DE1206056B

DE1206056B - Elektrischer Schalter

Info

Publication number: DE1206056B
Application number: DES87250A
Authority: DE
Inventors: Werner Kohler; Dipl-Ing Walter Schimming
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1963-09-12
Filing date: 1963-09-12
Publication date: 1965-12-02

Description

Elektrischer Schalter In der Hauptpatentanmeldung ist ein elektrischer Schalter mit einer Pumpeinrichtung angegeben, die beim Ausschalten durch elektrodynamische Kräfte in Abhängigkeit von dem zu unterbrechenden Strom ein Löschmittel gegen den Ausschaltlichtbogen fördert, wobei die Pumpeinrichtung durch einen elektrodynamischen Antrieb mit mindestens einer Spule mit starren Leitern betätigt wird, die von dem zu unterbrechenden Strom durchflossen wird. Dieser Schalter wird gemäß der Erfindung dadurch weitergebildet, daß die Pumpeinrichtung bei ihrer Bewegung verzögert ein bewegliches Schaltstück des Schalters mitnimmt, so daß der Ausschaltlichtbogen gezogen wird. Man erhält auf diese Weise ohne Einbuße an Löschwirkung kleinere Massen, die bewegt werden müssen, und kommt deshalb mit kleineren Antrieben aus.
Bei bekannten Schaltern mit einer durch elektrodynamische Kräfte betätigten Pumpeinrichtung ist das bewegliche Schaltstück mit dem Kolben der Pumpeinrichtung starr verbunden, so daß beide in bezug auf die Ausschaltbewegung einen einzigen Bauteil darstellen. Da Schaltstück und Kolben die gleiche Bewegung ausführen, muß der Kolben beim Bekannten verhältnismäßig großflächig und somit schwer ausgebildet werden, wenn eine kräftige Druckgasströmung hervorgerufen werden soll. Bei der Erfindung wird dagegen zum Ausschalten zunächst der Kolben durch elektrodynamische Kräfte in Bewegung gesetzt. Dies ergibt in bekannter Weise eine Vorkompression des Löschmittels. Erst dann, wenn der Kolben einen erheblichen Teil seines Hubes zurückgelegt hat, nimmt er über einen Anschlag das bewegliche Schaltstück mit, so daß der Lichtbogen gezogen wird. Deshalb entsteht im Augenblick der Kontakttrennung bereits starke Beblasung des Lichtbogens, so daß eine schnellere Löschung möglich ist als beim Bekannten. Außerdem kann durch die Mitnahme des Schaltstückes der Kolben der Pumpeinrichtung gegen Ende seines Hubes abgebremst werden, so daß er verhältnismäßig sanft ausläuft.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung.
In der Zeichnung ist ein Druckgasschalter vereinfacht dargestellt. Die Erfindung kann aber auch für Schalter mit flüssigen Löschmitteln verwendet werden.
Mit 1 ist das Gehäuse des Druckgasschalters bezeichnet, das aus Isoliermaterial besteht. In das Gehäuse führen die beiden Anschlußklemmen 2 und 3. Sie sind in der Einschaltstellung des Schalters durch einen Hilfsschalter 4 verbunden. Elektrisch parallel zum Hilfsschalter 4 liegen zwei Spulen 5 und 6, die aus mehreren Windungen eines kreisförmig gebogenen Flachleiters bestehen. Die beiden den Anschlußklemmen 2 und 3 abgekehrten Enden der Spulen sind über Gleitkontakte 10 und 11 an zwei in der Einschaltstellung zusammenwirkende Schaltstücke 12 und 13 angeschlossen, so daß die Spulen in Reihe geschaltet sind.
Das Schaltstück 12 ist ein hohler Schaltstift. Sein dem Schaltstück 13 abgekehrtes Ende besitzt einen Flansch 15 mit einem vergrößerten Außendurchmesser. An der Stirnseite des Flansches 15 ist ein Gummipuffer 16 befestigt. Im Innern des Rohres sitzt ein Bolzen 17. Gegen diesen stützt sich eine Feder 18 mit dem einen Ende ab. Das andere Ende der Feder liegt an der Wand des Gehäuses 1 an. Ferner besitzt der Schaltstift 12 in der Nähe des Gleitkontaktes 10 gelegene Vorsprünge 19.
Das Schaltstück 13 ist ein massiver Bolzen mit einer konischen Spitze 20, die in der Einschaltstellung in das Schaltstück 12 hineinragt und dessen Bohrung verschließt. Das der Spitze 20 abgekehrte Ende ist mit einem Flansch 21 versehen und wird von einer für den Kontaktdruck vorgesehenen Feder 22, die sich gegen das Gehäuse 1 abstützt, nach links gedrückt. Mit dem Flansch 21 liegt das Schaltstück 13 in der Ausschaltstellung des Schalters an einem Vorsprung 24 des Gehäuses an.
