DE4113794A1 - Druckgas-leistungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Energieverteilung und befaßt sich mit der konstruktiven Ausgestaltung einer Kompen­ sationseinrichtung, mit der in einem Druckgas-Leistungs­ schalter elektromagnetische Kräfte im Bereich des Ausschaltlichtbogens beeinflußt werden.

Druckgas-Leistungsschalter weisen eine rohrartige Kapselung, ein axial oder achsparallel in der Kapselung angeordnetes Kontaktsystem sowie zwei Stromanschlüsse auf, die durch die Stirn- oder Mantelfläche der zylindrischen Kapselung geführt sind. Je nach Anordnung der beiden Durchführungen hat die aus Stromanschlüssen und Kontaktsystem gebildete Strombahn dabei eine U-, L-, V- oder Z-Form. Das Kontaktsystem als Teil der Strombahn besteht dabei beispielsweise aus zwei feststehenden und einem mittels einer Antriebseinrichtung axial verschieb­ baren Kontaktstück und aus einer die Kontaktstücke umgebenden Schaltkammer. Bei einem bekannten Schalter dieser Art ist das Kontaktsystem mit einer Kompensationseinrichtung versehen, welche der von der Strombahn auf einen Schaltlichtbogen ausge­ übten Lorentz-Kraft entgegenwirkt. Diese Kompensationseinrich­ tung wird von einem das Kontaktsystem mit Abstand umgebenden Ring aus elektrisch leitfähigem Material gebildet. Durch Ver­ wendung dieses Ringes soll erreicht werden, daß das innere des Ringes, d. h. die von Schaltlichtbogen durchsetzte Trennstrecke, nahezu frei von äußeren Magnetfeldern bleibt (DE-A-30 34 886).

Bei einem anderen bekannten Schalter dieser Art besteht die Kompensationseinrichtung aus einem ferromagnetischen Körper, der außerhalb des Kontaktsystems an der Wand der Kapselung zwischen den Schenkeln einer U-förmigen Strombahn angeordnet ist. Mit dieser Ausgestaltung wird eine gezielte Feldver­ stärkung an solchen Stellen angestrebt, die eine Kompen­ sationswirkung ergeben sollen (DE-A-30 34 885).

Ausgehend von einem Druckgas-Leistungsschalter mit den Merk­ malen des Oberbegriffes des Schutzanspruches 1 liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, die Kompensation störender elek­ tromagnetischer Kräfte durch eine Veränderung des Verlaufes der Strombahn zu erreichen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ge­ mäß der Erfindung vorgesehen, daß die Kompensationseinrichtung aus einer unter Abweichung von der Grundform der Strombahn ge­ bildeten Leiterschleife besteht, deren der Schaltstrecke des Kontaktsystems am nächsten kommender Abschnitt derart vertikal zur Achse des Kontaktsystems angeordnet ist, daß eine der störenden Lorentz-Kraft entgegenwirkende Kraft erzeugt wird.

Bei einer derartigen Ausgestaltung der Strombahn wird also einer der Stromleiter nicht direkt über die kürzeste Verbin­ dung an das Kontaktsystem angeschlossen, sondern über einen Umweg in Form einer offenen oder zwei- oder mehrfach gewunde­ nen Schleife; dabei erfolgt die Stromeinspeisung in das Kon­ taktsystem aus einer Richtung, die von der bei direkter Lei­ terführung gegebenen Richtung abweicht und beispielsweise um 90° oder 180° versetzt ist. Dies führt im Bereich des Schaltlichtbogens zu einer Magnetfeldkomponente, die der durch den oder die Schenkel der U-, L-, V- oder Z-förmigen Strombahn hervorgerufenen Magnetfeldkomponente entgegengesetzt ist.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Leiterschleife befindet sich zweckmäßig im Verlauf des Stromanschlusses, des der An­ triebseinrichtung abgewandten feststehenden Kontaktstückes und kann im einfachsten Fall aus einer U-förmigen Vertiefung in dem in Achsrichtung des Kontaktsystems verlaufenden Abschnitt der Strombahn bestehen. Eine verbesserte Wirkung einer solchen Leiterschleife erhält man dann, wenn ein an die U-förmige Ver­ tiefung angrenzender, vertikal zur Achse des Kontaktsystems verlaufender Abschnitt der Strombahn mit einer axialen Auf­ bauchung versehen ist, wodurch sich eine Verringerung der von diesem Abschnitt der Strombahn im Bereich des Schaltlicht­ bogens erzeugten Magnetfeldkomponente ergibt.

