NO851407L

NO851407L - LOADS WITH SECURITY MECHANISM.

Info

Publication number: NO851407L
Application number: NO851407A
Authority: NO
Inventors: Philip Barkan; David Stanton Gere
Original assignee: Raychem Corp
Priority date: 1984-04-09
Filing date: 1985-04-09
Publication date: 1985-10-10
Also published as: CA1253184A; EP0158520A2; AU4095385A; ZA852616B; ES8608225A1; JPS60230324A; ES542026A0; DK153785A; DK153785D0; BR8501630A; EP0158520A3

Description

Oppfinnelsen angår sikkerhetstrekk for brytere og særlig jordkapslede lastbrytere som er tilpasset for bruk i effektfordelingssystemer for midlere spenninger i området fra ca. 1 til ca. 36 kilovolt (kV) for avbrytelse av strømmer opp til ca. 1 kiloampere (kA). The invention relates to safety features for switches and in particular earthed load switches which are adapted for use in power distribution systems for medium voltages in the range from approx. 1 to approx. 36 kilovolts (kV) for interruption of currents up to approx. 1 kiloampere (kA).

Lastbrytere som benyttes i middelspennings-effekt-fordelingskretser, omfatter vanligvis to elektroder, idet den ene er stasjonær og den andre er bevegelig for å åpne og lukke kretsen. Slik det vanligvis benyttes i 3-fasesystemer, er tre eller multipla av tre brytere montert i en felles, jordet meta11innkapsling. Circuit breakers used in medium voltage power distribution circuits usually comprise two electrodes, one being stationary and the other movable to open and close the circuit. As is usually used in 3-phase systems, three or multiples of three switches are mounted in a common, grounded metal enclosure.

Én type lastbryter for effektfordelingssystemer er gassisolerte brytere som benytter en gass for både isolasjon og avbrytelse. Det benyttes svovelheksafluorid (SF6) enten alene eller blandet med andre gasser, såsom nitrogen. Gassen benyttes til hurtig å slukke den lysbue som dannes når bryteren åpnes. I en typisk 3-fasekonfigurasjon omslutter en jordet metallinnkapsling tre, eller multipla av tre, brytere, hver individuell bryter omfatter typisk et ikke-forseglet, sylindrisk hus av et plastmateriale, såsom forsterket epoksyharpiks. Et jordet metallhus som er fylt av svovelheksaf luorid, omgir kontaktbryterne med vesentlig klaring for å hindre lysbuedannelse. One type of load switch for power distribution systems are gas-insulated switches that use a gas for both insulation and interruption. Sulfur hexafluoride (SF6) is used either alone or mixed with other gases, such as nitrogen. The gas is used to quickly extinguish the arc that forms when the switch is opened. In a typical 3-phase configuration, a grounded metal enclosure encloses three, or multiples of three, switches, each individual switch typically comprising an unsealed, cylindrical housing of a plastic material, such as reinforced epoxy resin. A grounded metal housing filled with sulfur hexafluoride surrounds the contact switches with substantial clearance to prevent arcing.

Et problem med trykkgassfy1te brytere er at trykket i innkapslingen kan synke til et usikkert nivå ved hvilket den lysbue som utvikles ved åpning av bryteren, kanskje ikke blir slokket, hvilket resulterer i rask oppvarming og fordampning av kontaktene, og i noen tilfeller en eksplosjon. En trykkmåler kan være anordnet, men dette hindrer ikke åpning av bryteren og den utgjør en ytterligere kilde til lekkasje. A problem with compressed gas-filled switches is that the pressure in the enclosure can drop to an unsafe level at which the arc developed when the switch is opened may not be extinguished, resulting in rapid heating and vaporization of the contacts, and in some cases an explosion. A pressure gauge can be provided, but this does not prevent opening of the switch and it constitutes a further source of leakage.

Et ytterligere problem med forseglede brytere er at en feilaktig funksjon i bryteren kan forårsake ukontrollert lysbuedannelse, oppvarming og derav følgende fordampning av metalliske kontakter. Dette øker det indre trykk i bryteren og fremkaller en sikkerhetsrisiko for en mulig eksplosjon av bryteren. A further problem with sealed switches is that a malfunction of the switch can cause uncontrolled arcing, heating and consequent vaporization of metallic contacts. This increases the internal pressure in the switch and creates a safety risk for a possible explosion of the switch.

I betraktning av disse problemer er det et behov for en trykkbryter som ikke utgjør en sikkerhetsrisiko når gasstrykket i bryteren er enten for høyt eller for lavt, og som ikke inneholder unødvendige kilder til lekkasje. In view of these problems, there is a need for a pressure switch which does not pose a safety risk when the gas pressure in the switch is either too high or too low, and which does not contain unnecessary sources of leakage.

I overensstemmelse med oppfinnelsen er det tilveiebrakt en bryter som omfatter et forseglet hus, en trykksatt i solas j onsgass i huset, og en belg som er tettende montert til huset, og som er kjennetegnet ved at den omfatter en manø-verarm med en operativ stilling i hvilken armen er i stand til å åpne og lukke bryteren, idet manøverarmen er tettende montert til belgen og strekker seg inn i huset gjennom belgen, en lavtrykks forspenningsanordning for forspenning av belgen i opposisjon til gasstrykket i huset, idet armen er i sin operative stilling når kraften fra gassen på belgen er større enn kraften fra lavtrykks-forspenningsanordningen på belgen, og en låseanordning for å gjøre armen uvirksom, idet låseanordningen er anbrakt slik at når kraften fra lavtrykks-forspenningsanordningen på belgen er større enn kraften fra gassen på belgen, beveges belgen av lavtrykks-forspenningsanordningen og armen beveges til en låst stilling. In accordance with the invention, there is provided a switch which comprises a sealed housing, a pressurized solar ion gas in the housing, and a bellows which is sealingly mounted to the housing, and which is characterized in that it comprises a maneuvering arm with an operative position in which the arm is capable of opening and closing the switch, the operating arm being sealingly mounted to the bellows and extending into the housing through the bellows, a low pressure biasing device for biasing the bellows in opposition to the gas pressure in the housing, the arm being in its operative position when the force from the gas on the bellows is greater than the force from the low-pressure biasing device on the bellows, and a locking device to make the arm inactive, the locking device being arranged so that when the force from the low-pressure biasing device on the bellows is greater than the force from the gas on the bellows, the the bellows of the low-pressure biasing device and the arm are moved to a locked position.

Bevegelse av belgen som reaksjon på påvirkning av låseanordningen resulterer fortrinnsvis i en sammentrekning av belgen. Movement of the bellows in response to action of the locking device preferably results in a contraction of the bellows.

Lavtrykks-sikkerhetsmekanismen omfatter en lavtrykks-f orspenningsanordning, såsom en f jaer, for forspenning av belgen i opposisjon til gasstrykk i huset. Så lenge kraften fra gassen på belgen er større enn kraften fra lavtrykks-forspenningsanordningen på belgen, slik at belgen ikke sammentrekkes, forblir armen i sin operative stilling. En låseanordning er tilveiebrakt for å gjøre armen ikke-funksjonsdyktig. Låseanordningen er anbrakt slik at når kraften fra lavtrykks-forspenningsanordningen på belgen er større enn kraften fra gassen på belgen, sammentrekkes belgen og armen beveges til inngrep med låseanordningen. I denne låste stilling kan armen fortrinnsvis ikke beveges for verken å åpne eller å lukke bryteren. Dette hindrer operatøren fra å bevege armen og derved frembringe en lysbue når det er utilstrekkelig gasstrykk i huset for slokking av en lysbue. Den enkeltstående belg tilveiebringer således en forsegling for bevegelse av armen som åpner og lukker bryteren, såvel som for bevegelsespåvirkning av en trvkksikkerhetsmekanisme. The low-pressure safety mechanism includes a low-pressure biasing device, such as a spring, for biasing the bellows in opposition to gas pressure in the housing. As long as the force from the gas on the bellows is greater than the force from the low-pressure biasing device on the bellows, so that the bellows does not contract, the arm remains in its operative position. A locking device is provided to render the arm inoperable. The locking device is arranged so that when the force from the low-pressure biasing device on the bellows is greater than the force from the gas on the bellows, the bellows is contracted and the arm is moved into engagement with the locking device. In this locked position, the arm preferably cannot be moved to either open or close the switch. This prevents the operator from moving the arm and thereby producing an arc when there is insufficient gas pressure in the housing to extinguish an arc. The single bellows thus provides a seal for movement of the arm which opens and closes the switch, as well as for movement of a safety mechanism.

Belgen avbøyes fortrinnsvis i en vippemodus når armen åpner og lukker bryteren. The bellows is preferably deflected in a rocking mode when the arm opens and closes the switch.

Bryteren omfatter fortrinnsvis en høytrykks-forspenningsanordning for forspenning av belgen i opposisjon til gasstrykket i belgen, for å hindre utvidelse av belgen med mindre kraften fra gassen på belgen er større enn kraften fra høytrykks-forspenningsanordningen på belgen, og en punkteringsanordning for gjennomhulling av belgen når belgen utvider seg mot høytrykks-forspenningsanordningen. The switch preferably comprises a high-pressure biasing device for biasing the bellows in opposition to the gas pressure in the bellows, to prevent expansion of the bellows unless the force from the gas on the bellows is greater than the force from the high-pressure biasing device on the bellows, and a puncturing device for puncturing the bellows when the bellows expands towards the high-pressure biasing device.

I overensstemmelse med en annen side ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt en bryter som omfatter et forseglet hus, en trykksatt isolasjonsgass i huset, en belg som er tettende montert til huset, en manøverarm for åpning og lukking av bryteren, idet armen er tettende montert til belgen og strekker seg inn i huset gjennom belgen, en høytrykks-forspenningsanordning for forspenning av belgen i opposisjon til gasstrykk i belgen, for å hindre utvidelse av belgen med mindre gasstrykket i belgen øker over et forutbestemt, høyt nivå, og en punkteringsanordning for gjennomhulling av belgen når belgen utvider seg mot kraften fra høytrykks-forspenningsanordningen. In accordance with another aspect of the invention, there is provided a switch comprising a sealed housing, a pressurized insulating gas in the housing, a bellows which is sealingly mounted to the housing, a maneuvering arm for opening and closing the switch, the arm being sealingly mounted to the bellows and extending into the housing through the bellows, a high-pressure biasing device for biasing the bellows in opposition to gas pressure in the bellows, to prevent expansion of the bellows unless the gas pressure in the bellows increases above a predetermined high level, and a puncturing means for puncturing the bellows when the bellows expands against the force of the high-pressure biasing device.

Høytrykks-sikkerhetsmekanismen kan på smart måte dra fordel av trekk ved lavtrykksmekanismen. Høytrykksmeka-nismen omfatter en høytrykks-forspenningsanordning som virker på belgen i opposisjon til gasstrykk i huset, for å hindre utvidelse av belgen med mindre gasstrykket øker over et forutbestemt, høyt nivå. Når kraften fra gasstrykket på belgen er større enn kraften fra høytrykks-forspenningsanordningen på belgen, utvides belgen og kommer i inngrep med punkteringsan-ordningen som gjennomhuller belgen. Dette reduserer gasstrykket i huset slik at lavtrykks-sikkerhetsmekanismen trer i funksjon og beveger armen til den låste stilling, slik at bryteren verken kan åpnes eller lukkes. The high-pressure safety mechanism can cleverly take advantage of features of the low-pressure mechanism. The high-pressure mechanism comprises a high-pressure biasing device which acts on the bellows in opposition to gas pressure in the housing, to prevent expansion of the bellows unless the gas pressure increases above a predetermined, high level. When the force from the gas pressure on the bellows is greater than the force from the high-pressure biasing device on the bellows, the bellows expands and engages the puncturing device which pierces the bellows. This reduces the gas pressure in the housing so that the low-pressure safety mechanism kicks in and moves the arm to the locked position, so that the switch can neither be opened nor closed.

