löschgases erzeugte Festhaltekraft miteinander in Berührung gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die der Unterbrechungsstelle zugekehrte Seite des Antriebskolbens (14. 14' bzw. 45, 41 bzw. 67) mit der Schaltkammer (22 bzw. 49 bzw. 72) in offener Verbindung steht, daß der mittlere Durchmesser der ringförmigen Dichtungsfläche des Blasventils (20. 21. 20'. 21 ' bzw. 47. 48 bzw. 68. 69. 70, 71) dem Durchmesser des Antriebskolbens mindestens gleich ist. und daß das bewegbare Kontaktstück (12, Ϊ2 ' bzw. 42 bzw. 65) außerdem durch mechanische Kupplungsorgane (24, 25, 26 bzw. 53, 54, 55, 56 bzw. 74) mit einem äußeren Hilfsantrieb (29. 30, 31 bzw. 57. 58, 59) gekuppelt ist. durch welchen Hilfsantrieb das bewegbare Kontaktstück wenigstens beim Beginn des Ausschaltvorganges gegen die Festhaltekraft bewegt und dadurch das Blasventil geöffnet, dagegen sofort nach dem Öffnen des Blasventil hauptsächlich durch das seinen Antriebskolben beaufschlagende Löschgas der Schaltkammer in seine ausgeschaltete Endlage getrieben wird.

2. Preßgasschalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Kontaktstück (12. 12 ' bzw. 65) durch eine Kupplungsstange (24. 25, 26 bzw. 74), an der ein dauernd dem Druck des Löschf ases der Schaltkammer (22 bzw. 72) ausgesetzter. In einem Zylinder (30 bzw. 73) bewegbarer Hilfskoifcen (29 bzw. 75) zur Erzeugung der Rückstellkraft und mindestens eines Teiles der Festhaltekraft befeitigt ist, mit dem Hilfsantrieb gekuppelt ist.