Ausgehend von einem Prinzipschaltbild einer U-förmigen Strom­ bahn gemäß Fig. 1 sind in den Fig. 2 bis 4 Ausführungs­ beispiele eines Druckgas-Leistungsschalters mit entsprechend gestalteter Strombahn dargestellt. Dabei zeigen die

Fig. 2 und 3 zwei prinzipielle Beispiele für eine in die Strombahn integrierte offene Schleife und

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für eine gemäß den Schutzansprüchen 2 und 3 ausgebildete Schleife.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Druckgas- Leistungsschalter, in dessen rohrartiger Kapselung 1 ein Kon­ taktsystem 2 achsparallel angeordnet ist. Die Stromanschlüsse für das Kontaktsystem 2 sind durch Leitungsdurchführungen 3 in der zylindrischen Mantelfläche der Kapselung 1 so hindurch­ geführt, daß das Kontaktsystem und die Stromanschlüsse eine im wesentlichen U-förmige Strombahn 4 bilden.

Gemäß Fig. 2 ist am linken Ende des in Achsrichtung des Kon­ taktsystems 2 verlaufenden Abschnittes der U-förmigen Strom­ bahn gemäß Fig. 1 eine offene Leiterschleife gebildet, die nach Art einer U-förmigen Vertiefung ausgebildet ist. Die Strombahn weist dadurch außer einem Abschnitt 7, der parallel zur Basis der an sich U-förmigen Strombahn verläuft, einen Abschnitt 8 auf, der derart an das Kontaktsystem 2 angrenzt, daß der Strom in diesem Abschnitt in entgegengesetzter Rich­ tung wie in der linken Leiterdurchführung geführt ist. Der Ab­ schnitt 8 erzeugt dabei im Bereich des Kontaktsystems 2 eine Magnetfeldkomponente, die der durch die beiden Schenkel der Strombahn 4 erzeugten Magnetfeldkomponente entgegengesetzt ge­ richtet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist der an die U-för­ mige Vertiefung 7 angrenzende Abschnitt des linken Schenkels der an sich U-förmigen Strombahn 4 mit einer axialen Aus­ bauchung 5/6 versehen. Dadurch hat insbesondere der Abschnitt 6 eine größere Entfernung vom Kontaktsystem 2 als der Abschnitt 9, was zu einer kleineren Magnetfeldkomponente aufgrund des Ab­ schnittes 6 im Bereich des Kontaktsystems 2 führt.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Druckgas-Leistungs­ schalters, wie er im Prinzip beispielsweise aus den deutschen Auslegeschriften 19 66 973 und 22 27 330 bekannt ist. Dabei enthält das in der Kapselung 1 angeordnete Kontaktsystem 2 unter anderem das feststehende Kontaktstück 10, dessen Strom­ zuführung in Anlehnung an das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 gestaltet ist. Hierzu ist der einen Teil der Strombahn 4 bildende Leitungsanschluß 9 durch eine entsprechende Durchfüh­ rung 3 hindurchgeführt und anschließend unter einem Winkel von etwa 45° in Achsrichtung des Kontaktsystems nach außen geführt (5). Daran schließt sich ein vertikaler Abschnitt 6 an, der parallel zum Abschnitt 9 verläuft und unterhalb der Achse des Kontaktsystems 2 in einen horizontalen Abschnitt 7 übergeht. Daran schließt sich ein vertikaler Abschnitt 8 an, der in seinem oberen Bereich mit dem Kontaktstück 10 verbunden ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Teilkompensation des Magnetfeldes, das sich aufgrund der Strombahnabschnitte 5, 6 und 7 im Bereich der Schaltstrecke des Kontaktsystems 2 aus­ bildet, durch das vom Abschnitt 8 erzeugte Magnetfeld kompen­ siert.

