DE2431400A1 - VACUUM CIRCUIT BREAKER - Google Patents
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Description
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Die Erfindung betrifft einen Hochspannungs-Vakuumleistungsschalter mit einem geerdeten Behälter und einer Anzahl von Vakuumunterbrechern/ die im Behälter angeordnet und elektrisch in Reihe geschaltet sind.The invention relates to a high-voltage vacuum circuit breaker with a grounded container and a number of vacuum interrupters / which are arranged in the container and electrically connected in series.
Die bisher vorgeschlagenen Vakuumleistungsschalter dieser Art enthalten einen Behälter zylindrischer Form und eine Reihe von ,Vakuumunterbrechern, die jeweils endseitig aufeinander zuweisend längs einer Achse ausgerichtet sind, die allgemein parallel zur Längsachse des zylindrischen Behälters verläuft. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß die die ausgerichteten Unterbrecher enthaltende Unterbrecheranordnung bei einem Hochspannungs-Leistungsschalter unnötig lang.wird. Dies erfordert nicht nur einen zylindrischen Behälter von unerwünscht großer Länge, sondern erschwert auch das Problem der Betätigung der Unterbrecher auf genau koordinierte Weise. Ein die Unterbrecher verbindendes mechanisches Gestänge hat aufgrund seiner großen Länge leicht eine derartige Nachgiebigkeit, daß die gewünschte Betriebskoordination der Unterbrecher nicht durchweg ersielbar ist. The previously proposed vacuum circuit breakers of this type include a container of cylindrical shape and a number of , Vacuum interrupter, each end facing one another are aligned along an axis generally parallel to the longitudinal axis of the cylindrical container. A disadvantage This arrangement consists in the breaker arrangement containing the aligned breakers in a high-voltage circuit breaker becomes unnecessarily long. This not only requires a cylindrical container of undesirably great length, it also complicates the problem of operating the breakers in a precisely coordinated manner. One connecting the breakers Mechanical linkage, because of its great length, easily has such a resilience that the desired operational coordination of the interrupter cannot consistently be achieved.
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Ein anderer Nachteil der beschriebenen Ausrichtung der Unterbrecheranordnung besteht darin, daß eine unnötig große Kapazität zwischen den Unterbrechern und dem geerdeten Tank vorliegt. Die Anwesenheit dieser großen Unterbrecher-Masse-Kapazität erschwert die Erzielung einer guten Spannungsaufteilung zwischen den Unterbrechern im Öffnungszustand. Gewöhnlich müssen die für eine Spannungsteilung über die Unterbrecher geschalteten Kondensatoren für einen wirkungsvollen Betrieb unnötig groß sein, wenn eine große Kapazität gegenüber Masse bzw. Erde vorliegt.Another disadvantage of the described alignment of the breaker assembly is that there is an unnecessarily large capacitance between the breakers and the grounded tank. the The presence of this large breaker-ground capacitance makes it difficult to achieve a good voltage distribution between the breakers in the open state. Usually they need to be used for voltage sharing capacitors connected across the breaker may be unnecessarily large for efficient operation if a large one There is a capacitance with respect to ground or earth.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in"der Schaffung eines Vakuumleistungsschalters mit einem geerdeten zylindrischen Behälter und darin angeordneten sowie in Reihe geschalteten Vakuumunterbrechern, bei dem die Unterbrecher von einem Behälter relativ kleiner Länge aufgenommen und mit einem Betätigungsgestänge relativ kleiner Länge mechanisch verbunden werden können. Die Kapazität zwischen den Unterbrechern und dem geerdeten. Tank soll relativ klein gehalten werden, so daß die Erzielung einer gewünschten Spannungsteilung zwischen den Unterbrechern erleichtert wird.The object of the present invention is therefore to "create a vacuum circuit breaker with a grounded cylindrical container and arranged therein and connected in series Vacuum interrupter, in which the interrupter is accommodated in a container of relatively small length and with an actuating linkage relatively small length can be mechanically connected. The capacitance between the breakers and the grounded one. tank should be kept relatively small, so that it is easier to achieve a desired voltage division between the breakers will.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe werden erfindungsgemäß entsprechend einer Ausführungsform ein rohrförmiger, geerdeter Behälter und eine Vielzahl von in diesem angeordneten sowie in Reihe geschalteten Vakuumunterbrechern vorgeschlagen. Die Unterbrecher sind in solchen Positionen befestigt, daß (1) sich die Längsachsen der Unterbrechergehäuse quer bzw. schräg zur zentralen Längsachse des rohrförmigen Behälters erstrecken und daß (2) die beweglichen Kontaktstangen der Unterbrecher durch die zugeordneten Unterbrecherumhüllungen nach außen gegen ein Behälterwandungsteil führen, das sich auf einer Seite der zentralen Längsachse des rohrförmigen Tanks befindet. Zur. Betätigen der Unterbrecher sind eir. sich zwischen den Unterbrechern in Angrenzung an die Enden der Umhüllungen, durch die die beweglichen Kontaktstangen geführt sind, erstreckendes Gestänge und eine Einrichtung zum Ankoppeln des Gestänges an die beweglichen Kontaktstangen vorhanden. Die Maßnahrr.-i:--; (1) und (2) ermöglichen eine Verwirklichung der beschriebenen Γ isle, ".reitere Merkmale ergeber: sich aus den- Pats:: Einsprüchen.According to the invention, to solve the problem set one embodiment, a tubular, grounded container and a plurality of arranged therein and connected in series Vacuum interrupters proposed. The breakers are mounted in positions such that (1) the longitudinal axes of the breaker housings are aligned extend transversely or obliquely to the central longitudinal axis of the tubular container and that (2) the movable Lead the contact rods of the interrupter through the associated interrupter sheaths to the outside against a container wall part, which is located on one side of the central longitudinal axis of the tubular tank. To the. Actuation of the breaker are eir. themselves between the breakers adjacent to the ends of the sheaths through which the movable contact rods are passed, extending Linkage and a device for coupling the linkage to the movable contact rods available. Measure-i: -; (1) and (2) enable the implementation of the described Γ isle, ". Additional features result from the- Pats :: objections.