Bryteren inneholder fortrinnsvis en trykkindikator, slik at operatøren kan vite om bryteren er operativ eller befinner seg på altfor lavt trykk. Denne indikator kan omfatte et lokk eller deksel over manøverarmen, og et normaltrykkstegn og et lavtrykkstegn på armen i en stilling på armen utenfor belgen. Normaltrykkstegnet ligger fortrinnsvis nærmere belgen enn lavtrykkstegnet. Dekselet omfatter hensiktsmessig et vindu, slik at bare ett av trykktegnene er synlig ad gangen. Når armen er i sin operative stilling, kan normaltrykkstegnet sees gjennom vinduet. Når armen er i sin låste stilling, er bare lavtrykkstegnet synlig gjennom vinduet. Dette gjør opera-tøren oppmerksom på at bryteren trenger å utskiftes eller repareres. The switch preferably contains a pressure indicator, so that the operator can know whether the switch is operational or is at too low a pressure. This indicator may include a lid or cover over the maneuvering arm, and a normal pressure sign and a low pressure sign on the arm in a position on the arm outside the bellows. The normal pressure sign is preferably closer to the bellows than the low pressure sign. The cover conveniently includes a window, so that only one of the print characters is visible at a time. When the arm is in its operative position, the normal pressure sign can be seen through the window. When the arm is in its locked position, only the low pressure sign is visible through the window. This alerts the operator that the switch needs to be replaced or repaired.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebrakt en bryter som alarmerer operatøren når bryteren er usikker å benytte, og som også hindrer operatøren fra å bevege kontaktene når gasstrykket i bryteren er for lavt eller for høyt. According to the present invention, a switch is thus provided which alarms the operator when the switch is unsafe to use, and which also prevents the operator from moving the contacts when the gas pressure in the switch is too low or too high.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet på en bryter i hvilken en trykkgass benyttes. Den er imidlertid spesielt, om ikke utelukkende, tilpasset for lastbrytere som benyttes i middelspennings-effektfordelingssystemer i området fra ca. 1 til ca. 36 kV for å bryte strømmer på opp til ca. 1 kA. Selv om oppfinnelsen nå vil bli beskrevet ganske detaljert i forbindelse med en sådan bryter som et eksempel, vil det således innsees at den foreliggende sikkerhetsmekanisme også kan benyttes sammen med andre brytere. The present invention is directed to a switch in which a pressurized gas is used. However, it is particularly, if not exclusively, adapted for load-disconnectors used in medium-voltage power distribution systems in the range from approx. 1 to approx. 36 kV to break currents of up to approx. 1 kA. Although the invention will now be described in some detail in connection with such a switch as an example, it will thus be realized that the present safety mechanism can also be used together with other switches.

Bryteren ifølge oppfinnelsen omfatter hensiktsmessig trekk ved den bryter som er beskrevet i den internasjonale patentsøknad med publiseringsnummer WO 84/04201 . The switch according to the invention includes appropriate features of the switch described in the international patent application with publication number WO 84/04201.

Bryteren har fortrinnsvis en jordet innkapsling bestående av et metallhus med i hovedsaken sylindrisk form. Uttrykket "i hovedsaken sylindrisk" benyttes her for å bety at huset er i hovedsaken sylindrisk, men ikke nødvendigvis har sirkulært tverrsnitt. Selv om det er mindre foretrukket, kan ovale og liknende tverrsnitt benyttes dersom det ønskes. Huset kan være jordet ved tilkopling av dette til jord ved hjelp av en passende leder. Huset er hermetisk forseglet og således gasstett, såvel som nedsenkbart i vann uten skade. Dette gjør bryteren egnet for underjordiske anvendelser hvor oversvømmelse er en mulighet, eller i omgivelser som ikke er forenelige med luftisolasjon. I denne beskrivelse defineres en hermetisk forsegling som en gasstett forsegling som er effektiv til å begrense den totale lekkasje fra en trykksatt innkapsling til atmosfæren til mindre enn 10"<6>cm^/s målt ved atmosfæretrykk. The switch preferably has an earthed enclosure consisting of a metal housing with a mainly cylindrical shape. The expression "essentially cylindrical" is used here to mean that the housing is essentially cylindrical, but does not necessarily have a circular cross-section. Although less preferred, oval and similar cross-sections can be used if desired. The house can be earthed by connecting it to earth using a suitable conductor. The housing is hermetically sealed and thus gas-tight, as well as submersible in water without damage. This makes the switch suitable for underground applications where flooding is a possibility, or in environments not compatible with air isolation. In this description, a hermetic seal is defined as a gas-tight seal that is effective in limiting the total leakage from a pressurized enclosure to the atmosphere to less than 10"<6>cm^/s measured at atmospheric pressure.

I huset inneholder bryteren en isolerende gass som holdes under positivt trykk, dvs. større enn 1 atmosfære absolutt. Gassen er fortrinnsvis svovelheksaf luorid (her også betegnet som SF6). Det gasstrykk som benyttes i en spesiell bryter, avhenger av spennings- og strømområdene for bryteren, dennes størrelse og tilstedeværelsen av en blåsemekanisme, eller en annen gassblestanordning som benyttes. Gasstrykket ligger i området fra større enn 1 atmosfære til ca. 5 atmos-færer absolutt, og er fortrinnsvis fra ca. 1,5 til ca. 5 atmo-sfærer absolutt for SF6-isolerte brytere i området 15-36 kV. Det eksisterer normalt et vesentlig område med sikkert drifts-trykk ved en gitt anvendelse av bryteren. Det hermetisk forseglede hus tillater at trykket i dette område kan opprettholdes i tidsperioder på mer enn 20 år. In the housing, the switch contains an insulating gas which is kept under positive pressure, i.e. greater than 1 atmosphere absolute. The gas is preferably sulfur hexafluoride (here also referred to as SF6). The gas pressure used in a particular switch depends on the voltage and current ranges of the switch, its size and the presence of a blowing mechanism or other gas blowing device used. The gas pressure is in the range from greater than 1 atmosphere to approx. 5 atmospheres absolutely, and is preferably from approx. 1.5 to approx. 5 atmospheres absolutely for SF6-insulated circuit breakers in the range 15-36 kV. There is normally a significant range of safe operating pressure for a given use of the switch. The hermetically sealed housing allows the pressure in this area to be maintained for periods of more than 20 years.

To gj ennomf øringshyIser eller gjennomføringer er montert i huset. Hver gjennomføring omfatter en metall-leder som er anbrakt inne i og rager gjennom en isolator, dvs. et plastmateriale, såsom epoksy, eller et keramisk materiale. En metall-festeflens er innstøpt i plastmaterialet og er sveiset til. veggen av bryterens jordingsinnkapsling. Gjennomføringens metall-leder strekker seg gjennom gjennomføringen for å lede elektrisitet inn i bryteren. Lederen kan være en stang av. et passende materiale, vanligvis kopper eller aluminium. Der hvor aluminium benyttes, er aluminiumforlengelsen fortrinnsvis innkapslet der hvor kontaktene er i inngrep i et metall som er mer egnet for gnist- eller glidekontakt. Two bushings or bushings are mounted in the housing. Each bushing comprises a metal conductor which is placed inside and protrudes through an insulator, i.e. a plastic material, such as epoxy, or a ceramic material. A metal attachment flange is embedded in the plastic material and is welded to it. the wall of the circuit breaker's grounding enclosure. The grommet's metal conductor extends through the grommet to conduct electricity into the switch. The manager can be a stick off. a suitable material, usually copper or aluminium. Where aluminum is used, the aluminum extension is preferably encapsulated where the contacts engage in a metal that is more suitable for spark or sliding contact.

Gjennomføringshylsene er fortrinnsvis montert koaksialt ved endene av det i hovedsaken sylindriske hus, idet gjennomføringslederne strekker seg aksialt gjennom husets ender. Dette tillater en rekke-kretskonfigurasjon som ikke krever kraftkabelsløyfer, og som tillater et hus med liten diameter som er egnet for benyttelse av trykksetting til høye nivåer. The feed-through sleeves are preferably mounted coaxially at the ends of the essentially cylindrical housing, the feed-through conductors extending axially through the ends of the housing. This allows a series circuit configuration that does not require power cable loops and allows a small diameter housing suitable for high level pressurization applications.

Avbrytelse av høyeffektkretser krever bortledning av vesentlige varmemengder ved hjelp av bryteren. Den primære varmebortledningsmodus er ved ledning fra bryterkontaktene gjennom lederne til den ytre kraftkabel. For det andre ledes varme fra lederne gjennom gjennomføringshylsene inn i huset. Det er derfor viktig å holde lengden av lederne kort. Den indre lengde av lederen, dvs. det parti av lederen som strekker seg inn i bryterens legeme, avhenger hovedsakelig av den kon-taktslaglengde som benyttes. Lederne må være tilstrekkelig lange til å danne fysisk og elektrisk kontakt med kontaktmontasjen når denne er i sin første eller lukkede stilling, og må gi rom for bevegelsen av kontaktmontasjen til dens andre eller helt åpne stilling. Den ytterligere lengde av lederen i de partier av gjennomføringshylsene som ligger inne i huset, avhenger av den overflateavstand som er nødvendig langs gjen-nomf øringshylsenes isolasjonsmateriale for å hindre lysbuedannelse til huset. På grunn av at isolasjonsgassen i huset kan holdes på høyt trykk, kan det benyttes både et kort kontaktslag og en kort innvendig gjennomføringslengde. Interruption of high-power circuits requires the dissipation of significant amounts of heat by means of the switch. The primary heat dissipation mode is by conduction from the switch contacts through the conductors of the external power cable. Secondly, heat is conducted from the conductors through the bushings into the housing. It is therefore important to keep the length of the conductors short. The internal length of the conductor, i.e. the part of the conductor that extends into the body of the switch, depends mainly on the contact stroke length used. The conductors must be sufficiently long to make physical and electrical contact with the contact assembly when it is in its first or closed position, and must allow for the movement of the contact assembly to its second or fully open position. The further length of the conductor in the parts of the bushings that are inside the housing depends on the surface distance that is necessary along the insulating material of the bushings to prevent arcing to the housing. Due to the fact that the insulating gas in the housing can be kept at high pressure, both a short contact stroke and a short internal lead-through length can be used.

Kontaktmontasjen er i stand til å innta en første stilling i hvilken den er fysisk og elektrisk forbundet med lederne i hver gjennomføring. I denne første, lukkede stilling må montasjens kontakter være i stand til å lede ensrettet strøm eller likestrøm. I overensstemmelse med sin ytelse er bryteren i stand til å lede likestrøm opp til minst 200 A ved den laveste ytelse og opp til minst 1 000 A (eller 1 kA) og muligens høyere. Kontaktmontasjen er også i stand til å innta en andre stilling i hvilken den er adskilt fra en første leder i den ene av gjennomføringene for å innskyte et gassisolert mellomrom i kretsbanen, for derved å avbryte strøm som flyter gjennom bryteren. Bryteren er i stand til å åpne under normal strømbelastning og til å lukke ved høye feilstrømmer på f.eks. 12 000 A, 25 000 A eller også høyere, i overensstemmelse med standard kortslutningsytelser. The contact assembly is capable of assuming a first position in which it is physically and electrically connected to the conductors in each implementation. In this first, closed position, the assembly's contacts must be able to conduct unidirectional current or direct current. In accordance with its performance, the switch is capable of conducting direct current up to at least 200 A at the lowest performance and up to at least 1000 A (or 1 kA) and possibly higher. The contact assembly is also capable of assuming a second position in which it is separated from a first conductor in one of the bushings to insert a gas-insulated space in the circuit path, thereby interrupting current flowing through the switch. The switch is able to open under normal current load and to close at high fault currents of e.g. 12,000 A, 25,000 A or even higher, in accordance with standard short-circuit performances.

