DE3300816A1

DE3300816A1 - Selbstloeschender gas-schaltungsunterbrecher

Info

Publication number: DE3300816A1
Application number: DE19833300816
Authority: DE
Inventors: Satomi Nishinomiya Hyogo Arimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-01-27
Filing date: 1983-01-12
Publication date: 1983-08-04
Also published as: FR2520551A1; DE3300816C2; FR2520551B1; CA1182155A; US4459447A

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstlöschenden Gas-Schaltungsunterbrecher.

Ein herkömmlicher Schaltungsunterbrecher dieser Art ist in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung dargestellt und weist eine Anschlußplatte 1 auf der Energieversorgungsseite und eine AnschIußplatte 10 auf der Lastseite auf. Ein Körperteil 2 ist an einem ersten Ende an der Anschlußplatte 1 der Energieversorgungsseite befestigt, während am gegenüberliegenden Ende des Körperteiles 2 eine Düse 3 aus Isoliermaterial und ein stationärer Kolben 4 aus Isoliermaterial vorgesehen sind. Ein stationärer Bogenkontakt 5 ist an der Anschlußplatte 1 befestigt. Ein beweglicher Bogenkontakt 6 ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmechanismus verbunden und so angeordnet, daß er beweglich und frei in den stationären Bogenkontakt 5 einsetzbar und aus diesem wieder zurückziehbar 1st. Ein beweglicher Hauptkontakt 7 besteht aus elektrisch leitendem Material und ist am beweglichen Bogenkontakt 6 befestigt. Ein stationärer Hauptkontakt 8 auf der Energieversorgungsseite ist mit einem Ende an der Anschlußplatte 1 auf der Energieversorgungsseite befestigt und an seinem anderen Ende so ausgelegt, daß er sich in Gleitkontakt mit dem beweglichen Hauptkontakt 7 befindet, so daß ein Strom durch sie hindurchfließen kann. Ein stationärer Hauptkontakt 9 der Lastseite ist mit seinem einen Ende an der Anschlußplatte 10 der Lastseite befestigt, während er mit seinem anderen Ende mit dem beweglichen Hauptkontakt 7 in Kontakt steht. Innerhalb der Anschlußplatte 10 auf der Lastseite ist ein Lager 12 angeordnet,

das eine Stange 11 trägt, die am beweglichen Bogenkontakt 6 befestigt ist und die den beweglichen Bogenkontakt 6 und den beweglichen Hauptkontakt 7 miteinander verbindet. Im Inneren des Körperteiles 2 ist eine Gas-Speicherkammer 13 ausgebildet, die ein bogenlöschendes Fluid enthält, wie z.B. SF_fi-Gas. Eine Saugkammer 14 wird vom beweglichen Hauptkontakt 7, dem stationären Kolben 4 und der Düse 3 gebildet bzw. begrenzt. Die Düse 3 hat eine konische Führungsöffnung 15, durch

IQ welche eine Verbindung zwischen den beiden Kammern 13 und 14 erreicht wird, wenn die beiden Kontakte 6 und 7 in eine Position bewegt worden sind, so daß der Kontakt 6 vom Kontakt 5 getrennt ist. Wenn die Kontakte 6 und vollständig in eine bogenlöschende Position geöffnet

^ 5 worden sind, wird eine Gasdurchführung oder ein Gasdurchlaß 16 gebildet , um das Innere der Saugkamner 14 mit einem nicht dargestellten äußeren Behälter zu verbinden, der mit dem bogenlöschenden Fluid gefüllt ist, z.B. SFg-Gas oder dgl. (vgl. Fig. 3). Ein derartiger äußerer Behälter kann z.B. ein Behälter sein, der die Anordnung gemäß Fig. 1 bis 3 umgibt und der mit dem bogenlöschenden Fluid gefüllt ist. Die Verbindung · zwischen der Speicherkammer 13 und einem derartigen äußeren Behälter wird mittels eines Schlitzes 17 erreicht, der in der Anschlußplatte 1 ausgebildet ist. In ähnlicher Weise bilden Löcher 19 in der Anschlußplatte 10 eine Verbindung eines derartigen äußeren Behälters mit einer Kammer 18, die vom beweglichen Hauptkontakt 7, dem stationären Hauptkontakt 9, sowie der Anschlußplatte 10 gebildet bzw. begrenzt wird. Bei Benutzung der Anordnung gemäß Fig. 1 bis 3 wird ein Bogen 20 in einer Lichtbogenbildungskammer 21 erzeugt. Der stationäre Hauptkontakt 8 auf der Energieversorgungsseite und der stationäre Hauptkontakt 9 auf der Lastseite sind koaxial und im allgemeinen konzentrisch

-ΙΟΙ zu den Anschlußplatten 1 und 10 sowie dem Körperteil 2 angeordnet- Die Stange 11, welche den beweglichen Bogenkontakt 6 und den beweglichen Hauptkontakt 7 verbindet, hat die Form einer Welle oder eines Schaftes, der mit einem nicht dargestellten Antriebsmechanismus verbunden und im Lager 12 gelagert ist.

Nachstehend wird die Wirkungsweise dieses herkömmlichen Schaltungsunterbrechers beschrieben. Fig. 1 zeigt den

IQ Schaltungsunterbrecher in einer Schließstellung des Schaltungsunterbrechers. Ein Strom kann von der Anschlußplatte 1 auf der Energieversorgungsseite durch den stationären Hauptkontakt 8 auf der Energieversorgungsseite, den beweglichen Hauptkontakt 7 und den stationären Hauptkontakt 9 auf der Lastseite zur Anschlußplatte 10 auf der Lastseite fließen. Ein Teil des Stromes wird im Nebenschluß längs eines Stromweges geführt, der von der Anschlußplatte 1 auf der Energieversorgungsseite durch den stationären Bogenkontakt 5, den beweglichen Bogenkontakt 6, den beweglichen Hauptkontakt 7 und den stationären Hauptkontakt 9 auf der Lastseite zur Anschlußplatte 10 auf der Lastseite geleitet wird.

Wenn ein (Licht)-Bogen auszubilden ist, wird ein Auslösebefehl an den nicht dargestellen Antriebsmechanismus gegeben, und der bewegliche Bogenkontakt 6 und der bewegliche Hauptkontakt 7 beginnen, sich in Richtung eines Pfeiles a zu bewegen, wie es in Fig. 2 angedeutet ist, und eine derartige Bewegung erfolgt durch einen vorgegebenen Schleifhub. Durch diese Bewegung wird der

bewegliche Hauptkontakt 7 zunächst vom stationären Hauptkontakt 8 getrennt, so daß der gesamte Strom dann durch die Bauteile 1, 5, 6, 7, 9 und 10 fließt. Anschließend wird der bewegliche Bogenkontakt 6 nach einer vorgege-