Anstelle einer offenen Leiterschleife gemäß den Fig. 2 bis 4 oder zusätzlich zu einer solchen Leiterschleife kann man auch eine offene Leiterschleife in den Stromanschluß desjeni­ gen feststehenden Kontaktstückes des Kontaktsystems integrie­ ren, der der Antriebseinrichtung zugewandt ist. Der hierfür er­ forderliche Konstruktionsaufwand ist jedoch größer, da die An­ triebselemente der Antriebseinrichtung im Wege stehen. Eine geeignete Ausgestaltung besteht darin, daß der Stromanschluß innerhalb der rohrartigen Kapselung des Schalters in zwei Strompfade mit je einer offenen Leiterschleife aufgegabelt wird, wobei sich die jeweilige Leiterschleife außerhalb der Schaltkammer des Kontaktsystems in Richtung auf die Schalt­ strecke erstreckt und hierbei einen Abschnitt aufweist, der tangential oder in Umfangrichtung der Schaltkammer verläuft.

Weiterhin ist es möglich, anstelle einer offenen Leiter­ schleife eine mehrfach gewundene Leiterschleife zu verwenden, beispielsweise eine 1 1/2-fach gewundene Schleife. In An­ lehnung an Fig. 2 würde dann der Abschnitt 8 der Strombahn 4 nicht direkt an das Kontaktsystem 2 herangeführt sein, son­ dern er würde sich zunächst parallel zum Abschnitt 7 vom Kon­ taktsystem 2 wegführend fortsetzen und würde dann parallel zu der schon vorhandenen Schleifenführung zum Kontaktsystem 2 geführt werden. Der Abschnitt 8 wäre dann funktionell zweimal vorhanden.

Claims (4)

1. Druckgas-Leistungsschalter mit einer rohrartigen Kapselung und mit einem axial oder achsparallel in der Kapselung ange­ ordneten, aus wenigstens einem feststehenden Kontaktstück und aus einem mittels einer Antriebseinrichtung axial ver­ schiebbaren Kontaktstück sowie aus einer Schaltkammer be­ stehenden Kontaktsystem sowie mit durch die Kapselung hin­ durchgeführten Stromanschlüssen,
wobei das Kontaktsystem und die Stromanschlüsse eine Strombahn mit wenigstens zwei winklig zueinander angeordne­ ten Strombahnabschnitten bilden und
wobei dem Kontaktsystem eine Einrichtung zur Kompensation der von der Strombahn auf einen Schaltlichtbogen ausgeübten Lorentz- Kraft zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompensationseinrichtung aus einer unter Abweichung von der Grundform der Strombahn gebildeten Leiterschleife (5, 6, 7, 8) besteht, deren der Schaltstrecke des Kontaktsystems am nächsten kommender Abschnitt (8) derart vertikal zur Achse des Kontaktsystems angeordnet ist, daß eine der störenden Lorentz-Kraft entgegenwirkende Kraft erzeugt wird.

2. Druckgas-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß sich die Leiterschleife im Verlauf des Stromanschlusses des der Antriebs­ einrichtung abgewandten feststehenden Kontaktstückes befindet und aus einer U-förmigen Vertiefung (7, 8) in dem in Achsrich­ tung des Kontaktsystems verlaufenden Abschnitt der Strombahn besteht.

3. Druckgas-Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein an die U-förmige Vertiefung angrenzender, vertikal zur Achse des Kontaktsystems verlaufender Abschnitt der Strombahn mit einer axialen Aufbauchung (5, 6) versehen ist.

4. Druckgas-Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Ver­ lauf des Stromanschlusses des der Antriebseinrichtung zuge­ wandten feststehenden Kontaktstückes eine zusätzliche offene Leiterschleife befindet, die sich unter Aufgabelung in zwei Strompfade außerhalb der Schaltkammer in Richtung auf die Schaltstrecke erstreckt und einen Abschnitt aufweist, der tangential oder in Umfangsrichtung der Schaltkammer verläuft.