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Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below on the basis of exemplary embodiments shown in the drawings explained in more detail. Show it:
Figur 1 - eine teilweise geschnittene und teils schematische Seitenansicht eines Vakuumleistungsschalters entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung,Figure 1 - a partially sectioned and partially schematic side view a vacuum circuit breaker according to an embodiment of the invention,
Figur 2 - einen Querschnitt eines von im Leistungsschalter aus Figur 1 benutzten Vakuumunterbrechern undFIG. 2 - a cross section of one of the circuit breakers from FIG 1 used vacuum breakers and
Figur 3 - eine Teilschnittdarstellung einer abgewandelten Ausführungsform eines Vakuumleistungsschalters.Figure 3 - a partial sectional view of a modified embodiment a vacuum circuit breaker.
Ein in Figur 1 dargestellter Leistungsschalter enthält einen Metalltank bzw. -behälter 12 auf Erdpotential und eine Anzahl von im Behälter angeordneten Vakuumunterbrechern 14. Der dargestellte Behälter 12 stellt einen länglichen zylindrischen Teil 15 mit einer mittigen, sich horizontal erstreckenden Längsachse 16 dar. An gegenüberliegenden Enden des zylindrischen Teils 15 L inden sich zwei schalenförmige Kopfstücke bzw. Abschlüsse 18, die in geeigneter Weise, beispielsweise durch verschraubte Flanschverbindungen 2o, am zylindrischen Teil festgelegt sind. Während es zwar bevorzugt ist, daß der Tank vollständig oder weitgehend aus Metall besteht, kann er stattdessen auch aus einem geeigneten Isoliermaterial hergestellt sein, das im Inneren mit einem sich auf Erdpotential befindlichen Metall beschichtet ist.A circuit breaker shown in Figure 1 contains a metal tank or container 12 to earth potential and a number of vacuum interrupters 14 arranged in the container Container 12 represents an elongated cylindrical part 15 with a central, horizontally extending longitudinal axis 16. At opposite ends of the cylindrical part 15 L there are two bowl-shaped head pieces or closures 18, which are shown in FIG in a suitable manner, for example by screwed flange connections 2o, are fixed on the cylindrical part. While it although it is preferred that the tank be completely or largely off If it is made of metal, it can instead also be made of a suitable insulating material, which is inside with a Metal located at ground potential is coated.
In Angrenzung an die gegenüberliegenden Enden des zylindrischen Behälterteils 15 befinden sich zwei rohrförmige Durchführungsbehälter 22, die sich quer zur Achse 16 erstrecken und die mit dem Innenraum des Behälters in Verbindung stehen. In jedem der Behälter 22 befindet sich eine Hochspannungs-Anschlußdurchführung 28 herkömmlichen Aufbaues. Jede dieser Anschlußdurchführungen enthält einen festen mittigen Leiter 3o und ein den Leiter umgebendes Gehäuse 31, das aus zwei rohrförmigen Hüllen 32 und 34 aus Porzellan und einem rohrförmigen sowie sich zwischen den Porzellanhüllen befindlichen Mittenabschnitt 35 aus Metall besteht. Die Teile des Durchführungsgehäuses 31 werden unter Druck durch eine geeignete Klemmeinrichtung zusammengehalten, die einen Stift 36Adjacent to the opposite ends of the cylindrical container part 15 there are two tubular feed-through containers 22, which extend transversely to the axis 16 and which are in communication with the interior of the container. In each of the containers 22 there is a high-voltage connection bushing 28 of conventional construction. Each of these connection bushings contains a solid central conductor 3o and a housing 31 surrounding the conductor, which consists of two tubular sheaths 32 and 34 Porcelain and a tubular center section 35 located between the porcelain shells is made of metal. the Parts of the bushing housing 31 are held together under pressure by a suitable clamping device, which comprises a pin 36
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mit einer auf seinem unteren Ende aufgeschraubten Mutter 37 aufweist, die sich gegen eine Endkappe 38 legt. Die Anschlußdurchführungen erstrecken sich quer zur Längsachse 16 des zylindrischen Behälterteils 15.with a nut 37 screwed onto its lower end, which lies against an end cap 38. The connection bushings extend transversely to the longitudinal axis 16 of the cylindrical Container part 15.
