DE19522581C1 - High voltage pressurised gas switch - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Druckgas- Leistungsschalter für Hochspannung mit zwei koaxialen Kon taktstücken von denen wenigstens eines antreibbar ist und mit einem Isolierstoffteil, welches mit dem ersten Kon taktstück verbunden ist, und welches das zweite Kontaktstück im Einschaltzustand gasdicht um greift, einen Druckgasraum begrenzt, in dem Löschgas beim Ausschalten unter Druck gesetzt wird und während der Ausschaltbewegung von dem zweiten Kontaktstück abläuft.The invention relates to an electrical compressed gas Circuit breaker for high voltage with two coaxial con clock pieces of which at least one can be driven and with an insulating part, which with the first con is connected, and which the second contact piece in a gas-tight manner when switched on attacks, limited a compressed gas space in the extinguishing gas when switching off is pressurized and during the opening movement of the second contact piece expires.
Ein derartiger elektrischer Druckgas-Leistungsschalter ist beispielsweise aus der E 0 221 838 B1 bekannt. Bei dem be kannten Leistungsschalter weist das Isolierstoffteil einen Blaszylinder auf, der das in einem Kompressionsraum kompri mierte Löschgas durch Öffnungen radial nach innen in einen Lichtbogenraum zwischen den Kontaktstücken einströmen läßt.Such an electrical compressed gas circuit breaker is known for example from E 0 221 838 B1. With the be Known circuit breaker has the insulating part Inflating cylinder that compresses that in a compression room gated extinguishing gas through openings radially inwards into one Arcing space flows between the contact pieces.
Nachdem das Isolierstoffteil beim Ausschaltvorgang von dem feststehenden Kontaktstück abgelaufen ist, können durch Restladungen, die auf der Oberfläche des Isolierstoffteils liegen, Überschläge zum feststehenden Kontaktstück hin auf treten und die dielektrische Verfestigung der Trennstrecke kann behindert werden.After the insulating material part of the fixed contact piece has expired, can by Residual charges on the surface of the insulating part overturns to the fixed contact piece occur and the dielectric solidification of the isolation gap can be hindered.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter der eingangs genannten Art so zu ge stalten, daß die Wiederverfestigung der Trennstrecke unter stützt wird und daß der zwischen den Kontaktstücken gezogene Schaltlichtbogen sicher gelöscht wird. The present invention is therefore based on the object a circuit breaker of the type mentioned ge stalten that the reconsolidation of the dividing line under is supported and that the drawn between the contact pieces Switching arc is safely extinguished.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zweite Kontaktstück in dem dem Isolierstoffteil im Ausschalt zustand zugewandten Endbereich eine Verjüngung aufweist, so daß vor Aufhebung der axialen Überdeckung des zweiten Kon taktstückes mit dem Isolierstoffteil zwischen diesen ein Spalt entsteht.The object is achieved in that the second contact piece in the insulating part in the switch-off state facing end region has a taper, so that before removing the axial coverage of the second Kon clock with the insulating part between them Gap arises.
Der Ablaufpunkt des Isolierstoffteils von dem zweiten Kon taktstück wird somit in dem Bereich des zweiten Kontaktstücks angeordnet, in dem dieses sich verjüngt und gegebenenfalls eine Schulter bildet. Dieser Bereich befindet sich in einem axialen Abstand von dem der Trennstrecke zugewandten Ende des zweiten Kontaktstücks, in einem dielektrisch wenig bean spruchten Bereich mit geringer elektrischer Feldstärke.The drain point of the insulating part from the second con Taktstück is thus in the area of the second contact piece arranged in which this tapers and if necessary forms a shoulder. This area is in one axial distance from the end of the separation section facing second contact piece, in a dielectric little bean area with low electric field strength.
Beim Ablaufen eines Isolierstoffkörpers von einem Kontakt stück ergeben sich im Normalfall wegen des kurzzeitig auftretenden schmalen Spaltes punktuell erhöhte dielektrische Belastungen. Diese werden bei der vorliegenden Konstruktion in einen Bereich verlagert, wo sie keine kritischen Werte erreichen.When an insulating body expires from a contact pieces usually arise because of the short-term occurring narrow gap selectively increased dielectric Charges. These are in the present construction relocated to an area where they have no critical values to reach.
Durch den in der letzten Phase des Ausschaltvorganges auftre tenden Spalt strömt unter Druck gesetztes Löschgas aus dem Druckgasraum aus, wodurch Überschläge in diesem Bereich zwi schen dem Isolierstoffteil und dem zweiten Kontaktstück ver hindert werden und dieser Bereich dielektrisch verfestigt wird. Ein eventuell hier entstehender Lichtbogen würde durch das durch den Spalt abströmende Löschgas ausgeblasen.By appearing in the last phase of the switch-off process the pressurized extinguishing gas flows out of the Compressed gas space, causing flashovers in this area between the insulating part and the second contact piece are prevented and this area is dielectrically consolidated becomes. A possible arcing would occur here the extinguishing gas flowing out through the gap is blown out.