Auf dem Schaltstück 13 sitzt mit Spiel ein Kolben 27, der die Spule 6 trägt. Er wird durch eine Feder 28 nach links gegen einen Anschlag 29 des Gehäuses 1 gedrückt. In ähnlicher Weise wird auch die Spule 5 von einem Kolben 30 getragen, der auf dem Schaltstift 12 gleiten kann. In dem Kolben 30 sind Rückschlagventile 31 angeordnet. Zwischen den einander zugekehrten Seiten der beiden Spulen 5 und 6 liegt eine Isolierstoffscheibe 32 in der Höhe der Berührungsstelle zwischen den Schaltstücken 12 und 13.
Das Gehäuse 1 ist z. B. mit Schwefelhexafluoridgas gefüllt. Das Gas kann einen höheren Druck als Atmosphärendruck, beispielsweise 3 Atmosphären, aufweisen.
In der Einschaltstellung fließt der Strom von der Anschlußklemme 2 über den Hilfsschalter 4 zur Anschlußklemme 3. Parallel dazu besteht ein weiterer Strompfad, der über die Spule 5, den Gleitkontakt 10, das Schaltstück 12, das Schaltstück 13, den Gleitkontakt 11 und die Spule 6 zur Anschlußklemme 3 führt.
Zum Ausschalten wird der Hilfsschalter 4 geöffnet. Hierzu ist nur wenig Antriebsenergie erfordeilich, denn die Schaltbewegung kann verhältnismäßig langsam ausgeführt werden. Ein Lichtbogen kann hierbei wegen der noch geschlossenen Parallelverbindung über die Spulen 5, 6 nicht zustande kommen.
Nach dem öffnen des Hilfsschalters 4 entsteht zwischen den gegensinnig gewickelten Spulen 5, 6 eine elektrodynamische Kraft, die die Spulen auseinanderzutreiben bestrebt ist. Dadurch wird der Kolben 30 nach links bewegt. Er verdichtet das links von ihm im Gehäuse 1 befindliche Löschmittel und nimmt nach einem bestimmten Hub über den Anschlag 15 das bewegliche Schaltstück 12 entgegen der Wirkung der Feder 18 mit.
Beim Abheben des Schaltstückes 12 vom Schaltstück 13 entsteht der Ausschaltlichtbogen. Dieser wird durch das bis dahin im linken Schalterteil komprimierte Schwefelhexafluorid beblasen, das nach der Trennung der Schaltstücke durch das Innere des Schaltstiftes 12 gegen die Spitze 20 des Schaltstückes 13 strömt. Der Lichtbogen kommt zum Erlöschen.
Damit der Schalter auch nach der Löschung des Lichtbogens geöffnet bleibt, kann das bewegliche Schaltstück 12 in der Ausschaltstellung verklinkt sein, wie an sich bekannt ist. Man kann aber auch im Ausschaltaugenblick in bekannter Weise einen mit dem Schalter in Reihe liegenden, nicht dargestellten Trennschalter öffnen. Die Schaltstrecke kann dann unter der Wirkung der Feder 18 wieder geschlossen werden.
Die Rückführung des Kolbens 30 in die gezeichnete Einschaltstellung kann durch die Bewegung des Schaltstückes 12 erfolgen, wobei durch die Ventile 31 für eine Wiederauffüllung des links vom Kolben 30 liegenden Schalterinnern gesorgt wird. Man kann aber auch eine gesonderte Vorrichtung zur Rückführung vorsehen.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrischer Schalter mit einer Pumpeinrichtung, die beim Ausschalten durch elektrodynamische Kräfte in Abhängigkeit von dem zu unterbrechenden Strom ein Löschmittel gegen den Ausschaltlichtbogen fördert, wobei die Pumpeinrichtung durch einen elektrodynamischen Antrieb mit mindestens einer Spule mit starren Leitern betätigt wird, die in an sich bekannter Weise von dem zu unterbrechenden Strom durchflossen wird, nach Patentanmeldung S 84413 VIII d/21 c, deutsche Auslegeschrift 1190 079, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung bei ihrer Bewegung verzögert ein bewegliches Schaltstück des Schalters mitnimmt, so daß der Ausschaltlichtbogen gezogen wird.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolben der Pumpeinrichtung auf dem beweglichen Schaltstück gleitet und nach einem vorgegebenen Hub das bewegliche Schaltstück in Ausschaltrichtung mitnimmt.
3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 mit einem hohlen Schaltstift als bewegliches Schaltstück, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung des Schaltstiftes die durch den Kolben getrennten Räume des Schalters verbindet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 611119, 619 806; deutsche Auslegeschrift Nr. 1151586.