Kontaktmontasjen beveger seg vanligvis i en aksial retning, når den beveger seg inn i eller ut av kontakt med den første gjennomføringsleder, og når en lysbue danner seg mellom kontaktmontasjen og lederen. Slik som nærmere beskrevet nedenfor, slokkes lysbuen ved hjelp av den trykksatte isolasjonsgass. The contact assembly generally moves in an axial direction as it moves into or out of contact with the first feedthrough conductor and as an arc forms between the contact assembly and the conductor. As described in more detail below, the arc is extinguished using the pressurized insulating gas.

Kontaktmontas j en omfatter fortrinnsvis et antall langstrakte, elektrisk ledende kontaktstenger som er anordnet i en hul, sylindrisk konfigurasjon. Kontaktstengene er fortrinnsvis av et materiale med høy ledningsevne, såsom kopper. Kontaktstengene opprettholdes i en sylindrisk konfigurasjon ved at de er montert i en holdeanordning som tilveiebringer en radial sliss for hver stang. Holdeanordningen kan være et aksialt glidbart stempel som benyttes for pumping av isolasjonsgass slik som beskrevet nedenfor, der hvor stempelet er dannet av et isolerende materiale, såsom støpt plast. Den radiale slissekonfigurasjon holder kontaktstengene på plass i en sylindrisk konfigurasjon adskilt fra hverandre, og hakk i kontaktstengene griper inn i slissene for aksial styring av kontaktstengene ved hjelp av stempelet. Slissene i holdeanordningen kan være tilveiebrakt ved hjelp av passende utformede brikker, slik som nærmere beskrevet nedenfor. The contact assembly preferably comprises a number of elongated, electrically conductive contact rods which are arranged in a hollow, cylindrical configuration. The contact bars are preferably made of a material with high conductivity, such as copper. The contact bars are maintained in a cylindrical configuration by being mounted in a holder which provides a radial slot for each bar. The holding device can be an axially sliding piston which is used for pumping insulating gas as described below, where the piston is formed from an insulating material, such as molded plastic. The radial slot configuration holds the contact rods in place in a cylindrical configuration spaced apart from each other, and notches in the contact rods engage the slots for axial control of the contact rods by the piston. The slots in the holding device can be provided by means of suitably designed pieces, as described in more detail below.

Kontaktmontasjen er fortrinnsvis forsynt med en styring eller føring for opprettholdelse av kontaktmontasjen i riktig aksial innretting med de andre komponenter. Denne føring kan være en sylinder for stempelet. The contact assembly is preferably provided with a guide or guide for maintaining the contact assembly in correct axial alignment with the other components. This guide can be a cylinder for the piston.

Stempelet har fortrinnsvis en forholdsvis åpen arra-korskonfigurasjon for å tillate det isolerende medium å sirku-lere i huset. Huset kan inneholde en buffermontasje, f.eks. i en gassisolert avbryteranordning, for å tvinge en strøm av lysbueslokkende gass tvers over det gap som dannes mellom den første leder og kontaktmontasjen når kretsen åpnes eller lukkes, en blåseanordning kan hensiktsmessig være innlemmet i stempelets konstruksjon dersom det ønskes. Stempelet omfatter en forholdsvis massiv, sylindrisk blokk gjennom hvilken det er boret et antall hull eller passasjer. Når kontaktmontasjen beveges fra sin første til sin andre stilling, tvinges isolasjonsgassen gjennom hullene og rettes mot det mellomrom eller luftgap som er dannet mellom den første elektrode og kontaktmontasjen. I sådanne utførelser av oppfinnelsen kan de ledende stenger i kontaktmontasjen være montert på den innrettende anordning, slik at stengenes overflater i kontakt med den første elektrode anbringes forholdsvis nær hullene gjennom innretting.sanord-ningen. The piston preferably has a relatively open arra-cross configuration to allow the insulating medium to circulate in the housing. The housing may contain a buffer assembly, e.g. in a gas-insulated interrupter device, to force a flow of arc-extinguishing gas across the gap formed between the first conductor and the contact assembly when the circuit is opened or closed, a blowing device may conveniently be incorporated in the piston's construction if desired. The piston comprises a relatively massive, cylindrical block through which a number of holes or passages have been drilled. When the contact assembly is moved from its first to its second position, the insulating gas is forced through the holes and directed towards the space or air gap formed between the first electrode and the contact assembly. In such embodiments of the invention, the conductive rods in the contact assembly can be mounted on the aligning device, so that the surfaces of the rods in contact with the first electrode are placed relatively close to the holes through the alignment device.

Kontaktmontasjen omfatter en fjær som er knyttet til kontaktstengene, slik at når montasjen befinner seg i sin første stilling, dvs. i kontakt med hver av lederne, utøver kontaktstengene en maksimal, innadrettet kontaktkraft på lederne. Dette sikrer lav kontaktmotstand og høy varmeoverføring over de lukkede kontakter. Fjærene kan for eksempel være bladfjærer som er montert på hver av de ledende stenger. Andre fjærer, såsom en spiral- eller båndfjær (garter spring) som er montert rundt ledestangmontas j en, individuelle radialfjærer som er montert på hver stang, eller hvilken som helst annen anordning som tilveiebringer en innadrettet kraft på de ledende stenger, kan benyttes. The contact assembly comprises a spring which is connected to the contact rods, so that when the assembly is in its first position, i.e. in contact with each of the conductors, the contact rods exert a maximum, inwardly directed contact force on the conductors. This ensures low contact resistance and high heat transfer over the closed contacts. The springs can, for example, be leaf springs which are mounted on each of the conducting rods. Other springs, such as a coil or band spring (garter spring) mounted around the guide rod assembly, individual radial springs mounted on each rod, or any other device that provides an inward force on the guide rods may be used.

For å åpne bryteren, beveges kontaktmontasjen fra den første til den andre stilling, dvs. stempelet beveges slik at kontaktstengene ikke lenger kontakter begge ledere. Montasjen kan beveges ved hjelp av en sammenlenkende anordning som er forbundet med stempelet og som aktiveres ved hjelp av et håndtak eller en aktuator som er beliggende utenfor huset. Slik som nærmere beskrevet i forbindelse med tegningene, forårsaker åpning av bryteren, dvs. bevegelse av bryteren til sin andre stilling, at kontaktstengene beveger seg bort fra den første elektrode. Lysbuen mellom de fremre kanter av kontaktstengene slokkes ved hjelp av isolasjonsgassen. Den innad-rettede kraft som utøves på kontaktstengene, forårsaker at stengene skyves innover mot et avstandsstykke så snart kontaktstengene ikke lenger er i kontakt med den første leder. Fjæren er knyttet til kontaktstengene på en slik måte at når kontaktstengene presses innover mot avstandsstykket ved frigjøring fra den første leder, reduseres kraften på de motstående ender av kontaktstengene mot den andre leder i vesentlig grad. Kontaktstengene forblir i kontakt med den andre leder, slik at strøm som skriver seg fra lysbuen mellom stengenes fremre kant og den første leder, overføres til den andre leder. Kontaktmontasjen trekkes bort fra den første leder en tilstrekkelig avstand til å tilveiebringe et mellomrom, slik at lysbuen mellom den første leder og kontaktstengene ikke regenereres etter at den er blitt slokket. Den reduserte kraft på stengene ved denne ende av montasjen reduserer slitasje på stengene og den andre leder. To open the switch, the contact assembly is moved from the first to the second position, i.e. the piston is moved so that the contact rods no longer contact both conductors. The assembly can be moved by means of an interlocking device which is connected to the piston and which is activated by means of a handle or an actuator which is located outside the housing. As described in more detail in connection with the drawings, opening the switch, i.e. moving the switch to its second position, causes the contact bars to move away from the first electrode. The arc between the front edges of the contact bars is extinguished using the insulating gas. The inwardly directed force exerted on the contact bars causes the bars to be pushed inwards towards a spacer as soon as the contact bars are no longer in contact with the first conductor. The spring is connected to the contact rods in such a way that when the contact rods are pressed inward against the spacer upon release from the first conductor, the force on the opposite ends of the contact rods against the second conductor is significantly reduced. The contact rods remain in contact with the second conductor, so that current which is written from the electric arc between the front edge of the rods and the first conductor is transferred to the second conductor. The contact assembly is pulled away from the first conductor a sufficient distance to provide a gap so that the arc between the first conductor and the contact bars is not regenerated after it has been extinguished. The reduced force on the rods at this end of the assembly reduces wear on the rods and the second conductor.

Generelt har det vist seg at når kontaktmontasj en benyttes i en lastbryter i en 200 amperes, 25-15 kV-krets, kan stempelet ha en forholdsvis åpen "armkors"-konfigurasjon. Når den benyttes i en 600 amperes, 15 kV-krets, er det fortrinnsvis anordnet en blåsemekanisme. In general, it has been found that when a contact assembly is used in a load switch in a 200 ampere, 25-15 kV circuit, the piston can have a relatively open "cross-arm" configuration. When used in a 600 ampere, 15 kV circuit, a blower mechanism is preferably provided.

For at blåsemekanismen skal være effektiv, må strøm-men av isolasjonsgass fortsette etterat kontaktene har adskilt seg en avstand som er "tilstrekkelig til å hindre regenerering av lysbuen inntil en senere strømomvending inntreffer. På grunn av at synkronisering av kontaktåpning med linjefrekvens ikke er praktisk, må strømmen av slokkegass fortsette i minst en halv syklus eller periode for å sikre slokkegass etterat kontaktene er adskilt utover lysebue-regenereringsavstanden. Da man også ønsker å minimere den varme som genereres av lysbuen, bør slokking være fullført innenfor et kort tidsinter-vall. Bryteren ifølge oppfinnelsen kan manøvreres med et kort kontaktslag med tilsvarende lav kontakthastighet innenfor en tidsramme som er diktert av ovennevnte betraktninger. Da den For the blowing mechanism to be effective, flow of insulating gas must continue after the contacts have separated a distance sufficient to prevent regeneration of the arc until a subsequent current reversal occurs. Because synchronization of contact opening with line frequency is not practical, the flow of extinguishing gas must continue for at least half a cycle or period to ensure extinguishing gas after the contacts are separated beyond the arc regeneration distance.As it is also desired to minimize the heat generated by the arc, extinguishing should be completed within a short time interval.The switch according to the invention can be maneuvered with a short contact stroke with a correspondingly low contact speed within a time frame dictated by the above considerations.

lave kontakthastighet i vesentlig grad reduserer den kinetiske i energi som er nødvendig for manøvrering av bryteren, er en lett konstruksjon av de bevegelige deler mulig, slik at en aktuator for meget lav energi kan benyttes. low contact speed significantly reduces the kinetic energy required to operate the switch, a light construction of the moving parts is possible, so that an actuator for very low energy can be used.

Ved å fremstille alle komponenter bortsett fra kontaktmontas j en av et passende, isolerende materiale, er det mulig å fremstille en jordingsinnkapslet, kompakt bryter i hvilken jordingsinnkapslingen er mindre enn 15 cm i diameter. By manufacturing all components except the contact assembly of a suitable insulating material, it is possible to manufacture an earthing-encased, compact switch in which the earthing encapsulation is less than 15 cm in diameter.

