DE1212191B - Interrupting device for electrical switches - Google Patents
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
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Deutsche Kl.: 21c-35/10 German class: 21c-35/10
Nummer: 1212191Number: 1212191
Aktenzeichen: W 27887 VIII d/21 cFile number: W 27887 VIII d / 21 c
Anmeldetag: 19. Mai 1960 Filing date: May 19, 1960
Auslegetag: 10. März 1966Opening day: March 10, 1966
Als Unterbrechungseinrichtung für elektrische Schalter kann man bekanntlich eine Löschkammer verwenden, die ein feststehendes Schaltstück am einen Ende und eine Düse am anderen Ende aufweist, durch die ein stiftförmiges bewegliches Schaltstück in der Einschaltstellung in die Löschkammer ragt. Wenn das bewegliche Schaltstück den Querschnitt der Düse ausfüllt und die Länge der Düse ein Mehrfaches des Schaltstückdurchmessers beträgt, so erzeugt der Ausschaltlichtbogen in der Löschkammer durch die Erwärmung und Zersetzung des darin enthaltenen Löschmittels einen erhöhten Druck. Dieser Druck führt zu einer Beblasung des Lichtbogens, sobald das bewegliche Schaltstück die Düse freigegeben hat. Solche Unterbrechungseinrichtungen erreichen insbesondere dann, wenn sie Schwefelhexafluorid (SF6) als Löschmittel verwenden, beachtliche Schaltleistungen. Wegen ihres einfachen Aufbaus sind sie für Lasttrennschalter gut geeignet, die bekanntlich nur verhältnismäßig geringe Schaltleistungen zu beherrschen haben, dafür aber mit sehr kleinem konstruktiven Aufwand auskommen müssen.As is known, an arcing chamber can be used as an interrupting device for electrical switches, which has a fixed contact at one end and a nozzle at the other end through which a pin-shaped movable contact protrudes into the arcing chamber in the switched-on position. When the movable contact element fills the cross section of the nozzle and the length of the nozzle is a multiple of the contact element diameter, the breaking arc generates an increased pressure in the extinguishing chamber due to the heating and decomposition of the extinguishing agent contained therein. This pressure causes the arc to blow out as soon as the moving contact piece has released the nozzle. Such interruption devices achieve considerable switching capacities, especially when they use sulfur hexafluoride (SF 6 ) as an extinguishing agent. Because of their simple structure, they are well suited for switch disconnectors which, as is well known, only have to cope with relatively low switching capacities, but which have to make do with very little structural effort.
Die Erfindung erstrebt eine Verbesserung der vorgenannten Schalter, durch die eine schnellere Schaltfolge ermöglicht werden soll. Erreicht wird dies durch ein in drucklosem Zustand geöffnetes Ventil an der der Düse gegenüberliegenden Seite der Löschkammer. The invention seeks to improve the aforementioned switch, by means of which a faster switching sequence should be made possible. This is achieved by a valve that is open in a depressurized state on the side of the arcing chamber opposite the nozzle.
Das Ventil nach der Erfindung ergibt nach der Ausschaltung eine schnelle Reinigung der Löschkammer von den beim Ausschaltvorgang erhitzten oder zersetzten Löschgasen, weil es eine einsinnige ungestörte Strömung durch die Löschkammer ermöglicht. Während bisher nur eine einzige schmale und lange Öffnung vorhanden war, durch die gleichzeitig die zersetzten Gase aus der Löschkammer heraus und die frischen Gase in die Löschkammer hineinströmen sollten, kann sich jetzt wegen der zweiten, von dem Ventil gebildeten Öffnung eine in einer Richtung verlaufende, verlustarme Strömung ausbilden. Für diese Strömung ist keine große Druckdifferenz erforderlich. Sie kann z. B. in ausreichendem Maße durch die noch erhitzten Teile der Schalterstrombahn in der Löschkammer angefacht werden. Deshalb erhält man durch die Erfindung, wie Versuche gezeigt haben, eine schnelle Füllung der Löschkammer mit frischem Gas. Darüber hinaus ergibt sich eine Kühlung der Schaltstücke, so daß der Schalter in kurzer Zeit für eine neue Ausschaltung vorbereitet wird.The valve according to the invention results in quick cleaning of the extinguishing chamber after it has been switched off of the extinguishing gases that are heated or decomposed during the switch-off process, because it is a unidirectional one allows undisturbed flow through the extinguishing chamber. While so far only a single narrow and long opening was available through which the decomposed gases from the extinguishing chamber out at the same time and the fresh gases should flow into the extinguishing chamber, can now because of the second, Form the opening formed by the valve a flow running in one direction, low-loss. No large pressure difference is required for this flow. You can z. B. to a sufficient extent are fanned by the still heated parts of the circuit breaker in the arcing chamber. Therefore receives one by the invention, as tests have shown, a quick filling of the quenching chamber with fresh gas. In addition, there is a cooling of the contact pieces, so that the switch in a short Time is prepared for a new switch-off.
