DE3211272A1

DE3211272A1 - Metallgekapselter druckgasschalter

Info

Publication number: DE3211272A1
Application number: DE19823211272
Authority: DE
Inventors: Hans-Rudolf 4600 Olten Ernst; Rudolf 5000 Aarau Hunziker; Alfred 5036 Oberentfelden Zybach
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1981-09-18
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1983-04-07
Also published as: ATA266982A; CH655612B; AT378441B

Description

Metallgekapselter Druckgasschalter
Metallgekapselter Druckgasschalter Die Erfindung betrifft einen metallgekapselten Druckgasschalter, der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art.
Ein solcher Schalter ist beispielsweise aus der DE-OS 23 50 890 (weitgehend inhaltsgleich mit der AT-PS 330 286) bekannt.
Beim Abschalten ausgesprochen hoher Ströme kann es beim bekannten Schalter vorkommen, dass die die Umlenkhaube(ver gleiche hiezu Fig. 1 der genannten Vorveröffentlichungen) verlassenden Schaltgase noch relativ stark ionisiert sind und in diesem Zustand zur Innenwand des geerdeten metallischen Gehäuses gelangen. Dies kann einen Ueberschlag zwischen der dasselbe Potential wie der feste Nennstromkontakt aufweisenden Umlenkhaube und dem Gehäuse zur Folge haben, dies um so mehr als der äussere Rand der Umlenkhaube eine vergleichsweise geringe Verrundung aufweist. Diese geringe Verrundung des äusseren Randes der Umlenkhaube ergibt eine relativ hohe elektrische Feldstärke, die, zusammen mit den noch ionisierten Schaltgasen, aus- Insbesondere zeichnet sich die erfindungsgemäße Einrichtung durch die Aufbaumerkmale aus, daß die Kreissäge aus Metall durch das Kreis- bzw. Scheibenmesser aus Metall ersetzt ist, und daß das Kreis- bzw. Scheibenmesser so angeordnet ist, daß seine Schneide etwas in die elastomere Belagschicht der Drehwalze eindringt.
Der Hohlplattenaufbau bzw. das Hohlplattenmaterial, worauf die Erfindung angewandt wird, ist aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, und zwar unter Einschluß aller harten oder weichen Harze, die einem Strangpreßverfahren unterworfen werden können bzw. unter Verwendung irgendeines harten oder weichen Harzes, das im Strangpreßverfahren verarbeitbar ist, wie zum Beispiel aus Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, ABS-Harzen, Methacrylatharzen oder Polycarbonat.
Außerdem ist der Hohlplattenaufbau bzw. das Hohlplattenmaterial, wie in Figur 1 gezeigt, aus einem oberen und unteren Plattenteil sowie einer Anzahl von parallelen Rippen, welche die beiden Plattenteile verbinden, aufgebaut. Die Erfindung läßt sich besonders wirksam und vorteilhaft auf einen Hohlplattenaufbau bzw. ein Hohlplattenmaterial in den Fällen anwenden, in denen das obere und untere Plattenteil und die parallelen Rippen eine Dicke haben, die gleich oder kleiner als 1 mm ist, obwohl die Erfindung nicht auf einen solchen Hohlplattenaufbau bzw. ein solches Hohlplattenmaterial beschränkt ist.
In der erfindungsgemäßen Einrichtung ist das Drehscheibenmesser aus Metall so angeordnet, daß seine Schneide in die Belagschicht der Drehwalze eindringt. Insbesondere ist die Tiefe des Eindringens (oder der Druck) vorzugsweise 0,5 bis 3 mm. Andererseits ist es wünschenswert, daß der Teil der Belagschicht, in dem das Eindringen stattfindet, in geeigneter Weise gewechselt wird, so daß keine Schnittnut ausgebildet wird, dieses Wechseln kann dadurch erzielt werden, daß das Drehscheibenmesser oder die Drehwalze in der Axialrichtung vliese Seite ersetzt die mit einem falschen Text edruckte Seite einer anderen Offenle9.ulgsschrift.
reichen kann, um den genannten Ueberschlag einzuleiten.
Würde man - im Bestreben die elektrische Feldstärke am äusseren Rande der Umlenkhaube so weit zu vringern, dass kein Ueberschlag mehr eingeleitet wird - den Krümmungsradius des Profiles des den Rand der Umlenkhaube bildenden Abschlussringes vergrössern, so wäre die Folge eine Behinderung des Abströmens der umgelenkten Schaltgase und/oder die Notwendigkeit, den Durchmesser des Metallgehäuses zu vergrössern, um den erforderlichen Abstand zum Abschlussring einzuhalten. Gerade bei der Abschaltung hoher Ströme soll aber das Abströmen der umgelenkten Schaltgase möglichst ungehemmt erfolgen können, was auch erlaubt, den Antrieb des Schalters in vernünftigen Grenzen zu halten. Andererseits würde eine Vergrösserung des Durchmessers des metallischen Schaltergehäuses gerade dem mit Schaltern dieser Art angestrebten Ziel, nämlich möglichst geringer Platzbedarf, zuwiderlaufen.