Gleichzeitig wird aus dem Druckgasraum das Löschgas in den Lichtbogenraum zwischen den Kontaktstücken geblasen, um dort den Schaltlichtbogen zu löschen.At the same time, the extinguishing gas is extracted from the compressed gas chamber Blown arc space between the contact pieces to get there extinguish the switching arc.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Außendurchmesser des zweiten Kontaktstückes in dessen dem ersten Kontaktstück zugewandten Endbereich dem Außendurchmes ser eines dritten Kontaktstückes entspricht und daß das zwei te und das dritte Kontaktstück im Einschaltzustand von einem beide koaxial umgebenden ersten Kontaktstück (Überbrückungs kontaktstück) überbrückt werden.An advantageous embodiment of the invention provides that the outer diameter of the second contact piece in the first contact piece facing end portion of the outer diameter water corresponds to a third contact piece and that the two te and the third contact piece in the on state of one both coaxially surrounding first contact piece (bridging contact piece) can be bridged.
Durch diese Konstruktion kann ein Überbrückungskontaktstück verwendet werden, das in seinem Kontaktbereich mit dem drit ten Kontaktstück denselben Querschnitt aufweist, wie in dem Kontaktbereich mit dem zweiten Kontaktstück. Außerdem kann die Schulter, an der sich der Außendurchmesser des zweiten Kontaktstückes vergrößert, als Anschlag für das Über brückungskontaktstück beim Einschaltvorgang dienen.This construction enables a bridging contact piece used in its contact area with the third party th contact piece has the same cross section as in that Contact area with the second contact piece. Besides, can the shoulder on which the outer diameter of the second Contact piece enlarged, as a stop for the over Bridge contact piece serve during the switch-on process.
Die Verjüngung des zweiten Kontaktstücks kann auch konisch gestaltet sein. Dies kann für eine Kontaktdruckerhöhung zwischen dem ersten und zweiten Kontaktstück im Einschalt zustand benutzt werden.The taper of the second contact piece can also be conical be designed. This can increase the contact pressure between the first and second contact in the switch condition can be used.
Das zweite Kontaktstück ist außerdem vorteilhaft zum Abströmen von Löschgas hohl ausgebildet.The second contact piece is also advantageous for Outflow of extinguishing gas is hollow.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie ben.In the following, the invention is illustrated by means of an embodiment shown in a drawing and then described ben.
Dabei stellt die Figur schematisch in einem Längsschnitt einen Teil eines Leistungsschalters mit den Kontaktstücken und dem Isolierstoffteil dar.The figure shows schematically in a longitudinal section part of a circuit breaker with the contact pieces and the insulating part.
Das erste Kontaktstück 1 ist als Überbrückungskontaktstück ausgebildet und in axialer Richtung beweglich. Das Über brückungskontaktstück 1 besteht in an sich bekannter Art aus einzelnen, jeweils axial verlaufenden und am Umfang des fest stehenden Kontaktstückes 3 verteilten, federnd radial nach innen gedrückten Kontaktlamellen. The first contact piece 1 is designed as a bridging contact piece and is movable in the axial direction. The bridging contact piece 1 consists in a known manner from individual, each axially extending and distributed on the circumference of the fixed contact piece 3 , resiliently radially inwardly pressed contact blades.
Die beiden Kontaktstücke 2, 3 stehen einander in festem Ab stand koaxial gegenüber.The two contact pieces 2 , 3 are coaxial with each other in a fixed position.
Die Kontaktlamellen des ersten Kontaktstückes 1 sind in einem Rohr 4 gefaßt, das mit einem zylindrischen Blasgitter 5 ver bunden ist. Das Blasgitter 5 ist durch einen zylindrischen Körper gebildet, der Durchlässe für das Löschgas aufweist, welches in dem Kompressionsraum 6 durch Bewegung des Kom pressionszylinders 7 in Richtung des Pfeiles 8 komprimiert wird und radial nach innen in den Lichtbogenraum 9 einströmt.The contact lamellae of the first contact piece 1 are contained in a tube 4 , which is connected to a cylindrical blow grille 5 a related party. The blow grille 5 is formed by a cylindrical body which has passages for the extinguishing gas which is compressed in the compression chamber 6 by movement of the compression cylinder 7 in the direction of arrow 8 and flows radially inward into the arc chamber 9 .