Die Verwendung von Ventilen an Löschkammern elektrischer Schalter ist an sich nicht neu. Solche Ventile sind insbesondere bei FlüssigkeitsschalternThe use of valves on arcing chambers of electrical switches is not in itself new. Such Valves are particularly useful in liquid switches
Unterbrechungseinrichtung für elektrische
SchalterBreaking device for electrical
counter
Anmelder:Applicant:
Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr. jur. G. Hoepffner, Rechtsanwalt,Dr. jur. G. Hoepffner, lawyer,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Als Erfinder benannt:
Earl F. Beach, Pittsburgh, Pa.;Named as inventor:
Earl F. Beach, Pittsburgh, Pa .;
George N. Coker, Irwin, Pa. (V. St. A.)George N. Coker, Irwin, Pa. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Juli 1959 (824 286)Claimed priority:
V. St. v. America July 1, 1959 (824 286)
vorhanden. Sie haben dort die Aufgabe, ein schnelles Entweichen der beim Schaltvorgang entstehenden Gase zu ermöglichen, damit der Druck in der Löschkammer nicht unzulässig groß wird. Aus diesem Grunde sind die bekannten Ventile auch immer am oberen Ende der Löschkammer angeordnet.available. Their task there is to ensure a quick escape of the energy generated during the switching process To enable gases so that the pressure in the extinguishing chamber does not become unacceptably high. For this Basically, the known valves are always arranged at the upper end of the extinguishing chamber.
Im Gegensatz zur Erfindung sind diese Ventile aber normalerweise, d. h. in drucklosem Zustand, geschlossen. Sie stehen unter der Wirkung von Schließfedern und öffnen nur bei einem Überdruck. Würde man solche Ventile bei den Unterbrechungseinrichtungen anwenden, von denen die Erfindung ausgeht, so würde mindestens ein Teil des Löschgases im Ausschaltaugenblick vorzeitig abströmen, ohne zur Löschung des Lichtbogens beitragen zu können. Im drucklosen Zustand wäre die Löschkammer dagegen geschlossen, so daß keine schnelle Reinigung der Löschkammer von den zersetzten Gasen möglich wäre.In contrast to the invention, however, these valves are normally, i. H. in a depressurized state, closed. They are under the action of closing springs and only open when there is overpressure. One would apply such valves to the interruption devices of which the invention goes out, at least part of the extinguishing gas would flow out prematurely at the moment of switch-off, without being able to contribute to extinguishing the arc. The extinguishing chamber would be in a pressureless state on the other hand closed, so that no quick cleaning of the extinguishing chamber from the decomposed ones Gases would be possible.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigtFor a more detailed explanation of the invention, an exemplary embodiment is given below with reference to the drawing described. It shows
Fig. 1 die Seitenansicht eines Lasttrennschalters mit der verbesserten Unterbrechungseinrichtung nach der Erfindung,Fig. 1 is a side view of a switch disconnector with the improved interruption device according to the invention,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Unterbrechungseinrichtung in vergrößertem Maßstab.2 shows a section through the interruption device on a larger scale.
