DE3618345A1

DE3618345A1 - Electrical gas-blast circuit breaker

Info

Publication number: DE3618345A1
Application number: DE19863618345
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Rer Nat Zueckler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1987-12-03

Abstract

In the case of an electrical gas-blast circuit breaker, a resiliently elastic connecting element (10) which transmits tensile and compression forces is inserted between the drive for the moving switching element (3) on the one side and the displaceable part (4) of a piston/cylinder arrangement (4, 5) for producing an extinguishing gas flow, on the other side. In consequence, the drive can be dimensioned for relatively low drive powers irrespective of the magnitude which can be expected for the maximum switching-off current and the internal pressure resulting from this. The resiliently elastic connecting element (10) represents an energy store which is charged by the drive and is discharged via the displaceable part (4) of the piston/cylinder system (4, 5) when the internal pressure, which acts against said part and is dependent on the burning arc, has become correspondingly lower. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Druckgas schalter mit einer mindestens ein feststehendes und ein von einem Antrieb bewegbares Schaltstück enthaltenden Kontakt anordnung und mit einem dieser zugeordneten, eine Löschgas strömung erzeugenden Kolben-Zylinder-System, dessen mit dem bewegbaren Schaltstück gleichsinnig verschiebbarer Teil mit dem Antrieb mechanisch verbunden ist.The invention relates to an electric compressed gas switch with at least one fixed and one of contact containing a drive movable contact arrangement and associated with one of them, an extinguishing gas flow-generating piston-cylinder system, which with the movable contact piece in the same direction movable part is mechanically connected to the drive.

Ein derartiger elektrischer Druckgasschalter ist beispiels weise aus der DE-OS 23 47 605 bekannt. Bei diesem Schalter ist der Blaszylinder ebenso wie das bewegbare Schaltstück mit dem Antrieb starr verbunden. Der Antrieb bewegt den Blaszylinder gegen den in seinem Innern herrschenden Druck in die Ausschaltstellung. Der im Verlauf einer Ausschalt handlung auf den Blaszylinder wirkende Innendruck ist abhängig von der Stärke des brennenden Lichtbogens, da dieser die Löschgasströmung behindert, und damit von der Größe des Ausschaltstromes.Such an electrical pressure gas switch is an example known from DE-OS 23 47 605. With this switch is the blow cylinder as well as the movable contact piece rigidly connected to the drive. The drive moves the Blow cylinder against the pressure inside in the off position. The one in the course of a shutdown action on the blow cylinder is internal pressure depending on the strength of the burning arc, because this hinders the flow of extinguishing gas, and thus from the Size of the breaking current.

Um Ausschalthandlungen bei Schaltern mit der bekannten starren Verbindung zwischen beweglichem Schaltstück und Blaszylinder sicher gewährleisten zu können, muß der Antrieb für den zu erwartenden größten Ausschaltstrom, d. h. für den Kurzschlußstrom, dimensioniert werden.To switch off operations with the known rigid connection between movable contact and The drive must be able to guarantee blowing cylinders safely for the largest breaking current to be expected, d. H. for the Short-circuit current can be dimensioned.

Beim Schalten von Nennströmen oder kapazitiven Strömen entsteht ein entsprechender Antriebsenergieüberschuß, da der Innendruck dann geringer ist.When switching nominal currents or capacitive currents there is a corresponding excess of drive energy, because the internal pressure is then lower.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Druck gasschalter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Antrieb unabhängig vom zu erwartenden größten Ausschaltstrom und dem sich hieraus ergebenden Innendruck für vergleichsweise geringe Antriebsleistung ausgelegt werden kann.The object of the invention is an electrical pressure to design gas switches of the type mentioned at the beginning, that the drive regardless of the largest expected Breaking current and the resulting internal pressure designed for comparatively low drive power can be.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein federelastisches, Zug- und Druckkräfte übertragendes Verbindungselement zwischen dem Antrieb und dem verschiebbaren Teil des Kolben-Zylinder-Systems.According to the invention, this object is achieved by a elastic, transmitting tensile and compressive forces Connecting element between the drive and the sliding part of the piston-cylinder system.

Durch Anwendung der Erfindung wird bei auftretendem hohen Innendruck das bewegbare Schaltstück ungehindert vom Antrieb in die vorgesehene Löschdistanz überführt, weil die den verschiebbaren Teil des Kolben-Zylinder-Systems verzögernden Abbremskräfte vom federelastischen Verbindungselement auf genommen werden. Das Verbindungselement schafft einen Energiespeicher zwischen dem Antrieb und dem verschiebbaren Teil des Kolben-Zylinder-Systems, der bei maximalem Ausschaltstrom und dem dadurch bedingten Innendruck am stärksten geladen wird und seine Energie in der Nähe des natürlichen Stromnulldurchgangs bei absinkendem Innendruck abgibt.By applying the invention, when high occurs Internal pressure the movable contact piece unhindered by the drive transferred to the intended deletion distance because the slidable part of the piston-cylinder system retarding Braking forces from the spring-elastic connecting element be taken. The connecting element creates one Energy storage between the drive and the sliding Part of the piston-cylinder system that operates at maximum Breaking current and the resulting internal pressure on strongest and its energy near the natural zero current flow with decreasing internal pressure delivers.