Nach Figur 2 ist jeder der Vakuumunterbrecher 14 wie üblich aufgebaut. So weist er eine höchst evakuierte Umhüllung 4o und innerhalb dieser ein Paar von getrennten Kontakten 42 und 43 auf. Die Umhüllung stellt ein rohrförmiges Gehäuse 45 aus Isoliermaterial mit einer zentralen Längsachse 56 μηα metallischen Endkappen 46 und 47 dar, die in geeigneter Weise an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses mit diesem abgedichtet sind. Der Kontakt 42 ist stationär und mit dem unteren Ende einer stationären Kontaktstange 49 verbunden, die sich unter Abdichtung durch die obere Endkappe 46 erstreckt. Der Kontakt 43 ist verschiebbar und mit dem oberen Ende einer beweglichen Kontaktstange 5o verbunden, die sich frei durch die untere Endkappe 47 erstreckt. Ein flexibler metallischer Faltenbalg 52, der an seinen gegenüberliegenden Enden mit der beweglichen Kontaktstange 5ο und der Endkappe 47 verbunden ist, sorgt für eine Abdichtung um die bewegliche Kontaktstange und ermöglicht eine Ein- und Herbewegung derselben ohne Beeinträchtigung des Vakuums im Inneren der Umhüllung.According to Figure 2, each of the vacuum interrupter 14 is constructed as usual. It has a highly evacuated envelope 4o and a pair of separate contacts 42 and 43 within it. The envelope is a tubular housing 45 made of insulating material with a central longitudinal axis 56 μηα metallic end caps 46 and 47 which are suitably sealed at opposite ends of the housing therewith. Contact 42 is stationary and with the lower end of a stationary contact rod 49 which extends through the top end cap 46 under sealing. The contact 43 is slidable and with connected to the upper end of a movable contact rod 5o which extends freely through the lower end cap 47. A flexible one metallic bellows 52 at its opposite ends connected to the movable contact rod 5ο and the end cap 47 is, ensures a seal around the movable contact rod and allows it to move in and out without Impairment of the vacuum inside the envelope.
Wenn sich die Kontakte 42 und 43 in ihrer gegenseitigen Eingriffsposition befinden, ist der Vakuumunterbrecher geschlossen. Ein Öffnen wird durch Verschieben der beweglichen Kontaktstange 5o nach unten zum Trennen der Kontakte bewirkt. Hierdurch wird ein Lichtbogen erzeugt, der in bekannter Weise bei einem frühen Stromnulldurchgang gelöscht wird. Zum Kondensieren der Lichtbogenprodukte ist ein rohrförmiges und die Kontakte unter Abstand umgebendes Metallschild 55 innerhalb der Umhüllung angeordnet. Dieses Schild 55 ist vorzugsweise von den beiden Kontakten elektrisch isoliert, wenn der Unterbrecher geöffnet ist.When contacts 42 and 43 are in their mutually engaged position, the vacuum interrupter is closed. A Opening is effected by moving the movable contact rod 5o downwards to separate the contacts. This becomes a Arc generated, which is extinguished in a known manner at an early current zero crossing. For condensing the arc products a tubular metal shield 55 surrounding the contacts at a distance is arranged within the casing. This Shield 55 is preferably electrically isolated from the two contacts when the breaker is open.
Ein Schließen des Unterbrechers wird durch Verschieben der beweglichen Kontaktstange 5o von ihrer Öffnungsposition nach oben bewirkt, wodurch die Kontakte 42 und 43 wieder in Eingriff gebrachtThe breaker is closed by moving the movable Causes contact rod 5o from its open position upwards, thereby re-engaging contacts 42 and 43
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werden. Die bewegliche Kontaktstange 5o ist während des öffnens und Schließens längs eines Pfades verschiebbar, der weitgehend parallel zur zentralen Längsachse 56 des Gehäuses 45 des Vakuumunterbrechers verläuft.will. The movable contact rod 5o can be displaced during the opening and closing along a path which largely runs parallel to the central longitudinal axis 56 of the housing 45 of the vacuum interrupter.
Zum Stützen des Vakuumunterbrechers ist eine Anzahl von hohlen Metallstützen 6o vorgesehen, auf denen jeweils ein Paar von Unterbrechern 14 gemäß Figur 1 angebracht ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Metallstütze 6o für jedes Unterbrecherpaar am unteren Ende der Unterbrecher« angeordnet. Das bewegliche Kontaktende eines jeden Unterbrechers ist gemäß Darstellung mit der zugeordneten Stütze 6o verbunden, und die bewegliche Kontaktstange 5o ragt in das Innere dieser hohlen Stütze 6o. Während jede Stütze 6o vorzugsweise ganz oder weitgehend aus Metall bestehen sollte, kann sie auch aus einem geeignet mit Metall beschichteten Isoliermaterial' bestehen.A number of are hollow to support the vacuum interrupter Metal supports 6o are provided, on each of which a pair of interrupters 14 according to FIG. 1 is attached. In the illustrated Embodiment, the metal support 6o for each breaker pair is arranged at the lower end of the breaker ". The movable one The contact end of each breaker is shown connected to the associated support 6o, and the movable contact rod 5o protrudes into the interior of this hollow support 6o. While each support 6o preferably consist entirely or largely of metal should, it can also consist of an insulating material suitably coated with metal.