Der Lasttrennschalter 1 nach Fig. 1 besitzt drei Stützisolatoren 2, 3 und 4, die auf einem Grund-The switch disconnector 1 according to Fig. 1 has three post insulators 2, 3 and 4, which are on a basic
609 537/291609 537/291
rahmen 5 angeordnet sind. Ber mittlere Isolator 2 ist in einem Lager 9 drehbar befestigt. Er trägt ein Getriebegehäuse 7, an dem ein Exzentergetriebe 6 für die Bewegung des Hauptmessers 10 angebracht ist.frame 5 are arranged. The middle insulator 2 is rotatably mounted in a bearing 9. He carries a Gear housing 7 on which an eccentric gear 6 for moving the main knife 10 is attached is.
Zum Ausschalten wird der Isolator 2 m;i einem Hebelarm 8 gedreht. Dabei wird das Trennmesser 10 geschwenkt, so daß sein als Schaltstück 11 wirkendes Ende das feststehende Schaltstück 12 verläßt. Bei der Trennung der Schaltstücke 11, 12 entsteht kein Lichtbogen, weil die Trennstelle durch die Lastschalteinrichtung 13 zunächst überbrückt ist. Erst im Verlauf der weiteren Ausschaltbewegung nimmt der Bolzen 14 die Stange W eines -aus-Streben zusammengesetzten Hebels 16 mit und öffnet durch die Drehung einer Welle 17 die Lastschaltstelle 13. Anschließend wird das unter der Wirkung einer Feder 34 stehende, am feststehenden Hilfsschaltstück 31 anliegende Ende 32 des Hilfsmessers 33 abgehoben, so daß in der bei 42 gestrichelt gezeichneten Ausschaltstellung eine sichtbare Trennstrecke vorhanden ist.To switch off the isolator is rotated 2 m; i a lever arm 8. The cutting knife 10 is pivoted so that its end acting as a contact element 11 leaves the stationary contact element 12. When the contact pieces 11, 12 are separated, no arc occurs because the separation point is initially bridged by the load switching device 13. Only in the course of the further disconnection movement does the bolt 14 take the rod W of a lever 16 composed of struts with it and, through the rotation of a shaft 17, open the load switching point 13 The end 32 of the auxiliary knife 33 is lifted off, so that a visible separating distance is present in the switched-off position shown in broken lines at 42.
Der Einschaltvorgang verläuft in umgekehrter Richtung. Zuerst legt sich das Hilfsmesser 33 mit seinem Ende 32 gegen das Hilfsschaltstück 31. Danach wird der Hebel 16 aus der bei 43 gestrichelt gezeichneten Lage in die Einschaltstellung bewegt. Hierdurch wird über die Welle 17 die Lastschaltstelle 13 geschlossen. Danach gelangt das Hauptmesser 10 lichtbogenfrei in die Einschaltstellung.The switch-on process runs in the opposite direction. First, the auxiliary knife 33 lays down with it its end 32 against the auxiliary contact piece 31. Thereafter, the lever 16 from the at 43 is dashed Drawn position moved into the switch-on position. As a result, the load switching point is via the shaft 17 13 closed. The main knife 10 then moves into the switched-on position without an arc.
In Fig. 2 ist die Lastschalteinrichtung mit der Unterbrechungsstelle nach der Erfindung im einzelnen dargestellt. Sie besitzt ein Isolierstoffgehäuse 50, das an den Stirnseiten durch Metallplatten 51 und 52 verschlossen ist, und ist mit Schwefelhexafluorid gefüllt. In die Metallplatte 51 ist ein feststehendes Schaltstück 54 eingeschraubt. Auf diesem sitzt ein Löschkammerboden 55 mit Ventilöffnungen 56 darin. Auf den Löschkammerboden ist ein Isolierstoffrohr 57 aufgeschraubt.In Fig. 2, the load switching device is with the Interruption point according to the invention shown in detail. It has an insulating housing 50, which is closed at the end faces by metal plates 51 and 52, and is made with sulfur hexafluoride filled. A stationary contact piece 54 is screwed into the metal plate 51. On this one sits Extinguishing chamber floor 55 with valve openings 56 therein. There is an insulating tube on the floor of the extinguishing chamber 57 screwed on.