Nach einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann der verschiebbare Teil des Kolben-Zylinder-Systems der Zylinder sein. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das feder elastische Verbindungselement aus Schraubenfedern besteht, deren Enden starr mit dem bewegbaren Schaltstück einerseits und dem Zylinder andererseits verbunden sind. Es können mindestens zwei Schraubenfedern vorgesehen sein, die gleichmäßig über den Umfang der Kontaktanordnung verteilt sind. Der Vorteil von Schraubenfedern besteht darin, daß sie wegen ihrer hohen Eigenstabilität sowohl Zug- als auch Druckkräfte übertragen können. Sie sind in der Lage, die Antriebsbewegung gleichermaßen bei der Ausschalt- wie bei der Einschaltbewegung auf den Zylinder zu übertragen. Weiterhin ist bei der Erfindung vorgesehen, die Schraubenfedern über scheibenförmige Träger mit dem bewegbaren Schaltstück bzw. mit dem verschiebbaren Teil des Kolbensystems zu verbinden.According to an embodiment of the inventive concept, the Slidable part of the piston-cylinder system of the cylinders be. It can be advantageous if the spring elastic connecting element made of coil springs exists, the ends of which are rigid with the movable contact piece on the one hand and the cylinder on the other hand. At least two coil springs can be provided, which are even across the circumference of the contact arrangement are distributed. The advantage of coil springs is in that due to their high inherent stability can also transmit pressure forces. they are in the Position, the drive movement equally when switching off as with the closing movement towards the cylinder transfer. Furthermore, the invention provides that Coil springs over disc-shaped supports with the movable contact piece or with the displaceable part of the To connect the piston system.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungs gedankens kann es möglich sein, die Kopplung aufgrund des federelastischen Verbindungselements im Verlauf der Ausschaltbewegung wegabhängig mit einem starren Ver bindungsglied zu überbrücken. Hiermit kann erreicht werden, daß der Zylinder zwangsweise mit dem bewegbaren Schaltstück verschoben wird, so daß insbesondere zu Beginn der Ausschalthandlung eine optimale Vorkompression des Löschgases zur Erzeugung der Löschgasströmung erreicht werden kann.According to an advantageous embodiment of the invention thought it may be possible to use the coupling due to the spring-elastic connecting element in the course of Switch-off movement path-dependent with a rigid Ver to bridge the link. Hereby can be achieved be that the cylinder is forced to move Switch piece is moved, so that especially at the beginning the switch-off action an optimal pre-compression of the Extinguishing gas for generating the extinguishing gas flow reached can be.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungs beispiel eines elektrischen Druckgasschalters nach der Erfindung sowie dessen Aufbau und Wirkungsweise beschrieben.The following is an execution based on the drawing example of an electric gas pressure switch according to the Invention and its structure and operation described.

Die Figur zeigt in vereinfachter Darstellung einen elektrischen Druckgasschalter im Bereich seiner elektrischen Kontaktanordnung. Rechts der Mittellinie ist der Schalter in der Einschaltstellung, links in der Ausschaltstellung dargestellt.The figure shows a simplified representation electrical pressure gas switch in the area of its electrical Contact arrangement. The switch in is to the right of the center line the on position, on the left in the off position shown.

Der Druckgasschalter für beispielsweise 220 kV mit SF₆ als Isolier- und Löschgas weist im Bereich der Kontaktanordnung zwei feststehende Schaltstücke 1, 2 auf, die im Einschalt zustand von einem bewegbaren Schaltstück 3 elektrisch leitend überbrückt sind. Die Schaltstücke 1, 2, 3 sind von einem Kolben-Zylinder-System 4, 5 umgeben, das aus einem bewegbaren Blaszylinder 4 und einem feststehenden Ringkolben 5 besteht. Dieser feststehende Ringkolben 5 ist über zwei Führungsstangen 6 mit einem ortsfesten Schaltgefäß 7 starr verbunden. The compressed gas switch for, for example, 220 kV with SF ₆ as the insulating and extinguishing gas has in the region of the contact arrangement two fixed switching elements 1 , 2 , which are bridged in an electrically conductive manner by a movable switching element 3 when switched on. The switching pieces 1 , 2 , 3 are surrounded by a piston-cylinder system 4 , 5 , which consists of a movable blowing cylinder 4 and a fixed annular piston 5 . This fixed ring piston 5 is rigidly connected to a stationary switching vessel 7 via two guide rods 6 .