Die Metallstützen 6o sind unter horizontalem Abstand angeordnet und miteinander durch isolierende Rohre 64 verbunden. Ein Teil einer Betätigungsstange 8o erstreckt sich auch zwischen dein Gehäuse 6o am äußeren rechten Ende der Unterbrecheranördnung und einem außerhalb des Behälters 12 angeordneten Schließmechanismus 82 für die Unterbrecher. Der Schließmechanismus 82 kann einen üblichen Aufbau aufweisen und ist deshalb nur schematisch als Block dargestellt. Eine geeignete Abdichtung, vorzugsweise in Form eines Balges 83, befindet sich auf der Betätigungsstange an der Stelle, wo diese sich durch die Behälterwandung erstreckt.The metal supports 6o are horizontally spaced apart and connected to one another by insulating pipes 64. A part an operating rod 8o also extends between your housing 6o at the outer right end of the interrupter arrangement and a closing mechanism arranged outside of the container 12 82 for the breaker. The locking mechanism 82 can have a conventional structure and is therefore only schematically as a block shown. A suitable seal, preferably in the form of a bellows 83, is located on the actuating rod at the point where this extends through the container wall.
Zum Ankoppeln der Betätigungsstange 8o an die beweglichen Kontaktstangen 5o der Unterbrecher ist eine Anzahl von Knie- bzw. Winkelhebeln 85 vorgesehen, und zwar jeweils einer für jeden Unterbrecher. Zwei dieser Winkelhebel befinden sich jeweils in jederr. Metallgehäuse 6o und sind entsprechend an stationären Drehachsen angebracht. Ein Arm eines jeden Winkelhebels ist drehbar bei 87 mit der Betätigungsstange 8o verbunden, während der andere Arm über'eine - geeignete Wisch- bzw. Hubeinrichtung (wipe device) 9o mit äer beweglichen Kontaktstange 5o des zuge-For coupling the actuating rod 8o to the movable contact rods 5o the interrupter a number of toggle levers 85 are provided, one for each interrupter. Two of these angle levers are each in each. Metal case 6o and are accordingly attached to stationary axes of rotation. One arm of each bell crank is rotatable at 87 connected to the actuating rod 8o, while the other arm is connected via a suitable wiping or lifting device (wipe device) 9o with outer movable contact rod 5o of the
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ordneten Unterbrechers verbunden ist. Diese Vorrichtung 9o weist einen üblichen Aufbau auf und ist deshalb nicht detailliert dargestellt. Im übrigen ist ein Beispiel für eine geeignete Vorrichtung dieser Art im US-Eatent 3 18ο 96ο aufgezeigt.assigned breaker is connected. This device 9o has a conventional structure and is therefore not shown in detail. In addition, an example of a suitable device of this type is shown in US Pat. No. 3 18ο 96ο.
Die Betätigungsstange 80 besteht vorzugsweise aus einer Anzahl von Bereichen aus isolierendem Material und einer Anzahl von Bereichen aus Metall/ die mechanisch in Reihe miteinander verbunden sind. Der sich zwischen dem Endgehäuse 60 und der Behälterwandung erstreckende Abschnitt besteht aus Isoliermaterial, während der die Winkelhebel 85 innerhalb eines jeden Gehäuses 60 verbindende Abschnitt aus Metall und der sich zwischen angrenzenden Paaren von Gehäusen 60 durch ein Isolierrohr 64 erstreckende Abschnitt aus Isoliermaterial bestehen.The actuating rod 80 preferably consists of a number of areas of insulating material and a number of areas made of metal / mechanically connected in series. The between the end housing 60 and the container wall The extending portion consists of insulating material, while the connecting the bell cranks 85 within each housing 60 Section of metal and the section extending between adjacent pairs of housings 60 through an insulating tube 64 consist of insulating material.
Wenn die Betätigungsstange 80 aus ihrer Position in Figur 1 nach rechts verschoben wird, erfolgt eine Drehung eines jeden Winkelhebels 85 im Gegenuhrzeigersinn um seine stationäre Drehachse 86/ wodurch die zugeordnete bewegliche Kontaktstange 5o im Schließhub nach oben getrieben wird. Das begründet einen Eingriff des beweglichen Kontakts 43 eines jeden Unterbrechers mit dem zugeordneten stationären Kontakt 42 und damit ein Schließen des Unterbrechers. Ein öffnen des Leistungsschalters ergibt sich durch Verschiebung der Betätigungsstange 80 aus ihrer Schließposition nach links. Die Kraft zum Antreiben der Betätigungsstange 80 nach links wird von Öffnungsfedern (nicht dargestellt) innerhalb des Behälters 12 abgeleitet. Diese Öffnungsfedern werden beim Schließvorgang gespannt und durch eine geeignete Klinke (nicht dargestellt) in ihrem Spannzustand gehalten, bis die Klinke zum Einleiten des öffntmgsvorgangs freigegeben wird.When the actuating rod 80 is displaced to the right from its position in FIG. 1, each angle lever is rotated 85 counterclockwise about its stationary axis of rotation 86 / whereby the associated movable contact rod 5o in the closing stroke is driven upwards. This establishes an engagement of the movable contact 43 of each breaker with the associated one stationary contact 42 and thus a closing of the breaker. The circuit breaker opens by shifting it the operating rod 80 from its closed position to the left. The force to drive the operating rod 80 to the left is from Opening springs (not shown) derived within the container 12. These opening springs are tensioned during the closing process and held in its tensioned state by a suitable pawl (not shown) until the pawl to initiate the opening process is released.
