EP0069819A2

EP0069819A2 - Druckgasschalter

Info

Publication number: EP0069819A2
Application number: EP82101369A
Authority: EP
Inventors: Christian Dr. Sturzenegger; Willi Schütz; Bruno Aeschbach; Heinz Aeschbach
Original assignee: Sprecher Energie AG; Sprecher und Schuh AG
Current assignee: General Electric Switzerland GmbH
Priority date: 1981-07-09
Filing date: 1982-02-24
Publication date: 1983-01-19
Also published as: EP0069819A3; JPS5816417A; DE3276205D1; EP0069819B1; US4431887A

Abstract

O Ein bewegliches Kontaktstück (16) ist von einer mitbeweglichen Blasdüse (14) umgeben, welche in Einschaltstellung von einem festen, mit dem beweglichen Kontaktstück (16) in Eingriff stehenden Kontaktstück (11) verschlossen ist. Einlasseitig ist die Blasdüse (14) an einen bei einem Ausschalthub unter Druck setzbaren Pumpraum (23) angeschlossen. Der Pumpraum (23) ist mantelraumartig ausgebildet und durch einen inneren, das bewegliche Kontaktstück (16) tragenden sowie durch einen äusseren, die Blasdüse (14) tragenden Zylinder (21 bzw. 17) begrenzt. Beide Zylinder (17, 21) sind über einen ortsfest abgestützten Pumpkolben (24) verschiebbar. Um bei einem Ausschalthub der Strömung des aus dem Pumpraum (23) ausgestossenen Löschgases kein Hindernis zu bieten, sind die beiden Zylinder (17, 21) ausschliesslich an Ihrem der Blasdüse (14) abkehrten Enden durch einen ringförmigen, vorzugsweise an beiden Zylindern (17, 21) angeformten Boden (22) miteinander verbunden, in welchem wenigstens zwei, mit Schleifkontakten (31) versehene Führungsbohrungen (26) vorhanden sind, durch welche je eine elektrisch leitende, den Pumpkolben (24) abstützende, ortsfest verankerte Säule (27) greift.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art.
Ein derartiger Druckgasschalter ist z.B. aus der US-PS 4 139 753 bekannt. Bei diesem Schalter ist am äusseren Zylinder im Bereich dessen zur Blasdüse näheren Ende ein nach innen gerichtetes, flanschartiges Verbindungsteil angeformt, das Durchlässe aufweist und mittels des auf dem inneren Zylinder aufgeschraubten, beweglichen Kontaktstückes am inneren Zylinder befestigt ist. Dieses Verbindungsteil stellt die einzige mechanische Verbindung dar und ist dementsprechend massiv zu bemessen. Da das Verbindungsteil den mantelförmigen Pumpraum ausgerechnet an seinem auslassseitigen Ende, d.h. an jenem Ende, das zur Blasdüse führt, durchsetzt, bildet es - trotz den vorhandenen Durchlässen - wegen seiner massiven Bemessung zumindest ein Hemmnis für die Strömung des aus dem Pumpraum der Blasdüse zugeführten Löschgases. Dies führt beim bekannten Schalter dazu, dass der Hubraum des Pumpraumes, vor allem aber die Leistung des die bweglichen Bestandteile des Schalters bewegenden Antriebes ausreichend gross zu bemessen sind, damit bei einem Ausschalthub genügend Löschgas mit ausreichender Strömungsgeschwindigkeit zur Beblasung des Schaltlichtbogens zwischen dem beweglichen und dem festen Kontaktstück zur Verfügung steht.
Bei diesem Stand der Technik bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Schalters der eingangs genannten Art, bei dem der Verdrängung des Löschgases aus dem Pumpraum im Zuge eines Ausschalthubes kein Hemmnis im Wege steht, so dass - bei vergleichbaren Abmessungen - die mögliche Schaltleistung verbessert, oder aber bei gegebener Schaltleistung die Abmessungen und damit der Antrieb geringer bemessen werden können.
Dieser Zweck wird beim vorgeschlagenen Schalter durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale erreicht.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung rein beispielsweise näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt durch die im vorliegenden Zusammenhang wesentlichen Bestandteile eines Druckgasschalters, links in Einschalt-, rechts in Ausschaltstellung, und
Fig. 2 einen Schnitt gemäss der Linie II - II der Fig. 1 (in Einschaltstellung).

