DE9217024U1 - Load break switches for medium-voltage systems - Google Patents
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Description
Dr.-lng. Reimar König Dipl.-Ing. Klaus BergenDr.-lng. Reimar König Dipl.-Ing. Klaus Bergen
Wilhelm-Tell-Str. &Lgr;&Lgr; 4OCC > OüBseldo'·" 1 T°I.O?i'i-39 7O2B PatentanwälteWilhelm-Tell-Str. &Lgr;&Lgr; 4OCC >OüBseldo'·" 1 T°IO?i'i-39 7O2B Patent Attorneys
14. Dez.1992 39 321 B14 Dec.1992 39 321 B
Fritz Driescher KG Spezialfabrik für Elektrizitätswerksbedarf
GmbH & Co., Industriestraße 2
5144 Wegberg 1Fritz Driescher KG special factory for electricity plant requirements GmbH & Co., Industriestraße 2
5144 Wegberg 1
"Lasttrennschalter für Mittelspannungsanlagen""Load-disconnectors for medium-voltage systems"
Die Erfindung betrifft einen Lasttrennschalter für Mittelspannungsanlagen mit mindestens einer Haupt- und mindestens einer Hilfsstrombahn sowie mindestens einer Lichtbogenlöschkammer, die zumindest teilweise aus gasabspaltenden Isolierstoffen bestehen.The invention relates to a load-break switch for medium-voltage systems with at least one main and at least one auxiliary current path as well as at least one arc quenching chamber, which consist at least partially of gas-releasing insulating materials.
Hierbei handelt es sich im wesentlichen um luftisolierte Lasttrennschalter mit Schaltkammern, die im Bereich des Trennmessers einen sehr schmalen Löschraum und eng nebeneinanderstehende, löschgasabgebende, aus Isolierstoff bestehende Löschbauteile aufweisen, z.B. Flachlöschkammern. Dazu gehört beispielsweise ein Lasttrennschalter gemäß dem deutschen Patent 30 41 634, bei dem die Löschplatten aus einem thermoplastisch gut zu verarbeitenden Werkstoff im Spritzguß hergestellt werden.These are essentially air-insulated load break switches with switching chambers that have a very narrow extinguishing space in the area of the isolating blade and closely spaced extinguishing components made of insulating material that emit extinguishing gas, e.g. flat extinguishing chambers. This includes, for example, a load break switch according to German patent 30 41 634, in which the extinguishing plates are made of a thermoplastic material that is easy to process by injection molding.
Das hierzu verwendete Acetalharz, das das bis dahin verwendete Melamin wegen dessen schlechter Eigenschaften - Bildung leitender Schichten auf der Oberfläche der löschgasabgebenden Bauteile mit der Folge von VorZündungen beim Einschalten höherer Ströme - abgelöst hat, besitzt zwar die Vorteile, daß es gut vergast und die nach einer Lichtbogenlöschung verbleibenden Rückstände nicht leitend sind, jedoch sind diesem seit den siebziger Jahren für den genannten Zweck angewandten Kunststoff beiThe acetal resin used for this purpose, which replaced the melamine used up to then due to its poor properties - formation of conductive layers on the surface of the components that emit extinguishing gas, resulting in pre-ignitions when switching on higher currents - does have the advantages that it gasifies well and the residues remaining after arc extinguishing are not conductive, but this plastic, which has been used for this purpose since the 1970s, has
den modernen Anforderungen Grenzen gesetzt, denn bei höheren Betriebsströmen kommt es beim Löschvorgang zum Austritt von ionisierten, heißen Gasen und damit zu Rückzündungen bzw. Durchschlägen.There are limits to modern requirements, because at higher operating currents, ionized, hot gases escape during the extinguishing process and thus cause reignitions or breakdowns.
Um diesem Übelstand abzuhelfen, werden vielfach Phasentrennplatten angeordnet, die jedoch u.a. den Nachteil besitzen, daß diese Ausführung relativ aufwendig ist und die Gefahr von Kriechströmen bei zu hohem Isolierstoffanteil besteht. Andererseits scheiterten Versuche, bei denen das Kontaktmaterial oder die Löschkammergeometrien verändert wurden.To remedy this problem, phase separation plates are often installed, but these have the disadvantage that this design is relatively complex and there is a risk of leakage currents if the insulating material content is too high. On the other hand, attempts to change the contact material or the arcing chamber geometry have failed.