Bei diesem Stand der Technik ist es ein Anliegen der Erfindung, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auch beim Abschalten sehr hoher Ströme die Gefahr eines Ueberschlages zwischen der Umlenkhaube und dem Schaltergehäuse weitgehend gebannt ist, ohne dass die Abmessungen von Schalterteilen vergrössert werden müssten.
Zu diesem Zweck weist der vorgeschlagene Schalter die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 auf.
Dadurch wird die Austrittstelle der durch die Umlenkhaube umgelenkten Schaltgase in den Innenraum des Gehäuses vom äusseren Rand der Umlenkhaube entfernt.
Es ist zwar aus der DE-OS 2.828.773 (Kl.HOlH33/91) ebenfalls ein Schalter vorbekannt, bei dem ein Isolierstoffrohr die Strecke zwischen dem festen und dem beweglichen Nennstromkontakt in Ausschaltstellung überbrückt. Dieser Schalter besitzt jedoch ein Isolierstoffgehäuse und das Isolierstoffrohr ist am festen Nennstromkontakt zwischen dessen freiem Ende und in diesem ausgebildeten radialen Ausblasöffnungen befestigt. Bei diesem Schalter fliessen somit die heissen Schaltgase, nachdem sie den festen Nennstromkontakt durchströmt haben, radial aus diesem heraus und sodann möglicherweise (weil keine Umlenkhaube vorgesehen ist) zwischen der äusseren Mantelfläche des Isolierstoffrohres und der Innenwand des Isoliergehäuses hindurch.
Beim vorgeschlagenen Schalter dagegen umschliesst das Rohr aus Isolierstoff den umgelenkten Strom, der ggf.
noch ionisierten Schaltgase.
Die Erfindung ist nachstehend rein beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur die im vorliegenden Zusammenhang wesentlichen Bestandteile eines metallgekapselten Druckgasschalters links in Einschaltstellung und rechts im Zuge eines Ausschalthubes in der Nähe der Ausschaltstellung zeigt.
Der dargestellte Druckgasschalter 10 besitzt ein im wesentlichen zylindrisches, geerdetes Metallgehäuse 11, das obernends durch einen Tragisolator 12 gasdicht abgeschlossen ist. Der Tragisolator 12 ist seinerseits unter Zwischenlage von Dichtungen mittels eines Ringflansches 13 festgeklemmt, der mit nicht dargestellten Bolzen auf der Stirnseite des Gehäuses 11 festgespannt ist. Mittig durch den Tragisolator 12 führt ein mit diesem vorzugsweise gasdicht verkittetes Anschlussstück 14, das zum Anschluss eines Anschlussleiters 15 dient.
An dem in den Innenraum 16 des Gehäuses 11 reichenden Teil des Anschlussstückes 14 ist eine im wesentlichen glockenförmige, metallische Umlenkhaube 17 mittels eines Spannbolzens 18 und einer Distanzhülse 19 derart festgeklemmt, dass die Umlenkhaube elektrisch mit dem Anschlussstück verbunden ist. Die Distanzhülse 19 steht über dem Kopf des Spannbolzens 18 vor und in diesem zur Umlenkhaube 17 koaxialen, vorstehenden Teil der Distanzhülse 19 ist ein fester Lichtbogenkontakt 20 befestigt. Dieser Lichtbogenkontakt 20 weist an seinem freien Ende einen Abbrandring 21 aus einem abbrandfesten Material, sowie einen vom freien Ende ausgehenden axialen Durchlass 22 auf, der sich kurz vor der Distanzhülse 19 in mehrere Ausblaskanäle 23 gabelt.
Von der Innenseite der Umlenkhaube 17 gehen mehrere strahlenförmig angeordnete und nach innen ragender elektrisch leitende Tragrippen 24 aus, die an der Umlenkhaube 17 angeformt sein können, und die einen im wesentlichen rohrförmigen, durchblasbaren, festen Nennstromkontakt 25 tragen, dessen freier Endbereich 27 über den äusseren Rand 26 der Umlenkhaube 17 vorsteht. Der feste Nennstromkontakt 25 umgibt in radialem Abstand den festen Lichtbogenkontakt 20 sowie die Distanzhülse 19, so dass zwischen diesen ein erster, mantelförmiger Abströmkanal 28 freibleibt, der nach Umlenkung an der gewölbten, inneren Endfläche 29 der U^.denkhaube 17 in einen zweiten, an den Tragrippen 24 vorbei und diesen entlangführenden Abströmkanal 30 übergeht. Der äussere, freie Rand 26 der Umlenkhaube 17 besitzt einen verrundeten, etwas nach aussen abstehenden Wulst 31, an dessen Innenseite eine Absetzung 32 eingedreht ist. In diese Absetzung 32 ist das obere Ende eines zur Umlenkhaube 17 koaxialen Isolierstoffrohres 33 eingesetzt und daselbst beispielsweise durch Verklebung befestigt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, fluchtet das Rohr 33 praktisch mit der abströmseitigen Innenwand der Umlenkhaube 17.
