DE1765153A1

DE1765153A1 - Selbstloeschender elektrischer Gasdruckschalter mit Schaltkammer mit einer Muendungsoeffnung

Info

Publication number: DE1765153A1
Application number: DE19681765153
Authority: DE
Inventors: Teijeiro Benito J Calvino Y
Original assignee: Magrini Fabbriche Riunite Magrini Scarpa e Magnano MSM SpA
Current assignee: Magrini Fabbriche Riunite Magrini Scarpa e Magnano MSM SpA
Priority date: 1967-04-13
Filing date: 1968-04-10
Publication date: 1971-07-01
Also published as: CH471456A; SE340113B; FR1559522A

Description

PATENTANWÄLTE ^V

dr. ing. H. NEGENDANK - DIPL.-ING. H. HAUCK · dipju-phys. W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTELLUNGSANSCHRIFT.· HAMBURG 36 · NEUER WAL·!. 41

TEL·. 8 6 74 28 UND »6 41 IS

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MAGRHTI Fabbriche Riunite Magrini-

Scarpa e Magnano M.S.M. - S. p. _A.^MÜ]VCHEN15 " ^MOZARTSTR·²³

TEL·.5380586

TKLSQR. NBGBDAPATHNT MÜNCHEN Mailand, Italien

Hamburg, 9. 4. 196b

Selbstlösehender elektrischer Gasdruckschalter mit; Schaltknmmer miu einer Mündungsöffnung .

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an selbstblasenden elektrischen Gasdruckschalter, durch welche die Leistung der Schaltkammem erheblich verbessert und insbesondere die zwischen den geöffneten Kontakten angelegte Spannung erhöht werden kann.

Elektrische Gasdrucksehalter und die Merkmale von Unterbrecher- oder Schaltkammern mit Axialbeblasung, die an diesen angeordnet sein können, wie auch die verschiedenen Kriterien, durch welche die formen und die Abmessungen der Schaitkammem bestimmx werden, sind bereits bekannt.

Insbesondere sind Sehaltkammern bekannt, die aus einem Körper mit einer Mündungsöffnung bestehen, wobei sich innerhalb dieses Körpers eine innere Zone geringer Oberfläche und zylindrischer Gestalt befindet, die zylindrische Zone genannt wird, in welcher eich zur Yerdichtungsverminderung dienende Ausnehmungen

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befinden, deren Ausiassquerschnitte infolgedessen parallel zur Schaltkammerlängsachse und aus diesem Grunde auch parallel zu dem Löschgasstrom liegen, wobei dieser Körper in seinem kegelstumpfförmig ausgebildeten unteren Abschnitt (im Inneren des Körpers und auf der Abströmseite dieser zylindrischen Zone geringer Oberfläche,^ajisserdem einige ringförmige Nuten von einem im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt aufweist« deren offene Basis in Richtung der Mündungsöffnung der Schaltkammer ausgerichtet ist, d.h. in einer Richtung, in welcher das Entweichen der Zersetzungsgase in der Richtung des Gasstromes der Löschgase begünstigt wird. Diese Schaltkammer hat in dem kegelstumpf förmig ausgebildeten unteren Abschnitt, welcher die ringförmigen Hüten aufweist (und weicher durch die zylindrische Zone geringer Oberflädoe und die Mündungsöffnung der Kammer begrenzt ist), eine lineare Axialausdehnung, deren Grosse von der Betriebsnennspannung des Schalters abhängt.

Es hat sich gezeigt, dass für Schaltkammern, die entsprechend den vorgenannten Merkmalen ausgeführt sind, dann die besten Leistungen und die höchste Wirksamkeit erzielt werden können, wenn (wie bereits in einer früheren Patentanmeldung der Anmelderin ausgeführt worden ist) die Ausdehnung L des kegelstumpfförmig ausgebildeten unteren Abschnitts dieser Schaltkammer dem Wert genügt, der durch die nachstehend angegebene experimentelle Formel gegeben ist, wobei der Ausdruck "unterer" eine elektrische und nicht eine geometrische Bedeutung hat (da dieser "untere" Abschnitt in den Zeichnungen in der Tat als ein "oberer" Abschnitt Erscheint):

_T mm η Τ C

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wobei in der Formel TJ die Nennspannung des Schalters in kV und L die Länge in mm ist (siehe auch beiliegende Abbildungen).