Bei seit Jahren bestehendem, erheblichem Bedarf und trotz gescheiterter Bemühungen löst die vorliegende Erfindung die Aufgabe, einen kleinbauenden Schalter dahingehend zu optimieren, daß insbesondere ein rückzündungsfreies Ausschalten höherer Ströme gewährleistet werden kann, in überraschend einfacher Weise dadurch, daß als Isolierstoff Perfluoralkoxy (PFA), insbesondere vollfluoriertes PFA, verwendet wird.In view of the considerable need that has existed for years and despite failed efforts, the present invention solves the problem of optimizing a small-sized switch in such a way that in particular a restrike-free switching off of higher currents can be ensured in a surprisingly simple manner by using perfluoroalkoxy (PFA), in particular fully fluorinated PFA, as the insulating material.
Mit den Maßnahmen nach der Erfindung ist es nun möglich, trotz kleiner Schalterabmessungen bisher unmöglich hohe Ströme zu schalten, und zwar ohne negative Begleiterscheinungen. With the measures according to the invention, it is now possible to switch high currents that were previously impossible despite small switch dimensions, and without any negative side effects.
Wie bereits erwähnt, eignet sich die Erfindung für jede Löschkammerbauweise, insbesondere für Flach- und Rohrlöschkammern. Dabei ist es je nach den Erfordernissen und auch den gewählten Herstellungsmethoden möglich, die löschgasabspaltenden Bauteile ganz oder nur teilweise aus PFA herzustellen, wobei im letztgenannten Fall plattiert, ummantelt oder gußbeschichtet werden kann.As already mentioned, the invention is suitable for any type of extinguishing chamber, in particular for flat and tubular extinguishing chambers. Depending on the requirements and the manufacturing methods chosen, it is possible to manufacture the extinguishing gas-releasing components entirely or only partially from PFA, whereby in the latter case they can be plated, coated or cast-coated.
Bei einer Flachlöschkammer wird zumindest die Löschplatte aus PFA in einer der vorerwähnten Weisen hergestellt. Es können aber auch zusätzlich Teile des Loschkammergehauses ganz oder teilweise aus PFA bestehen, was von den jeweiligen Gegebenheiten hinsichtlich Fertigung und Bauweise abhängt. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, zusätzlich das gesamte Löschkammergehäuse ganz oder teilweise aus PFA zu fertigen.In a flat extinguishing chamber, at least the extinguishing plate is made of PFA in one of the ways mentioned above. However, parts of the extinguishing chamber housing can also be made entirely or partially of PFA, depending on the respective manufacturing and construction conditions. Finally, it is also possible to manufacture the entire extinguishing chamber housing entirely or partially of PFA.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend beschrieben. Es zeigen:The invention is described below using a preferred embodiment shown in the drawing. Shown are:
Fig. 1 eine Lichtbogen-Flachlöschkammer im Schnitt; Fig. 1 shows a flat arc extinguishing chamber in section;
Fig. 2 die Löschkammer aus Fig. 1 im Einschaltzustand; und Fig. 2 the arcing chamber from Fig. 1 in the switched-on state; and
Fig. 3 in schematischer Seitenansicht einen Lasttrennschalter mit einer erfindungsgemäßen Fachlöschkammer . Fig. 3 shows a schematic side view of a load-break switch with a compartment extinguishing chamber according to the invention.
Gemäß den Fig. 1 und 2 besitzt die Löschkammer ein Gehäuse 1 mit einer vorderen Öffnung 2, durch die das hier messerförmig ausgebildete Schaltkontaktstück 3 an das Aufnahmekontaktstück 4 gelangt.According to Fig. 1 and 2, the arcing chamber has a housing 1 with a front opening 2 through which the switching contact piece 3, which is here designed in the shape of a knife, reaches the receiving contact piece 4.
Die Wandung 1' des Loschkammergehauses 1 ist derart ins Innere der Löschkammer verlegt, daß ihre Innenfläche als Andruckfläche für die in Führungen verschiebbar gelagerte Löschplatte 7 fungiert. Zwischen Löschplatte 7 und Löschkammergehäuse 1 befinden sich Federn 6, die die Löschplatte in Richtung Andruckfläche zu bewegen suchen. Mit Positionsziffer 9 ist eine Expansionskammer bezeichnet. Diese ist durch den Begrenzungssteg 10 und den nach innenThe wall 1' of the extinguishing chamber housing 1 is placed in the interior of the extinguishing chamber in such a way that its inner surface acts as a pressure surface for the extinguishing plate 7, which is slidably mounted in guides. Springs 6 are located between the extinguishing plate 7 and the extinguishing chamber housing 1, which try to move the extinguishing plate towards the pressure surface. An expansion chamber is designated with position number 9. This is separated by the limiting web 10 and the inwardly
ragenden Gehäusewandabschnitt 11 von einem Druckraum 12 getrennt.projecting housing wall section 11 separates it from a pressure chamber 12.
In Fig. 1 befindet sich das Schaltkontaktstück 3 außerhalb der Löschkammer, während er in Fig. 1 in Einschaltlage (3') dargestellt ist.In Fig. 1, the switching contact piece 3 is located outside the arcing chamber, while in Fig. 1 it is shown in the switched-on position (3').