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benen Zeitspanne vom stationären Bogenkontakt 5 getrennt und der elektrische Bogen 20 zwischen dem stationären Bogenkontakt 5 und dem beweglichen Bogenkontakt 6 in der Lichtbogenbildungskammer 21 gebildet (vgl. Fig. 2). Zu dieser Zeit bewegt sich der bewegliche zylindrische Hauptköntakt 7 nach links, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, in Gleitkontakt mit dem stationären Kolben 4 aus Isoliermaterial. Diese Kontakt-Trennbewegung vergrößert somit das Volumen der Saugkammer 14 und verringert den Fluiddruck in dieser. Durch die Bildung des Bogens 20 wird Wärmeenergie abgegeben, welche die Temperatur und den Druck des bogenlöschenden Fluids in der Lichtbogenbildungskammer 21 erhöht, und dieses Fluid mit erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck strömt zurück in eine Gasspeicherkammer 13, wie es mit den Pfeilen b und bj_ bezeichnet ist, wobei dieser Effekt auch als Bogenrückschlag bezeichnet wird; somit mischt sich das Fluid bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck mit dem bogenlöschenden Fluid auf niedriger Temperatur, das in der Gasspeicherkammer 13 enthalten ist. Somit steigt der Druck des bogenlöschenden Fluids in der Gasspeicherkammer 13 an, so daß der bewegliche Bogenkontakt 6 sich noch weiter bewegt. Wenn in diesem Falle, wie in Fig. 3 dargestellt, der bewegliche Bogenkontakt 6 die Führungsöffnung 15 im vorderen Endteil der isolierenden Düse 3 passiert hat, werden die Gasspeicherkammer 13 und die Saugkammer 14 über diese Führungsöffnung 15 und die Lichtbogenbildungskammer 21 miteinander in Verbindung stehen. Zu diesem Zeitpunkt wird das in der Gasspeicherkammer 13 enthaltende bogenlöschende Fluid gegen den Bogen 20 herausgeblasen, wie es mit den Pfeilen c und c^_ in Fig. 3 angedeutet ist, und strömt über die Lichtbogenbildungskammer 21 und die Führungsöffnung 15 in die Ansaugkammer 14. Wie mit den Pfeilen d^ und d ' angedeutet, wird ein Teil des bogen-

löschenden Fluids in den nicht dargestellten äußeren Fluidbehälter abgelassen, und zwar über den Schlitz 17, der in der Anschlußplatte 1 auf der Energieversorgungsseite vorgesehen ist. Wenn das bogenlöschende Fluid aus der Gasspeicherkammer 13 in die Saugkammer 14 strömt, kühlt das Fluid den Bogen 20 in der Führungsöffnung 15, so daß der Bogen 20 ausgelöscht und der Strom zwischen dem stationären Bogenkontakt 5 und dem beweglichen Bogenkontakt 6 unterbrochen werden. Da der Druck der Saugkammer 14 gestiegen ist, wenn der Schaltungsunterbrecher sich in dem Zustand gemäß Fig. 3 befindet, wird das bogenlöschende Fluid in der Saugkammer 14 über die Gasdurchführung oder den Gasdurchlaß 16 in den äußeren Behälter abgelassen, wie es mit den Pfeilen e und ej_ angedeutet ist. Somit wird der Isolationszustand zwischen dem stationären Bogenkontakt 5 und dem beweglichen Bogenkontakt 6 aufrechterhalten und die Unterbrechung des Bogens 20 vollendet.

Die obige Beschreibung gilt für den Betrieb des Schaltungsunterbrechers gemäß Fig. 1 bis 3 unter Bedingungen hoher Stromstärken. Nachstehend wird die Art der Unterbrechung des Bogens unter Bedingungen beschrieben, bei denen der zwischen den Anschlußplatten 1 und 10 fließende Strom niedrige oder mittlere Stromstärkenwerte hat. Wenn die Bewegung des beweglichen Hauptkontakts 7 das Volumen der Saugkammer 14 vergrößert und den Fluiddruck in dieser verringert, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, strömt das Fluid mit niedriger Temperatur und großem Isoliervermögen aus dem äußeren Fluidbehälter über den Schlitz 17 in die Saugkammer 14, wobei es den Bogen 20 kreuzt, wie es mit den gestrichelten Pfeillinien d„ und d₂' angedeutet ist. Dies beruht auf der Tatsache, daß die vom Bogen 20 erzeugte Wärmeenergie nicht ausreichend ist, um den

Druck in der Gasspeicherkammer 13 auf den erforderlichen Druckwert zu bringen, um den Durchgang von Fluid aus der Gasspeicherkammer 13 durch den Schlitz 17 hervorzurufen, wie es mit den Pfeilen d.. und cL ' angedeutet ist.Wenn das bogenlöschende Fluid den Bogen 20 in der Führungsöffnung 15 kreuzt, wird der Bogen 20 abgekühlt und seine Wärmeenergie absorbiert, so daß der Strom am Punkt des Nullstromes unterbrochen wird. Der Druck der Saugkammer 14 steigt aufgrund der Aufnahme oder Absorption der Wärmeenergie des Bogens 20 an, so daß das Fluid durch den Gasdurchlaß 16 in den äußeren Behälter abgelassen wird, wie es mit den Pfeilen e_ und e_|_ angedeutet ist. Somit wird der Isolationszustand zwischen dem stationären Bogenkontakt 5 und dem beweglichen Bogenkontakt 6 aufrechterhalten, und die Unterbrechung des Lichtbogenbildungsstromes mit niedrigem oder mittlerem Stromstärkenwert wird vollendet.

Bei dieser bekannten Anordnung gemäß Fig. 1 bis 3 ist jedoch das Volumen der Gasspeicherkammer 13 so ausgelegt, daß ein Auslöschen des Bogens bei hohen Stromstärkenwerten des Lichtbogens erreicht wird. Wenn jedoch oder mittlere Stromstärkenwerte bei der Lichtbogenbildung auftreten, ist die resultierende.Wärmeenergie des Bogens 20 so, daß der Druckanstieg in der Gasspeicherkammer 13 unzureichend ist, um eine Unterbrechung des Lichtbogenstromes zu erreichen und den Bogen auszulöschen. Um bei dieser herkömmlichen Anordnung eine zwangsläufige Bogenauslöschung zu gewährleisten, ist es erforderlich, eine Saugwirkung in der Saugkammer 14 zu erzeugen, die mit der Gasspeicherkammer 13 über die Führungsöffnung 15 in Verbindung steht. Dies macht es möglich, eine Situation zu erzeugen, so daß auch bei einem relativ geringen Wert des Druckanstieges in der Gasspeicherkammer 13 eine

Druckdifferenz zwischen der Saugkammer 14 und der Gasspeicherkammer 13 und dem äußeren Fluidbehälter erzeugt wird. Dies erfordert eine Betätigungskraft, die das Produkt der Druckdifferenz und der Querschnittstlache des die Saugkammer bildenden Zylinders ist. Um beispielsweise eine Druckdifferenz von 2 Atmosphären im Falle eines Zylinders rait einem Durchmesser von 140 mm zu erzeugen, ist eine Betätigungskraft von 14 · TT" · 2 / 4 kg = 300 kg erforderlich.

Da die Saugkammer 14 und die Führungsöffnung 15 miteinander in Verbindung treten, zeigt die Temperatur aufgrund der Wärmeenergie des Bogens 20 und dem Einströmen des aus der Gasspeicherkammer 13 gegen den Bogen 20 geblasenen Fluids an, und das bogenlöschende Fluid, das ein elektrisch leitendes Gas enthält, wird in die Saugkammer 14 hineingezogen. Infolgedessen steigen die Temperatur und der Druck in der Saugkammer 14 an, so daß die Isolierwirkung verringert wird.

Ausgehend von den vorstehenden Erläuterungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten selbstlöschenden Gas-Schaltungsunterbrecher anzugeben, mit dem es möglich ist, die Nachteile von herkömmlichen Schaltungsunterbrechern zu beseitigen.

Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen solchen Schaltungsunterbrecher anzugeben, der das Erfordernis der Anbringung einer Saugkammer zu vermeiden, um für eine Zwangslöschfunktion bei Zuständen von geringen oder mittleren Stromstärkenwerten der Lichtbogenbildung zu sorgen.

Weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Schaltungsunterbrecher der genannten Art anzugeben, der automatisch in Abhängigkeit vom relativen Wert der Stromstärke des

Bogens arbeitet, um eine Selbstlöschung des Bogens zu gewährleisten.

Zur Erzielung dieser Eigenschaften und Vorteile wird gemäß der Erfindung ein Körperteil vorgesehen, das ein mit einer Anschlußplatte fest verbundenes, erstes Ende und ein zweites Ende aufweist. Eine aus elektrisch isolierendem Material bestehende Düse ist mit dem zweiten Ende des Körperteiles verbunden und bildet eine Düsenöffnung, die mit dem Innenraum des Körperteiles in Verbindung steht. Das Innere des Körperteiles weist eine Lichtbogenbildungskammer in der Nähe der Düse und der Gasspeicherkammer auf, wobei, diese Kammern mit einem bogenlöschenden Gas gefüllt sind.· Ein stationärer Bogenkontakt ist elektrisch mit der Anschlußplatte verbunden und innerhalb des Körperteiles an einem Ort positioniert, der der Düsenöffnung gegenübersteht. Ein beweglicher Bogenkontakt ist in der Weise angeordnet, daß er durch die Düsenöffnung zwischen einer Schließstellung des Schaltungsunterbrechers, in der der bewegliche Bogenkontakt sich durch die Düse in geschlossenen Schaltungskontakt mit dem stationären Bogenkontakt erstreckt, und einer Offenstellung des Schaltungsunterbrechers bewegbar ist, in der der bewegliehe Bogenkontakt sich außerhalb und im Abstand von der Düse befindet. Der bewegliche Bogenkontakt wird aus der Schließstellung in die Offenstellung während des Anlegens eines Bogenstromes zwischen den stationären und beweglichen Bogenkontakten bewegt, so daß die Ausbildung eines Lichtbogens zwischen ihnen er-' möglicht wird. Ein derartiger Bogen erzeugt Energie, die einen Anstieg des Druckes des bogenlöschenden Gases in der Lichtbogenbildungskammer und dann in der Gasspeicherkammer hervorruft. Bei Unterbrechung des Bogenstromes wird das unter Druck gesetzte Gas aus der Gas-

speicherkammer durch die Düsenöffnung abgelassen, um den Bogen auszulöschen. Der Druck des unter Druck gesetzten Gases, das aus der Gasspeicherkammer abgelassen wird, wird in Abhängigkeit von dem Bogenstrom reguliert, um zu gewährleisten, daß das unter Druck stehende Gas einen ausreichenden Druck aufweist, um die Auslöschung des Bogens zu erreichen. Trennwände unterteilen die Gasspeicherkammer in eine Vielzahl von Teilkammern oder Unterkammern, wobei jede Teilkammer einen mit derLichtbogenbildungskammer in Verbindung stehenden Auslaß besitzt. Ein Ventil ist zwischen der Lichtbogenbildungskammer und zumindest einigen Auslassen der Teilkammern vorgesehen und für eine Bewegung aus der Lichtbogenbildungskammer heraus ausgelegt, und zwar in Abhängigkeit von dem Anstieg des Druckes des darin enthaltenen Gases. Das Ventil verbindet die Lichtbogenbildungskammer mit einer ausreichenden Anzahl von Tei!kammern, um zu gewährleisten, daß in Abhängigkeit vom relativen Pegel des Bogenstromes und des Druckes in der Lichtbogenbildungskammer der Druck des in einer derartigen Anzahl von Teilkammern gespeicherten Gases die Auslöschung des Bogens bewirken wird. Das Gas in der Lichtbogenbildungskammer, dessen Temperatur und Druck durch die Wärmeenergie des Bogens erhöht worden sind, strömt in eine solche Anzahl von Teilkammern zurück und mischt sich mit dem dort enthaltenen Fluid, was zu einer Gasmischung mit einer ausreichend niedrigen Temperatur und einem ausreichend hohen Druck zur Bogenauslöschung führt, und zwar in Abhängigkeit vom Stromstärkenpegel, der zur Bildung des Bogens verwendet wird.

In Weiterbildung der Erfindung wird dafür gesorgt, daß das Ventil für eine vorgegebene Zeitspanne in seiner Betriebsstellung im Abstand von der Lichtbogenbildungskammer gehalten wird, bis der Bogen gelöscht wird,

während das Ventil erst dann in seine ursprüngliche
Position zurückkehrt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung
zeigt in

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines herkömmlichen selbstlöschenden Gas-Schaltungsunterbrechers in der Schließstellung;

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung, die den
Schaltungsunterbrecher in seiner Bogenbildungsposition zeigt;

Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung zur Erläuterung des herkömmlichen Schaltungsunterbrechers ih
einer Bogenlöschungsposition;
20

Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines selbstlöschenden Gas-Schaltungsunterbrechers gemäß
einer ersten Ausführungsform der Erfindung in seiner
Schließstellung;

Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung zur Erläuterung des Schaltungsunterbrechers in der Bogenbildungsposition;

Fig. 6 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung zur Erläuterung des Schaltungsunterbrechers in seiner Bogenlöschungsposition;

Fig. 7 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung zur Erläuterung einer abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 8 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines selbstlöschenden Gas-Schaltungsunterbrechers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in der Schließstellung;

Fig. 9 eine der Fig. 8 ähnliche Darstellung zur Erläuterung des Schaltungsunterbrechers in der Bogenbildungsposition;

Fig. 10 eine der Fig. 8 ähnliche Darstellung zur Erläuterung des Schaltungsunterbrechers in der Bogenlöschungs· position; und in

Fig. 11 eine der Fig. 8 ähnliche Darstellung zur Erläuterung einer weiteren abgewandelten Ausführungsform.

Es darf darauf hingewiesen werden, daß bei der detaillierten Beschreibung der verschiedenen speziellen Ausführungsformen gemäß der Erfindung in den verschiedenen Figuren der Zeichnung gleiche oder ähnliche Bauelemente durchweg mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sind.

Eine erste Ausführungsform gemäß der Erfindung ist in den Fig. 4 bis 6 dargestellt, wobei viele Bauteile ähnlich den Bauteilen bei dem herkömmlichen Schaltungsunterbrecher gemäß Fig. 1 bis 3 ausgebildet sind und entsprechend gleiche Bezugszeichen tragen. Ein stromführender beweglicher Hauptkontakt 7' ist mit einer Stange 11 verbunden und kann auf der Energieversorgungsseite mit einer Vielzahl von ringförmig angeordneten Fingerkontakten ausgebildet sein. Im Körper des beweglichen Hauptkontaktes 7¹ sind ein oder mehrere Löcher 70' für den Durchgang von Fluid vorgesehen. Ein äußeres Körperteil 2¹ ist an der Anschlußplatte

der Energieversorgungsseite befestigt und besteht aus elektrisch leitendem Material. Das Körperteil 2¹ dient somit als stationärer Kontakt auf der Energieversorgungsseite und steht mit dem beweglichen Hauptkontakt 7' während des Schließzustandes des Schaltungsunterbrechers in Kontakt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Das Innere des Körperteiles 2¹ ist, anstatt eine einzige Gasspeicherkammer, wie beim herkömmlichen Schaltungsunterbrecher gemäß Fig. 1 bis 3 zu bilden, in eine Vielzahl ^v°n Unterkammern oder Teilkammern unterteilt, z.B. in drei Teilkammern 13a, 13b und 13c, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Genauer gesagt, sind innere Körperteile 22a, 22b und 22c innerhalb des äußeren Körperteiles 2' angeordnet, um die Teilkammern zu bilden bzw. zu begrenzen, von denen jede einen mit der Lichtbogenbildungskammer 21 in Verbindung stehenden Auslaß aufweist.