Das untere freie Ende des Isolierstoffrohres 33 steht um ein beträchtliches Mass über den freien Endbereich 27 des festen Nennstromkontaktes 25 vor. Der zweite Abströmkanal 30 ist praktisch um die Länge des Isolierstoffrohres 33 verlängert.
Ueber einen ortsfest abgestützten Pumpkolben 34 aus einem elektrisch leitenden Material ist ein ebenfalls elektrisch leitender Pumpzylinder 35 verschiebbar gelagert.
An seinem dem Pumpkolben 34 zugekehrten Ende trägt der Pumpzylinder 35 einen Kranz Schleifkontakte 36, die an der Mantelfläche des Pumpkolbens 34 angreifen. Den Abschluss des Pumpzylinders 35 bildet ein metallischer, von diesem abstehender Stutzen 37, der zugleich als beweglicher Nennstromkontakt dient, der in Einschaltstellung in den Endbereich 27 des festen Nennstromkontaktes 25 eingreift. Im Stutzen 37 ist ein metallisches, mit Durchlässen 38 (Fig. rechts) versehenes Einsatzstück 39 befestigt, an dem einerseits ein beweglicher Lichtbogenkontakt 40 und andererseits ein den Pumpkolben mittig sowie verschiebbar durchsetzendes Antriebsrohr 41 befestigt ist. Wie bei 42 gestrichelt angegeben, ist das Antriebsrohr 41 an ein Antriebsaggregat 43 gekoppelt, das das Antriebsrohr 41 und damit namentlich die Bestandteile 40, 37 und 35 zur Ausführung von Schalthüben veranlasst.
Im Stutzen 37 ist auch eine den beweglichen Lichtbogenkontakt 40 umgebende Blasdüse 44 aus einem Isolierstoff befestigt, deren Einlass an die Durchlässe 38 anschliesst und die in Einschaltstellung durch den festen, in den beweglichen Lichtbogenkontakt 14 eingreifenden Lichtbogenkontakt 20 an ihrer engsten Stelle verschlossen ist.
Bei einem Ausschalthub gelangen zuerst die Nennstromkontakte 25 und 37 und sodann die Lichtbogenkontakte 20, 21 und 40 ausser Eingriff, so dass zwischen diesen letzteren ein die Blasdüse 44 durchsetzender Schaltlichtbogen gezogen wird. Zugleich wird aus einem vom Pumpkolben 34 und vom Pumpzylinder 35 begrenzten Pumpraum 45 Löschgas durch die Durchlässe 38 der Blasdüse 44 zugeführt. Dieses Löschgas bebläst den Schaltlichtbogen und wird nach Massgabe dessen Intensität stark erhitzt und dehnt sich demzufolge aus. Damit die Beblasung des Schaltlichtbogens anhält, ist für ein möglichst ungehindertes Abströmen der erhitzten Löschgase (Schaltgase) gesorgt. Diese entweichen zunächst nur durch die Durchlässe 22 und 46 im festen bzw. beweglichen Lichtbogenkontakt 20 bzw. 40. Sodann, nach Freigabe der Blasdüse 44 durch den festen Lichtbogenkontakt 20 fliessen die Schaltgase grösstenteils durch den festen Nennstromkontakt 25 hindurch. Danach beaufschlagen die Schaltgase die gewölbte Endfläche 29 der Umlenkhaube 17, werden dadurch axial umgelenkt, fliessen sodann in umgekehrter Richtung entlang der Aussenseite des festen Mennstromkontaktes 25 und an den Tragrippen 24 vorbei. Wenn diese Schaltgase die Umlenkhaube 17 verlassen, sind sie noch nicht frei, in den Innenraum 16 zu fliessen, sondern werden durch das Isolierstoffrohr 33 weiter nach unten geführt. Durch Verlängerung des geführten Strömungsweges ohne wesentliche zusätzliche Behinderung der Strömung gelingt es den Ionisierungsgrad der Schaltgase bei deren Wiedereintritt in den Innenraum 16 erheblich zu verringern.
Vorallem aber wird die Wiedereintrittsstelle dieser Schaltgase in den Innenraum 16 um ein erhebliches Mass vom äusseren Rand 26 der Umlenkhaube 17 entfernt, so dass die Gefahr eines inneren Ueberschlages zwischen Umlenkhaube 17 und Innenwand des Gehäuses 11 auch bei Abschaltung extrem hoher Ströme im wesentlichen gebannt ist.
Bezugszeichenaufstellung Metallgekapselter Druckgassschalter 10 Druckgasschalter 11 Metallgehäuse 12 Tragisolator 13 Ringflansch 14 Anschlußstück 15 Anschlußleiter 16 Innenraum 17 Umlenkhahbe 18 Spannbolzen 19 Dustanzhülse 20 Lichtbogenkontakt 21 Abbrandring 22 Durchlaß 23 Ausblaskanäle 24 Tragrippen 25 Nennstromkontakt 26 Rand 27 Endbereich 28 Abströmkanal 29 Endfläche 30 Abströmkanal 31 Wuldt 32 Absetzung 33 Isolierstoffrohr 34 Pumpkolben 35 Pumpzylinder 36 Schleifkontakt 37 Stutzen 38 Durchlässe 39 Einsatzstück 40 Lichtbogenkontakt 41 Antriebsrohr 43 Antriebsaggregat 44 Blasdüse 45 Pumpraum 46 Durchlässe