In einem nicht dargestellten, gekapselten, ein Löschgas, beispielsweise SF₆ enthaltenden Schaltergehäuse ist ein Satz lO fester Kontaktstücke angeordnet. Dieser Satz 10 weist ein festes, im vorliegenden Beispiel rohrförmiges Abreisskontaktstück 11 auf, das von einem koaxialen, rohrförmigen, an seinem freien Ende mit Kontaktfingern 12 versehenen Leistungskontaktstück 13 umgeben ist. In Einschaltstellung (Fig. 1 links) verschliesst das Abreisskontaktstück 11 eine Blasdüse 14 aus einem elektrischen Isoliermaterial und greift in ein mit einem axialen Durchlass 15 versehenes, bewegliches AbreissKontaktstück 16.
Die Blasdüse 14 ist an ihrem einlasseitigen Ende an einem äusseren, elektrisch leitenden Zylinder 17 befestigt. Zu diesem Zweck ist etwa auf halber Höhe der äusseren Mantelfläche des äusseren Zylinders 17 eine Schulter 18 angeformt, auf der mittels Bolzen 19 ein den äusseren Zylinder 17 umgebendes, bewegliches Leistungskontaktstück 20 festgeschraubt ist. Dieses Leistungskontaktstück 20 übergreift in der Art einer Ueberwurfmutter das einlasseitige Ende der Blasdüse 14 und klemmt diese somit auf der oberen Stirnseite des äusseren Zylinders 17 fest. Ebenso wirkt das Kontaktstück 20 in Einschaltstellung mit den Kontaktfingern 12 zusammen.
Das bewegliche Abreisskontaktstück 16 ist auf nicht näher dargestellte Weise, z.B. durch Verschraubung, an der oberen Stirnseite eines inneren Zylinders 21 befestigt, der koaxial zum äusseren Zylinder 17 ist. Die beiden Zylinder 21 und 17 begrenzen somit in radialer Richtung einen mantelraumförmigen Pumpraum 23, in dem ein ringförmiger, gegen die Zylinder 17 und 21 abdichtender Pumpkolben 24 angeordnet ist, über welchen die beiden Zylinder 17 und 21 verschiebbar sind.
Der innere und der äussere Zylinder 21 bzw. 17 sind ausschliesslich an ihren dem Kontaktstück 16 bzw. der Blasdüse 14 abgekehrten Enden durch einen im wesentlichen ringförmigen Boden 22 miteinander verbunden. An diesem Boden 22 sind - beim vorliegenden Beispiel deren drei - Durchführungsstutzen 25 angeformt, die in gleichmässigen Winkelabständen verteilt sind. Jeder der Durchführungsstutzen 25 weist eine durchgehende Führungsbohrung 26 auf (vergleiche auch Fig. 2). Durch jede Bohrung 26 führt eine obernends am Pumpkolben 24 verankerte Säule 27. Jede Säule 27 weist eine einerends an der dem Pumpraum 23 abgekehrten Seite des Pumpkolbens 24 und andernends an einem leitenden, ortsfest angeordneten Anschlussteil 28 abgestützte Hülse 29 aus einem elektrisch leitenden Material auf, welche Hülse 29 mittels eines diese durchsetzenden Zugbolzens 30 zwischen dem Anschlussteil 28 und dem Pumpkolben 24 verspannt ist. Jede Bohrung 26 ist mit einem an der Aussenseite der Hülse 29 angreifenden Schleifkontakt 31 versehen, so dass eine einwandfreie, elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussstück 28 einerseits und dem Kontaktstück 16 (über den Zylinder 21) sowie dem Kontaktstück 20 (über den Zylinder 17) andererseits gewährleistet ist. Im Boden 22 sind ausserdem eine Anzahl Lüftungslöcher 37 vorhanden, die bei einem Ausschalthub die Bildung eines die Hubbewegung hemmenden Vakuums auf der dem Pumpraum 23 abgekehrten Seite des Pumpkolbens 24 verhindern.
Der Zylinder 21 umschliesst einen von dem axialen Durchlass 15 im Kontaktstück 16 ausgehenden Ausblaskanal 32. An der Innenseite des inneren Zylinders 21 sind mehrere Tragrippen 33 angeformt, die sich radial nach innen durch den Ausblaskanal 32 erstrecken und mit einem nabenförmigen Befestigungsteil 34 verbunden sind, das seinerseits am Ende einer Antriebsstange 35 befestigt ist. Die Antriebsstange 35 ist verschiebbar durch eine zentrale Bohrung 36 im Anschlussteil 28 geführt und an einen nicht dargestellten Schalterantrieb gekoppelt.
Die Vorteile des beschriebenen Schalters sind evident. Das bei einem Ausschalthub durch den Kolben 24 aus dem Pumpraum 23 verdrängte oder ausgestossene Löschgas kann in ungestörter Strömung in die Blasdüse 14 gelangen und hier den zwischen den nach den Leistungskontaktstücken 13, 20 ausser Eingriff gelangenden Abreisskontaktstücken 11 und 16 brennenden Schaltlichtbogen beblasen. Beim beschriebenen Schalter ist es ausserdem möglich, den äusseren Zylinder 17, den Boden 22, den inneren Zylinder 21, die Tragrippen 33 und das Befestigungsstück 34 als ein einziges Metall-Guss-Stück herzustellen, was die Herstellungskosten erheblich vermindert. Schliesslich ist die Führung der beweglichen Schalterteile durch die mehreren Stützsäulen 27 besser gewährleistet, als wenn dies an einem zentralen, den Pumpkolben abstützenden und die Antriebsstange aufnehmenden Rohr geschehen würde. Schliesslich steht jenem Teil der erhitzten Löschgase, der durch den axialen Durchlass 15 entweicht, ein grösserer Abströmquerschnitt, nämlich der Abströmkanal 32, zur Verfügung, was eine raschere Abkühlung der erhitzten Löschgase zur Folge hat.