An seinem Umfang weist das bewegbare Schaltstück 3 eine Lochscheibe 8 auf, durch die die beiden um 180° gegen einander versetzten Führungsstangen 6 hindurchgreifen. Ebenso weist der Blaszylinder 4 an seiner Innenwandung oberhalb dieser Lochscheibe 8 eine weitere Lochscheibe 9 auf, durch die ebenfalls die Führungsstangen 6 hindurch greifen. Die Führungsstangen 6 werden von zwei Schrauben federn 10, die mit ihrem oberen Ende 11 mit der Lochscheibe 9 und an ihrem unteren Ende 12 mit der Lochscheibe 8 fest verbunden sind, umgeben.On its periphery, the movable contact piece 3 has a perforated disk 8 through which the two guide rods 6 , which are offset by 180 °, extend. Likewise, the puffer cylinder 4 on its inner wall above said perforated plate 8 is another perforated plate 9, which also engage through the guide rods 6 therethrough. The guide rods 6 are surrounded by two helical springs 10 , which are firmly connected at their upper end 11 to the perforated disk 9 and at their lower end 12 with the perforated disk 8 .

Im Verlauf einer Ausschalthandlung wird das bewegbare Schaltstück 3 von einem nicht weiter dargestellten Antrieb in Pfeilrichtung 13 bewegt. Damit bewegen sich die Schraubenfedern 10 und der Blaszylinder 4 ebenfalls in Pfeilrichtung 13. Der durch den brennenden Lichtbogen entstehende Innendruck bremst den Blaszylinder 4 in seiner Bewegung ab, so daß das bewegbare Schaltstück 3 und der Blaszylinder 4 sich voneinander unter Dehnung der Schrauben federn 10 entfernen, ohne daß zwischen Blaszylinder 4 und Antrieb eine Bewegungsumkehr stattfindet. Das bewegbare Schaltstück 3 kann ungehindert vom Antrieb in die Lösch distanz bewegt werden. Die gedehnten Schraubenfedern 10 speichern die aufgebrachte Antriebsenergie. Unterschreitet im Verlauf die Ausschalthandlung die auf den Blaszylinder 4 durch den Innendruck wirkende Kraft die von den Schrauben federn 10 aufgebrachte Kraft, so geben diese die Speicher energie an den Blaszylinder 4 ab, indem sie ihn in Pfeil richtung 13 ziehen und sich dabei wieder entspannen.In the course of a switch-off action, the movable contact piece 3 is moved in the direction of arrow 13 by a drive (not shown further). The coil springs 10 and the blowing cylinder 4 thus also move in the direction of the arrow 13 . The internal pressure created by the burning arc brakes the blow cylinder 4 in its movement, so that the movable contact piece 3 and the blow cylinder 4 spring apart from each other by stretching the screws 10 without a reversal of movement taking place between the blow cylinder 4 and the drive. The movable contact piece 3 can be moved freely from the drive into the extinguishing distance. The stretched coil springs 10 store the applied drive energy. If the switch-off action falls below the force exerted on the blow cylinder 4 by the internal pressure, the force applied by the coil springs 10 , these give off the storage energy to the blow cylinder 4 by pulling it in the direction of the arrow 13 and thereby relaxing again.

Mittels der durch den Antrieb aufladbaren Schraubenfedern 10 ist es also möglich, die Bewegung des Blaszylinders 4 in Abhängigkeit von dem durch den Lichtbogen erzeugten Innen druck zu steuern, ohne die Bewegung des bewegbaren Schalt stücks 3 zu behindern.By means of the rechargeable coil springs 10 by the drive, it is therefore possible to control the movement of the blowing cylinder 4 as a function of the internal pressure generated by the arc, without obstructing the movement of the movable switching piece 3 .

Claims

1. Electrical compressed gas switch with at least one fixed and a contact piece that can be moved by a drive contact arrangement and with an associated one that generates an extinguishing gas flow generating piston-cylinder system, the part of which is movable with the movable contact piece and is mechanically connected to the drive, characterized by a resilient, tensile and compressive forces via load-bearing connecting element ( 10 ) between the drive and the displaceable part of the piston-cylinder system ( 4 , 5 ).

2. Electrical pressure gas switch according to claim 1, characterized in that the displaceable part of the piston-cylinder system ( 4 , 5 ) is the cylinder ( 4 ).

3. Electrical pressure gas switch according to claim 1, characterized in that the resilient connecting element ( 10 ) consists of coil springs ( 10 ), the ends ( 11 , 12 ) of which are rigidly connected to the movable contact piece ( 3 ) on the one hand and the cylinder ( 4 ) on the other .

4. Electrical compressed gas switch according to claim 3, characterized in that the coil springs ( 10 ) via disc-shaped carriers ( 8 , 9 ) with the movable contact piece ( 3 ) or with the cylinder ( 4 ) are connected.

5. Electrical pressure gas switch according to claim 3, characterized by at least two coil springs ( 10 ) which are evenly distributed over the circumference of the contact arrangement ( 1 , 2 , 3 ).

6. Electrical compressed gas switch according to claim 1, characterized in that the coupling by means of the spring-elastic connecting element ( 10 ) can be bridged depending on the path in the course of the opening movement with a rigid connecting member.