Es trägt an seinem oberen Ende einen Düsenkörper 58 aus Isolierstoff mit einer Bohrung 59, durch die das bewegliche Schaltstück 60 in der Einschaltstellung hindurchragt. Ferner ist am Rohr 57 ein Tragstück 62 für ein Zwischenschaltstück 63 angebracht, das unter der Wirkung einer Feder 64 steht und mit dem beweglichen Schaltstück 61 einerseits und dem feststehenden Schaltstück 54 andererseits zusammenwirkt.At its upper end it has a nozzle body 58 made of insulating material with a bore 59, through which the movable contact piece 60 protrudes in the switched-on position. Furthermore, on the pipe 57 a support piece 62 for an intermediate contact piece 63 is attached, which under the action of a spring 64 stands and with the movable contact piece 61 on the one hand and the fixed contact piece 54 on the other hand cooperates.
Auf dem feststehenden Schaltstück 54 sitzt eine Gewindebuchse 70, an der eine Isolierstoffplatte 71 gleitend befestigt ist. Die Platte 71 wird von einer Feder 72 gegen einen Anschlag der Buchse 70 gedrückt. Über der Buchse 70 ist eine Abschirmplatte 74 aus Isolierstoff angebracht. Sie ist mit einer Kontermutter 75 gesichert.On the stationary contact piece 54 there is a threaded bushing 70 on which an insulating material plate 71 is slidably attached. The plate 71 is pressed by a spring 72 against a stop of the bushing 70. A shielding plate 74 made of insulating material is attached over the socket 70. She is with one Lock nut 75 secured.
Beim Öffnen der Lastschalteinrichtung 13 wird das bewegliche Schaltstück 60 nach oben geschnellt. Dadurch entstehen zwei in Reihe geschaltete nicht dargestellte Lichtbögen. Der Lichtbogen zwischen dem Zwischenschaltstück 63 und dem feststehenden Schaltstück 64 dient im wesentlichen zur Druckerzeugung. Das an dieser Stelle erhitzte Gas strömt, sobald das bewegliche Schaltstück 60 die Bohrung freigegeben hat, mit großer Geschwindigkeit am zweiten Lichtbogen entlang, der vom beweglichen Schaltstück 60 zum oberen Ende des Zwischenschaltstückes 63 brennt. Dadurch wird der Lichtbogen gelöscht. When the load switching device 13 is opened, the movable contact piece 60 is snapped upwards. Through this two arcs connected in series (not shown) arise. The arc between the Intermediate contact piece 63 and the stationary contact piece 64 essentially serve to generate pressure. The gas, which is heated at this point, flows as soon as the movable contact piece 60 closes the hole released at great speed along the second arc, the one from the moving one Switching piece 60 to the upper end of the intermediate contact piece 63 burns. This will extinguish the arc.
Die Platte 71 hat sich beim Druckaufbau entgegen der Wirkung der Feder 72 über die Ventilöffnungen gelegt. Nach einem Druckausgleich wird sie durch die Feder 72 wieder von den Ventilbohrungen 56 abgehoben, so daß sich eine Löschgasströmung aus dem Raum unterhalb der Löschkammer 57 durch die Öffnungen 56, das Innere der Kammer 57 und die Bohrung 59 ausbilden kann. Für die Ingangsetzung der Strömung genügen ganz geringe Druckunterschiede, beispielsweise der Dichteunterschied zwischen dem in der Löschkammer enthaltenen erhitzten Gas und dem kalten Gas aus der Umgebung der Löschkammer. Dadurch wird die Löschkammer mit frischem Gas durchspült und aufgefüllt.When the pressure builds up, the plate 71 moves against the action of the spring 72 via the valve openings placed. After pressure equalization, it is removed from the valve bores 56 again by the spring 72 lifted off, so that an extinguishing gas flow from the space below the extinguishing chamber 57 through the Openings 56, the interior of the chamber 57 and the bore 59 can form. For getting started very small pressure differences are sufficient for the flow, for example the density difference between the heated gas contained in the extinguishing chamber and the cold gas from the environment of the Extinguishing chamber. This flushes and refills the extinguishing chamber with fresh gas.
Claims (3)
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schweizerische Patentschriften Nr. 143 142,
002,167 628;Considered publications:
German Patent Nos. 671501, 655479, 637 671, 606 862, 527 320, 708 433, 711307;
Swiss patents No. 143 142,
002,167 628;
USA.-Patentschrift Nr. 728 797.Belgian Patent No. 512,921;
U.S. Patent No. 728,797.
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