An praktischen Ausführungen von solchen Körpern mit einer Mündungsöffnung hat sich jedoch gezeigt, dass die linere Axialausdehnung L des im wesentlichen stumpfkegelförmig ausgebildeten unteren Abschnittes der Schaltkammer bei bestimmten Werten von Betriebsnennspannungen zu einer Verminderung der bei geöffneten Kontakten anlegbaren Spannung führen kann. Zwecks Vermeidung dieses Nachteils wäre es erforderlich, den Trenn- oder Ausschalthub des beweglichen Kontaktes und damit auch den Hub der mit dem beweglichen Kontakt fesvVerbundenen Schaltkammer zu vergrösseren. Wenn jedoch der Hub des beweglichen Kontaktes und damit auch der Hub der Schaltkammer vergrössert wird, verändert sich das Volumen der Kammer, die ein unter Druck stehendes Gas enthält, wodurch folglich auch die ausströmende Gasmenge und die Löscheigenschaften der Schaltkammer verändert werden. Die Erfindung bezweckt daher hauptsächlich, selbstblasende elektrische Gasdruckschalter mit Schaltkammern mit einer Mündungsöffnung in einer solchen Weise zu verbessern, dass ein grösserer axialer Trennabstand zwischen den geöffneten Kontakten erhalten werden kann, ohne die Ausdehnung L des kegeistumpfförmig ausgebildeten unteren Abschnittes der Kammer zu vergrössern und, vor allem ohne das Strömungsverhalten der ausströmenden Löschgase und damit deren Abschaltvermögen zu verändern.

Die elektrischen Gasdruckschalter sollen weiterhin in einer solchen Weise verbessert werden, dass sowohl bei normalen Betrieb« bedingungen, für welche die -"usdehnung L des Endabschnittes der Kammer von der Betriebsnennspannung des Schalters abhängt, als

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auch bei bestimmten Betriebsnennspannungen, für welche diese Dimension oder Ausdehnung L Werte annehmen würde, die einen grösseren als den vorgenannten Axialabstand zwischen den geöffneten Zontakten erforderlich machen würden, ohne Veränderung des Löschvermögens der Kammer eine einwandfreie Schaltbetatigung gewährleistet ist.

Diese und weitere Ziele der Erfindung, die im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich sind, werden erfindungsgemäss durch einen verbesserten selbstblasenden elektrische!] Gasdruckschalter erzielt, der eine oder mehrere Schalt- oder Löschkammern aufweist, die aus einem Gehäuse mit einer Mündungsöffnung bestehen,und in welchem zwischen den geöflteten Schaltkontakten ein grösserer Isolierabstand erhalten werden kann, ohne dass die lineare Ausdehnung "L" des stumpfkegelförmig ausgebildeten Endabschnittes der Schaltkammer vergrössert ist, wobei der Endabschnitt dazu dient, die ausströmenden Löschgase zu beeinflussen und der bewegliche Schaitkontakt in der Form eines Kolbens ausgebildet und innerhalb einer unteren, ein unter Druck stehendes Gas enthaltenden Kammer verschiebbar angeordnet ist (Hub), der sich dadurch kennzeichnet, dass die Bodenplatte der unteren Kammer, welche das unter Druck stehende Gas enthält, in Axialrichtung und entlang der Schaltstange des beweglichen Schaltkontaktes gegen die Kraft von wenigstens einer elastisch federnden Yorrichtung verschiebbar ist, wobei diese Yorrichtung so bemessen und in einer solchen Weise angeordnet ist, dass sie zu Ende des Hubes des beweglichen, kolbenförmigen Schaltkontaktes zusammen mit der verschiebbaren Bodenplatte der Kammer für das Gas in einer solchen Weise in Axialrichtung federnd nachgeben kann, dass bei unveränderter linearer

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Ausdehnung "L" des stumpfkegelförmig ausgebildeten Abschnittes der Schaltkammer und damit unverändertem Strömungsverhalten der ausströmenden Löschgase ein grösserer Trennabstand zwischen den geöffneten Kontakten erhalten werden kann.

Die Erfindung soll anhand eines bevorzugten, jedoch nicht ausschliessiichen Ausführungsbeispieis unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden, in der:

Fig. 1 einen schematischen Längsquerschnitt durch einen

elektrischen Gasdruckschalter in geschlossener Stellung, der entsprechend der Erfindung verbessert ist, und

Pig. 2 den Schalter von 3?ig. 1 in geöffneter Stellung

in der gleichen Ansicht darstellt.