Et stempel som virker i en sylinder, kan styre kontaktmontas j en i versjoner av oppfinnelsen i hvilke det benyttes A piston acting in a cylinder can control contact assembly in versions of the invention in which it is used

en blåse- eller gassblestmekanisme. En blåsemekanisme tilveiebringer en strøm av isolasjonsgass til det område hvor lysbuen dannes, for å "blåse ut" lysbuen. I sådanne versjoner er stem-pellegemet forholdsvis massivt og er forsynt med passende anbrakte hull som strekker seg gjennom stempelet for å rette a blow or gas blast mechanism. A blowing mechanism provides a stream of insulating gas to the area where the arc is forming to "blow out" the arc. In such versions the piston body is relatively massive and is provided with suitably located holes extending through the piston to direct

en strøm av isolasjonsgass til mellomrommet eller luftgapet mellom kontaktene, for å slokke den lysbue som dannes når kontaktmontasjen beveges. En blåsemekanisme som benyttes i en utførelse av oppfinnelsen, er vist på fig. 7 som skal beskrives nærmere senere. a flow of insulating gas to the space or air gap between the contacts, to extinguish the arc formed when the contact assembly is moved. A blowing mechanism used in one embodiment of the invention is shown in fig. 7 which will be described in more detail later.

Det foretrekkes å innføre en massiv, rørformet del eller foring av et passende isolasjonsmateriale mellom kontaktmontas jen og huset i nærheten av lysbuedannelsessonen. Den rørformede del er fortrinnsvis anbrakt nær husets vegg og kan om det ønskes være forbundet med eller vedheftet til denne. Dersom den rørformede del er vedheftet til metallveggen, bør grenseflaten mellom de to komponenter være uten hulrom eller porer. Det foretrekkes å anbringe den rørformede del slik at det finnes et ringformet mellomrom mellom delen og veggen. Den rørformede del kan strekke seg langs hele lengden av huset dersom det ønskes. Isolasjonsmaterialets tykkelse avhenger i en viss grad av bryterens spenningsanvendelse. Vanligvis bør den rørformede del ha en tykkelse på av fra ca. 2,5 mm til ca. 13 mm. Den rørformede del er fortrinnsvis av en akrylplast, epoksy eller et liknende plastmateriale. Den rørformede del kan tjene som en sylinder for føring av kontaktmontas j ens stempel. It is preferred to introduce a solid, tubular part or lining of a suitable insulating material between the contact assembly and the housing in the vicinity of the arcing zone. The tubular part is preferably placed close to the wall of the house and can, if desired, be connected to or attached to this. If the tubular part is attached to the metal wall, the interface between the two components should be without voids or pores. It is preferred to place the tubular part so that there is an annular space between the part and the wall. The tubular part can extend along the entire length of the house if desired. The thickness of the insulating material depends to a certain extent on the switch's voltage application. Generally, the tubular part should have a thickness of from approx. 2.5 mm to approx. 13 mm. The tubular part is preferably made of an acrylic plastic, epoxy or a similar plastic material. The tubular part can serve as a cylinder for guiding the contact assembly's piston.

Bryteren kan være utstyrt med elektroder for kapasitiv deteksjon ved forholdsvis lav spenning av høyspennings-energisering av bryterens ledere i den åpnede eller lukkede stilling av kontaktene. Dette er mulig med den rørformede, isolerende foring anbrakt koaksialt i huset og adskilt fra dette med et lite mellomrom eller ringrom for kapasitiv opp-deling av ledernes vekselstrømspenninger. Den isolerende foring kan ha ledende bånd avsatt i kontakt med ringrommet, aksialt anbrakt nær hver koaksial kontakt. De ledende bånd kan være forbundet med hermetisk forseglede kontaktklemmer på huset. Spenningsmålinger av kontaktklemmene kan gjøres lokalt eller på avstand, idet målingene svarer til kontaktspenningene når bryteren er innkoplet i et fordelingssystem. The switch can be equipped with electrodes for capacitive detection at relatively low voltage of high-voltage energization of the switch's conductors in the open or closed position of the contacts. This is possible with the tubular, insulating lining placed coaxially in the housing and separated from it by a small space or annulus for capacitive division of the conductors' alternating current voltages. The insulating liner may have conductive strips deposited in contact with the annulus, axially located near each coaxial contact. The conductive bands can be connected with hermetically sealed contact terminals on the housing. Voltage measurements of the contact terminals can be made locally or remotely, as the measurements correspond to the contact voltages when the switch is connected to a distribution system.

Dersom for eksempel huset er ca. 76 mm i diameter, de ledende bånd er ca. 74 mm i diameter og kontaktene er ca. If, for example, the house is approx. 76 mm in diameter, the conductive bands are approx. 74 mm in diameter and the contacts are approx.

13 mm i dameter, resulterer en spenning på 15 kV på den ene eller den andre kontakt i at en spenning på ca. 225 volt koples til det tilsvarende ledende bånd. Tilstedeværelsen av en høy spenning på den ene eller den andre kontakt kan derfor detekteres ved hjelp av konvensjonelt utstyr som er forbundet med de tilsvarende kontaktklemmer. Dersom de spenninger som måles på kontaktklemmene, skulle indikere at den ene kontakt er energisert mens den andre ikke er energisert, tilveiebringes en ytterligere indikasjon på at kontaktmontas j en er i den åpne stilling. 13 mm in female meters, a voltage of 15 kV on one or the other contact results in a voltage of approx. 225 volts is connected to the corresponding conductive band. The presence of a high voltage on one or the other contact can therefore be detected using conventional equipment connected to the corresponding contact terminals. If the voltages measured on the contact terminals should indicate that one contact is energized while the other is not energized, a further indication is provided that the contact assembly is in the open position.

I tilfelle kontaktene ved hjelp av disse målinger er vist å være i den samme tilstand (begge energisert eller begge uenergisert) kan en høyfrekvens-strømkilde tilkoples til den ene av terminalene for å bestemme kontaktmontasjens stilling. Høyfrekvenseksiteringen av det ene ledende bånd koples til den tilsvarende leder, via kontaktmontasj en til den andre leder, og deretter til det andre ledende bånd hvor den kan måles ved hjelp av et konvensjonelt, frekvensdiskrimi-nerende voltmeter. Når kontaktene er i den lukkede stilling, er overføring av eksitering fra én leder til den andre direkte. Når kontaktene er i den åpne stilling, hindrer imidlertid den resulterende, meget lave seriekapasitans mellom lederne vesentlig høyfrekvenseksitering fra å overføres til den andre leder og derfra til det andre ledende bånd. Graden av høyfrekvens-kopling kan måles under styrte driftsforhold for kalibrering av målingene. Disse målinger er meningsfylte i bryteren ifølge oppfinnelsen på grunn av at kapasitansen mellom kontaktene er forholdsvis lav sammenliknet med kapasitansen mellom de ledende bånd og de respektive kontakter. In case the contacts are shown by these measurements to be in the same state (both energized or both de-energized) a high frequency current source can be connected to one of the terminals to determine the position of the contact assembly. The high-frequency excitation of one conductive band is connected to the corresponding conductor, via a contact assembly to the other conductor, and then to the other conductive band where it can be measured using a conventional, frequency-discriminating voltmeter. When the contacts are in the closed position, the transfer of excitation from one conductor to the other is direct. When the contacts are in the open position, however, the resulting very low series capacitance between the conductors substantially prevents high-frequency excitation from being transmitted to the second conductor and from there to the second conductive strip. The degree of high-frequency coupling can be measured under controlled operating conditions to calibrate the measurements. These measurements are meaningful in the switch according to the invention because the capacitance between the contacts is relatively low compared to the capacitance between the conductive bands and the respective contacts.

Bryteren er forsynt med en anordning for bevegelse av kontaktmontasjen fra sin første stilling til sin andre stilling. En foretrukket anordning omfatter en vippebelg eller membranmekanisme som er anbrakt på sideveggen i retning mot husets ene ende. Manøvrering av en spak eller arm som strekker seg gjennom belgen, resulterer i bevegelse av kontaktmontasjen fra sin første til sin andre stilling og tilbake igjen etter ønske. Manøvrering av armen avbøyer belgen ved hjelp av sideveis og/eller dreiende bevegelse i en retning i hovedsaken normalt på belgens utvidelsesakse. Denne avbøyningsmodus for belgen betegnes her som "vipping". The switch is provided with a device for moving the contact assembly from its first position to its second position. A preferred device comprises a tilting bellows or membrane mechanism which is placed on the side wall in the direction towards one end of the house. Maneuvering a lever or arm extending through the bellows results in movement of the contact assembly from its first to its second position and back again as desired. Maneuvering the arm deflects the bellows by means of lateral and/or rotary movement in a direction generally normal to the axis of expansion of the bellows. This deflection mode of the bellows is referred to here as "tilting".

Benyttelsen av en belg som har vippemodusavbøyning i høyspenningsbryteren, tilveiebringer flere fordeler. Vippebelgen kan manøvreres uten vesentlig endring av det av belgen innesluttede volum når kontaktmontasjen beveger seg fra sin første stilling til sin andre stilling. Dette eliminerer arbeid som ellers ville bli gjort og som komprimerer isolasjonsgassen ved konvensjonell, aksial bevegelse av belgen. Vippebelgen setter belgen i stand til å være beliggende utenfor senter-linjeaksen og tillater derfor uhindret lineær orientering av lederne. Sådan lineær orientering av lederne, som er gjort mulig ved benyttelse av en vippebelg på denne måte, tillater bryteren å monteres lettvint slik som nærmere beskrevet senere. Den lineære orientering av den ledende bane i brytermontasjen påvirker videre på fordelaktig måte størrelsen og retningen av magnetkrefter som oppstår på grunn av en kortslutning.Metallinnkapslingen tilveiebringer nyttig skjerming som for-søker å redusere de magnetkrefter som skriver seg fra ytre strømsløyfer under kortslutningstilstander. The use of a toggle-mode deflection bellows in the high-voltage circuit breaker provides several advantages. The tilting bellows can be maneuvered without significant change of the volume enclosed by the bellows when the contact assembly moves from its first position to its second position. This eliminates work that would otherwise be done compressing the insulating gas by conventional, axial movement of the bellows. The tilting bellows enables the bellows to be located outside the centre-line axis and therefore allows unimpeded linear orientation of the conductors. Such linear orientation of the conductors, which is made possible by using a tilting bellows in this way, allows the switch to be mounted easily as described in more detail later. The linear orientation of the conductive path in the switch assembly further beneficially affects the magnitude and direction of magnetic forces that arise due to a short circuit. The metal enclosure provides useful shielding that attempts to reduce the magnetic forces that arise from external current loops during short circuit conditions.

Anvendelsen av en vippebelg bidrar til lang levetid for bryteren da det ikke finnes noen gasslekkas j ebaner som ville være tilstede dersom O-ring- eller glidetetninger ble benyttet. The use of a rocker bellows contributes to the longevity of the switch as there are no gas leakage paths that would be present if O-ring or sliding seals were used.

Anvendelse av vippebelgen reduserer størrelsen og omkostningene for den nødvendige belg, dvs. det antall vindinger som er nødvendig for belgen, og videre forbedres også belgens levetid på grunn av at dens påvirkningshastighet reduseres, dvs. bare de forholdsvis små hastigheter nær dreiepunktet overføres til belgen, og ikke den høye kontakthastighet. Da påkjenningene i belgen står i direkte forbindelse med den hastighet med hvilken den manøvreres ved høye hastigheter, reduserer denne nyskapning påkjenningene og øker anordningens levetid og pålitelighet. The use of the tilting bellows reduces the size and costs of the required bellows, i.e. the number of turns required for the bellows, and furthermore the lifetime of the bellows is also improved due to the fact that its impact velocity is reduced, i.e. only the relatively small velocities near the pivot point are transferred to the bellows, and not the high contact speed. As the stresses in the bellows are directly related to the speed at which it is maneuvered at high speeds, this innovation reduces the stresses and increases the life and reliability of the device.