Die Unterbrecher sind elektrisch miteinander und ir.it den Durchführungsleitern 3o in Reihe geschaltet. Zum elektrischen Verbinden der Unterbrecheranordnung mit den Durchführungsleitern ist zwischen dem unteren Ende eines jeden Durchführungsleiters und dem oberen Ende der stationären Kontaktstange 49 des unmittelbar angrenzenden Unterbrechers am Ende der Anordnung eine flexible Ver-The breakers are electrical with each other and with the bushing conductors 3o connected in series. To electrically connect the interrupter arrangement to the lead-through conductors is between the lower end of each feed-through conductor and the upper end of the stationary contact rod 49 of the immediately adjacent one Interrupter at the end of the arrangement a flexible connection
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bindung 95 vorgesehen. Die beweglichen Kontaktstangen der Unterbrecher eines jeden Unterbrecherpaares sind durch einen flexiblen Leiter 96 verbunden. Die stationären Kontaktstangen der angrenzenden Unterbrecher von angrenzenden Unterbrecherpaaren sind durch einen Leiter 97 geeignet verbunden. So verläuft der Strompfad durch die Unterbrecheranordnung im Schließzustand zickzackförmig. Er erstreckt sich vom Leiter 95 nach unter» durch den ersten Unterbrecher 14, dann über den Leiter 96 nach oben durch den nächsten Unterbrecher 14, danach über den Leiter 97 und nach unten durch den nächsten Unterbrecher usw.binding 95 provided. The movable contact rods of the breakers of each breaker pair are flexible by a Conductor 96 connected. The stationary contact rods of the adjacent breakers of adjacent breaker pairs are through a conductor 97 suitably connected. The current path runs through the interrupter arrangement in the closed state in a zigzag shape. It extends from conductor 95 down through the first breaker 14, then over the ladder 96 up through the next Breaker 14, then over the conductor 97 and down through the next breaker, etc.
Beim Erregen und Schließen des Leistungsschalters liegt die Unterbrecheranordnung einschließlich des Gehäuses 6o in bezug auf den geerdeten Metallbehälter 12 auf Hochspannung. Zur elektrischen Isolation der Hochspannung an der Unterbrecheranordnung gegenüber dem geerdeten Behälter befindet sich im Behälter 12 ein isolierendes Medium hoher Durchschlagfestigkeit, vorzugsweise ein gasförmiger Isolator unter Druck. Ein geeigneter gasförmiger Isolator ist Schwefelhexafluorid bei einem Druck von etwa 3,52 bisWhen energizing and closing the circuit breaker is the interrupter arrangement including the housing 6o with respect to the grounded metal container 12 to high voltage. For electrical Isolation of the high voltage on the interrupter arrangement from the grounded container is located in the container 12 insulating medium with high dielectric strength, preferably a gaseous insulator under pressure. A suitable gaseous insulator is sulfur hexafluoride at a pressure of about 3.52 to
5,27 kp/cm (5o bis 75 psi). Bei einer Ausführungsform des Leistungsschalters ist der Innenraum der Durchführungen 28 ebenfalls mit diesem gasförmigen Isolator gefüllt. Geeignete öffnungen (nicht dargestellt) im .Durchführungsgehäuse sorgen für eine Verbindung zwischen den Innenräumen der Durchführungen und des Behälters. In bekannter Weise führt die Anwesenheit eines Isoliermediums hoher Durchschlagfestigkeit in dem Behälter und den Durchführungen dazu, daß die elektrischen Abstände und Kriechwege sehr stark gegenüber dem Erfordernis in Luft bei Atmosphärendruck reduziert werden können. Die Innenräume des Gehäuses 6o und der Isolierrohre 64 und 76 stehen in freier Verbindung mit dem Rest des Tankraums und enthalten damit den unter Druck stehenden gasförmigen Isolator. Infolge der Anwesenheit des Isolators innerhalb und außerhalb der Isolierrohre 64 und 76 können diese trotz der hohen Spannungen, denen sie im Öffnungszustand des Leistungsschalters ausgesetzt sind, relativ kurz ausgebildet sein.5.27 kg / cm (5o to 75 psi). In one embodiment of the circuit breaker the interior of the bushings 28 is also filled with this gaseous insulator. Suitable openings (not shown) in the bushing housing ensure a connection between the interiors of the bushings and the container. In a known way, the presence of an insulating medium leads high dielectric strength in the container and the bushings that the electrical distances and creepage distances very greatly reduced compared to the requirement in air at atmospheric pressure can be. The interiors of the housing 6o and the insulating tubes 64 and 76 are in free communication with the rest of the Tank space and thus contain the pressurized gaseous insulator. Due to the presence of the insulator inside and outside of the insulating tubes 64 and 76, these can in spite of the high voltages they encounter when the circuit breaker is open are exposed to be relatively short.
