DE928654C - Electrical switchgear - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
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- H01H33/14—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc
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Description
Elektrische Schalteinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schalteinrichtung mit zwei in Achsrichtung beweglichen stiftartigen Schaltstücken. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung zu sohaffen die für besonders hohe Spannungen und große Abschaltleistungen geeignet ist und sowohl in elektrischer als auch in mechanischer Hinsicht den bei der neuzeitiggen Entwicklung der elektrischen Energieübertragung auftretenden Forderungen weitestgehend Rechnung trägt. Hiierbei sollen vor allem große Schaltgeschwindigkeiten und kürzeste Abschaltzeiten in einfacher und zuverlässiger Weise erreicht werden.Electrical switching device The invention relates to a electrical switching device with two axially movable pin-like Contact pieces. The invention is based on the object of a switching device zu sohaffen which is suitable for particularly high voltages and large disconnection capacities is and in electrical as well as in mechanical respect the modern Development of the electrical energy transmission occurring requirements as far as possible Takes into account. Above all, high switching speeds and the shortest Disconnection times can be achieved in a simple and reliable manner.
Es ist an und für sich bekannt, zwei stiftförmige Schalterkontakte entgegengesetzt beweglich zu machen. Abgesehen davon, daß es sich hierbei um mit Druckkammer ausgerüstete Schalter handelt, bei denen die Unterbrechung der Sehaltstifte außerhalb der für beide Kontakte gemeinsamen Druckkammer in Luft erfolgt, bilden die beiden Schaltstifte nur eine Unterbrechungsstelle, die im eingeschalteten Zustand durch stumpf aufeinanderstoßende Schaltstifte geschlossen wird. Derartige Schaltstifte haben jedoch den Nachteil, daß sie einen schleichenden Kontakt bilden, so daß solche Schalter für hohe Spannungen und große Abschaltleistungen ungeeignet sind.It is known in and of itself to have two pin-shaped switch contacts to make oppositely movable. Apart from the fact that this is with Pressure chamber equipped switch acts, in which the interruption of the Sehaltstifte takes place in air outside the pressure chamber common to both contacts the two switch pins only have an interruption point, which is in the switched-on state is closed by butt colliding switch pins. Such switch pins however, have the disadvantage that they form a creeping contact, so that such Switches for high voltages and large breaking capacities are unsuitable.
Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, diaß annähernd in der Mitte zwischen den gegenläufig bewegten Schaltstücken ein gemeinsames ruhendes Schaltstück bzw. gemeinsamer Schaltstücksatz vorgesehen ist. Die Vorkehrungen nach der Erfindung dassen sich mit besonderem Vorteil bei sogenannten Kurzschluß@lächern anwenden, bei denen zur Vermeidung des Auseinanderfallens von Kraftwerken bzw. Netzteilen die Schalteinrichtung im Kurzschlußfalle rasch ausschalten und nach einer verhältnismäßig furzen Zeit wieder einschalten soll , um dann, wenn der Kurzschluß his dahin noch nicht abgeklungen ist, wieder selbsttätig ausgeschaltet zu werden. Außerdem wird durch die Erfindung erreicht, daß die Schaltstücke mit endlicher Geschwindigkeit in das feststehende Schaltstück eingeführt bzw. infolge der Überdeckung zwischen den beweglichen Schaltstücken und dem feststehenden Schaltstück außer Eingriff mit diesem gebracht werden.The invention is essentially characterized in that it is approximately in the middle between the contact pieces moving in opposite directions there is a common stationary Contact piece or common contact piece set is provided. The precautions after The invention is particularly advantageous in the case of so-called short circuits use, where to avoid power plants from falling apart or power supplies quickly switch off the switching device in the event of a short circuit and afterwards should switch on again a relatively short time, to then when the short circuit until it has not subsided to be switched off again automatically. In addition, it is achieved by the invention that the contact pieces with finite speed introduced into the fixed contact or due to the overlap between the moving contact pieces and the fixed contact piece out of engagement with to be brought to this.
Die weiteren Vorteile und Möglichkeiten nach der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung angegeben. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, und zwar im Schnitt dargestellt.The further advantages and possibilities according to the invention are in given in the description below. In the drawing is an embodiment according to the invention, namely shown in section.