Ein auf Druck ansprechendes oder druckabhängiges Ventil 23, z.B. mit zylindrischer Ausbildung, ist zwischen der Lichtbogenbildungskammer 21 und zumindest einigen der Auslässe der Teilkammern 13a, 13b, 13c angeordnet und so ausgelegt, daß es von der Lichtbogenbildungskammer 21 weg bewegbar ist, und zwar in Abhängigkeit von einer Erhöhung des Druckes in dieser bei Erzeugung eines Lichtbogens 20 in dieser Lichtbogenbildungskammer 21. Je größer der Druck des Fluids in der Lichtbogenbildungskammer 21 wird, desto größer wird der Abstand sein, um den sich das Ventil 23 aus der Lichtbogenbildungskammer 21 herausbewegt. Je größer somit der Druck in der Lichtbogenbildungskammer 21 in Abhängigkeit von dem Bogenstrom wird, desto mehr Auslässe der Teilkammern 13a, 13b und 13c werden nacheinander durch' die Bewegung des Ventiles 23 geöffnet werden. Das Ventil 23 ist von einem Tragrohr 24 getragen, an dem

außerdem der stationäre Bogenkontakt 5 angebracht ist. Der Strom fließt von der Anschlußplatte 1 auf der Energieversorgungsseite durch das Tragrohr 24 zum stationären Bogenkontakt 5. Eine Federkammer 240 nimmt eine Rückholfeder 25 auf, die normalerweise das Ventil 23 in die Lichtbogenbildungskammer 21 in seine in Fig. 4 dargestellte Ausgangsstellung drückt, in der Anschläge 220a, 22Ob der inneren Körperteile 22a bzw. 22b gegen das Ventil 23 anliegen und eine weitere Bewegung des Ventils 23 anhalten.

Das Ventil 23 ist beispielsweise mittels isolierender Stangen 30 und einer Verbindungsplatte 29 mit einem Verriegelungsteil oder einer Falle 26 verbunden, die eine Zahnstange aufweist, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Ein Haken, Zapfen oder eine Sperrklinke 27 ist drehbar montiert und mit einer Rückholfeder 28 in Eingriff mit dem Verriegelungsteil 26 vorgespannt. Eine Auslöse- oder Entriegelungseinrichtung zur Lösung des Eingriffs von Sperrklinke 27 und Verriegelungsteil 26 weist eine Magnetspule 31, einen stationären Kern 32, einen beweglichen Kern 33 und eine Rückholfeder 34 auf. Bei Betätigung der Magnetspule 31 wird der bewegliche Kern 33 vom stationären Kern 32 angezogen und dreht damit die Sperrklinke 27 gegen die Kraft der Rückholfeder 28 außer Eingriff mit dem Verriegelungsteil 26. Dies ermöglicht es der Feder 25,das Ventil 23 in die Ausgangsstellung gemäß Fig. 4 zurückzubringen. Wenn dementsprechend das Ventil 23 aus der Lichtbogenbil-.

dungskammer 21 herausbewegt wird, wird die Rückbewegung des Ventils 23 zu Anfang von der Verriegelungsanordnung verhindert, und zwar aus den nachstehend näher erläuterten Gründen. Die Verriegelungsanordnung ist von einem isolierenden Gehäuse 35 umgeben, das hindurchgehende Öffnungen 35Oa und 35Ob zur Lagerung

des Verriegelungsteiles 26 aufweist. Ein zeitlich gesteuertes elektrisches Signal bewirkt eine Betätigung der Auslöse- oder Entriegelungseinrichtung, um eine Rückbewegung des Ventils 23 zu ermöglichen. Die Magnetspule 31 ist Teil einer elektrischen Schaltung, die eine Energie- oder Stromversorgung E sowie Schalter SW.. und SW₂ aufweist, die bei Betätigung des Schaltungsunterbrechers verriegelt werden.

Die Wirkungsweise der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 4 bis 6 wird nachstehend näher erläutert.

In der Schließstellung des Schaltungsunterbrechers werden die Hauptkontakte und die Bogenkontakte in Eingriff miteinander gehalten, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Der Strom fließt somit von der Anschlußplatte 1 auf der Energieversorgungsseite zur Anschlußplatte 10 auf der Lastseite über den stationären Hauptkontakt 2', der zugleich als äußeres Körperteil dient, den stromführenden beweglichen Hauptkontakt 7' und den stationären Hauptkontakt 9. Außerdem fließt ein Teil des Stromes von der Anschlußplatte 1 auf der Energieversorgungsseite zur Anschlußplatte 10 auf der Lastseite über das Tragrohr 24, den stationären Bogenkontakt 5, den beweglichen Bogenkontakt 6, den stromführenden beweglichen Hauptkontakt 7' und den stationären Hauptkontakt 9. Das Ventil 23 wird von der Feder 25 in seine Ausgangsstellung gedrückt, so daß die Auslässe der Teilkammern 13b und 13c des Gasspeicherbereiches nicht mit der Lichtbogenbildungskammer 21 in Verbindung stehen, nur die Teilkammer 13a steht mit der Lichtbogenbildungskammer 21 in Verbindung.

Die Wirkungsweise bei der Lichtbogenbildung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert. Der nicht

dargestellte·Antriebsmechanismus erhält einen Auslösebefehl , woraufhin der bewegliche Bogenkontakt 6 sich in Richtung des Pfeiles a zu bewegen beginnt und sich um einen vorgegebenen Schleifhub bewegt. Dementsprechend kommt der bewegliche Hauptkontakt 7' mit dem stationären Kauptkontakt 2¹ außer Eingriff, so daß der gesamte Strom durch das Tragrohr 24 und die Bogenkontakte fließt. Anschließend kommt der bewegliche Bogenkontakt 6 nach einer vorgegebenen Zeitspanne mit dem stationären Bogenkontakt 5 außer Eingriff, und es wird ein elektrischer Bogen oder Lichtbogen zwischen den beiden Bogenkontakten 5 und 6 erzeugt. Der Bogen 20 gibt Wärmeenergie in die Lichtbogenbildungskammer 21 ab, und die Temperatur und der Druck des darin enthaltenen bogenlöschenden Fluids steigen an. Dieses bogenlöschende Fluid strömt zurück in die Teilkammer 13a, wie es mit den Pfeilen £ angedeutet ist, wobei dieser Effekt als Bogenrückschlag bezeichnet wird, und das Fluid mischt sich mit dem bogenlöschenden Fluid niedriger Temperatur und dem in der Teilkammer 13a herrschenden Druck. Infolgedessen steigt der Druck des bogenlöschenden Fluids in der Teilkammer 13a an. Wenn die Wärmeenergie des Bogens 20 groß ist, d.h. wenn der Unterbrechungsstrom groß ist, steigt der Druck in der Teilkammer 13a erheblich an. Die Stirnfläche oder Endfläche 230 des Ventils 23 wird von diesem Druck beaufschlagt, und zwar mit einem Druckwert, der der Fläche der Endfläche 230 proportional ist, und somit bewegt sich das Ventil 23 gegen die Kraft der Feder 25 in eine dem Pfeil ja entgegengesetzte Richtung.