Vippebelgen kan også benyttes til å manøvrere en sikkerhetssperre ved hjelp av aksial avbøyning i tilfelle av unormalt trykk i bryteren. En lavtrykksforspenning kan anvendes i opposisjon til trykket i huset for å komprimere eller sammentrykke belgen dersom trykket i huset skulle falle for lavt. Uttrykket "sammentrykke" som benyttes i denne sammenheng, betyr at volumet av gass i bryteren som er innkapslet av belgen, reduseres, hva enten belgen er montert som vist på tegningene eller er omsnudd. Omvendt er "utvide" det motsatte av "sammentrykke". En høytrykksforspenning kan anvendes i opposisjon til trykket i huset for å tillate belgen å utvide seg dersom trykket i huset skulle bli for høyt. Over det normale trykk-område i bryteren kan belgen hindres fra å utvide seg eller trekke seg sammen ved hjelp av en passende stopper. Armen kan låses, slik at bevegelse av kontaktene hindres, dersom belgen skulle trekke seg sammen som et resultat av unormalt lavt trykk. Belgen kan gjennomhulles for å frigjøre gassen dersom belgen skulle bli utvidet som et resultat av unormalt høyt trykk. Kombinasjonen av vippemodusavbøyning for bevegelse av kontaktene og aksial avbøyning for sikkerhetssperring tillater den eneste belg å forsegle hermetisk disse uavhengige bevegelser uten innføring av noen ytterligere, mulig kilde til lekkasje. The tilting bellows can also be used to maneuver a safety lock by means of axial deflection in the event of abnormal pressure in the switch. A low pressure bias can be used in opposition to the pressure in the housing to compress or compress the bellows should the pressure in the housing fall too low. The term "compress" used in this context means that the volume of gas in the switch enclosed by the bellows is reduced, whether the bellows is mounted as shown in the drawings or is reversed. Conversely, "expand" is the opposite of "compress". A high pressure bias can be used in opposition to the pressure in the housing to allow the bellows to expand should the pressure in the housing become too high. Above the normal pressure range in the switch, the bellows can be prevented from expanding or contracting by means of a suitable stopper. The arm can be locked, preventing movement of the contacts, should the bellows contract as a result of abnormally low pressure. The bellows can be punctured to release the gas should the bellows expand as a result of abnormally high pressure. The combination of rocker mode deflection for contact movement and axial deflection for safety locking allows the single bellows to hermetically seal these independent movements without introducing any additional potential source of leakage.

Den kompakte størrelse og lette vekt av den bryter som er vist på tegningsf igurene, setter denne i stand til lettvint å innføres i et fordelingsnettverk. Bryteren kan innkoples direkte i en kraftkabel, for eksempel ved hjelp av en konvensjonell spleis eller ved hjelp av konvensjonelle, adskillbare skjøter eller koplingsstykker. Sådanne adskillbare skjøter og koplingsstykker er typisk av et støpt, elasto-mert materiale som er tilpasset til å oppta for eksempel en kraftkabel og en gjennomføring for å danne en elektrisk forbindelse mellom disse. Den relative letthet med hvilken bryteren kan innføres i fordelingsnettverket, illustreres av det faktum at bryteren kan festes direkte til en transformator ved hjelp av et vinkelkoplingsstykke. Vinkelkoplingsstykker er kommersielt tilgjengelige, og et eksempel på et typisk vinkelkoplingsstykke kan finnes i US-patentskrift 3 559 141 (Hardy). The compact size and light weight of the switch shown in the drawings enables it to be easily introduced into a distribution network. The switch can be connected directly to a power cable, for example by means of a conventional splice or by means of conventional, separable joints or coupling pieces. Such separable joints and connecting pieces are typically of a molded, elastomeric material which is adapted to receive, for example, a power cable and a bushing to form an electrical connection between them. The relative ease with which the switch can be introduced into the distribution network is illustrated by the fact that the switch can be attached directly to a transformer by means of an angle fitting. Elbows are commercially available, and an example of a typical elbow can be found in US Patent 3,559,141 (Hardy).

En bryter ifølge oppfinnelsen skal som eksempel beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et sideriss av en bryter med trekk ifølge oppfinnelsen, idet bryteren omfatter en kontaktmontasje og en aktuator, fig. 2 viser et detaljert, vertikalt snittriss av kontaktmontasjedelen av bryteren på fig. 1 , fig. 3 viser et tverrsnittsriss av bryteren på fig. 1 etter linjen 3-3 på fig. 2, fig. 4 viser et annet tverrsnittsriss av bryteren på fig. 1 etter linjen 4-4 på fig. 2, fig. 5 viser et detaljert, vertikalt snittriss av aktuatoren i bryteren på fig. 1, idet aktuatoren omfatter et vanntett deksel, og fig. 6 viser et tverrsnittsriss av bryteren på fig. 1 etter linjen 6-6 på fig. 5. A switch according to the invention shall, as an example, be described in more detail in the following with reference to the drawings, where fig. 1 shows a side view of a switch with a pull according to the invention, the switch comprising a contact assembly and an actuator, fig. 2 shows a detailed, vertical sectional view of the contact assembly portion of the switch of FIG. 1, fig. 3 shows a cross-sectional view of the switch in fig. 1 following the line 3-3 in fig. 2, fig. 4 shows another cross-sectional view of the switch in fig. 1 following the line 4-4 in fig. 2, fig. 5 shows a detailed, vertical sectional view of the actuator in the switch in fig. 1, the actuator comprising a waterproof cover, and fig. 6 shows a cross-sectional view of the switch in fig. 1 following the line 6-6 in fig. 5.

Idet det henvises til fig. 1-5, omfatter en bryter 205 et sylindrisk metallhus 210 på jordpotensial. En tilførsels-gjennomføring 212 og en last-gjennomføring 214 er montert ved motsatte ender av huset. Hver av gjennomføringene eller gjen-nomf øringshylsene 212 og 214 har en ring 215 som er støpt på plass. Ringene 215 er fastsveiset til huset 210 for å danne en hermetisk forsegling mellom tilførselsgjennomføringen 212, lastgjennomføringen 214 og huset 210. En matestrømstang 216 strekker seg gjennom tilf ørsels-gj ennomf øringen 212, og en last-strømstang 218 strekker seg gjennom lastgjennomføringen 214. Hver av strømstengene 216 og 218 har et gjenget hull 211 for inngrep med et beslag (ikke vist) eller for benyttelse som en loddeskål for å tilkople en kraftkabel 217 i et eksternt fordelingsnettverk. Referring to fig. 1-5, a switch 205 comprises a cylindrical metal housing 210 at ground potential. A supply feedthrough 212 and a load feedthrough 214 are mounted at opposite ends of the housing. Each of the grommets or grommets 212 and 214 has a ring 215 which is cast in place. The rings 215 are welded to the housing 210 to form a hermetic seal between the supply feedthrough 212, the load feedthrough 214, and the housing 210. A feed current rod 216 extends through the supply feedthrough 212, and a load current rod 218 extends through the load feedthrough 214. Each of the power rods 216 and 218 has a threaded hole 211 for engagement with a fitting (not shown) or for use as a solder cup to connect a power cable 217 in an external distribution network.

Idet det henvises til fig. 2, 3 og 4, er en kontaktmontasje 219 aksialt glidbart montert i huset 210. Kontaktmontasjen 219 omfatter et antall sylindrisk anbrakte kontaktstenger 220 som er montert konsentrisk i et stempel 222. Når stempelet 222 er i en lukket stilling (a), er en første ende 221 av kontaktstengene 220 i inngrep med en gnistkontakt 226 som er festet til last-strømstangen 218. Kontaktstengene 220 er frigjort fra gnistkontakten 226 når stempelet er i en åpen stilling (b). På tegningene er delene vist i den lukkede stilling ved hjelp av heltrukne linjer, og den åpne stilling er vist ved hjelp av stiplede linjer. En andre ende 227 av kontaktstengene 220 er til enhver tid i glidbart inngrep med en overføringskontakt 224 som er festet til mate-strømstangen 216 inne i en forsenkning 228 i tilf ørselsgj ennomf øringen 212. Forsenkningen 228 tillater at kombinasjonene av kontakten 224 og tilførselsgjennomføringen 212 i huset 210 kan gjøres kortere for forbedret varmeledning samtidig som det opprettholdes en tilstrekkelig stor overflateavstand over tilførsels-gjennomføringen 212 til å hindre lysbuedannelse fra overfø-ringskontakten 224 til jordpotensial. Stempelet 222 er forsynt med et antall gjennomgående, aksiale hull 230 for å gi rom for strøm av isolasjonsgass som frembringes ved forskyvningen av gassen ved bevegelse av stempelet 222 mellom de første og andre stillinger. En stempelskål 231 er festet til stempelets 222 utside og fastholder et munnstykke 232 som omgir gnistkontakten 226 når stempelet er i den første stilling. Stempelskålen 231 har et antall aksiale hull 233 som alle er dekket av en tilbakeslagsventil 234 for å styre strømmen av gass slik som beskrevet nedenfor. Tilbakeslagsventilen 234 holdes på plass ved hjelp av en ventilstift 235. Referring to fig. 2, 3 and 4, a contact assembly 219 is axially slidably mounted in the housing 210. The contact assembly 219 comprises a number of cylindrically arranged contact rods 220 which are mounted concentrically in a piston 222. When the piston 222 is in a closed position (a), a first end 221 of the contact rods 220 engages a spark contact 226 which is attached to the load current rod 218. The contact rods 220 are released from the spark contact 226 when the piston is in an open position (b). In the drawings, the parts are shown in the closed position by means of solid lines, and the open position is shown by means of dashed lines. A second end 227 of the contact bars 220 is at all times in sliding engagement with a transfer contact 224 which is attached to the feed current bar 216 within a recess 228 in the supply passage 212. The recess 228 allows the combinations of the contact 224 and the supply passage 212 in the housing 210 can be made shorter for improved heat conduction while maintaining a sufficiently large surface distance over the supply lead-through 212 to prevent arcing from the transfer contact 224 to ground potential. The piston 222 is provided with a number of through axial holes 230 to allow for a flow of insulating gas which is produced by the displacement of the gas during movement of the piston 222 between the first and second positions. A piston cup 231 is attached to the outside of the piston 222 and holds a nozzle 232 which surrounds the spark contact 226 when the piston is in the first position. The piston cup 231 has a number of axial holes 233 which are all covered by a check valve 234 to control the flow of gas as described below. The non-return valve 234 is held in place by means of a valve pin 235.

En blestskjerm 238 er beliggende på last-strømstangen 218 og holdes på plass av en holdering 240. Blestskjermen 238 er konkav i retning mot gnistkontakten 226 for å beskytte lastgjennomføringen 214 mot lysbuedannelse. A blast shield 238 is located on the load current bar 218 and is held in place by a retaining ring 240. The blast shield 238 is concave in the direction of the spark contact 226 to protect the load feedthrough 214 from arcing.

En isolerende foring 242 som omgir kontaktmontasjen 219, er radialt sentrert i huset 210 ved hjelp av en O-ring 244 nær tilførselsgjennomføringen 212, for å tilveiebringe et ringrom 245 mellom huset 210 og den isolerende foring 242. Stempelskålen 231 med stempelet 222 styres av innsiden av den isolerende foring 242. An insulating liner 242 surrounding the contact assembly 219 is radially centered in the housing 210 by means of an O-ring 244 near the feed passage 212, to provide an annulus 245 between the housing 210 and the insulating liner 242. The piston cup 231 with the piston 222 is controlled from the inside of the insulating lining 242.

