Hochspannungs-Leistungsschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen
Hochspannungs-Leistungsschalter mit von Isolierstoffplatten gebildeten spaltförinigen
Lichtbogenkammern, in die beim Ausschalten an Zwischenelektroden hintereinandergeschaltete
Teillichtbögen mittels magnetischer Blasung hineingetrieben und durch Längung sowie
Kühlung gelöscht werden.High-voltage circuit breaker The invention relates to a
High-voltage circuit breaker with gap-shaped ones formed by insulating plates
Arc chambers into which connected electrodes in series when switching off
Partial arcs driven in by means of magnetic blowing and by elongation as well
Cooling can be deleted.
Bei solchen Schaltern weist die Spannungsverteilung längs der Schaltstrecke
meist unerwünschte Unsymmetrien auf. Im wesentlichen rührt das bekanntlich daher,
daß zwar die Kapazitäten zwischen den Schenkeln des Blasmagneten und den Zwischenelektroden
untereinander praktisch gleich sind, daß aber die Werte der zwischen den Zwischenelektroden
vorhandenen Nebenkapazitäten beträchtlich voneinander abweichen. Infolgedessen ist
auch die elektrische Beanspruchung der einzelnen spaltförmigen Lichtbogenkammern
ungleichmäßig. Dabei werden die Lichtbogenkammern, die in der Nähe des das Erdpotential
führenden Lichtbogenhornes liegen, elektrisch wesentlich höher als die übrigen Kammern
beansprucht. Es empfiehlt sich daher, Mittel zur Steuerung der Spannungsverteilung
vorzusehen. Es ist bekannt, bei Magnetblasschaltern eine Potentialsteuerung mittels
Metallbelägen vorzunehmen. Zu diesem Zweck sind bei der bekannten Ausführung zwei
voneinander isolierte Metallbeläge im Löschkammermantel untergebracht. Dem einen
Belag, der einen verhältnismäßig komplizierten Umriß hat, wird hierbei das Netzpotential
aufgedrückt. Der andere Belag, der sich über die gesamte Tiefe der Löschkammer erstreckt,
ist vollkommen isoliert. Zusätzlich ist für die Spannungssteuerung noch ein auf
Erdpotential liegendes Metallband erforderlich, das die gesamte Löschkammer umschließt.
Insgesamt gesehen erfordert somit die Potentialsteuerung einen ganz erheblichen
technischen Aufwand. Außerdem ist die Anordnung nur unter großem Zeit-und Arbeitsaufwand
in mehreren komplizierten Arbeitsgängen herstellbar.In such switches, the voltage distribution is along the switching path
mostly unwanted asymmetries. As is well known, this is essentially due to
that although the capacities between the legs of the blow magnet and the intermediate electrodes
are practically equal to one another, but that the values between the intermediate electrodes
existing ancillary capacities differ considerably from one another. As a result is
also the electrical stress on the individual gap-shaped arc chambers
unevenly. This involves the arc chambers that are in the vicinity of the earth potential
leading arc horn are electrically much higher than the other chambers
claimed. It is therefore advisable to use means for controlling the stress distribution
to be provided. It is known that a potential control by means of magnetic blower switches
To make metal coverings. For this purpose, there are two in the known embodiment
metal coverings isolated from each other housed in the extinguishing chamber jacket. The one
Coating that has a relatively complicated outline becomes the network potential
pressed on. The other covering, which extends over the entire depth of the extinguishing chamber,
is completely isolated. There is also an open for voltage control
Metal band at ground potential is required, which encloses the entire extinguishing chamber.
Viewed overall, the potential control therefore requires a very considerable amount
technical effort. In addition, the arrangement takes a lot of time and effort
can be produced in several complicated operations.
Bei anderen bekannten Magnetblasschaltern sind diese Nachteile teilweise
dadurch vermieden, daß die am Schalter ohnehin vorhandenen Geräteteile, wie die
magnetische Blaseinrichtung, selbst zur Potentialsteuerung herangezogen werden.