Dementsprechend wird die Öffnung der Teilkammer 13b freigegeben, und die Teilkammer 13b steht dann mit der Lichtbogenbildungskammer 21 und der Teilkammer 13a in Verbindung. Infolgedessen mischen sich die bogenlöschenden Fluide in den beiden Teilkammern 13a und 13b, was zu einem bogenlöschenden Fluid mit ausreichend hohem

Druck und ausreichend niedriger Temperatur zum Auslöschen des Bogens führt. Während der Bewegung des Ventils 23 aus der Bogenbildungs- bzw. Bogenlöschungskammer 21 heraus, steht die Sperrklinke 27 mit dem Verriegelungsteil 26 in Eingriff und verhindert somit eine Rückbewegung des Ventils 23 bei einer Verringerung des darauf wirkenden Druckes. Somit wird an einem Punkt, an dem der Strom bis zum Nullpunkt abgenommen hat und der auf das Ventil 23 wirkende Druck verringert worden ist, das Ventil 23 daran gehindert, in Richtung des Pfeiles a in seine Ausgangsstellung zurückzukehren.

Dementsprechend wird in der Bogenlöschungsposition gemäß Fig. 6 das bogenlöschende Fluid mit erhöhtem Druck gegen den Bogen 20 geblasen, wie es mit den Pfeilen j_, 2^_, k und k_^_ in Fig. 6 angedeutet ist, und den Bogen auslöschen.

Wenn der Unterbrechungsstrom gleich dem normalen Kurzschlußstrom des Schaltungsunterbrechers ist, d.h. wenn der Strom noch stärker ansteigt, wird die Wärmeenergie des Bogens 20 noch größer sein. Dies wird zu einem noch größeren Druck in der Bogenbildungskammer 21 und den Teilkammern 13a und 13b führen. Diese Drucke, die auf die Stirnflächen oder Endflächen 230 und 2.31 des Ventils 23 wirken, werden eine noch weitere Bewegung des Ventils 23 gegen die Kraft der Feder 25 bewirken und damit den Auslaß der Teilkammer 13c freigeben. Infolgedessen wird Gas mit erhöhtem Druck in die Teilkammer 13c eintreten, wie es mit den Pfeilen i in Fig. 5 angedeutet ist. Das Ergebnis wird sein, daß ein bogenlöschendes Fluid mit ausreichend hohem Druck und niedriger Temperatur erzeugt wird, um diesen normalen Kurzschlußstrom zu unterbrechen. Bei dieser weiteren Bewegung des Ventils 23 aus der Bogenbildungs-

kammer 21 heraus wird die Rückbewegung des Ventils wiederum von der Sperrklinke 27 in Eingriff mit dem Verriegelungsteil 26 verhindert. Wenn der Strom bzw. die Stromstärke auf den Nullpunkt abnimmt, wird das bogenlöschende Fluid in den Kammern 13a, 13b und 13c gegen den Bogen 20 geblasen, wie es mit sämtlichen Pfeilen j_, jj_, k, kj_, 1 und V_ in Fig. 6 angegeben ist. Dieses Fluid löscht den Bogen und strömt durch die Bogenbildungskammer 21 und die Führungsöffnung in den äußeren, nicht dargestellten Fluidbehälter, z.B. einen Behälter, der die Anordnung gemäß Fig. 4 bis 6 umgibt, wie es mit den Pfeilen e_, e_]_ in Fig. 6 dargestellt ist. Ein anderer Teil des bogenlöschenden Fluids wird in einen derartigen äußeren Behälter über den .

Schlitz 17 abgelassen, der im Tragrohr 24 vorgesehen ist, wie es mit den Pfeilen d... und d.. ' angedeutet ist.

Das Verriegelungsteil 26 und die Sperrklinke 27 verhindern eine Rückbewegung des Ventils 23 für eine ausreichende Zeitspanne, um zu gewährleisten, daß das gesamte Gas mit erhöhtem Druck in den Teilkammern 13a, 13b und 13c abgelassen worden ist, um den Bogen 20 zu löschen. Zu einem vorgegebenen Zeitpunkt in Relation zur Vollendung der Trennung der Kontakte werden die Kontakte der Schalter SW₁ und SW- geschlossen, welche den Betrieb des Schaltungsunterbrechers verriegeln. Dementsprechend wird die Magnetspule 31 erregt, um den beweglichen Kern 33 gegen den stationären Kern 32 zu ziehen, um damit die Sperrklinke 27 gegen die Kraft der Rückholfeder 28 außer Eingriff mit dem Verriegelungsteil 26 zu drehen bzw. zu schwenken. Dies ermöglicht es der Rückholfeder 25, das Ventil 23 in die Ausgangsstellung zurückzubringen, nachdem der Bogen 20 gelöscht worden ist, woraufhin die Kontakte in ihre Ausgangsstellung zurückkehren können, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Gemäß der Erfindung ist der Schaltungsunterbrecher in der Lage, Lichtbögen zu unterbrechen, die in einem breiten Bereich von Stromstärkenwerten erzeugt werden., und nicht nur große Stromstärkenwerte von Kurzschlußströmen, sondern auch Ströme mit mittleren Stromstärkenwerten von Lastströmen oder Ströme mit kleinen Stromstärkenwerten, wie z.B. Erregerströme von Transformatoren, Ladeströme von Kondensatoren etc. können unterbrochen werden. Die -Selbstauslöschung gemäß dem Hauptprinzip der Erfindung wird durch erfolgreiche Unterbrechung von Strömen mit all diesen Stromstärkenwerten erreicht und stellt einen erheblichen Vorteil gegenüber herkömmlichen Schaltungsunterbrechern dar.

Ein wesentliches Merkmal des selbstlöschenden Schaltungsunterbrechers besteht darin, daß beim Mischen eines bogenlöschenden Fluids hoher Temperatur aufgrund der von einem Bogen abgegebenen Wärme und eines bogenlöschenden Fluids niedriger Temperatur in einer Gas-Speicherkammer ein zufriedenstellenderes Bogenlöschungsvermögen erreicht wird, indem man das Volumen der Gasspeicherkammer als Funktion oder in Abhängigkeit vom Wert des zu unterbrechenden Stromes verändert. Beim herkömmlichen Schaltungsunterbrecher gemäß Fig. 1 bis 3 ist das Volumen der Gasspeicherkammer 13 konstant, und somit ist der Druck des bogenlöschenden Fluids in der Gasspeicherkammer 13 bei mittleren oder niedrigen Stromstärkenwerten oft unzureichend, um die Zwangslöschung des Bogens zu erreichen. Zur Überwindung dieses Nachteiles ist es dabei erforderlich, eine Druckdifferenz zwischen der Gasspeicherkammer 13 und der Saugkammer hervorzurufen, was jedoch erhebliche Betätigungskraft erfordert. Außerdem nimmt die Temperatur innerhalb der Saugkammer 14 aufgrund der Verbindung der Saugkammer mit der Führungsöffnung 15 zu, mit der Folge, daß das

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* Isoliervermögen verringert wird.

Gemäß der Erfindung ist es jedoch nicht erforderlich, hinsichtlich der Saugkammer 14 dafür zu sorgen, daß sie einen ausreichenden Unterdruck zeigt, um eine Zwangsauslöschung zu ermöglichen. Außerdem ist der isolierende stationäre Kolben 4, den die herkömmliche Anordnung gemäß Fig. 1 bis 3 benötigt, gemäß der Erfindung nicht erforderlich. Somit wird das Gas hoher Temperatur, dessen elektrische Leitfähigkeit zugenommen hat, prompt in den äußeren, umgebenden Behälter abgelassen, ohne in dem Bereich um die Kontakte gelassen zu werden. Dies ergibt sich, wenn man die Pfeile e_, e_]_ in den Fig. 3 und 6 vergleicht. Dementsprechend ist es möglich, sehr zufriedenstellende Unterbrechungseigenschaften ohne Blitz zwischen den Bogenkontakten zu erreichen.

Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung gemäß Fig. 4 bis 6. Bei der Anordnung gemäß Fig. 7 sind zur Vermeidung von potentiellen Problemen aufgrund der Wärmemenge vom Bogen die Auslässe der Teilkammern weiter von der Lichtbogenbildungskammer 21 entfernt. Somit sind die inneren Körperteile 22a und 22c radial innerhalb des Ventils 23 angeordnet, im Gegensatz zu der umgekehrten Anordnung der Ausführungsform gemäß Fig. 4 bis 6. Die Ausführungsform gemäß Fig. 7 arbeitet sonst in gleicher Weise wie die oben

beschriebene Ausführungsform gemäß Fig. 4 bis 6. 30

Anhand der Fig. 8 bis 10 wird nachstehend eine Ausführungsform gemäß der Erfindung erläutert, die für eine verzögerte Rückkehr des Ventils 23 sorgt, ohne daß eine Verriegelungs- oder Sperranordnung gemäß Fig. 4 bis 6 vorgesehen ist. Somit ist bei der Anordnung gemäß

Fig. 8 bis 10 ein Zylinder 41 vorgesehen, dessen Außenwand an der Anschlußplatte 1 der Energieversorgungsseite befestigt ist. Ein Ventil 42 nimmt die Funktion des Ventils 23 der Ausfuhrungsform nach Fig. 4 bis 6 wahr und ist in der Weise gehaltert, daß es auf einer Innenwand des Zylinders 41 gleitend verschiebbar ist. Der stationäre Bogenkontakt 5 ist am vorderen Ende der Innenwand des Zylinders 41 befestigt, und der Zylinder 41 dient außerdem zur Zuführung von Strom von der Anschlußplatte 1 zum stationären Bogenkontakt 5. Das Innere des Zylinders 41 ist mit einer ringförmigen Zylinderkammer versehen, die eine Dämpfungszylindereinheit 40 bildet, um für die verzögerte Rückbewegung des Ventils 42 zu sorgen. Ein Kolbenteil 42a des Ventils 42 teilt das Innere des Zylinders 41 in erste und zweite Kammern 41a und 41b. Obwohl in der Zeichnung der Außenumfang des Kolbenteiles 42a im Abstand von der Innenwandoberfläche des Zylinders 41 gezeichnet ist, steht das Kolbenteil 42a in Wirklichkeit im wesentlichen in abdichtendem Gleitkontakt mit dieser Innenwandoberfläche. Eine Feder 4 3 ist zwischen dem Kolbenteil 42a und einer Rückwand des Zylinders 41 gehalten und versucht, das Ventil 42 in seine-Ausgangsstellung zu drücken. Im Kolbenteil 42a sind Löcher 42b vorgesehen. Ein ringförmiges Ventil oder eine ringförmige Platte 45 ist in der Nähe dieser Löcher 42b auf der Seite der Kammer 41b angeordnet und gegen das Kolbenteil 42a zum Schließen der Löcher 42b angedrückt, und zwar mittels einer Feder 44, die zwischen der Platte 45 und einem am Ventil 42 ausgebildeten Anschlag 42c gehalten ist. Auslaßöffnungen 41c sind im Zylinder 41 ausgebildet, um eine Verbindung zwischen der Kammer 41b und einem nicht dargestellten, äußeren und mit Fluid gefüllten Behälter zu schaffen. In ähnlicher Weise sorgt eine Einlaßöffnung 41d für eine Verbindung eines solchen

äußeren Behälters mit der Kammer 41a. Ein einstellbar positionierbares Ventil oder eine Reguliereinrichtung, z.B. ein in einen Ansatz am Zylinder 41 eingeschraubtes Nadelventil 46 versperrt mehr oder weniger die Einlaßöffnung 41d und reguliert damit das Ausmaß der Verbindung zwischen dem äußeren Behälter und der Kainmer 41a.

Die Wirkungsweise der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 8 und wird nachstehend näher erläutert.

Die Art und Weise des Anlegens von Strom, Ausbildung des Bogens und Löschen des Bogens durch die verschiedenen Positionen des Eingriffs und der Trennung der ^ßweiligen Kontakte wird in entsprechender Weise erreicht, wie es vorstehend im Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäß Fig. 4 bis 6 erläutert worden ist. Somit richtet sich die nachstehende Erläuterung auf die Wirkungsweise des Ventils 42 und seine verzögerte Rückkehr in die Ausgangsstellung nach dem Auslöschen des Bogens.

Fig. 8 zeigt die Schließstellung des SchaltungsUnterbrechers, die ähnlich der oben bereits im Zusammenhang mit Fig. 4 erläuterten Situation ist. Bei der Bildung eines Bogens und dem zunehmenden Druck des bogenlösehenden Fluids in der Lichtbogenbildungskammer 21 wird das Ventil in eine entgegengesetzte Richtung entsprechend dem Pfeil A um eine Strecke bewegt, die eine Funktion eines solchen angestiegenen Druckes ist. Genauer gesagt, die vordere Stirnfläche oder Endfläche.

42d des Ventils 42 wird von einem Druck beaufschlagt, und zwar in Abhängigkeit oder proportional zur Fläche einer derartigen vorderen Stirnfläche 42d, und einige oder alle der Teilkammern 13a, 13b und 13c werden geöffnet, und zwar in der im Zusammenhang mit Fig. 4 bis 6 beschriebenen Weise. Als Resultat dieser Bewegung

wird jedoch, der Innendruck der Kammer 41a des Zylinders 41 erhöht, und zwar aufgrund der Verringerung seines Volumens durch die Bewegung des Kolbenteiles 42a. Aufgrund dieses Druckanstieges drückt das Fluid in der Kammer 4Ta die Ventilplatte 45 vom Kolbenteil 42a weg, und dieses Fluid strömt durch die Löcher 42b in die Kammer 41b, wie es mit den Pfeilen d und dj_ in Fig: 9 angegeben ist. Somit werden die Drucke in den Kammern 41a und 41b im wesentlichen ausgeglichen. Auf diese Weise besteht keine Druckdifferenz zwischen diesen beiden Kammern, die gegen die Kraft der Feder 43 wirkt, und somit wirkt der Feder 43 nur der Druck entgegen, der die vordere Stirnfläche 42d des Ventils 42 beaufschlagt.

Wenn jedoch der Wert der Stromstärke auf den Wert des Nullpunktes abnimmt, d.h. während des Auslöschens des Bogens, nimmt der auf die Stirnflächen 42d und 42e des Ventils 42 wirkende Druck ab und die Kraft der Feder 43 überwindet diese Drucke mit der Tendenz, das Ventil 43 in Richtung des Pfeiles A zu bewegen. Nach nur einer kleinen derartigen Bewegung wird jedoch eine Vergrößerung des Volumens der Kammer 41a hervorgerufen, mit dem Ergebnis, daß der Druck in dieser abnimmt. Somit wird eine Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern 41a und 41b erzielt, die ausreichend ist, um die Ventilplatte 45 in einer Position zum Schließen der Löcher 42b zu halten, und zwar aufgrund der Kraft der Feder 44. Außerdem ist diese Druckdifferenz ausreichend, die Kraft der Rückholfeder 43 zu überwinden, und somit wird das Ventil 42 daran gehindert, sich in Richtung des Pfeiles A zurückzubewegen.