Kontaktstengene 220 er innrettet med stempelet 222 ved hjelp av to fingerbrikker 246 som er sentrert i forsenk-ninger 247 på motsatte sider av stempelet. Hver av kontaktstengene 220 er forspent innover ved hjelp av en bladfjær 248. Hver av kontaktstengene 220 og bladfjærene 248 har hakk 249 for å danne inngrep med en sliss 250 i fingerbrikkene 246. Et hylse-avstandsstykke 252 er fastspent til et gjenget avstandsstykke 254 ved hjelp av en skrue 256. Avstandsstykkene 252 og 254 holdes aksialt på plass ved inngrep mellom fingerbrikkene 246 og avstandsstykkene 252 og 254 i en sylinder 251 som er dannet av kontaktstengene 220. The contact rods 220 are aligned with the piston 222 by means of two finger pieces 246 which are centered in recesses 247 on opposite sides of the piston. Each of the contact rods 220 is biased inwardly by a leaf spring 248. Each of the contact rods 220 and the leaf springs 248 has a notch 249 to form an engagement with a slot 250 in the finger pieces 246. A sleeve spacer 252 is clamped to a threaded spacer 254 by of a screw 256. The spacers 252 and 254 are held axially in place by engagement between the finger pieces 246 and the spacers 252 and 254 in a cylinder 251 which is formed by the contact rods 220.

Hovedformålet med hylseavstandsstykket 252 er å styre kontaktkraften mellom kontaktstengene 220 og overførings-kontakten 224 når kontaktstengene 220 frakoples fra gnistkontakten 226. Når kontaktstengene frakoples fra gnistkontakten, drives kontaktstengene mot hylseavstandsstykket 252 på grunn av bladfjærene 248. Forskyvningen i den aksiale stilling av reaksjonskraften mot kontaktstengene fra gnistkontakten 226 til hylseavstandsstykket 252 resulterer i reduksjon av kontaktstengenes kraft på overføringskontakten 224, slik at størrelsen av kontaktkraften ved overføringskontakten reduseres når kontaktstengene 220 frakoples fra gnistkontakten 226. Størrelsen av denne utadrettede forspenning avhenger av lengden av hylseavstandsstykket 252. I hver kontaktstang 220 er det anordnet en klaring eller underskjæring 257 som lokaliserer trykket på stangen 220. Det er akseptabelt å tolerere en mye lavere kon-taktkraf t på overføringskontakten 224, på grunn av at oppvarming ikke er noe problem innenfor det meget korte tidsinter-vall som kreves for å bevege kontaktene fra deres åpne til deres lukkede stilling, dvs. omtrent 10 til 20 millisekunder. Et annet formål med avstandsstykkene 252 og 254 er å holde kontaktstengene 220 og bladfjærene 248 på plass i slissene 250 for å lette håndtering av kontaktmontasjen 219 forut for endelig montering i huset 210. The main purpose of the sleeve spacer 252 is to control the contact force between the contact rods 220 and the transfer contact 224 when the contact rods 220 are disconnected from the spark contact 226. When the contact rods are disconnected from the spark contact, the contact rods are driven against the sleeve spacer 252 due to the leaf springs 248. The displacement in the axial position of the reaction force against the contact rods from the spark plug 226 to the sleeve spacer 252 results in a reduction of the contact bars' force on the transfer contact 224, so that the magnitude of the contact force at the transfer contact is reduced when the contact bars 220 are disconnected from the spark contact 226. The magnitude of this outward bias depends on the length of the sleeve spacer 252. In each contact bar 220 there is a clearance or undercut 257 is provided which locates the pressure on the rod 220. It is acceptable to tolerate a much lower contact force on the transfer contact 224, because heating is not a problem within r is the very short time interval required to move the contacts from their open to their closed position, ie about 10 to 20 milliseconds. Another purpose of the spacers 252 and 254 is to hold the contact rods 220 and the leaf springs 248 in place in the slots 250 to facilitate handling of the contact assembly 219 prior to final assembly in the housing 210.

En klaring er fortrinnsvis tilveiebrakt mellom hylseavstandsstykket 252 og kontaktstengene 220, idet klaringen er tilstrekkelig til å tillate en viss skjevinnstilling av gnistkontakten 226 i forhold til kontaktmontasjen 219, og til å tillate normal erosjon av kontaktene. A clearance is preferably provided between the sleeve spacer 252 and the contact rods 220, the clearance being sufficient to allow a certain misalignment of the spark contact 226 in relation to the contact assembly 219, and to allow normal erosion of the contacts.

Stempelet 222 drives fra den åpne stilling (a) til den lukkede stilling (b) ved hjelp av to ledd 258 som er dreibart forbundet med stempelet ved hjelp av to stempelstifter 259. Stempelstiftene 259 kan også tjene til å feste stempelskålen 231 til stempelet 222. The piston 222 is driven from the open position (a) to the closed position (b) by means of two joints 258 which are rotatably connected to the piston by means of two piston pins 259. The piston pins 259 can also be used to attach the piston cup 231 to the piston 222.

Stempelet 222, skålen 231, leddene 258 og stempelstiftene 259 er fortrinnsvis alle fremstilt av et isolerende materiale. Ved å unngå benyttelse av unødvendige, ledende materialer i nærheten av kontaktmontasjen 219, kan det jordede hus 210 gjøres mindre i diameter uten å være utsatt for lysbuedannelse. Ledende materialer inne i kontaktmontasjen 219 er anordnet innenfor en diameter som er tilnærmet lik diamete-ren av tilf ørselsgj ennomf øringen 212 og lastgj ennomf øringen 214, hvilket resulterer i et nesten optimalt forhold mellom energiserte og jordede, koaksiale diametre for å redusere den maksimale elektriske feltstyrke inne i huset 210. Benyttelsen av bare isolerende materialer der hvor det er glidende kontakt, særlig mellom stempelskålen 231 og den isolerende foring 242, unngår dessuten forurensning av isolasjonsgassen i bryteren 205 på grunn av ledende slitasjepartikler. The piston 222, the bowl 231, the joints 258 and the piston pins 259 are preferably all made of an insulating material. By avoiding the use of unnecessary conductive materials in the vicinity of the contact assembly 219, the earthed housing 210 can be made smaller in diameter without being exposed to arc formation. Conductive materials within contact assembly 219 are arranged within a diameter approximately equal to the diameters of supply feedthrough 212 and load feedthrough 214, resulting in a near-optimal ratio of energized to grounded coaxial diameters to reduce the maximum electrical field strength inside the housing 210. The use of only insulating materials where there is sliding contact, especially between the piston cup 231 and the insulating liner 242, also avoids contamination of the insulating gas in the switch 205 due to conductive wear particles.

Idet det henvises til fig. 5 og 6, er leddene 258 forbundet med en bøyle eller et åk 260 ved hjelp av to åktapper 262. En vinkelarm eller manøverarm 264 er fastsveiset til åket 260 og strekker seg gjennom en vippebelg 266, idet belgen 266 er loddet til armen 264 for å danne en hermetisk forsegling. Belgen 266 er fastloddet til en belgunderstøttelse 268 som er loddet til huset 210. Armen 264 er i glidbart inngrep med en brovugge 270 som er dreibart montert til et vuggestativ 272 som er fastsveiset til huset 210. Den dreibare montering av brovuggen 270 til vuggestativet 272 danner et dreiepunkt 273 for armen 264. Dreiepunktet 273 passerer gjennom vippebelgen 266 for tilstrekkelig frihet av armen 264 med bare svak påkjenning på vippebelgen 266. Dreining av vinkelarmen gjennom en vinkel på ca. 32° resulterer i bevegelse av stempelet 222 ved hjelp av leddene 258 mellom den lukkede stilling (a) og den åpne stilling (b). Referring to fig. 5 and 6, the joints 258 are connected to a hoop or yoke 260 by means of two yoke pins 262. An angle arm or maneuvering arm 264 is welded to the yoke 260 and extends through a tilting bellows 266, the bellows 266 being soldered to the arm 264 to form a hermetic seal. The bellows 266 is brazed to a bellows support 268 which is brazed to the housing 210. The arm 264 is in sliding engagement with a bridge cradle 270 which is rotatably mounted to a cradle stand 272 which is welded to the housing 210. The rotatable mounting of the bridge cradle 270 to the cradle stand 272 forms a pivot point 273 for the arm 264. The pivot point 273 passes through the rocker bellows 266 for sufficient freedom of the arm 264 with only slight stress on the rocker bellows 266. Turning the angle arm through an angle of approx. 32° results in movement of the piston 222 by means of the links 258 between the closed position (a) and the open position (b).

En oversenter- eller dødpunktmekanisme 274 benyttes til å dreie brovuggen 270 for å manøvrere armen 264. Oversentermekanismen 274 kan være innelukket i et vanntett deksel 276 som er festet til huset 210 ved hjelp av to konvensjonelle klammere 278 med en pakning 279 mellom dekselet 276 og huset 210. Et konvensjonelt håndtak 280 strekker seg på begge sider av dekselet 276 og er koplet til oversentermekanismen 274 gjennom dekselet 276 ved hjelp av to koplingsaksler 282 som er utstyrk med O-ringtetninger 284. Pakningen 279 og O-ring-tetningene 284 utelukker og fremmede stoffer fra dekselets 276 indre som opprettholdes nominelt på atmosfæretrykk. An over center or dead center mechanism 274 is used to rotate the bridge cradle 270 to operate the arm 264. The over center mechanism 274 may be enclosed in a watertight cover 276 which is secured to the housing 210 by means of two conventional clamps 278 with a gasket 279 between the cover 276 and the housing 210. A conventional handle 280 extends on both sides of the cover 276 and is connected to the over center mechanism 274 through the cover 276 by means of two coupling shafts 282 which are equipped with O-ring seals 284. The gasket 279 and the O-ring seals 284 exclude and foreign substances from the cover 276 interior which is maintained nominally at atmospheric pressure.

Hver av koplingsakslene 282 er festet til en sliss 283 i håndtaket 280 ved hjelp av en skrue 285 og en brikke 287. Hver av koplingsakslene 282 holdes i aksial innretting ved hjelp av en koplingsholder 289 som er festet til dekselet 276 ved hjelp av en skrue 291. Each of the coupling shafts 282 is attached to a slot 283 in the handle 280 by means of a screw 285 and a washer 287. Each of the coupling shafts 282 is held in axial alignment by means of a coupling holder 289 which is attached to the cover 276 by means of a screw 291 .

Oversentermekanismen 274 omfatter en U-formet sperre-hake-arm (detent arm) 286 som er dreibart montert til vuggestativet 274 på linje med og drevet av en sliss 293 i hver av koplingsakslene 282. En skyvearm eller sjalter 288 er dreibart montert til vuggestativet 272, idet den er i inngrep med slisser 290 i brovuggen 270 og er forspent ved hjelp av en oversenter-fjær 292 bort fra en sperrehakeaksel 294 som er festet til sperrehakearmen 286. Bevegelsen av sperrehakearmen 286 og brovuggen 270 er begrenset av en sperrehakestopper 295 som er festet til vuggestativet 272. The over-center mechanism 274 comprises a U-shaped detent-hook arm (detent arm) 286 which is rotatably mounted to the cradle 274 in line with and driven by a slot 293 in each of the coupling shafts 282. A slide arm or switch 288 is rotatably mounted to the cradle 272 , in that it engages with slots 290 in the bridge cradle 270 and is biased by means of an over-center spring 292 away from a ratchet shaft 294 which is attached to the ratchet arm 286. The movement of the ratchet arm 286 and the bridge cradle 270 is limited by a ratchet stop 295 which is attached to the cradle frame 272.