Wie bereits ausgeführt wurde, richtet sich die erfindungsgemässe Verbesserung zwecks Lösung der vorstehend genannten Aufgabe auf einen selbstblasenden elektrischen Gasdrucksehalter, der eine Schalt- oder Löschkammer 1 mit einer Mündungsöffnung aufweist, (Pig. 1 und 2), deren (zum Ausströmen der Gase dienender) Endabschnitt L auf seiner Innenseite kegelstumpfförmig ausgebildet und mit entsprechenden, ringartigen Nuten versehen ist, wobei die Länge L des Endabschnittes im allgemeinen nach der vorstehend angegebenen formel berechnet wird. Bei Schaltern dieser Art ist der Kontakt 2 feststehend angeordnet, während der Kontakt 3 in Ixialrichtung verschiebbar gelagert und (vermitteis bekannter Vorrichtungen, die selbsttätig oder nicht selbsttätig arbeiten) durch eine Schaltstange 4 betätigbar 1st. Die Schaltkammer 1 mit der Mündungoöffnung

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ist vermittels eines Hohlkörpers b (der an der Bodenplatte

6 teleskopisch verschiebbar gelagert ist) starr mit dem beweglichen Kontakt 3 verbunden. Bei bekannten Ausführungen von Schaltern ist die Bodenplatte 6 unverrückbar auf einem zylindrischen Körper 8 gelagert, der seinerseits fest mit einer Trägerplatte Io verbunden ist, die den ganzen Schaltppi trägt. Bei dieser Anordnung kann der bewegliche Kontakt 3 durch einen Hub 9 geöffnet werden, dessen Grosse dem Zwischenraum zwischen den einander gegenüberliegenden Endflächen der zylindrischen lammer

7 entspricht, in welcher sich in bekannter Weise ein unter Druck stehendes Gas befindet. Während des zur öffnung des Schalters dienenden Hubes wirkt die Bodenplatte des beweglichen Kontaktes (genaugenommen, der untere und innere Abschnitt des Hohlkörpers 5) wie ein Kolben auf das unter Druck stehende Gas und drückt: dieses mit grosser Geschwindigkeit in die Schaltkammer 1 mit der Mündungsöffnung, wodurch der Lichtbogen gelöscht wird.

Zwecks Lösung der vorstehend genannten Ziele (und insbesondere um die Möglichkeit zu schaffen, für bestimmte Werte der Hennspannung den Trennabstand zwischen den geöffneten Kontakten zu vergrösseren, ohne dass dadurch das Ausströmungsverhalten der Gase und damit auch das Löschverhalten in bezug auf den Lichtbogen verändert wird) wird erfindungsgemäss eine Terbeeserung vorgesehen, die darin besteht, die Bodenplatte 6 der Kammer, die das unter Druck stehende Gas enthält, entlang des hohlen zylindrischen Körpers 8 verschiebbar zu lagern und eine oder mehrere Schraubenfedern 11 zwischen der Bodenplatte 6 und der feststehenden Trägerplatte Io anzuordnen.

Der Hub, der von der verschiebbar gelagerten Bodenplatte 6

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ausgeführt werden kann, ist in Fig. 1 durch das Bezugszeichen angegeben. Die Feder 11 ist so ausgelegt, dass die Bodenplatte während des Öffnungshubes des beweglichen Kontaktes 3 zunächst in ihrer Lage verbleibt, so dass die Feder 11, die Bodenplatte und die Trägerplatte Io sich als eine starre Einheit verhalten, bis die innere Bodenfläche des Hohlkörpers 5 (welche starr mit dem beweglichen Kontakt 3 und der Schaltkammer 1 verbunden ist) den Hub 9 ausgeführt und das unter Druck stehende Gas aus der Kammer 7 herausgedrückt hat. Wenn die innere Bodenfläche des Hohlkörpers 5 die obere Oberfläche der verschiebbaren Bodenplatte 6 erreicht hat, wird die Schraubenfeder 11 zusammengedrückt und gestattet dem Hohlkörper 5 (und damit auch dem beweglichen Kontakt 3) eine zusätzliche Verschiebung oder einen zusätzlichen Hub (der in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 12 angegeben ist), der einen grösseren axialen Isolationsabstand zwischen den geöffneten Kontakten ermöglicht, ohne dass es hierfür nötig ist, den Hub 9 des Hohlkörpers 5 zu vergrössern, der in bekannter Weise das Ausströmen der Löschgase bewirkt. Auf diese Weise wird die Widerstandsfähigkeit des Schalters gegenüber Spannungen, die bei geöffneten Kontakten an den Schalter angelegt sind, beträchtlich erhctt.