Das Isoliergehäuse der insbesondere nach Art eines Säulenschalters ausgebildeten Schalteinrichtung kann aus einem oberen, den Leistungsschalter, z. B. Dampfentspannungsschalter, aufnehmenden Isolator I und einem von diesem durch einen metallenen Anschlußflansch 3 getrennten ein- oder mehrteiligen Isolator 2 bestehen, in welchem Schalterantriebsomgane untergebracht sein können. Im Innern dies Isolators I, der einen aus Isolderstoff bestehenden, als Dampfentspannungs- und Schleuderraum dienenden Schalterkopf 4 trägt, sind zwei in der Schalterachse übereinander angeordnete, in geeigneter Weise ausgebildete Löschkammern 5, 5' vorgesehen. Die spiegelbildlich angeordneten Löschkammern 5, 5' können vorteilhaft nach Art von elastischen Dampfentspannungs-(Expansions-)kammern ausgebildet und unter Wahrung eines Zwischenraumes mittels eines insbesondere aus geschichtetem Isolierstoff bestehenden Schaltgefäßes 7 umgeben werden, das zur Druckentlastung des Isolators I dient und zugleich zur Erhöhung der elektrischen Festigkeit zwischen dem spannungsfübrendien Schalterteilen beiträgt.The insulating housing in particular in the manner of a column switch trained switching device can consist of an upper, the circuit breaker, z. B. Vapor expansion switch, receiving isolator I and one of this through a metal connection flange 3 separate one-part or multi-part insulator 2 exist in which switch drive mechanisms can be accommodated. At the inside this insulator I, which consists of an insulating material, as a vapor relaxation and centrifugal chamber serving switch head 4 carries, two are in the switch axis appropriately designed arcing chambers 5, 5 'arranged one above the other are provided. The arcing chambers 5, 5 'arranged in mirror image can advantageously be used according to Art formed by elastic vapor relaxation (expansion) chambers and under preservation an intermediate space by means of an insulating material consisting in particular of a layered material Switching vessel 7 are surrounded, which is used to relieve the pressure of the isolator I and at the same time to increase the electrical strength between the voltage bridges Switch parts contributes.
Bei der Ausbildung der Löscheinrichtungen als elastische Kammern bestechen die Kammerwandungen aus aneinandergereiihten Isolierhohlscheiben von verschiedenen Innendurchmessern, so daß einzelne Teilkammern entstehen, die durch zentrische Öffnungen miteinander in Verbindung stehen, durch die die beweglichen, insbesondere stiftförmigen Schaltstücke 8, 8' bewegt werden. Den Schaltstücken 8, 8' sind in geeigneter Weise ausgebildete, z. B. tulpenförmige, ruhende Schaltstücke I0, Io' zugeordnet, die mechanisch und galvanish derart miteinander verbunden sind, daß sie im eingeschalteten Zustand den Strom führen. Die ruhenden Schaltstücke Io, Io' sind von Strahlungsschutzkappe n 25, 25' umgeben, zwischen denen sich ein mehrteiliges teleskopartiges Rohr I2 befindet, in dem e ne oder mehrere Federn 27 zum elastischen Zusammenpresen der Stapelplatteu der beiden Löschkammern 5, 5' vorgesehen sind.Bribe the design of the extinguishing devices as elastic chambers the chamber walls made of lined up hollow insulating disks of different Inner diameters, so that individual sub-chambers are created through central openings are connected to each other, through which the movable, in particular pin-shaped Switching pieces 8, 8 'are moved. The contact pieces 8, 8 'are in a suitable manner trained, e.g. B. tulip-shaped, dormant contact pieces I0, Io 'assigned to the are mechanically and galvanically connected to each other in such a way that they are switched on State carry the current. The stationary contact pieces Io, Io 'have a radiation protection cap n 25, 25 'surrounded, between which a multi-part telescopic tube I2 is located in which e ne or more springs 27 for the elastic compression of the Stacking plates of the two quenching chambers 5, 5 'are provided.
Um die elektrischen Eigenschaften der Schalteinrichtung zu verbessern, kann jede Löscheinrichtung (Löschlkammer) mit je einer Zwischenelektrode 3o, 3o' ausgerüstet sein die über am Schaltgefäß 7 angebracht,e Sohleifkontaktstücke 33 mit dem Widerstand 32 verbunden sind, der dm ausgeschalteten Zustand ein Zwischenpotential annimmt. Der Dämpfungswiderstand wird beim Abschalten, nachdem die Lichtbögen der Schaltstrecken zwischen den feststehenden Schaltstücken Io, Io' und den Zwischenelektroden 3o bzw. 3o' gelöscht sind, über die beweglichen Schaltstücke 8, 8' in den Stromkreis geschaltet. Ein derartiger Widerstand ergibt eine erhebliche Verbesserung des Löschvorganges, insbesondere beim Abschalten von leer laufenden Leitungen, Netzteilen, Transformatoren u. dgl., und stellt ein vorzügliches Schutzmittel gegen Überspannungen dar.To improve the electrical properties of the switching device, each extinguishing device (extinguishing chamber) with an intermediate electrode 3o, 3o ' be equipped which are attached to the switching vessel 7, e sole contact pieces 33 are connected to the resistor 32, the dm switched off state an intermediate potential accepts. The damping resistance is when switching off after the arcs of the Switching paths between the stationary contact pieces Io, Io 'and the intermediate electrodes 3o and 3o 'are deleted via the movable contact pieces 8, 8' in the circuit switched. Such a resistance results in a considerable improvement in the extinguishing process, especially when switching off idle lines, power supplies, transformers and the like, and is an excellent means of protection against overvoltages.