Das Fluid in der Kammer 41 strömt jedoch durch die Auslaßöffnungen 41c in den äußeren Behälter, wie es mit den

Pfeilen m, m_|_ in Fig. 9 angegeben ist, und außerdem strömt Fluid aus einem derartigen äußeren Behälter durch die gedrosselte Einlaßöffnung 41d in die Kammer 41a. Die Reguliereinrichtung bzw. das Nadelventil 46 drosselt den Durchgang von Fluid in die Kammer 41a, so daß der Ausgleich der Drucke zwischen den Kammern 41a und 41b allmählich über eine verzögerte Zeitspanne erfolgt, die mit dem Nadelventil 46 einstellbar ist. Infolgedessen bewegt sich das Ventil 42 allmählich in Richtung des Pfeiles A, und das Ventil 42 ist daran gehindert, sofort in diese Richtung zurückzukehren, bis das Gas mit erhöhtem Druck in den verschiedenen . Teilkammern abgelassen worden ist, um die Auslöschung des Bogens zu gewährleisten. Zu diesem Zeitpunkt, wenn die Drucke in den Kammern 41a und 41b ausgeglichen sind, bringt die Feder 43 das Ventil 42 in seine Ausgangsstellung zurück, und dann können die verschiedenen Kontakte in ihre Ausgangsstellungen zurückkehren, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Die Verzögerungszeit für die Rückkehr des Ventils 42 kann in der Weise eingestellt werden, daß das Einströmen/Ausströmen des bogenlöschenden Fluids zwischen dem äußeren Behälter und der Kammer 41a von der Reguliereinrichtung 46 eingestellt wird.

Wenn die Verzögerungs- oder DämpfungsZylindereinheit gemäß dieser Ausführungsform in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut und betrieben wird, bewegt sich das Ventil 42 in der Weise, daß die verschiedenen Teilkammern geöffnet und gewährleistet ist, daß eine vorgegebene Menge an bogenlöschendem Fluid abgelassen oder herausgeblasen wird, um die Selbstlöschung des Bogens vorzunehmen. Außerdem kehrt das Ventil 42 automatisch in seine Ausgangsstellung zurück, nachdem eine vorgegebene .Zeitspanne verstrichen ist, die in einfacher

Weise einstellbar ist. Somit hat die Verzögerungs- und Dämpfungszylindereinheit 40 im wesentlichen die gleiche Funktion wie die Verriegelungs- und Auslöseeinrichtung der Ausführungsform gemäß Fig. 4 bis 6. Der Aufbau dieser Ausführungsform ist jedoch wesentlich vereinfacht, und es ist nicht erforderlich, eine Zeitsteuerung vorzusehen, um für die Verriegelungs- und Auslösesteuersignale zu sorgen. Somit können sowohl der Aufbau als auch die Steuerung des selbstlöschenden Gas-Schaltungs-Unterbrechers bei dieser Ausführungsform vereinfacht werden.

Fig. 11 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung gemäß Fig. 8 bis 10. Dabei wird die Verbindung für das Fluid zwischen den Kammern 41b und 41a gemäß dieser Ausführungsform mit einer Bypass-Leitung geschaffen, die sich von der Kammer 41b zu einem Einlaß 52 in der Kammer 41a erstreckt. Eine Reguliereinrichtung oder ein Drosselventil 46 ähnlich der Anordnung gemäß der Ausführungsform nach Fig. 8 bis 10 ist in der Bypass-Leitung 51 vorgesehen, um die Bypass-Leitung 51 mehr oder weniger zu versperren bzw. freizugeben. Diese abgewandelte Ausführungsform bietet den Vorteil, daß Staub, der durch den Verschleiß oder Abrieb von Metallteilen, Isolatoren etc. hervorgerufen werden kann, an seinem Eintritt in die Kammern 41a und 41b gehindert wird. Im übrigen arbeitet die Ausführungsform gemäß Fig. 11 in gleicher Weise wie die Ausführungsform

gemäß Fig. 8 bis 10.
30

Es darf darauf hingewiesen werden, daß die Teilkammer-Anordnung gemäß Fig. 7 auch bei den Ausführungsformen nach Fig. 8 bis 11 Verwendung finden kann. Selbst wenn bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäße Schaltungsunterbrecher mit drei Teil-

karnmorn beschrieben und darqestellt worden ist, darf darauf hingewiesen werden, daß selbstverständlich auch nur zwei Teilkammern oder mehr als drei Teilkammern beim Schaltungsunterbrecher Verwendung finden können.

Leerseite

Claims

Kern, Popp,

Pa$tn£r

330081b

Patentanwälte · European Patent Attorneys
München** · Bremen*

Kern, Popp, Sjjdii, v. Bülow& Partner, Postfach 860624, D-SOOO München 86

Ihr Zeichen
Your ref.

Ihr Schreiben vom Your letter of

Ralf M. Kern · Dipl.-Ing.**

Dr. Eugen Popp · Dipl.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing.*·

WoIfE. Sajda · Dipl.-Phys.**

Dr. Tarn v. Bülow · Dipl.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing.**

Dr. Ulrich Hrabal · Dipl.-Chem** Erich Bolte · Dipl.-Ing.*

BÜRO MÜNCHEN/MUNICH OFHCE: Widenmayerstraße 48
Postfach/P.O.Box 860624
D-8000 München 86

Telefon: (089) 222631 Telex: 5213222 epod

Unser Zeichen
Our ref.

Datum Date

M/SOG-35-DE Ke/oe

12. Januar 1983

MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA
2-3, Marunouchi 2-chome,
Chiyodaku, Tokyo, Japan

Selbstlöschender Gas-Schaltungsunterbrecher

Patentansprüche

(1i)Selbstlöschender Gas-Schaltungsunterbrecher, gekennzeichnet durch

ein Körperteil (2¹) mit einem ersten Ende, das mit einer Anschlußplatte (1) fest verbunden ist, und mit einem zweiten Ende;

eine Düse (3) aus elektrisch isolierendem Material,

die mit dem zweiten Ende des Körperteiles (2¹) verbunden ist und eine Düsenöffnung (15) bildet, die mit dem Inneren des Körperteiles (2^f) in Verbindung steht, wobei das Innere des Körperteiles (2¹) eine Bogenbildungskammer (21) in der Nähe der Düse (3) und eine Gasspeieherkammer (13) aufweist, welche mit einem bogenlöschenden Fluid gefüllt sind,

einen stationären Bogenkontakt (5), der elektrisch mit der Anschlußplatte (1) verbunden und innerhalb des Körperteiles (2¹) an einem der Düsenöffnung (15) gegenüberliegenden Ort angeordnet ist,

einen beweglichen Bogenkontakt (6), der für eine Bewegung durch die Düsenöffnung (15) zwischen einer Schließstellung des Schaltungsunterbrechers, in der der bewegliche Kontakt (6) sich durch die Düse (3) in Schließkontakt mit dem stationären Bogenkontakt (5) erstreckt, und einer Offenstellung des Schal-■ tungsunterbrechers ausgelegt ist, in der der bewegliche Bogenkontakt (6) sich im Abstand außerhalb der Düse (3) befindet, ■

eine Betätigungseinrichtung (11) zur Bewegung des ²^ beweglichen Bogenkontaktes (6) aus der Schließstellung in die Offenstellung während des Anlegens eines Bogenstromes zwischen den stationären und beweglichen Bogenkontakten (5,6), um die Ausbildung eines Bogens (20) zwischen ihnen zu erzielen, wobei

