DE1207473B

DE1207473B - Druckgasschalter

Info

Publication number: DE1207473B
Application number: DEF41238A
Authority: DE
Inventors: Dipl-El-Ing Hans Werner Lerch
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1962-12-17
Filing date: 1963-11-08
Publication date: 1965-12-23
Also published as: US3257532A; CH409060A; AT236502B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Inta.:

HOIh

Deutsche KL: 21 c - 35/10

Nummer: 1207473..

Aktenzeichen: F 41238 VIII d/21 c

Anmeldetag: 8. November 1963

Auslegetag: 23. Dezember 1965

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter mit einer in einem allseitig geschlossenen und von vorzugsweise elektronegativen Gasen angefüllten Gehäuse untergebrachten Löschkammer, die einen ortsfesten, den feststehenden Schaltkontakt umgebenden . Zylinder aufweist, und mit einem Pumpkolben zur Erzeugung einer Löschmittelströmung durch die Ausschaltbewegung.

Bei bekannten Druckgasschaltern, bei denen die Löschströmung mittels eines Pumpkolbens durch die Ausschaltbewegung, oder die Lichtbogenenergie im Schalter selbst erzeugt wird, hat es. sich herausgestellt, daß sich bei Verwendung von Luft als Löschmittel nur verhältnismäßig kleine Abschaltleistungen erzielen lassen. Werden hingegen unter Überdruck stehende elektronegative Gase als Lösch- und Isoliermittel verwendet, was zu einer gasdichten Bauart und einem in sich geschlossenen Strömungssystem führt, so kann ein wesentlich höheres Abschaltvermögen erlangt werden. Die erreichbare Abschaltleistung hängt jedoch weitgehend von der Ausnutzung der für die Erzeugung der Löschmittelströmung verfügbaren Energie, d. h. von der Zweckmäßigkeit der Konstruktion ab. _

Es ist auch schon bekannt, den ortsfesten Schaltkontakt mit einem Zylinder zu umgeben, in welchem sich ein Pumpkolben bewegt, der auch als Differentialkolben ausgebildet sein kann und das Löschmittel in die Lichtbogenzone drückt, doch erfordern solche bekannten Konstruktionen in der Regel eine zusätzliche Feder für die Rückführung des Kolbens und eignen sich nicht zur Anbringung von Parallelkontakten bei Schaltern für hohe Nennströme. Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden, die Löschwirkung bei gegebener Antriebsenergie zu verbessern, auf einfachste Weise die Löschmittelströmung zu erzeugen und eine Kriechwegbildung zwischen den geöffneten Schalterkontakten sicher zu vermeiden.

Der erfindungsgemäße Druckgasschalter zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß der Pumpkolben mit einem über den ortsfesten Zylinder hinweggleitbaren Zylinder und einem den beweglichen Schaltkontakt teilweise umhüllenden Abschlußkolben verbunden ist, der in der Einschaltstellung des Schalters den ortsfesten Zylinder gegen den Pumpkolben hin abschließt und beim Ausschalten erst dann aus dem ortsfesten Zylinder heraustritt, wenn der bewegliche Schaltkontakt einen für die Lichtbogenlöschung günstigen Weg schon zurückgelegt hat, und daß noch vor dem Erreichen der Ausschalt-Endlage der bewegliche Zylinder über den ortsfesten Druckgasschalter

Anmelder: ■....■■

Fabrik elektrischer Apparate Sprecher & Schuh
A. G., Aarau (Schweiz) ,-. ■

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Leinweber ·· ■ "v.

und Dipl.-Ing. H. Zimmermann, Patentanwälte,
München 2, Rosental 7

Als Erfinder benannt: ,". , ,

Dipl.-El.-Ing. Hans Werner Lerch,
Aarau (Schweiz) . '.:■_...:

Beanspruchte Priorität: .;. . .

Österreich vom 17. Dezember 1962 (A 9813/62)

Zylinder unter Bildung eines ausschließlich vom Löschmittel erfüllten Raumes zwischen den offenen Enden dieser beiden Zylinder hinausgleitet.

In der Zeichnung sind_; zwei Ausführungsbeispiele

_v des Erfmdungsgedankens dargestellt.