Der Dämpfungswiderstand kann vorteilhaft konzentrisch zu den Löschkammern 5, 5', und zwar zwischen dem Schaltgefäß 7 und dem Isolator I vorgesehen werden. Hierbei ist der Dämpfungswviderstand so angeordnet, daß sich im ausgeschalteten Zustand der Schalteinrichtung eine besonders günstige Spannungsverteilung ergibt, indem der Dämpfungswiderstand ein Mittelpotential annimmt.The damping resistor can advantageously be concentric to the arcing chambers 5, 5 ', namely between the switching vessel 7 and the insulator I are provided. The damping resistor is arranged in such a way that it is switched off Condition of the switching device results in a particularly favorable voltage distribution, in that the damping resistance assumes a mean potential.
Als Widerstand können metallene Drähte, Flüssigkeitswiderstände oder mit besonderem Vorteil einzelne aufeinandergelegte Körper aus Widerstandsbaustoff verwendet werden. Die Widerstandskörper können aus Ringen, Scheiben bzw. Stäben aus leitenden oder halbleitenden und nicht leitenden Teilen zusammengesetzt werden, de insbesondere aus Metall l, Metallstaub, Kohlepulver, Graphitpulver, Siliziumoxyd, Kunstharzen od. dgl. bestehen können. Als Widerstandskörper können ferner Scheibenstapel verwendet werden, die der Länge nach durch Stoffe verschiedener Zusammensetzung bzw. Konzentration gebildet werden.Metal wires, fluid resistances or with particular advantage individual bodies made of resistance building material placed one on top of the other be used. The resistance bodies can consist of rings, discs or rods are composed of conductive or semi-conductive and non-conductive parts, de in particular made of metal l, metal dust, carbon powder, graphite powder, silicon oxide, Synthetic resins or the like. Can exist. Disc stacks can also be used as resistance bodies be used lengthwise by fabrics of different composition or concentration are formed.
Die Anordnung ist somit nach vorstehendem so gewählt, daß die feststehenden Schaltstucke Io, Io' einander zugekehrt sind. Gemäß der Erfindung führen die beweglichen Schaltstifte 8, 8' beim Schalten gegenläufige Bewegungen aus, so daß die Schaltstifte beim Ausschalten voneinander wegbewegt werden. Zu diesem Zweck kann vorteilhaft ein im folgenden näher beschriebener Antrieb dienen.The arrangement is thus chosen according to the above so that the fixed Switch pieces Io, Io 'are facing each other. According to the invention, the movable Switching pins 8, 8 'when switching counter-rotating movements, so that the switching pins moved away from each other when switched off. To this end it can be beneficial serve a drive described in more detail below.
Als eigentliches Schalterantriebsmittel kann mit besonderem Vorteil eine in dem Stützer 2 zentrisch vertikal angeordnete, um ihre Längssymmetrieachse drehbare Isolierantriebswelle I4 verwendet werden, die über ein nicht dargestelltes, z. B. aus Kegelrädern bestehendes Getriebe angetrieben werden kann. An der Drehwelle I4 grefft eine Stekkupplung I5 an, die kardan-, kugel-, kreuzkopfartig oder in einer ähnlchen Weise ausgebildet ist und die die Drehbewegung über ein Getriebe xnit Übersetzungsverhältnis, z. B. ein Planetengetriebe 16, auf eine geigen Längsver@sohiebung ges;i,cherte, hinreichend lange zylinderförmige Drehmutter 17 überträgt. Die Drehmutter ist beispielsweise in den Kugel- oder Roildenlagern 18,-19 @gelagert und we@i!st ein ein- oder mehrgängiges, insbe,so:ndere@ steiles Innengew finde auf, in dem -beim Drehender Gewindemutter 17 ein mit Außengewinde versehener, gegen Drehung gesicherter, kreuzkopfartiger Teil bzw. Träger 2o des Schaltstückes 8 herauf- bzw. heruntergeführt wird.As the actual switch drive means, it can be particularly advantageous one arranged vertically in the center of the support 2 around its longitudinal axis of symmetry rotatable insulating drive shaft I4 are used, which have a not shown, z. B. existing bevel gears transmission can be driven. On the rotating shaft I4 attacks a plug-in coupling I5, which is cardan, spherical, cross-headed or in a is designed in a similar way and the rotary movement via a gear xnit transmission ratio, z. B. a planetary gear 16, on a violin longitudinal displacement ges; i, cherte, sufficiently long cylindrical rotary nut 17 transmits. The rotary nut is for example in the ball or roller bearings 18, -19 @beared and we @ i! st a single or multi-start, insbe, so: find another @ steep internal thread in which -when turning the threaded nut 17 a with an external thread, secured against rotation, cross-head-like Part or carrier 2o of the contact piece 8 is brought up or down.
Die Antriebsbewegung des Schaltstückes 8 wird zugleich über die Drehmutter I7, und zwar im gegenläufigen Sinne auf das Schaltstück 8' übertragen. Zu diesem Zweck weist die Drehmutter I7 an einer Stelle einen Zahnkranz 22 auf, über welchen ein Ritzel 23 angetrieben wird, das die Drehbewegung über das als Drehwelle ausgebildete, also drehbar- gelagerte Schaltgefäß 7 überträgt. Vom Schaltgefäß 7 wird die Drehbewegung über die entsprechend, denn Ritzel 23 und dem Zahnkranz 22 ausgebildeten Teile 23', 22' und die Mutter I7' auf das Schaltstück 8' übertragen, das entgegen dem Schaltstück 8 mittels des in der Drehmutter I7' geführten Klreuzkopfartigen Teiles bzw. Trägers 2ö herauf- bzw. herunterbewegt wird. In dem Schaltgefäß 7 sind Stromabnehmer 33, 33' gelagert, die die Zwischenelektroden 3o, 3o' mit dem am Isolator I angebrachten Dämpfungswiderstand 32 verbinden.The drive movement of the contact piece 8 is carried out at the same time via the rotary nut I7, in the opposite sense, transferred to the contact piece 8 '. To this Purpose, the rotary nut I7 has a ring gear 22 at one point, over which a pinion 23 is driven, which controls the rotary movement via the rotary shaft, thus rotatably mounted switching vessel 7 transmits. From the switching vessel 7 is the rotary movement about the parts 23 'formed accordingly, because pinion 23 and ring gear 22, 22 'and the nut I7' transferred to the contact piece 8 ', the opposite of the contact piece 8 by means of the crosshead-like part or carrier guided in the rotary nut I7 ' 2ö is moved up or down. In the switching vessel 7 are current collectors 33, 33 'stored, the intermediate electrodes 3o, 3o' attached to the insulator I. Connect damping resistor 32.
Beim Schalten werden die kreuzkopfartigen Träger 2o, 2o' in den Führungsstangen II, II' geführt, die zugleich zur Stromübertragung vom Schaltstift über die z. B. aus Rollten 26 bzw. 26' bestehenden Stromabnahmevorrichtungen nach den Schalteranschlüssen dienen. Die Führungsstangen I I, I I' üben noch eine weitere Funktion aus, indem sie die Strahlungsschutzkappen I3, I3' tragen.When switching, the crosshead-like carriers 2o, 2o 'are in the guide rods II, II 'performed, which is also used to transmit power from the switch pin via the z. B. from rolled 26 or 26 'existing current collection devices after the switch connections to serve. The guide rods I I, I I 'have another function by they wear the radiation protection caps I3, I3 '.
Im ausgeschalteten Zustand erstreckt sich das bewegliche Schaltstück8' nahezu durch die Gesamthöhe des beispielsweise als Dampfentspannungs-und Schleuderraum dienenden Schalterkopfes d4, der zugleich als Träger der Drehmutter I7' für das Schaltstück 8' dient.When switched off, the movable contact piece 8 'extends almost by the total height of the, for example, steam expansion and centrifugal room serving switch head d4, which also serves as a carrier of the rotary nut I7 'for the Switching piece 8 'is used.
Der Sehalter nach der Erfindung ist für Abschalleistungen von mehreren Iooo MVA und besonders hohe Spannungen geeignet und kann mit besonderem Vorteil in Freiluftanlagen Anwendung finden, zumal sich seine ,sämtlichen bewegten Teile im Innern des Schaltergehäuses befinden, so daß keine Vereisungs- oder Verklemmungsgefahr besteht. Auch im Hinblick auf die Wartung und Montage ist die Schalteinrichtung nach der Erfindung besonders vorteilhaft, da sie unter anderem leicht zerlegbar ist.The Sehalter according to the invention is for stopping power of several Iooo MVA and particularly high voltages are suitable and can be of particular advantage are used in open-air systems, especially since all of its moving parts are located inside the switch housing so that there is no risk of icing or jamming consists. The switching device is also in terms of maintenance and assembly according to the invention particularly advantageous because, among other things, it can be easily dismantled is.
Statt, wie dargestellt, das Schaltgefäß bzw. die einzelnen die Schaltkammer umgebenden Schaltgefäße drehbar nach Art einer Drehwelle anzuordnen, kann die Kupplung zwischen den beiden Schaltstiftantrieben mittels gesonderter Drehwellen oder Zug- bzw. Druckgestängen erfolgen. Außerdem können an Stelle von Drehmuttern I7 z. B. Gewindespindeln verwendet werden, auf denen der kreuzkopfartige Träger des Schaltstiftes geführt wird (vgl. hierzu die Anmeldung S I5I 894-B1.875I2). Das Innere der Isolatoren I, 2, des Schaltgefäßes 7 und der Löschkammer 5, 5' kann vorteilhaft mit Löschflüssigkeit, z. B. Öl oder einer nicht brennbaren Flüssigkeit, gefüllt werden.Instead of the switching vessel or the individual switching chambers, as shown to arrange surrounding switching vessels rotatably in the manner of a rotating shaft, the coupling can between the two switch pin drives by means of separate rotating shafts or pulling or pressure rods. In addition, instead of rotary nuts I7 z. B. Threaded spindles are used on which the crosshead-like carrier of the switch pin is performed (cf. application S I5I 894-B1.875I2). The inside of the isolators I, 2, the switching vessel 7 and the extinguishing chamber 5, 5 'can advantageously with extinguishing liquid, z. B. oil or a non-flammable liquid.
Weitere Möglichkeiten nach der Erfindung bestehen darin, daß der Dämpfungswiderstand nicht, wie in der Zeichnung dargestellt und vorstehend beschrieben ist, auf beide, sondern nur auf eine der Unterbrechungsstellen, und zwar die obere oder untere Unterbrechungsstelle geschaltet wird. Hierbei kann der Dämpfungswiderstand zwischen dem ruhenden Schaltstück und einer Zwischenelektrode oder zwischen dem ruhenden Schaltstück und dem ihm abgekehrten Ende der Löschkammer bzw. der das bewegliche Schaltstück in seiner Endaussohaltlage abschirmenden Strahlungsschutzkappe vorgesehen werden, so daß nur ein Teil der oder die gesamte Unterbrechungsstrecke durch den Dämpfungswiderstand überbrückt wird. Auf diese Weise kann man z. B. den Dämpfungswiderstand durch das ihm zugeordnete bewegliche Schaltstück gegenüber der Herstellung des Kontaktes durch das andere bewegliche Schaltstück mit Voreilung und somit besonders sicher einschalten. Das ruhende Schaltstück kann dabei aus der mittleeren Lage zwischen den beweglichen Schaltstücken in Achsrichtung etwas verschoben oder es können für beide bewegliche Schaltstücke verschieden große Kontaktüberdeckungen vorgesehen oder verschieden lange Schaltstücke verwendet werden.Further possibilities according to the invention are that the damping resistance not, as shown in the drawing and described above, on both, but only to one of the interruption points, namely the upper or lower interruption point is switched. Here, the damping resistance between the stationary contact piece and an intermediate electrode or between the stationary contact and the one facing away from it End of the quenching chamber or the movable contact piece in its final release position shielding radiation protection cap are provided, so that only part of the or the entire interruption section is bridged by the damping resistor. In this way you can z. B. the damping resistance through the assigned to it movable contact piece compared to the establishment of the contact by the other Switch on moving contact piece with lead and therefore particularly safe. That dormant contact piece can be moved from the central position between the movable ones Contact pieces shifted somewhat in the axial direction or it can be movable for both Contact overlaps of different sizes provided or different long contact pieces are used.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen, die trotz der Doppelunterbrechung eine raumsparende Schalterbauart ergeben, können nicht bloß auf Flüssigkeitsschalter, sondern auf beliebige andere auf anderen Löschprinzipien beruhende Hochspannungsschalter, z. B. Druckgasschalter, Anwendung finden.The measures according to the invention, despite the double interruption result in a space-saving switch design, can not only be based on liquid switches, but on any other high-voltage switch based on other extinguishing principles, z. B. pressure gas switch, use.
Claims (24)
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-
1943
- 1943-05-09 DE DES5771D patent/DE928654C/en not_active Expired
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