Claims

1. Druckgasschalter mit einem beweglichen Kontaktstück (16) und mit einer dieses umgebenden und mit diesem mitbeweglichen Blasdüse (14), welche in Einschaltstellung durch ein festes, mit dem beweglichen Kontaktstück (16) in Eingriff stehendes Kontaktstück (11) verschlossen ist und welche einlasseitig an einen bei einem Ausschalthub unter Druck setzbaren Pumpraum (23) angeschlossen ist, der seinerseits mantelraumartig ausgebildet und durch einen inneren, das bewegliche Kontaktstück tragenden sowie einen äusseren, die Blasdüse (14) tragenden Zylinder (21 bzw. 17) begrenzt ist, wobei beide Zylinder (17, 21) über einen ortsfest abgestützten, ringförmigen Pumpkolben (24) verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (17, 21) ausschliesslich an ihren der Blasdüse (14) abgekehrten Enden durch einen ringförmigen Boden (22) miteinander verbunden sind, in welchem wenigstens zwei, mit Schleifkontakten (31) versehene Führungsbohrungen (26) vorhanden sind, durch die je eine elektrisch leitende, den Pumpkolben (24) abstützende ortsfest verankerte Säule (27) greift.

2. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, bei dem das bewegliche Kontaktstück (16) einen axialen Durchlass (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Zylinder (21) einen an den axialen Durchlass (15) des beweglichen Kontaktstückes (16) anschliessenden, axial durchgehenden Ausblaskanal (32) umschliesst und über den Ausblaskanal (32) radial durchsetzende Befestigungselemente (33, 34) an eine Antriebsstange (35) gekoppelt ist.

3. _Druckgasschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente vom inneren Zylinder (21) radial nach innen ragende Rippen (33) und ein von den Rippen getragenes Nabenstück (34) aufweisen, das seinerseits an der Antriebsstange (35) befestigt ist.

4. Druckgasschalter nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Zylinder (17), der ringförmige Boden (22), der innere Zylinder (21), die Rippen (33) und das Nabenstück (34) einstückig ausgebildet sind.

5. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Säule (27) eine elektrisch leitende äussere Hülse (29) aufweist, die mittels eines Zugbolzens (30) zwischen dem Pumpkolben (34) und einem ortsfesten Anschlussteil (28) verspannt ist.