Zur Verminderung der Wahrscheinlichkeit eines dielektrischen Durchschlages zwischen der auf Hochspannung liegenden Unterbrecheran-To reduce the likelihood of dielectric breakdown between the high-voltage breaker
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Ordnung und dem geerdeten Behälter 12 ist eine geeignete elektrostatische Abschirmung (nicht dargestellt) um die scharfen Kanten der leitfähigen Teile der Unterbrecheranordnung gelegt. Eine solche Abschirmung erstreckt sich vorzugsweise um die Leiter 97 und die vorstehenden Enden der stationären Kontaktstangen. Auch ist ■sie in Form von Abdeckungen (nicht dargestellt), die frei von scharfen Kanten sind, für die öffnungen im Boden der Gehäuse 6o vorgesehen. Diese Abdeckungen und das Gehäuse 76 bilden eine Umhüllung um die sich bewegenden Teile der Unterbrecheranordnung, wodurch darin enthaltene lose Partikel zurückgehalten werden, die abgerieben werden oder abbröckeln könnten, und wodurch eine Schwächung bzw. Verschlechterung des gasförmigen Dielektrikums im Tank durch derartige Partikel verhindert wird.Order and the grounded container 12 is a suitable electrostatic Shield (not shown) placed around the sharp edges of the conductive parts of the breaker assembly. Such Shield preferably extends around conductors 97 and the protruding ends of the stationary contact bars. Also is ■ they in the form of covers (not shown) that are free of there are sharp edges for the openings in the bottom of the housing 6o intended. These covers and housing 76 form an enclosure around the moving parts of the breaker assembly, thereby retaining loose particles contained therein which could be rubbed off or crumbled off and thereby weakening or deterioration of the gaseous dielectric in the tank is prevented by such particles.
Im öffnungszustand des Leistungsschalters ist die über diesem liegende Spannung weitgehend gleichmäßig auf die Unterbrecher aufgeteilt, und zwar durch über die einzelnen Unterbrecher geschaltete Spannungsteilerkondensatoren loo. Zwei dieser Kondensatoren sind vorzugsweise zwischen den oberen Kontaktstangen eines jeden zugeordneten Unterbrecherpaares in Reihe geschaltet. Zwischen diesen beiden Kondensatoren befindet sich ein leitender Streifen Io2, der an seinem unteren Ende mit dem Metallgehäuse 6o, auf dem die beiden Unterbrecher befestigt sind, und an seinem oberen Ende mit der Verbindung zwischen den beiden Kondensatoren loo verbunden ist.When the circuit breaker is open, the one above it is The voltage is largely evenly divided between the breakers, namely by switching over the individual breakers Voltage divider capacitors loo. Two of these capacitors are preferably associated between the top contact bars of each Interrupter pair connected in series. Between these two capacitors there is a conductive strip Io2, the at its lower end with the metal housing 6o on which the two Interrupter are attached, and at its upper end is connected to the connection between the two capacitors loo.
Die Unterbrecher sind in solchen Positionen angebracht, daß sich die zentrale Längsachse des Isoliergehäuses 45 eines jeden Unterbrechers quer zur zentralen Längsachse 16 (schräg zur zentralen Längsachse 16) des rohrförmigen Metallbehälters 12 erstreckt. Diese Anordnung der Unterbrecher ermöglicht die Verwendung eines Behälters relativ geringer Länge zum Einschließen der Unterbrecher unter Berücksichtigung der erforderlichen elektrischen Abstände, wobei ferner eine relativ kurze Betätigungsstange 8o zum Beeinflussen der Unterbrecher benutzt werden kann. Bei dem Leistungsschalter muß sich der die Unterbrecher verbindende Teil der Betätigungsstange nur über die Querabraessung der Unterbrecher erstrecken, und es ist keine große zusätzliche Länge zur Anpassung an die Hebel-.teile 85 von der Betätigungsstange zum Unterbrecher erforderlich.The breakers are mounted in such positions that the central longitudinal axis of the insulating housing 45 of each breaker extends transversely to the central longitudinal axis 16 (obliquely to the central longitudinal axis 16) of the tubular metal container 12. These Arrangement of the breaker allows the use of a container of relatively short length to enclose the breaker underneath Consideration of the required electrical distances, with a relatively short actuating rod 8o for influencing the breaker can be used. In the case of the circuit breaker, the part of the operating rod connecting the breakers must be only extend over the transverse dimension of the breaker, and there is no great additional length to adapt to the lever parts 85 required from the operating rod to the interrupter.