Die erfindungsgemässe Verbesserung an selbstblasenden elektrischen Gasdruckschaltern, die eine Lösch- oder Schaltkammer mit einer Mündungsöffnung aufweisen, ermöglicht einen einwandfreien Betrieb des Schalters, bei Nennspannungen, für weiche ohne die erfindungsgemässe Verbesserung eine Vergrösserung der Axialausdehnung L des Endabschnittes der Schaltkammer entsprechend der oben angegebenen Formel erforderlich wäre, die ihrerseits eine entsprechende Änderung in dem Strömungsverhalten der aus-

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strömenden Gase zur Folge haben würde.

Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Lösung beinhaltet vorteilhaft erweise auch die Möglichkeit einer einfachen Anwendung der Verbesserung auf bekannte Ausführungen von Gasdruckschaltern, die eine Schaltkammer mit einer Mündungsöffnung aufweisen, da die Verwendung der Feder 11 und die teleskopische Wirkungsweise der Bodenplatte 6 nur dann zur Anwendung gelangen können, wenn der Schalter für Nennspannungen verwendet wird, die einen grösseren Trennabstand zwischen den geöffneten Kontakten erfordern.

Der im Vorstehenden beschriebene und dargestellte Aufbau nach der Erfindung läai sich offensichtlich unter Beibehaltung der Wirkungsweise abändern oder weiter ausgestalten ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

ZUSTELLTTNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NETJER WAIL 41

ΧΕΙ.. 36 74 28 UND »64119

TBI₁EQR. NEGEDAPATENT HAMBURG

Scarpa e Magnano M.S.M. - S. ρ. Α.^ΤΕΙ"^538088β

TELEGH. NEGEDAPATENT MÜNCHEN

Mailand, Italien

Hamburg, 9. 4. 1968

Patentansprüche -

1. Selbstblasender elektrischer Gasdruckschalter, der eine oder mehrere Schalt- oder Löschkammem aufweist, die aus einem Gehäuse mit einer Mündungsöffnung bestehen, und in welchem zwischen den geöffneten Schaltkontakten ein grösserer Isolierabstand erhalten werden kann, ohne dass die lineare Ausdehnung L des stumpfkegelförmig ausgebildeten Indabschnittes der Schaltkammer vergrössert ist, wobei der Endabschnitt dazu dient, die ausströmenden löschgase zu beeinflussen, und der bewegliche Schalt kontakt in der Form eines Kolbens ausgebildet und innerhalb einer unteren, ein unter Druck stehendes Gas enthaltenden Kammer verschiebbar angeordnet ist (Hub), dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (6) der unteren Kammer (7), welche das unter Druck stehende Gas enthält, in Axialrichtung und entlang der Schaltetange (4) des beweglichen Schaltkontaktes (3, 5) gegen die Kraft von wenigstens einer elastisch federnden Vorrichtung (ll) verschiebbar ist, wobei die Vorrichtung so ausgelegt und in einer solchen Weise eingestellt ist, dass sie zu Ende des Hubes (9) des beweglichen, kolbenförmigen Schaltkontaktes (5) zusammen mit der verschiebbaren Bodenplatte (6) der Kammer (7) für das Oas in einer solchen Weise in Axialrichtung federnd nachgeben

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kann, dass bei unveränderter linearer Ausdehnung L des stumpfkegelförmig ausgebildeten Abschnittes der Schaltkammer und damit unverändertem Strömungsvorhalten der ausströmenden Löschgase ein grösserer Irennabstand zwischen den geöffneten Kontakten (2, 3) erhalten werden kann.

2. Grasdruckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch federnde Vorrichtung vorzugsweise aus wenigstens einer Schraubenfeder (11) besteht, die koaxial mit der Schaltstange (4) des beweglichen Eontaktes (3>5) angeordnet und innerhalb des feststehenden !Trägers (θ, lo) geführt ist.

5. Gasdruckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiebbare Bodenplatte (6) der das unter Druck stehende Gas enthaltenden Kammer (7) durch einen teleskopisch verschiebbaren, unteren zylindrischen Hohlkörper (8) verschiebbar geführt ist und entlang des feststehenden Trägers (8, lo), in welchem die Schraubenfeder (ll) angeordnet ist, einen vorbestimmten Hub (12) ausführen kann.

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