Fig. 1 zeigt im Schnitt den aktiven Teil eines Druckgasschalters im eingeschalteten Zustand mit Schaltkontakten, die den Nennstrom dauernd führen

können. -

Fig. 2 zeigt eine Variante des Schalters nach Fig. 1, die für größere Nennströme vorgesehen ist und zusätzliche Parallelkontakte aufweist. In Fig. 2 ist die Einschaltstellung, in Fig..3 eine. Zwischenstellung und in Fig. 4 die Ausschaltstellung des gleichen Schalters dargestellt.

In F i g. 1 ist das allseitige geschlossene und von vorzugsweise elektronegativen Gasen, z. B. SF 6, angefüllte Gehäuse 1 strichpunktiert angedeutet. 2 ist ein Anschlußstück, welches den Strom zum feststehenden Schaltkontakt 3 führt. Der bewegliche Schaltkontakt 4 wird durch eine nicht eingezeichnete Betätigungsvorrichtung bewegt und ist mit dem Pumpkolben 5, der im Pumpzylinder 6 gleitet, starr

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verbunden. Die eigentliche Löschkammer des Schalters besteht aus einem ortsfesten Zylinder Ί, der den feststehenden Schaltkontakt 3 umgibt und den auf dem Pumpkolben 5 aufgesetzten beweglichen Zylinder 8, welcher über den ortsfesten Zylinder 7 hinweggleiten kann. Auf dem Pumpkolben 5 sitzt auch ein Abschlußkolben 9, der den beweglichen Schaltkontakt 4 zum Teil umhüllt und in der Einschaltstellung den ortsfesten Zylinder 7 gegen den Pumpkolben 5 hin abschließt. Beim Schalter nach Fig. 1 fließt der gesamte Strom vom Anschlußstück 2 über den feststehenden Kontakt 3, den beweglichen Schaltkontakt 4, den Gleitkontakt 10 und den Pumpzylinder 6 zum anderen Anschlußstück 11. Im Pumpkolben sind Durchgangsöffnungen 12 vorgesehen, und in der Pumpzylinderwandung ist ein Rückschlagventil 13 angeordnet, welches sich bei Innendruck schließt.

Wenn Schalter für Nennströme ausgelegt werden müssen, die so groß sind, daß sie von den Schaltkontakten allein nicht mehr dauernd geführt werden können, so kommen zusätzliche Parallelkontakte in Frage, wie sie beispielsweise in den F i g. 2, 3 und 4 dargestellt sind. Der grundsätzliche Aufbau des Schalters ist gleich dem in Fig. 1. Parallel zu dem durch die Schaltkontakte 3, 4 und 10 gebildeten Strompfad liegt ein zweiter Pfad, der einen wesentlichen Anteil des Gesamtstromes vom Anschlußstück 2 über die oberen Kontakte 14 auf den beweglichen Schiebekontakt 15 nach den unteren Kontakten 16 und zum Anschlußstück 11 führt, wobei es besonders vorteilhaft ist, den Schiebekontakt 15 als Umhüllung des beweglichen Zylinders 8 auszubilden und die unteren Kontakte 16 direkt auf dem elektrisch leitendem Pumpzylinder f> anzuordnen.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Schalters sei an Hand der F i g. 2, 3 und 4 nachstehend erläutert. *

In F i g. 1 und 2 ist der Schalter im Einschaltzustand dargestellt, d. h. sowohl die Schaltkontakte 3 und 4 als auch die zu ihnen parallelgeschalteten Kontakte 14, 15 und 16 sind geschlossen. Um den Schalter zu öffnen, wird der Schaltkontakt 4 mitsamt den Teilen 5, 8, 9 und 15 von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Mechanismus rasch nach unten bewegt. Gleich nach Beginn der Ausschaltbewegung verläßt der Schiebekontakt 15 die festen Kontakte 14 und 16, wodurch der Gesamtstrom nur noch über die Kontakte 3 und 4 fließt. Der sich mitbewegende Pumpkolben 5 komprimiert das im Zylinder 6 befindliche Löschmittel, welches vorerst noch nicht entweichen kann, weil das Rückschlagventil 13 schließt und der Abschlußkolben 9 noch im ortsfesten Zylinder 7 steckt. Erst nachdem sich auch die Schaltkontakte 3 und 4 getrennt haben und der für die Lichtbogenlöschung günstigste Unterbrechungsweg zurückgelegt ist, tritt, wie Fig. 3 zeigt, der Abschlußkolben 9 aus dem ortsfesten Zylinder 7, so daß das im Zylinder 6 vom Pumpkolben 5 komprimierte Gas durch die Durchgangsöffnungen 12 in ■den ortsfesten Zylinder 7 strömt und den zwischen den Schaltkontakten 3 und 4 brennenden Lichtbogen bestreicht und löscht. Noch vor Erreichen der Ausschaltendlage gleitet der bewegliche Zylinder 8 über ■den ortsfesten Zylinder 7 hinaus, wobei zwischen den offenen Enden dieser beiden Zylinder ein ausschließlich vom Löschgas erfüllter Raum 17 entsteht, d. h., es besteht keine Möglichkeit mehr, daß sich ein Kriechweg-zwischen den offenen Schaltkontakten bildet. F i g. 4 zeigt den Schalter in seiner Ausschaltendlage.