Nach dem Ablaufen des Kontaktteils 10 des er sten Kontaktstückes 1 von dem feststehenden Kontaktstück 2 wird ein Lichtbogen in dem Lichtbogenraum 9 gezogen, der durch Beblasung mit dem unter Druck gesetzten Löschgas nach dem nächsten Stromnulldurchgang gelöscht wird.After the contact part 10 of the first contact piece 1 has run out of the fixed contact piece 2 , an arc is drawn in the arc space 9 , which is extinguished by blowing with the pressurized quenching gas after the next zero current passage.
Die erfinderische Ausgestaltung des zweiten Kontaktstückes 2 mit einem Endbereich 11, der einen jenseits einer Schulter 14 verminderten Außendurchmesser aufweist, hat folgende Wirkung: Bis zum Ablaufen der Kontaktlippe 12 des Kompressionszylin derbodens 13 von dem Kontaktstück 2 im Bereich der Schulter 14 wird in dem zwischen dem feststehenden Kompressionskolben 15 und dem in Richtung des Pfeiles 8 bewegten Kompressionszy linder 7 gebildeten Kompressionsraum 6 das dort befindliche Löschgas, beispielsweise SF₆ komprimiert und nach dem Ablau fen des Kontaktteils 10 des Kontaktstücks 1 (Überbrückungskontaktstückes) von dem Kontaktstück 2 durch die Durchlässe des Blasgitters 5 in den Lichtbogenraum 9 eingeblasen.The inventive design of the second contact piece 2 with an end region 11 , which has a reduced outer diameter beyond a shoulder 14 , has the following effect: Until the contact lip 12 of the compression cylinder bottom 13 expires from the contact piece 2 in the region of the shoulder 14 in the between stationary compression piston 15 and the direction of the arrow 8 moving Kompressionszy relieving 7 formed compression space 6, the quenching gas located there, for example, compressed SF₆ and after Ablau 10 fen of the contact part of the contact piece 1 (bridging contact piece) of the contact piece 2 through the passages of the Blasgitters 5 in blown into the arc chamber 9 .
Von dem Zeitpunkt des Ablaufens der Dichtlippe 12 von der Schulter 14 an wird ein Ringspalt 16 zwischen dem feststehenden Kontaktstück 2 und dem Isolierstoffteil 5, 7,13 frei, durch den Löschgas aus dem Lichtbogenraum abströmen kann. From the time the sealing lip 12 runs off the shoulder 14 , an annular gap 16 is cleared between the fixed contact piece 2 and the insulating material part 5 , 7 , 13 , through which quenching gas can flow out of the arc chamber.
Durch das durch diesen Ringspalt 16 abströmende Löschgas wird dort die Trennstrecke zwischen dem feststehenden Kontaktstück 2 und dem Isolierstoffteil 5, 7, 13 dielektrisch verfestigt. Überschläge zwischen diesen Bauteilen, die weitere Über schläge initiieren bzw. leitfähige Spuren auf dem Isolier stoffteil 5, 7, 13 hinterlassen können, werden somit ver hindert.Due to the extinguishing gas flowing through this annular gap 16 , the separating distance between the fixed contact piece 2 and the insulating material part 5 , 7 , 13 is dielectrically strengthened there. Flashovers between these components, which initiate further flashovers or can leave conductive traces on the insulating material part 5 , 7 , 13 , are thus prevented.
Der Ablaufpunkt des Isolierstoffteils 5, 7, 13 von dem zweiten Kontaktstück 2 wird somit in dem Bereich des zweiten Kontaktstücks angeordnet, in dem dieses sich verjüngt und gegebenenfalls eine Schulter 14 bildet. Dieser Bereich befindet sich in einem axialen Abstand von dem der Trenn strecke zugewandten Ende des zweiten Kontaktstücks 2, in einem dielektrisch wenig beanspruchten Bereich mit geringer elektrischer Feldstärke.The outlet point of the insulating material part 5 , 7 , 13 from the second contact piece 2 is thus arranged in the region of the second contact piece in which it tapers and optionally forms a shoulder 14 . This area is located at an axial distance from the said separating section end facing the second contact piece 2, in a dielectrically less stressed region of low electric field strength.
Beim Ablaufen eines Isolierstoffkörpers 5, 7, 13 von einem Kontaktstück 2 ergeben sich im Normalfall wegen des kurz zeitig auftretenden schmalen Spaltes punktuell erhöhte dielektrische Belastungen. Diese werden bei der vorliegenden Konstruktion in einen Bereich verlagert, wo sie keine kriti schen Werte erreichen.When an insulating material body 5 , 7 , 13 drains from a contact piece 2 , there are normally increased dielectric loads due to the narrow gap that occurs for a short time. In the present design, these are moved to an area where they do not reach critical values.
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