Ved noen anvendelser av bryteren 205 trenger ikke det vanntette deksel 276 som omslutter oversentermekanismen 274, å være anordnet. I dette tilfelle kan håndtaket 280 være innrettet til å festes direkte til sperrehakearmen 286, som vist på fig. 1. In some applications of the switch 205, the watertight cover 276 which encloses the upper center mechanism 274 need not be provided. In this case, the handle 280 may be arranged to attach directly to the latch arm 286, as shown in FIG. 1.

Svovelheksafluorid, eller en annen isolasjonsgass, innføres i bryteren 205, med dekselet 276 fjernet, gjennom en forlengelse 296 og en innløpspassasje 298 i vinkelarmen 264. Etter innføringen av den ønskede gassmengde i bryteren 205 frembringes en hermetisk forsegling ved å bøye forlengelsen 296 for å frembringe en brett 300. Sulfur hexafluoride, or another insulating gas, is introduced into the switch 205, with the cover 276 removed, through an extension 296 and an inlet passage 298 in the angle arm 264. After the introduction of the desired amount of gas into the switch 205, a hermetic seal is created by bending the extension 296 to create a board 300.

Armen 264 er forspent mot husets 210 indre ved hjelp av en lavtrykksfjær 302 som virker via en fjærbrikke 304. Det hevede trykk i bryteren forspenner vippebelgen 266 i retning bort fra huset 210, idet lavtrykksfjæren 302 sammentrykkes inntil armen 264 danner inngrep med en stoppebrikke 306 som er forspent mot brovuggen 270 ved hjelp av en høytrykksfjær 308. Dersom en lekkasje utvikler seg i bryteren, overvinner lavtrykksfjæren 302 det reduserte trykk i vippebelgen 266 for å forskyve armen 264 i retning mot tilførselsgjennomføringen 212. I dette tilfelle er armen 264 i en låst, uvirksom stilling, og stempelet 222 er låst i enten den første eller den andre stilling ved hjelp av en stopper 310 som danner inngrep med åket 260. Stopperen 310 er festbart montert til en krage 312 som er sveiset til huset 210, idet kragen 312 omgir tilførsels-gj ennomf øringen 212. Normalt trykk i huset 210 forårsaker at åket 260 innstilles i retning bort fra stopperen 310 for å tillate operasjon av stempelet 222 mellom de første og andre stillinger. The arm 264 is biased against the interior of the housing 210 by means of a low-pressure spring 302 which acts via a spring washer 304. The increased pressure in the switch biases the rocker bellows 266 in a direction away from the housing 210, as the low-pressure spring 302 is compressed until the arm 264 forms an engagement with a stop washer 306 which is biased against the bridge cradle 270 by means of a high-pressure spring 308. If a leak develops in the switch, the low-pressure spring 302 overcomes the reduced pressure in the rocker bellows 266 to displace the arm 264 in the direction of the feed passage 212. In this case, the arm 264 is in a locked, inactive position, and the piston 222 is locked in either the first or the second position by means of a stopper 310 which engages the yoke 260. The stopper 310 is securely mounted to a collar 312 which is welded to the housing 210, the collar 312 surrounding the supply -through the guide 212. Normal pressure in the housing 210 causes the yoke 260 to be set in a direction away from the stopper 310 to allow operation of the piston 222 between the first and second positions.

I det tilfelle at et unormalt høyt trykk utvikler seg i huset 210, overvinner den utadrettede forspenning av vippebelgen 266 høytrykksfjæren 308 og stoppeskiven 306 beveges i retning bort fra brovuggen 270 . Dette forårsaker at vippebelgen 266 gjennomhulles ved hjelp av et blad 314 og/eller en spiss 316 som er festet til brovuggen 270. Dette sikkerhetstrekk hindrer en eksplosjon av bryteren dersom det skulle forekomme en unormal generering av gass inne i bryteren. Dersom vippebelgen 266 skulle bli gjennomhullet av bladet 314 og/eller spissen 316, forårsaker den resulterende lavtrykkstilstand at stempelet 222 og armen 264 blir låst slik som foran beskrevet. In the event that an abnormally high pressure develops in the housing 210, the outward bias of the rocker bellows 266 overcomes the high-pressure spring 308 and the stop disc 306 is moved in a direction away from the bridge cradle 270. This causes the tilting bellows 266 to be pierced by means of a blade 314 and/or a tip 316 which is attached to the bridge cradle 270. This safety feature prevents an explosion of the switch should an abnormal generation of gas occur inside the switch. If the rocker bellows 266 should be pierced by the blade 314 and/or the tip 316, the resulting low pressure condition causes the piston 222 and the arm 264 to be locked as previously described.

Et sidevindu 318 er anordnet i dekselet 276 for visuell indikasjon av trykket i huset 210. En hette 320 som er montert på armen 264, har fargede lav- og normal-indika-sjoner som er synlige én ad gangen gjennom sidevinduet 318. Når det riktige trykknivå er til stede i huset 210, er "normal"-indikasjonen synlig gjennom sidevinduet, og når en lavtrykkstilstand tillater vinkelarmen å inntrykkes for å låse åket ved hjelp av stopperen 310, er "lav"-indikasjonen synlig gjennom sidevinduet. Dersom vippebelgen 266 blir gjennomhullet av bladet 314 eller spissen 316 som et resultat av et unormalt høyt trykk i bryteren, kommer åket 260 i anlegg mot stopperen 310 som et resultat av den påfølgende lavtrykkstilstand, og "lav"-indikasjonen vil bli synlig gjennom sidevinduet. A side window 318 is provided in the cover 276 for visual indication of the pressure in the housing 210. A cap 320 mounted on the arm 264 has colored low and normal indications which are visible one at a time through the side window 318. When the correct pressure level is present in the housing 210, the "normal" indication is visible through the side window, and when a low pressure condition allows the angle arm to be depressed to lock the yoke by means of the stopper 310, the "low" indication is visible through the side window. If the rocker bellows 266 is pierced by the blade 314 or tip 316 as a result of an abnormally high pressure in the switch, the yoke 260 will engage the stopper 310 as a result of the subsequent low pressure condition, and the "low" indication will be visible through the side window.

Alternativt kan et antall tegn for de "normale" og "lave" trykktilstander være anordnet, idet tegnene er samtidig synlige gjennom en vindusoppstilling for økning av synligheten av indikasjonen. Alternatively, a number of characters for the "normal" and "low" pressure states can be arranged, the characters being simultaneously visible through a window arrangement to increase the visibility of the indication.

En visuell indikasjon av stillingen av kontaktmontasjen 219 er tilveiebrakt gjennom et øvre vindu 322 i dekselet 276. En stillingsindikator 324 med passende "åpen"- og "lukket"-merker er forbundet med hetten 320 og forspent mot det øvre vindu ved hjelp av en klemme 326. A visual indication of the position of the contact assembly 219 is provided through an upper window 322 in the cover 276. A position indicator 324 with appropriate "open" and "closed" marks is connected to the cap 320 and biased against the upper window by means of a clamp 326.

Fjernindikeringer av trykk- og kontaktstillingstil-stander kan tilveiebringes ved hjelp av konvensjonelle brytere (ikke vist) som kan påvirkes av henholdsvis hetten 320 og stil-lingsindikatoren 324. Remote indications of pressure and contact position conditions can be provided by means of conventional switches (not shown) which can be affected by the cap 320 and the position indicator 324, respectively.

En molekylsikt 328 er fastholdt i en holder 330 ved hjelp av en skjerm 332. Den isolerende foring 242 holder skjer men på plass for å fastholde molekylsikten i holderen mot last-gjennomføringen 214. Den lille størrelse av bryteren 205 resulterer i et høyt forhold mellom overflateareal og volum i huset 210. En vesentlig konsentrasjon av uønsket fuktighet fra de indre overflater kan derfor være til stede etter at bryteren 205 er forseglet. Molekylsikten 328 tiltrekker fuktighet fra husets 210 indre og gassforurensninger som frembringes på grunn av slitasje og/eller lysbuedannelse inne i bryteren. Den isolerende foring 242 fastholdes mot skjermen ved hjelp av en foringsstopper 334 som er festet til kragen eller hylsen 312. En hjelpe-molekylsikt 329 kan være fastholdt under kragen 312 ved hjelp av to fliker 335 på foringsstoppe-ren 334. A molecular sieve 328 is held in a holder 330 by means of a shield 332. The insulating liner 242 is held in place to retain the molecular sieve in the holder against the load feedthrough 214. The small size of the switch 205 results in a high surface area ratio and volume in the housing 210. A significant concentration of unwanted moisture from the internal surfaces may therefore be present after the switch 205 is sealed. The molecular sieve 328 attracts moisture from the interior of the housing 210 and gas contaminants that are produced due to wear and/or arcing inside the switch. The insulating lining 242 is held against the screen by means of a lining stopper 334 which is attached to the collar or sleeve 312. An auxiliary molecular sieve 329 can be held under the collar 312 by means of two tabs 335 on the lining stopper 334.

En brakett 337 er fastsveiset til huset for å tillate bryteren 205 å holdes i stilling ved hjelp av en kanal 336 som er festet til braketten 337 ved hjelp av to skruer 338. Kanalen 336 kan benyttes til å understøtte bryteren 205 og/ eller montere ytterligere brytere ifølge oppfinnelsen for eksempel parallelt med bryteren 205, for å danne en sammen-stilling av tre 1-fasebrytere. En stang 340 som strekker seg gjennom bryternes 205 håndtak 280, kan manøvrere hver av bry-terne samtidig for å frakople fasene i en 3-fasekonfigurasjon. Skruene 338 kan benyttes til elektrisk tilkopling av huset 210 til jord. En skjermleder 342 fra hver av kraftkablene 217 er fastspent under en tilsvarende skrue 338. A bracket 337 is welded to the housing to allow the switch 205 to be held in position by means of a channel 336 which is attached to the bracket 337 by means of two screws 338. The channel 336 can be used to support the switch 205 and/or mount additional switches according to the invention, for example, in parallel with switch 205, to form an assembly of three 1-phase switches. A rod 340 extending through the handles 280 of the switches 205 can operate each of the switches simultaneously to disconnect the phases in a 3-phase configuration. The screws 338 can be used for electrical connection of the housing 210 to ground. A screen conductor 342 from each of the power cables 217 is clamped under a corresponding screw 338.

Bryteren 205 er utstyrt med elektroder for kapasitiv deteksjon ved forholdsvis lav spenning av både høyspennings-energisering av bryterens ledere og den åpne eller lukkede stilling av kontaktene. Den isolerende foring har et første ledende bånd 350 og et andre ledende bånd 352 som er anbrakt i kontakt med det ringformede mellomrom 245 som er aksialt beliggende nær henholdsvis gnistkontakten 226 og overførings-kontakten 224. på de ledende bånd 350 og 352 er det fastloddet tilsvarende, første og andre fjærklemmer 354 og. 356 som er i inngrep med første og andre kontaktklemmer eller terminaler 358 og 360. De første og andre kontaktklemmer 358 og 360 er på isolerende måte hermetisk forseglet inne i respektive, første og andre nipler 362 og 364 ved hjelp av første og andre hylse- eller gjennomføringsplugger 366 og 368. De første og andre nipler 362 og 364 rager ut fra huset 210 og er hermetisk festet til dette med loddemiddel. Første og andre, gjengede hetter 370 og 372 som er i inngrep med respektive av de første og andre nipler 366 og 368, kan være anordnet for å beskytte kontaktklemmene 358 og 360 når de ikke er i bruk. The switch 205 is equipped with electrodes for capacitive detection at relatively low voltage of both high-voltage energization of the switch's conductors and the open or closed position of the contacts. The insulating liner has a first conductive band 350 and a second conductive band 352 which are placed in contact with the annular space 245 which is located axially close to the spark contact 226 and the transfer contact 224 respectively. on the conductive bands 350 and 352 it is soldered correspondingly , first and second spring clamps 354 and. 356 which engage first and second contact terminals or terminals 358 and 360. The first and second contact terminals 358 and 360 are hermetically sealed within respective first and second nipples 362 and 364 by means of first and second sleeve or lead-through plugs 366 and 368. The first and second nipples 362 and 364 project from the housing 210 and are hermetically attached to this with solder. First and second threaded caps 370 and 372 which engage respective first and second nipples 366 and 368 may be provided to protect the contact terminals 358 and 360 when not in use.