Claims

Patentansprüche Metallgekapselter Druckgasschalter mit einem Gehäuse, einem festen und einem beweglichen Kontaktsatz (20,25 bzw. 40,37), wobei jeder Kontaktsatz einen Lichtbogenkontakt (20 bzw. 40) und einen diesen koaxial umgebenden Nennstromkontakt (25 bzw. 37) aufweist, und wobei dem beweglichen Kontaktsatz (40,37) eine dessen Lichtbogenkontakt (40) umgebende, mit diesem mitbewegliche Blasdüse (44) zugeordnet ist, die mit einem bei einem Ausschalthub unter Druck setzbaren, ein Löschgas enthaltenden Druckraum (45) in Verbindung steht und wobei der feste Nennstromkontakt (25) im wesentlichen durchblasbar ausgebildet und an seinem dem beweglichen Kontaktsatz (40,37) abgekehrten Ende lurch eine metallische Umlenkhaube (17) überspannt ist, um die Strömung der bei einem Ausschalthub aus der Schaltstrecke anfallenden und durch den festen Nennstromkontakt fliessenden Schaltgase unter Kühlung derselben axlal umzulenken und an der Aussenseite des festen Nennstromkontaktes (25) entlangzuführen, wobei der dem beweglichen Kontaktsatz (40,37) zugekehrte, äussere Rand (26) der Umlenkhaube (17) gegenüber m freien rnd;- (27) des festen Nennstromkontaktes (25) zurückversetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkhaube (17) ein an ihren äusseren Rand (26) anschliessendes zylindrisches Rohr (33) aus einem elektrisch isolierenden Material trägt, dessen Innenwand im wesentlichen 1 mit der abströmseitigen Innenwand der Umlenkhaube (17) fluchtet.
2. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Rohres (33) über das freie Ende (27) des festen Nennstromkontaktes (25) vorsteht.
3. Druckgasschalter nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (33) die Strecke zwischen den Nennstromkontakten (25,37) in Ausschaltstellung überspannt.
4. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, bei dem der äussere Rand (26) der Umlenkhaube eine Verrundung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrundung in Form eines nach aussen abstehenden Wulstes (31) ausgebildet ist, während das Rohr (33) in die Umlenkhaube im Bereich des Wulstes (31) eingelassen ist.
5. Druckgasschalter nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr in den äusseren Rand (26) der Umlenkhaube (17) eingeklebt ist.