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Wenn die Unterbrecher gegenseitig ausgerichtet sind und endseitig aufeinander zuweisen, muß sich die Betätigungsstange über die gesamte Länge der Unterbrecher und über die dazwischen liegenden Abstände erstrecken, die erforderlich sind, um die Hebelteile von der Betätigungsstange zum Unterbrecher aufzunehmen. Dieses bedingt eine beträchtlich längere Betätigungsstange, die in erheblich größerem Maße zu einer Nachgiebigkeit neigt, wodurch es schwieriger wird, den Betrieb der Unterbrecher genau zu koordinieren.When the breakers are mutually aligned and end facing each other, the operating rod must be over the entire Length of the breaker and extend over the distances therebetween which are necessary to the lever parts of the operating rod to the interrupter. This requires a considerably longer operating rod, which in considerably greater tendency to give, making it more difficult will precisely coordinate the operation of the breakers.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Anbringung der Unterbrecher in der Weise, daß sich die Längsachsen der Gehäuse 45 quer bzw. schräg zur Längsachse 16 des rohrförmigen Behälters 12 erstrekken, besteht darin, daß die. Kapazität zwischen den Unterbrechern und Erde bzw. Masse beträchtlich vermindert wird. Diese Kapazität stellt eine direkte Funktion des dem geerdeten Behälter zuweisenden Bereiches des Hochspannungs-Elektrodenaufbaues dar. Wenn die Unterbrecher mit ihren Längsachsen parallel zur Behälterachse 16 angeordnet sind, liegt dem zylindrischen Tank eine sehr viel grössere Hochspannungs-Elektrodenflache als im Fall der oben beschriebenen Anordnung gegenüber. Durch wesentliche Verminderung dieser Fläche wird auch die Kapazität zwischen dem Unterbrecher und Erde bzw. Masse beträchtlich reduziert. Ein Vorteil dieser Kapazitätsverminderung besteht darin, daß wesentlich kleinere Kondensatoren loo über die Unterbrecher geschaltet werden können, um die Spannung zwischen denselben geeignet aufzuteilen.Another important advantage of attaching the breaker in such a way that the longitudinal axes of the housing 45 are transverse or transverse. obliquely to the longitudinal axis 16 of the tubular container 12 is that the. Capacity between the breakers and earth or mass is considerably reduced. This capacitance is a direct function of that assigned to the earthed container Area of the high-voltage electrode structure. If the interrupters with their longitudinal axes parallel to the container axis 16 are arranged, the cylindrical tank is a much larger one High-voltage electrode area as opposed to the case of the arrangement described above. By significantly reducing this Area, the capacitance between the breaker and earth or ground is also considerably reduced. An advantage of this reduction in capacitance is that much smaller capacitors loo over the breaker can be switched to the voltage to be appropriately divided between the same.
Die beweglichen Kontaktstangen 5o der Unterbrecher 14 ragen alle durch die zugeordneten Umhüllungen 4o in Abwärtsrichtung nach aussen und dabei gegen einen Wandungsteil des Behälters 12, der sich auf einer Seite (der unteren Seite) der zentralen Längsachse 16 des rohrförmigen Behälters 12 befindet. Diese Maßnahme ermöglicht es in Verbindung mit der Tatsache, daß die unteren Enden der beweglichen Kontaktstangen 5o sich in enger Angrenzung an die Betätigungsstange 8o befinden, daß die Unterbrecher mit einem einfachen Gestänge 8o, 85 betätigt und die Metallgehäuse 6o unter weitgehender Ausrichtung angeordnet sowie mit einfachen Isolierrohren 64 verbunden werden können. Bei der bevorzugten in Figur 1 darge-The movable contact rods 5o of the interrupters 14 all protrude outward through the associated sheaths 4o in the downward direction and at the same time against a wall part of the container 12, which is on one side (the lower side) of the central longitudinal axis 16 of the tubular container 12 is located. This measure, in conjunction with the fact that the lower ends of the movable Contact rods 5o are in close proximity to the actuating rod 8o that the breaker with a simple Linkage 8o, 85 actuated and the metal housing 6o under more extensive Alignment arranged and can be connected with simple insulating tubes 64. In the preferred shown in Figure 1
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stellten Ausführungsform der Erfindung sind die unteren Enden der Kontaktstangen 5o aus einer horizontalen Blickrichtung vom Ende des rohrförmigen Behälters 12 weitgehend einander ausgerichtet. Asked embodiment of the invention, the lower ends of the contact rods 5o from a horizontal viewing direction from End of the tubular container 12 largely aligned with one another.
Ein anderer Vorteil der Anbringung der Unterbrecher in der Weise, daß sich die beweglichen Kontaktstangen 5o eines jeden Unterbrecherpaares auf einem gegebenen Stützgehäuse 60 in gegenseitiger Angrenzung befinden, besteht darin, daß zwischen den beweglichen Kontaktstangen des Paares leicht eine sehr enge oder steife bzw. starre Kopplung errichtet werden kann. Diese steife Kopplung wird durch die körperliche Nähe der beiden Kontaktstangen 5o und auch durch die Tatsache ermöglicht, daß die beiden (sich auf dem gleichen elektrischen Potential befindlichen) Kontaktstangen durch einen Metallabschnitt der Betätigungsstange 80 gekoppelt sein können bzw. gekoppelt sind. Allgemein sind Metallabschnitte der Betätigungsstange steifer als Isolierabschnitte einer entsprechenden Länge. Diese steife Kopplung zwischen den Unterbrechern einesAnother advantage of mounting the breaker in such a way that the movable contact rods 5o of each breaker pair are on a given support housing 60 in mutual abutment, is that between the movable Contact rods of the pair can easily be established a very tight or rigid or rigid coupling. This stiff coupling will made possible by the physical proximity of the two contact rods 5o and also by the fact that the two (are on the same electrical potential located) contact rods can be coupled by a metal portion of the actuating rod 80 or are coupled. In general, metal sections of the actuating rod are more rigid than insulating sections of a corresponding one Length. This stiff coupling between the breakers of a
in wünschenswerter Weise die Dauer irgendwelcher Vorzündungen beim Schließen begrenzt wird.desirably the duration of any pre-ignition at Closing is limited.