Beim Wiedereinschalten bewegen sich der Konlakt 4, der Pumpkolben 5 samt den daran sitzenden Teilen 8, 9 und 15 nach oben, und der Zylinder 4» füllt sich wieder mit dem anfänglich von oben und im weiteren Verlauf der Einschaltbewegung durch das geöffnete Rückschlagventil 13 einströmenden

ίο Löschgas.

Die Erfindung gestattet mit verhältnismäßig einfachen konstruktiven Mitteln die folgenden Vorteile zu verwirklichen:

Durch geeignete Formgebung des kontaktseitigen Endes des Absehlußkolbens 9 und Wahl dessen Eintauchtiefe in den ortsfesten Zylinder 7 läßt sich die Löschgasströmung in der wirksamsten Richtung und im günstigsten Moment der Ausschaltbewegung gegen den zu löschenden Lichtbogen leiten, und zwar erst, nachdem das Löschgas bereits vorkomprimiert ist.
Der aus Isolierstoff bestehende bewegliche Zylinder 8 dient bei Schaltern für größere Nennströme gleichzeitig als Träger des Schiebekontaktes 15.

Der aus elektrisch leitendem Material bestehende Pumpzylinder 6 dient gleichzeitig als Träger der Kontakte 10 bzw. 16.

Die Spannungshaltung bei geöffneten Schalterkontakten wird durch eine reine Löschmittelisolierstrecke 17 sicher gewährleistet.

Claims

Patentansprüche:

1. Druckgasschalter mit einer in einem allseitig geschlossenen und von vorzugsweise elektronegativen Gasen angefüllten Gehäuse untergebrachten Löschkammer, die einen ortsfesten, den feststehenden Schaltkontakt umgebenden Zylinder aufweist, und mit einem Pumpkolben zur Erzeugung einer Löschmittelströmung durch die Ausschaltbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpkolben (S) mit einem über den ortsfesten Zylinder (7) hinweggleitbaren Zylinder (8) und einem den beweglichen Schaltkontakt (4) teilweise umhüllenden Abschlußkolben (9) verbunden ist, der in der Einschaltstellung des Schalters den ortsfesten Zylinder (7) gegen den Pumpkolben (5) hin abschließt und beim Ausschalten erst dann aus dem ortsfesten Zylinder (7) heraustritt, wenn der bewegliche Schaltkontakt (4) einen für die Lichtbogenlöschung günstigen Weg schon zurückgelegt hat, und daß noch vor dem Erreichen der Ausschalt-Endlage der bewegliche Zylinder (8) über den ortsfesten Zylinder (7) unter Bildung eines ausschließlich vom Löschmittel erfüllten Raumes (17) zwischen den offenen Enden dieser beiden Zylinder hinausgleitet.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchtiefe des Absehlußkolbens (9) in den ortsfesten Zylinder (7) so gewählt ist, daß im Moment, da der Abschlußkolben beim Ausschalten aus dem ortsfesten Zylinder tritt, der bewegliche Kontakt (4) einen für die Lichtbogenlöschung günstigen Weg bereits zurückgelegt hat.

3. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Zylinder (8) aus elektrisch isolierendem Material besteht und den parallel zu den Schaltkontakten geschalteten Schiebekontakt (15) trägt.

4. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpkolben (5) Durchlaßöffnungen (12) für das Löschmittel aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 664 985, 671 326, 370.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen