COMPRESSED-GAS CIRCUIT BREAKER

Abstract: 1. Compressed-gas circuit breaker with a sleeve-shaped stationary contact (18) and a corresponding rod- or tubeshaped, axially movable contact (17) and a pump assembly comprising a piston (15) a cylinder (8, 9) which pump assembly (8, 9, 15, 16) is arranged to blast, during the circuit interruption process, pressurized gas around the movable contact and through the stationary contact, the movable contact, for guiding the gas stream, being provided with an insulating cylindrical sleeve (19) encircling the stationary contact in the closed-circuit position and during the interruption process, characterized in that the insulation sleeve (19) extends beyond the free end of the movable contact (17), that its inner diameter is only slightly larger than the outer diameter of the stationary contact (18), and that a ring (20) is fixedly attached to the free end of the stationary contact (18) facing towards the movable contact (17), said ring (20) sealing between the insulating sleeve (19) and the stationary contact (18) during the interruption process and covering the end face of the contact (18) in an arc-diverting manner.

Description: Druckgasschalter Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckgasschalter gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. Es handelt sich hierbei um einen Schalter des sogenannten Puffertyps. Als Gas wird vorzugsweise SF6 verwendet. Die zylindrische Hülse, welche den Gasstrom während des Ausschaltvorganges führt bzw. steuert, umgibt den festen Schaltkontakt vollständig, und zwar sowohl im eingeschalteten Zustand als auch während des Ausschaltvorganges. Ein solcher Schalter ist in erster Linie für den sogenannten Mittelspannungsbereich bestimmt, d.h. für den Bereich von 6 bis 36 kV. Er kann grundsätzlich jedoch auch für höhere Spannungen eingesetzt werden. Aus der DE-AS 12 07 473 ist bereits ein Schalter ähnlicher Bauart bekannt, bei welchem der gesamte feste Schaltkontakt gegenüber dem Lichtbogen exponiert angeordnet ist, so dass die Gefahr besteht, dass der eine Fusspunkt des Lichtbogens an einer solchen Stelle, z.B. an der Endfläche des festen Schaltkontaktes, stehenbleibt, dass die Beblasung des Lichtbogens unzureichend ist. Bei einer anderen, beispielsweise aus der DE-OS 18 15 723 bekannten Schalterkonstruktion des Puffertyps besteht die zur Steuerung des Gasstromes durch die Schaltstelle beim Ausschaltvorgang vorgesehene Vorrichtung normalerweise aus einer kompliziert geformten Hülse, die von dem festen oder beweglichen Schaltkontakt getragen wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Art zu entwickeln, dessen Aufbau einfacher und billiger als der der bekannten Druckgasschalter ist und der bessere Schalteigenschaften als die bekannten Druckgasschalter hat. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Druckgasschalter gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäss die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen genannt. Dadurch, dass man das freie Ende des festen Schaltkontaktes mit einem Ring versieht, der zwischen dem festen Schaltkontakt und der Hülse auf dem beweglichen Schaltkontakt abdichtet, vermeidet man einen Leckstrom des Gases, so dass der gesamte Gasstrom in den festen Schaltkontakt hineingeleitet wird. Um zu vermeiden, dass der Lichtbogen an der Endfläche des festen Schaltkontaktes brennt1 und um zu erreichen, dass er stattdessen in die Öffnung des festen Kontaktes hineingeleitet wird, wo sein Fusspunkt effektiver gekühlt wird, reicht eine Kante des Ringes über die Endfläche des festen Schaltkontaktes. Ferner kann man in dem festen Schaltkontakt eine dichte Hülse anbringen, um ein Herausströmen von heissem Gas durch die Seiten des festen Schaltkontaktes, der normalerweise zur Bildung von Kontaktfingern mit Längsschlitzen versehen ist, zu verhindern. Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Druckgasschalters gemäss der Erfindung im eingeschalteten Zustand, Figur 2 den Schalter gemäss Figur 1 in Ausschaltstellung, Figur 3 ein Detail des Druckgasschalters gemäss den Figuren 1 und 2 in vergrössertem Massstab. Der Schalter nach den Figuren 1 und 2 ist mit Hauptkontakten, welche den Betriebsstrom führen, aber keine Schaltfunktion haben, und mit Schaltkontakten versehen, mit welchen der eigentliche Scnaltvorgang ausgeführt wird. Die Erfindung betrifft im wesentlichen die Ausgestaltung der Schaltkontaktanordnung, welche auch für einen Schalter ohne separate Betriebsstromkontakte verwendet werden kann. Der Schalter nach den Figuren 1 und 2 hat ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 22 mit einem oberen und einem unteren Deckel 24, 23. Das Gehäuse ist mit SF6-Gas gefüllt, welches unter einem Überdruck von beispielsweise 0,2 MPa steht. An jede Anschlussschiene ist ein Kontaktflansch 3, 4 angeschlossen, der t letztgenannte über ein Winkelstück 5. An jedem Flansch ist ein fester Hauptkontakt 6 bzw. 7 befestigt, der aus einem leitenden Zylinder besteht, welcher der Länge nach zur Bildung von Kontaktfingern aufgeschlitzt ist. Diese festen Hauptkontakte werden mit einem beweglichen Hauptkontakt in Form eines leitenden Zylinders 8 verbunden, der mittels eines leitenden Flansches 9 an einem Kontaktstab 10 befestigt ist. Der Kontaktstab ist axial beweglich und in einer festen Hülse 14 gelagert. An seinem unteren Ende ist der Kontaktstab mit einer Pleuelstange 11 aus Isoliermaterial verbunden, die an einen Kurbelarm 12 auf einer Welle 13 angeschlossen ist. Durch Drehen der Welle 13 kann man somit den Kontaktstab 10 nach oben und unten führen und auf diese Weise den Schalter ein- und ausschalten. Zwischen den Flanschen 3 und 9 ist die Schaltstelle selbst angeordnet. Diese besteht aus einem festen Schaltkontakt 18 und einem beweglichen Schaltkontakt 17. Der feste Schaltkontakt 18 besteht aus einem leitfähigen Zylinder, der an dem Flansch 3 befestigt ist, und zwar konzentrisch vor einem Loch 21 in diesem Flansch. Der zylindrische Schaltkontakt 18 ist in Längsrichtung mehrfach geschlitzt, so dass er Kontaktfinger bildet, die den beweglichen Schaltkontakt 17 umgreifen, der als Kopf auf dem Kontaktstab ausgebildet ist. An dem oberen Ende der Hülse 14, welche den Kontaktstab 10 führt, ist ein Flansch 15 vorhanden, der so bemessen ist, dass er als Kolben in den Zylinder 8 hineinpasst, so dass der Zylinder und der Kolben zusammen eine Pumpe bilden. Beim Ausschalten des Schalters werden die beweglichen Teile 8, 9, 10, 17 des Schalters von der Pleuelstange 11 nach unten gezogen, wobei vor allem die Hauptkontaktstelle geöffnet wird, da der Zylinder 8 und der Flansch 9 aus dem festen Hauptkontakt 6 herausgleiten. Dabei kommutiert der Strom zu den Schaltkontakten 17, 18, die bei Fortsetzung der Bewegung geöffnet werden. Gleichzeitig wird das Gas im Zylinder 8 komprimmiert und strömt mit grosser Geschwindigkeit nach oben durch die Löcher 16 im Flansch 9, entlang am beweglichen Schaltkontakt 17, durch den festen Schaltkontakt 18 und durch das Loch 21 im Flansch 3. Um diesen Gasstrom zu führen, ist auf der Oberseite des Flansches 9 eine isolierende Hülse 19 derart angebracht, dass sie die Löcher 16 und den festen Schaltkontakt umgibt. Diese Hülse hat eine zylindrische Form mit geraden Wänden. An dem unteren Ende des festen Schaltkontaktes 18 ist ein Ring 20 angeordnet, welcher eine Dichtung zwischen dem festen Schaltkontakt 18 und der Hülse 19 herstellt. Dieser Ring itberdeckt mit einer Kante die Endfläche des festen Schaltkontaktes, um zu verhindern, dass der Lichtbogen an dieser Endfläche brennt, und um den Fusspunkt des Lichtbogens stattdessen in die Öffnung des festen Schaltkontaktes hineinzulenken. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Gasstrom von den Löchern 16 nach oben um den Schaltkontakt 17 herum und in den Schaltkontakt 18 hineinströmt. Um zu vermeiden, dass das heisse Gas durch die Schlitze des Schaltkontaktes 18 herausströmt, kann dieser auf der Innenseite mit einer Hülse 30 versehen werden, wie es in Figur 3 gezeigt ist. Diese Hülse kann aus einem leitenden Material, beispielsweise Kupfer, bestehen. Beim Ausschalten strömen, wie bereits erwähnt, heisse Gase von der Schaltstelle nach oben durch den Schaltkontakt 18 und das Loch 21 gegen den oberen Deckel 24. Dies kann dazu führen, dass von dem Deckel 24 eine Druckwelle reflektiert wird, die durch das Loch 21 zur Schaltstelle wandert und den Ausschaltvorgang stört. Um dies zu verhindern, ist an der Innenseite des Deckels eine Erhöhung oder Warze 25 angebracht, welche den Gasstrom radial nach aussen zur Wand des Gehäuses umlenkt, wo er nach unten in Längsrichtung des Gehäuses umgelenkt wird und allmählich abkühlt. Diese Wirkung kann dadurch verstärkt werden, dass der Deckel nahe seiner Peripherie auf der Innenseite einen Wulst 28 hat, so dass die Innenseite des Deckels eine ringförmige Mulde bildet, die den Gasstrom nach aussen und dann nach unten umlenkt. Um zu vermeiden, dass der Gasstrom von den Seiten des Gehäuses zur Schaltstelle hin reflektiert wird, wird diese mit einer oberen isolierenden Wand 26 umgeben, die die Schaltstelle nach unten hin überragt. Eine ähnliche isolierende Wand 27 ist im unteren Teil des Gehäuses angeordnet, um den Hauptkontakt 7 gegen die heissen Gase zu schützen. Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt; vielmehr sind verschiedene Modifikationen möglich Beispielsweise kann die Erfindung auch bei Schal tern mit Löschgasbeblasung sowohl durch den festen wie durch den beweglichen Schaltkontakt angewendet werden.

Claims: Patentansprüche 1. Druckgasschalter mit einem hülsenförmigen festen Schaltkontakt (19) und einem entsprechenden stab- oder rohrförmigen, axial beweglichen Schaltkontakt (17) sowie einer Pumpvorrichtung (8, 9, 15, 16), die während des Ausschaltvorganges Druckgas um den beweglichen Schaltkontakt herum und durch den festen Schaltkontakt bläst, wobei der bewegliche Schaltkontakt zur Führung des Gasstroms mit einer isolierenden, zylindrischen Hülse (19) versehen ist, die den festen Schaltkontakt umgibt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das auf den beweglichen Schaltkontakt (17) gerichtete freie Ende des festen Schaltkontaktes (18) von einem Ring (20) umgeben ist, der zwischen der isolierenden Hülse (19) und dem festen Schaltkontakt dichtet und der die Endfläche des festen Schaltkontaktes bedeckt. 2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass auf der Innenseite des festen Schaltkontaktes (18) eine Hülse (30) vorhanden ist. 3. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2 mit einem isolierenden Gehäuse (22) mit Deckel (23, 24), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Deckel (24) an seiner Innenseite über dem hülsenförmigen festen Schaltkontakt mit einer derart geformten Erhöhung oder Warze (25) versehen ist, dass der Gasstrom während des Ausschaltvorganges von dem festen Schaltkontakt fortgeleitet wird. 4. Druckgasschalter nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der feste Schaltkontakt (18) von einer isolierenden Wand (26) umgeben ist. 5. Druckgasschalter nach einem der vorhergehenden Anspruche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine isolierende Wand (27) um den Sockel (7, 14, 15) des beweglichen Schaltkontaktes angeordnet ist. 6. Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Deckel (24) auf der Innnenseite mit einem nach innen gerichteten Wulst (28) versehen ist, der so geformt ist, dass die Innenseite des Deckels die Form einer ringförmigen Mulde annimmt.

Inventors: BERNERYD, STEN, DIPL.-ING., HARTINGS, RALF, DIPL.-ING.
Applicants: ASEA AB
Application year: 1984
Main classification: H01H33
IPC codes: H01H33