Vorzugsweise sind die beiden auf jedem Stützgehäuse 60 befestigten Unterbrecher so angeordnet, daß ihre Längsachsen in bezug aufeinander auseinanderlaufen. Hierdurch ergibt sich ein größerer elektrischer Abstand zwischen den oberen Enden der beiden Unterbrecher im Vergleich zu zwei derartigen Unterbrechern, die an ihren unteren Enden einen entsprechenden Abstand aufweisen und deren Längsachsen parallel verlaufen. Dieser größere elektrische Abstand ist erwünscht, da die oberen Enden der Unterbrecher im erregten Öffnungszustand des Leistungsschalters weitgehend unterschiedliche gegenseitige Potentiale aufweisen. Mit anderen Worten ergibt sich bei vorgegebenem Abstand zwischen den oberen Enden der Unterbrecher ein geringerer Abstand der unteren Enden der divergierend angeordneten Unterbrecher, wodurch ein nur geringerer Raum für die Stützen 60 erforderlich ist und sich eine größere Kompaktheit desPreferably the two are mounted on each support housing 60 Interrupter arranged so that their longitudinal axes diverge with respect to one another. This results in a greater electrical Distance between the upper ends of the two breakers compared to two such breakers at their lower Ends have a corresponding distance and their longitudinal axes run parallel. This greater electrical distance is desirable because the upper ends of the breakers in the energized open state of the circuit breaker largely different have mutual potentials. In other words, with a given distance between the upper ends of the interrupter a smaller distance between the lower ends of the diverging breakers, which means that there is only less space for the Supports 60 is required and a greater compactness of the
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Leistungsschalters sowie eine Längenverkürzung der Betätigungsstange 80 ergeben.Circuit breaker as well as a shortening of the length of the actuating rod 80 result.
Ein anderer Vorteil des oben beschriebenen Auseinanderlaufens der Achsen eines Unterbrecherpaares führt dazu, daß die beweglichen Kontaktstangen des Paares enger beeinander liegen, wodurch eine engere oder steifere mechanische Kopplung zwischen den beiden Kontaktstangen ermöglicht wird.Another advantage of the above-described divergence of the axes of a breaker pair leads to the fact that the movable Contact rods of the pair are closer together, creating a closer or stiffer mechanical coupling between the two Contact rods is made possible.
Während zwar ein Unterbrecherkreis dargestellt ist, bei dem eine einzige und mit einem Betätigungsmechanismus an einem Ende der Unterbrecheranordnung verbundene Betätigungsstange zum Betätigen der Unterbrecher 14 benutzt wird/ erstreckt sich die Erfindung selbstverständlich auch auf andere Arten von Leistungsschaltern. Dies gilt beispielsweise für einen Leistungsschalter der in Figur 3 dargestellten Art, bei der sich die Betätigungsstange 80 quer zur Unterbrecheranordnung bis zu einem Punkt nahe ihrem Zentrum erstreckt und bei der sie dort mit Gestängen 80a und 80b für ein entsprechendes Betätigen von Unterbrechergruppen an gegenüberliegenden Seiten der Betätigungsstangenverbindung 81 verbunden ist. Die Betätigungsstarigenverbindung 81 ist üblich aufgebaut und betätigt die Gestänge 80a und 80b in Abhängigkeit von einer Beeinflussung der Betätigungsstange in entgegengesetzten Richtungen. Die Anordnung der Unterbrecher 14 in Figur 3 mit ihren quer bzw. schräg zur Längsachse des Behälters 12 gelagerten Längsachsen ermöglicht es, daß jedes der Betätigungsgestänge 80a und 80b in derselben Weise entsprechend der vorherigen Beschreibung in Verbindung mit Figur 1 verkürzt werden kann.While a breaker circuit is shown in which a single and with an actuating mechanism at one end of the breaker assembly connected operating rod is used to operate the breaker 14 / extends the invention of course also on other types of circuit breakers. This applies, for example, to a circuit breaker in FIG 3, in which the actuator rod 80 extends across the breaker assembly to a point near its center extends and in which they there with rods 80a and 80b for a corresponding actuation of breaker groups on opposite Sides of the operating rod connection 81 is connected. The actuation stage connection 81 is conventionally constructed and actuates the linkages 80a and 80b depending on an influence of the operating rod in opposite directions. The arrangement of the interrupters 14 in FIG. 3 with their longitudinal axes mounted transversely or obliquely to the longitudinal axis of the container 12 enables each of the operating linkages 80a and 80b to be connected in the same manner as previously described can be shortened with Figure 1.
-Patentansprüche--Patent claims-
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