So hat man beispielsweise vorgeschlagen, die Magnetschenkel etwa in Löschkammem-ütte
zu unterteilen und die Teile an das Potential der in der Nähe liegenden Schalterteile,
z. B. die Lichtbogenhömer, zu legen. Nun haftet aber der Ausführung mit geteiltem
Magnetschenkel wiederum insofern ein nicht unerheblicher Nachteil an, als die magnetische
Induktion im Fenster zwischen den Magnetschenkeln an den die Schenkel unterteilenden
Spalten als Folge der verschieden großen magnetischen Widerstände stufenförmig verläuft.
Infolgedessen ist auch die auf den Lichtbogen längs der Schaltstrecke ausgeübte
Kraft von unterschiedlicher Größe, so daß die Lichtbogenbewegung ungleichmäßig wird,
was zu Störungen bei der Stromunterbrechung Anlaß geben kann.In other known magnetic blower switches, these disadvantages are in part
thereby avoided that the device parts already present at the switch, such as the
magnetic blower, can even be used to control the potential.
It has been proposed, for example, that the magnet legs should be placed in extinguishing chambers
to subdivide the parts and to the potential of the nearby switch parts,
z. B. the arcing horns to put. But now the execution is liable with shared
Magnetic legs, in turn, have a not inconsiderable disadvantage as the magnetic ones
Induction in the window between the magnet legs on the one dividing the legs
Columns as a result of the different sized magnetic resistances runs in steps.
As a result, there is also that exerted on the arc along the switching path
Force of different magnitude so that the arc movement becomes uneven,
which can lead to faults in the power interruption.
Um nun bei einem Hochspannungs-Leistungsschalter der eingangs dargelegten
Gattung mit zur Potentialsteuerung dienenden Metaffbelägen die aufgezeigten Mängel
der bekannten Magnetblassehalter zu beseitigen, sind erfindungsgemäß untereinander
gleiches Potential aufweisende Metallbeläge im Bereich der sich kontinuierlich über
die Lichtbogenkammern erstreckenden und an entgegengesetztes Potential wie die Beläge
gelegten Schenkel des Blasmagneten angeordnet. Die Metallbeläge erstrecken sich
dabei vorteilhaft von dem dem festen Schaltkontakt abgewandten Ende der Löschkammer
bis etwa zu deren Mitte hin und sind über das eine Lichtbogenhom an das Potential
der abgeschalteten Netzhälfte gelegt. Der Magnetkörper kann mit dem anderen Lichtbogenhom
oder rait dem festen Schaltkontakt leitend verbunden sein. übernimmt im Zug der
Ausschaltbewegung das dem festen Schaltkontakt abgewandte Lichtbogenhorn den Ausschaltlichtbogen,
so ist dessen Potential mittels der Metallbeläge bis zur Mitte der Löschkammer vorgezogen,
und die Kapazitäten zwischen den Zwischenelektroden und den Magnetschenkeln bzw.
den Metallbelägen werden im Sinne einer Vergleichmäßigung der Spannungsverteilung
beeinflußt. Trotzdem ist die magnetische Induktion im Fenster ' des Magnetkörpers
praktisch konstant. Gegenüber dem bekannten Stromunterbrecher mit zur Potentialsteuerung
dienenden Metallbelägen vereinfacht
sich der neue Schalter sowohl
im Aufbau als auch im Hinblick auf die Fertigung ganz beträchtlich, da die Metallbeläge
gleiche Form haben und auf an sich einfache Art ohne wesentliche bauliche Änderungen
zwischen den Magnetschenkeln und den die Schenkel gegen den Lichtbogenraum abgrenzenden
und sowieso vorhandenen Abdeckplatten angeordnet werden können. Selbstverständlich
müssen die Schenkel des Blasmagneten von den Metallbelägen isoliert sein, da dazwischen
die volle Spannung wirksam ist. Vorteilhaft versieht man deshalb die Magnetschenkel
mit einem Überzug aus Epoxydharz, Polyvynilchlorid oder einem sonstigen Isolierinaterial
hoher elektrischer Festigkeit. Die Metallbeläge können dann leicht in irgendeiner
geeigneten Art und Form auf den Isolierstoffüberzug oder die Abdeckplatten z. B.