der Bogen (20) Energie erzeugt, die ein Ansteigen des Druckes des bogenlöschenden Fluids in der Bogenbildungskammer (21) und dann in der Gasspeicherkammer (13) hervorruft, und wobei bei Unterbrechung des Bogenstromes das unter Druck gesetzte Gas aus der Gasspeicherkammer (13) durch die Düsenöffnung (3)

zum Ausöschen des Bogens abgelassen wird,

und einer Einrichtung (22a, 22b, 22c, 23) zur Regulierung des Druckes des unter Druck stehenden Gases, das aus der GasSpeicherkammer (13) in Abhängigkeit vom Bogenstrom abgelassen wird, um zu gewährleisten, daß das unter Druck stehende Gas einen ausreichenden Druck zur Auslöschung des Bogens besitzt, wobei die Reguliereinrichtung (22a, 22b, 22c, 23) Trennwände (22a, 22b, 22c), welche die Gasspeicherkammer (13) in eine Vielzahl von Teilkammern (13a, 13b, 13c) unterteilen, die jeweils einen Auslaß in Verbindung mit der Bogenbildungskammer (21) besitzen, sowie ein Ventil (23) besitzt, das zwischen der Bogenbildungskammer (21) und zumindest einigen Auslassen der Teilkammern (13a, 13b, 13c) angeordnet und für eine Bewegung aus der Bogenbildungskammer (21) heraus ausgelegt ist, und zwar in Abhängigkeit von der Erhöhung des Druckes des darin enthaltenen Gases, um die Bogenbildungskammer (21) mit einer ausreichenden Anzahl von Teilkammer (13a, 13b, 13c) zu verbinden, die gewährleistet, daß in Abhängigkeit von relativen Wert des Bogenstromes und des Druckes in der Bogenbildungskammer (21) der Druck des in der Anzahl von Teilkammern (13a, 13b, 13c) gespeicherten Gases eine zuverlässige Auslöschung des Bogens gewährleistet.
2. Schaltungsunterbrechung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Halte- und Rückstelleinrichtung (26-35; 40), die das Ventil (23) in der jeweiligen Betriebsstellung weg von der Bogenbildungskammer (21) festhält und die Bogenbildungskammer (21) für eine Zeitspanne mit einer Anzahl von Teilkammer (13a, 13b, 13c) verbindet, bis der Bogen (20) ge-

-A-

löscht ist, und die dann das Ventil (23) in seine Ausgangsstellung zurückbringt.
3. Schaltungsunterbrecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte- und Rückstelleinrichtung (26-35) eine Verriegelungseinrichtung (26-28), die das Ventil (23) in seiner jeweiligen Betriebsstellung hält, und eine Entriegelungseinrichtung (31-34), die die Verriegelungseinrichtung (26-28) auslöst, wenn der Bogen (20) gelöscht ist, sowie eine Rückstelleinrichtung (25) aufweist, die das Ventil (2 3) in seine Ausgangsstellung zurückdrückt .
4. Schaltungsunterbrecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (26-28) eine Zahnstange (26), die mit dem Ventil (23) verbunden und mit diesem bewegbar ist, sowie eine Sperrklinke (27) zum Eingriff mit der Zahnstange (26) aufweist, daß die Entriegelungseinrichtung (31-34) Mittel (33) besitzt, um die Sperrklinke (27) außer Eingriff mit der Zahnstange (26) zu bewegen, und daß die Rückstelleinrichtung (25) eine Feder (25) aufweist, welche das Ventil

(23) in Richtung der Bogenbildungskammer (21) vorspannt.
5. Schaltungsunterbrecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte- und Rückstelleinrichtung (40) folgende Baugruppen aufweist:

einen fest angeordneten Zylinder (41),

einen Kolben (42a), der mit dem Ventil (42) verbunden und mit diesem innerhalb des Zylinders (41)

33008Ί6

Ι bewegbar ist, wobei der Kolben (42a) das Innere des Zylinders (41) in erste und zweite, Fluid enthaltende Kammern (41a, 41b) unterteilt und Öffnungen (42b) besitzt, durch welche das Fluid bei Bewegung des Ventils (42) aus seiner Ausgangsstellung heraus aus der ersten Kammer (41a) in die zweite Kammer (41b) strömen kann,

ein Abdeckteil (45), das die Öffnungen (42b) normajQ !erweise verschließt und zum öffnen der Öffnungen (42b) nur bei Bewegung des Ventils (42) aus seiner Ausgangsstellung heraus betätigbar ist,

eine Einrichtung (43), die gegen den Kolben (42a) und das Ventil (42) drückt, um sie in die Ausgangsstellung zurückzubewegen, so daß bei Entfernen des unter Druck stehenden Gases aus der Bogenbildungskammer (21) die Druckeinrichtung (43) versucht, den Kolben (42a) und das Ventil (42) in ihre Ausgangsstellung zurückzubringen, wobei eine Druckdifferenz zwischen den ersten und zweiten Kammern (41a, 41b) erzeugt wird, welche die Kraft der Druckeinrichtung (43) überwindet,

eine Ausgleichseinrichtung (41c, 41d, 44), die Fluid aus der zweiten Kammer (41b) in die erste Kammer (41a) zum Ausgleich ihrer Drucke übertreten lassen kann,

und eine Einstelleinrichtung (46) zur Verzögerung der Einleitung von Fluid aus der zweiten Kammer (41b) in die erste Kammer (41a), um einen verzögerten Ausgleich der Drucke in den ersten und zweiten Kammern (41a, 41b) vorzunehmen, woraufhin die Druckeinrichtung (43) auf den Kolben (42a) wirkt, um das Ventil (42) in seine Ausgangsstellung zurück zubringen.
6. Schaltungsunterbrecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichseinrichtung eine Auslaßöffnung (41c) im Zylinder (41) für eine Fluidverbindung aus der zweiten Kammer (41b) in einen mit Fluid gefüllten Behälter, der außerhalb des Zylinders (41) angeordnet ist, und eine Einlaßöffnung (41d) in dem Zylinder (41) aufweist, die eine Fluidverbindung von dem mit Fluid gefüllten Behälter in die erste Kammer (41a) bildet.
7. Schaltungsunterbrecher nach einem oder mehreren

Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (46) ein Ventil aufweist, das einstellbar in dem Zylinder (41) montiert ist, ■Lg um die Einlaßöffnung (4Id) teilweise zu versperren.
8. Schaltungsunterbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichseinrichtung eine Bypass-Leitung (51), aufweist, die sich von der zweiten Kammer (41b) zur ersten Kammer (41a) erstreckt.
9. Schaltungsunterbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung ein Ventil (46) aufweist, das zum teilweisen Versperren der Bypass-Leitung (51) einstellbar montiert ist.
10. Schaltungsunterbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige Auslässe der Teilkammern (13a, 13b, 13c) im allgemeinen radial nach innen gerichtet sind und daß das Ventil (42) für eine Bewegung an einem Ort ausgelegt ist, der radial innerhalb der Trennwände (22a, 22b, 22c) liegt.

-7-
11. Schaltungsunterbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Auslässe der Teilkammern (13a, 13b, 13c) im allgemeinen radial nach außen gerichtet sind und daß das Ventil (42) für eine Bewegung an einem Ort ausgelegt ist, der radial außerhalb der Trennwände (22a, 22b, 22c) liegt.