Enten den benyttes enkeltvis eller i kombinasjon, er bryteren 205 tilstrekkelig lett og kompakt til å bæres av kraftkablene 217 som er koplet til tilførsels-strømstangen 216 og last-strømstangen 218, dersom det ønskes. Whether used singly or in combination, the switch 205 is sufficiently light and compact to be carried by the power cables 217 which are connected to the supply current bar 216 and the load current bar 218, if desired.

Under drift forårsaker bevegelse av håndtaket 280 bort fra huset 210 at sperrehakearmen 286 dreies, slik at oversenterfjæren 292 sammentrykkes inntil sperrehakearmen 286 ligger på linje med sjalteren 288. Fortsatt påvirkning av håndtaket resulterer i rask dreining av brovuggen 270 ved hjelp av sjalteren 288 for å frembringe en sneppvirkning av stempelet 222 og kontaktmontasjen 219 fra den lukkede stilling (a) til den åpne stilling (b) uten hensyn til håndtakets 280 manøverhastighet. Omvendt forårsaker bevegelse av håndtaket 280 i retning mot huset 210 at stempelet 222 og kontaktmontasjen 219 snepper fra den åpne stilling (b) til den lukkede stilling (a) uten hensyn til håndtakets 280 manøverhastighet. During operation, movement of the handle 280 away from the housing 210 causes the detent arm 286 to rotate, compressing the upper center spring 292 until the detent arm 286 is aligned with the switch 288. Continued actuation of the handle results in rapid rotation of the bridge cradle 270 by means of the switch 288 to produce a snap action of the piston 222 and the contact assembly 219 from the closed position (a) to the open position (b) regardless of the handle 280 speed of maneuver. Conversely, movement of the handle 280 in the direction of the housing 210 causes the piston 222 and the contact assembly 219 to snap from the open position (b) to the closed position (a) regardless of the handle 280's maneuvering speed.

Når kontaktmonta sj en 219 snepper fra den lukkede stilling til den åpne stilling, forskyves kontakts tengenes 220 ender 221 bort fra kontakt med gnistkontakten 226. Dette resulterer i at en lysbue dannes mellom kontaktstengene 220 og gnistkontakten 226 når en laststrøm er til stede i bryteren 205. Den raske bevegelse av stempelet 222 genererer en strøm av isolasjonsgass gjennom hullene 230 i stempelet 222, idet gassen ledes rundt kontaktstengenes 220 første ender 221 og gjennom munnstykket 232 for å slokke lysbuen. Strømmen av gass øker trykket inne i stempelskålen 231 , slik at tilbakeslagsventilen 234 lukkes mot stempelskålen og begrenser all gasstrøm til munnstykket 232. When the contact assembly 219 snaps from the closed position to the open position, the ends 221 of the contact bars 220 are displaced away from contact with the spark contact 226. This results in an arc being formed between the contact bars 220 and the spark contact 226 when a load current is present in the switch 205 The rapid movement of the piston 222 generates a flow of insulating gas through the holes 230 in the piston 222, the gas being directed around the first ends 221 of the contact bars 220 and through the nozzle 232 to extinguish the arc. The flow of gas increases the pressure inside the piston bowl 231, so that the non-return valve 234 closes against the piston bowl and restricts all gas flow to the nozzle 232.

Det økede trykk i stempelskålen 231 forårsaket av strømmen av isolasjonsgass gjennom munnstykket 232 har en tendens til å stabilisere hastigheten av kontaktmontasjen 219 for å sikre en fortsatt strøm av isolasjonsgass gjennom munn stykket 232 under en strømreversering etter adskillelse av kontaktstengene 220 fra gnistkontakten 226 en avstand som er tilstrekkelig stor til å utelukke lysbue-regenerering. Volumet av isolasjonsgass på munnstykkets 232 nedstrømsside i huset 210, innbefattet volumet av ringrommet 245, hvilket volum er større enn det resterende volum av isolasjonsgass i huset 210, sørger for utvidelse av isolasjonsgassen som er blitt oppvarmet av lysbuen, uten overdreven økning av mottrykk ved munnstykket. The increased pressure in the piston cup 231 caused by the flow of insulating gas through the nozzle 232 tends to stabilize the speed of the contact assembly 219 to ensure a continued flow of insulating gas through the nozzle 232 during a current reversal after separation of the contact rods 220 from the spark contact 226 a distance that is sufficiently large to exclude arc regeneration. The volume of insulating gas on the downstream side of the nozzle 232 in the housing 210, including the volume of the annulus 245, which volume is greater than the remaining volume of insulating gas in the housing 210, provides for expansion of the insulating gas that has been heated by the arc, without excessive increase of back pressure at the nozzle .

Utjevningen av gasstrykk inne i huset 210 nedstrøms av munnstykket 232 og inne i ringrommet 245 forårsaker en viss strøm av isolasjonsgass gjennom molekylsikten 328. Slitasjepartikler og fordampningsprodukter som er til stede i isolasjonsgassen, ledes mot molekylsikten 328 hvor de oppfanges som et resultat av gasstrøm gjennom molekylsikten og på grunn av molekylsiktens tiltrekkende egenskaper. The equalization of gas pressure inside the housing 210 downstream of the nozzle 232 and inside the annulus 245 causes a certain flow of insulating gas through the molecular sieve 328. Wear particles and evaporation products present in the insulating gas are directed towards the molecular sieve 328 where they are captured as a result of gas flow through the molecular sieve and because of the attractive properties of molecular sieves.

Ytterligere slitasjepartikler og fordampningsprodukter tiltrekkes til hjelpe-molekylsikten 329. Additional wear particles and evaporation products are attracted to the auxiliary molecular sieve 329.

Når bryteren 205 manøvreres for å tilkople en last ved bevegelse av kontaktmontas j en 219 fra den andre eller åpne stilling (B) til den første eller lukkede stilling (A), åpnes tilbakeslagsventilen 234 ved glidning på ventilstiftene 235 bort fra hullene 233 i stempelskålen 231 , slik at trykk foran den fremadgående stempelskål 231 avlastes for å tillate en raskere sneppbevegelse av kontaktmontas j en 219 fra den andre stilling til den første stilling for å hindre lysbuedannelse,når kontaktstengenes 220 første ender 221 kommer i inngrep med gnistkontakten 226. When the switch 205 is operated to connect a load by moving the contact assembly 219 from the second or open position (B) to the first or closed position (A), the check valve 234 is opened by sliding the valve pins 235 away from the holes 233 in the piston cup 231 , so that pressure in front of the advancing piston cup 231 is relieved to allow a faster snapping movement of the contact assembly 219 from the second position to the first position to prevent arcing, when the first ends 221 of the contact rods 220 come into engagement with the spark contact 226.

Når gnistkontakten 226 eller overføringskontakten 224 energiseres med en vekselstrømsspenning, kan en tilsvarende spenning måles på de tilsvarende første eller andre kontaktklemmer 358 eller 360. En spenning på 15 kV på den ene eller den andre av gnistkontakten 226 eller overføringskontakten 224 resulterer i at en spenning på ca. 225 volt koples til de tilsvarende, første eller andre ledende bånd 350 eller 352, og tilstedeværelsen av en høyspenning på den ene eller den andre kontakt kan således detekteres ved hjelp av konvensjonelt utstyr som er koplet til de tilsvarende kontaktklemmer 358 og 360. Dersom de spenninger som måles på de første og andre kontaktklemmer 358 og 360, indikerer at den ene kontakt er energisert mens den andre ikke er energisert, tilveiebringes en ytterligere indikasjon på at kontaktmontasjen 219 befinner seg i den åpne stilling. When the spark contact 226 or the transfer contact 224 is energized with an AC voltage, a corresponding voltage can be measured at the corresponding first or second contact terminals 358 or 360. A voltage of 15 kV on one or the other of the spark contact 226 or the transfer contact 224 results in a voltage of about. 225 volts is connected to the corresponding first or second conductive bands 350 or 352, and the presence of a high voltage on one or the other contact can thus be detected by means of conventional equipment connected to the corresponding contact terminals 358 and 360. If those voltages which is measured at the first and second contact terminals 358 and 360, indicates that one contact is energized while the other is not energized, providing a further indication that the contact assembly 219 is in the open position.

Dersom gnistkontakten 226 og overføringskontakten 224 ved hjelp av disse målinger vises å være i den samme tilstand (begge energisert eller begge uenergisert), kan en høy-frekvens-strømkilde tilkoples til den ene av de første eller andre kontaktklemmer 358 eller 360 for å bestemme stillingen av kontaktmontasjen 219 slik som beskrevet foran. If the spark contact 226 and the transfer contact 224 are shown by these measurements to be in the same state (both energized or both de-energized), a high-frequency current source can be connected to one of the first or second contact terminals 358 or 360 to determine the position of the contact assembly 219 as described above.

Claims

1. Switch comprising a sealed housing, a pressurized insulating gas in the housing, and a bellows that is sealingly mounted to the housing, characterized in that it comprises an operating arm having an operative position in which the arm is capable of opening and closing the switch, the operating arm is sealingly mounted to the bellows and extends into the housing through the bellows, a low pressure biasing device for biasing the bellows in opposition to the gas pressure in the housing, the arm being in its operative position when the force from the gas on the bellows is greater than the force from the low pressure f orstension device on the bellows, and a locking device to make the arm inactive, the locking device being placed so that when the force from the low-pressure biasing device on the bellows is greater than the force from the gas on the bellows, the bellows is moved by the low-pressure biasing device and the arm is moved to a locked position.

2. Switch according to claim 1, characterized in that when the arm is in the locked position, the arm cannot be used to close the switch.

3. Switch according to claim 1 or 2, characterized in that when the arm is in the locked position, the arm cannot be used to open the switch.

4. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the bellows is deflected in a rocking mode when the arm opens and closes the switch.

5. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the maneuver arm is an angle arm.

6. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a cover over the maneuvering arm, a norm 1 pressure sign on the arm outside the bellows, a low pressure sign on the arm outside the bellows, and a window through the cover to reveal one of the signs at a time, the normal pressure sign being visible through the window when the bellows does not contract due to the low pressure bias device, the low pressure sign being visible through the window when the bellows contracts due to the low pressure bias device.

7. Switch according to claim 6, characterized in that the low-pressure sign is further from the bellows than the normal jerk sign.

8. Breaker according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a high-pressure biasing device for biasing the bellows in opposition to gas pressure inside the bellows, to prevent expansion of the bellows unless the force from the gas on the bellows is greater than the force from the high-pressure the biasing device on the bellows, and a puncturing device for puncturing the bellows when the bellows expands towards the high-pressure biasing device.

9. Switch according to claim 8, characterized in that when the bellows is pierced, the gas pressure in the housing drops so that the arm moves to the locked position.

10. Switch comprising a sealed housing, a pressurized insulating gas in the housing, and a bellows which is sealingly mounted in the housing, characterized in that it comprises a maneuvering arm for opening and closing the switch, the arm being sealingly mounted to the bellows and extending into housing through the bellows, a high pressure biasing device for biasing the bellows in opposition to the gas pressure in the bellows, to prevent expansion of the bellows as the gas pressure in the bellows increases above a predetermined high level, and a puncturing device for puncturing the bellows as the bellows expands against the force from the high-pressure biasing device.