aufgeklebt, aufgespritzt oder aufgedampft werden.In order to eliminate the deficiencies of the known magnetic bubble holder in a high-voltage circuit breaker of the type set out above with metal coverings serving for potential control, according to the invention, metal coverings with the same potential are in the area of the legs that extend continuously over the arc chambers and are at the opposite potential as the coverings of the blow magnet arranged. The metal coverings advantageously extend from the end of the arcing chamber facing away from the fixed switching contact to approximately the center thereof and are connected to the potential of the disconnected half of the network via the one arc horn. The magnet body can be conductively connected to the other arc horn or the fixed switching contact. If the arc horn facing away from the fixed switching contact takes over the opening arc in the course of the disconnection movement, its potential is brought forward by means of the metal coatings up to the middle of the quenching chamber, and the capacitances between the intermediate electrodes and the magnet legs or the metal coatings are influenced in the sense of an equalization of the voltage distribution. Nevertheless, the magnetic induction in the window of the magnetic body is practically constant. Compared to the known circuit breaker with metal coverings serving for potential control, the new switch is considerably simplified both in structure and in terms of production, since the metal coverings have the same shape and in a simple manner without significant structural changes between the magnet legs and the legs can be arranged against the arc space delimiting and anyway existing cover plates. Of course, the legs of the blow magnet must be isolated from the metal coverings, so that full tension is effective in between. It is therefore advantageous to provide the magnet legs with a coating of epoxy resin, polyvinyl chloride or some other insulating material of high electrical strength. The metal coverings can then easily be applied in any suitable manner and form to the insulating material or the cover plates e.g. B. glued, sprayed or vapor-deposited.
Weitere Vorteile und Merkmale des neuen Schalters werden im folgenden
an Hand der ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert.
Es zeigt die Abb. 1 schematisch einen Längsschnitt und die Abb. 2 in vergrößertem
Maßstab den zugehörigen senkrechten Schnitt durch einen Schalter-Pol.Further advantages and features of the new switch are explained below with reference to the drawing depicting an expedient exemplary embodiment. Fig. 1 shows a schematic longitudinal section and Fig. 2 shows, on an enlarged scale, the associated vertical section through a switch pole.
In Abb. 1 ist der feste Schaltkontakt mit 1 und das
bewegliche Schaltstück mit 2 bezeichnet. 3 ist die Löschkammer mit den von
Isolierstoffplatten 4 gebildeten spaltförmigen Lichtbogenkammern 5. Nach
Trennung der Schaltstücke 1 und 2 wird in bekannter Weise die Blasspule
6 über das Lichtbogenhom 9 und über den Lichtbogen in den Stromkreis
eingeschaltet. Unter dem Einfluß des Blasfeldes wandert der Ausschaltlichtbogen
an den Lichtbogenhörnern 8 und 9
entlang nach oben auf die z. B. V-förmig
ausgebildeten Zwischenelektroden 10. Diese spalten den Lichtbogen in einzelne
Teillichtbogen auf und bewirken, daß diese um 90' gedreht in die spaltförinigen
Lichtbogenkammern 5 eingeleitet werden. Dort weiten sich die Teillichtbögen
unter dem Einfluß des magnetischen Blasfeldes und der eigenen dynamischen Stromkräfte
zu Schleifen aus, die nach Erreichen einer bestimmten Länge im Zusammenwirken mit
dem von den Kammern ausgehenden Kühleffekt zum Erlöschen kommen.In Fig. 1 , the fixed switch contact is denoted by 1 and the movable contact piece is denoted by 2. 3 is the quenching chamber with the gap-shaped arc chambers 5 formed by insulating plates 4. After the contact pieces 1 and 2 have been separated, the blower coil 6 is switched on in the known manner via the arc horn 9 and the arc into the circuit. Under the influence of the blowing field, the switch-off arc migrates along the arc horns 8 and 9 upwards to the z. B. V-shaped intermediate electrode 10. This split the arc into individual partial arc, and cause them to be turned 90 'introduced into the spaltförinigen arc chambers. 5 There the partial arcs expand under the influence of the magnetic blown field and their own dynamic current forces to form loops which, after reaching a certain length, come to an end in cooperation with the cooling effect emanating from the chambers.
Wie der Längsschnitt nach Abb. 1 erkennen läßt, erstrecken
sich die zwischen den Abdeckplatten 11
und den Schenkeln des Blasmagneten
angeordneten Metallbeläge 12 vom linken Ende der Löschkammer bis etwa zu ihrer Mitte.
Sie sind mit dem Lichtbogenhom 8 leitend verbunden, so daß sie im Zuge der
Ausschaltbewegung über das Schaltmesser 2 auf das Potential dieses Hornes gelegt
werden, wohingegen die Magnetschenkel ständig das Netzpotential führen. Es fließen
also zwischen den Zwischenelektroden 10
und den Metallbelägen 12 bzw. den
Magnetschenkeln Verschiebungsströme, die eine beträchtliche Verbesseru.ng der Spannungsverteilung
über die Schaltstrecke zur Folge haben. In vorteilhafter Weise bedecken die Metallbeläge
12 die den Lichtbogenkammern 5 und dem Lichtbogenraum 13 zugekehrten
Seiten der mit einem Isolierstoffüberzug 14 versehenen Magnetschenkel
7, wie aus Abb. 2 hervorgeht. Verwendet man Metallbeläge in Form von Folien,
so können diese z. B. auf die aus einem meist keramischen Werkstoff hoher Lichtbogenbeständigkeit
gefertigten Ab-
deckplatten 11 oder auf den Isolierstoffüberzug 14
aufgeklebt werden. Es ist aber auch möglich, die Metallbeläge in fertigungstechnisch
besonders günstiger Weise auf den Isolierstoffüberzug 14 oder die Abdeckplatten
aufzuspritzen, aufzudampfen oder in sonstwie geeigneter Weise aufzubringen. Nachdem
zwischen den Magnetschenkeln 7 und den Metallbelägen 12 die volle Netzspannung
wirksam ist, empfiehlt es sich, zwecks Vermeidung übermäßiger Feldkonzentration
die Kanten 15 der Magnetschenkel 7 gut abzurunden, wie, dies auch
aus Abb. 2 ersichtlich ist.As the longitudinal section according to FIG. 1 shows, the metal coverings 12 arranged between the cover plates 11 and the legs of the blow magnet extend from the left end of the arcing chamber to approximately its center. They are conductively connected to the arc horn 8 , so that they are placed on the potential of this horn in the course of the switch-off movement via the switch blade 2, whereas the magnet legs constantly carry the mains potential. Displacement currents therefore flow between the intermediate electrodes 10 and the metal coatings 12 or the magnet legs, which result in a considerable improvement in the voltage distribution across the switching path. The metal coverings 12 advantageously cover the sides of the magnet legs 7, which are provided with an insulating material coating 14, facing the arc chambers 5 and the arc chamber 13 , as can be seen from FIG. If you use metal coverings in the form of foils, these can, for. Example, to the high of a ceramic material usually arc resistance produced waste may be stuck to the cover plates Isolierstoffüberzug 14 or 11. It is also possible, however, to spray the metal coverings onto the insulating material coating 14 or the cover plates in a manner that is particularly advantageous in terms of production technology, to vaporize them or to apply them in any other suitable manner. After the full mains voltage is effective between the magnet legs 7 and the metal coatings 12, it is advisable to round off the edges 15 of the magnet legs 7 well in order to avoid excessive field concentration, as can also be seen from FIG.