Das Löschkammergehäuse 1(1') und die Löschplatte 7 bestehen ganz oder teilweise in plattierter, ummantelter und/oder gußbeschichteter Form aus PFA, das unter Lichtbogeneinwirkung als Lichtbogenlöschmittel wirkendes Gas abspaltet, und zwar in einer Effizienz, daß auch bei höheren Betriebsströmen Rückzündungen bzw. Durchschläge nicht auftreten.The arc chamber housing 1(1') and the arc plate 7 consist entirely or partially of PFA in plated, coated and/or cast-coated form, which releases gas acting as an arc extinguishing agent under the influence of an arc, and in such an efficiency that even at higher operating currents, reignitions or breakdowns do not occur.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsmöglichkeit eines insgesamt mit 13 bezeichneten Lasttrennschalters dargestellt, der folgendermaßen aufgebaut ist. Auf einem als Stützgerüst dienenden Rahmen 14 sind zwei Stützisolatoren 15a und 15b befestigt, die jeweils einen Kontakt 16a bzw. 16b tragen, die im dargestellten, eingeschalteten Zustand über ein Hauptmesser 17 als Hauptstrombahn miteinander verbunden sind, wobei das Hauptmesser 17 am Kontakt 16a schwenkbar befestigt ist, so daß der Kontakt 16b den Trennkontakt bildet. Die Öffnung des Hauptmessers 17 erfolgt in bekannter Weise über eine am Rahmen 14 gelagerte Schalterwelle 18, die auf einen schwenkbar mit dem Hauptmesser 17 verbundenen Betätigungsisolator 19 einwirkt.Fig. 3 shows a possible design of a load-break switch, designated as a whole by 13, which is constructed as follows. Two support insulators 15a and 15b are attached to a frame 14 serving as a support structure, each of which carries a contact 16a or 16b, which are connected to one another in the shown switched-on state via a main blade 17 as the main current path, the main blade 17 being pivotably attached to the contact 16a so that the contact 16b forms the isolating contact. The main blade 17 is opened in a known manner via a switch shaft 18 mounted on the frame 14, which acts on an actuating insulator 19 pivotably connected to the main blade 17.
Am Hauptmesser 17 ist des weiteren schwenkbar ein Hilfsmesser 21 (Hilfsstrombahn) als sogenanntes Abreißmesser befestigt, dessen freies Ende 21a zum Trennkontakt 16b hin abgebogen ist und im dargestellten, eingeschalteten Zustand in die erfindungsgemäße Lichtbogenlöschkammer 22, deren Gehäusewand schraffiert dargestelltAn auxiliary blade 21 (auxiliary current path) is also pivotably attached to the main blade 17 as a so-called tear-off blade, the free end 21a of which is bent towards the isolating contact 16b and in the shown switched-on state into the arc extinguishing chamber 22 according to the invention, the housing wall of which is shown hatched.
ist, eintaucht und mit einem Aufnahmekontaktstück 2 3 in Verbindung steht.is immersed and is connected to a receiving contact piece 2 3.
Zum Anschalten wird das Hauptmesser 17 über den Betätigungsisolator 19 durch Drehen der Schalterwelle 18 aus seiner dargestellten Einschaltposition nach links (in Fig. 3) verschwenkt, was zur Folge hat, daß dann das am Hauptmesser 17 schwenkbar gelagerte Hilfsmesser 21 zur Unterbrechung des Stromkreises in der Löschkammer 2 2 vom Aufnahmekontaktstück 2 3 freikommt und der dabei entstehende Lichtbogen in an sich bekannter Weise in der Kammer 2 2 gelöscht wird, allerdings mit den zuvor erwähnten, durch die erfindungsgemäße Ausführung der Lichtbogenlöschkammer 22 bzw. Teilen von ihr erreichten Vorteilen gegenüber bisher bekannten Löschkammerausführungen.To switch on, the main blade 17 is pivoted from its shown switch-on position to the left (in Fig. 3) via the actuating insulator 19 by turning the switch shaft 18, which then results in the auxiliary blade 21 pivotably mounted on the main blade 17 being released from the receiving contact piece 2 3 to interrupt the circuit in the arcing chamber 2 2 and the arc thus created being extinguished in the chamber 2 2 in a manner known per se, but with the previously mentioned advantages achieved by the inventive design of the arc extinguishing chamber 22 or parts thereof compared to previously known arcing chamber designs.
Claims (11)
Priority Applications (1)
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| DE9217024U DE9217024U1 (en) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | Load break switches for medium-voltage systems |
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Publications (1)
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ID=6887124
Family Applications (1)
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| DE9217024U Expired - Lifetime DE9217024U1 (en) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | Load break switches for medium-voltage systems |
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1992
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