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Dokumentenidentifikation DE4427163A1 08.02.1996
Titel Druckgasschalter
Anmelder ABB Management AG, Baden, Aargau, CH
Erfinder Hofbauer, Werner, Dr., Baden, CH;
Stechbarth, Joachim, Siglistorf, CH
Vertreter Rupprecht, K., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 61476 Kronberg
DE-Anmeldedatum 01.08.1994
DE-Aktenzeichen 4427163
Offenlegungstag 08.02.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.02.1996
IPC-Hauptklasse H01H 33/42
IPC-Nebenklasse H01H 33/915   
Zusammenfassung Der Druckgasschalter enthält zwei bewegliche Schaltstücke (1, 2), welche in einer isoliergasgefüllten Kammer längs einer Achse (3) gegenläufig zueinander geführt sind. Diese Schaltstücke weisen jeweils einen Abbrand- (8, 9) und einen Nennstromkontakt (6, 7) auf. An einem von einem Antrieb direkt bewegten Schaltstück (1) ist eine Isolierdüse (10) befestigt, durch deren Engstelle (11) beim Ausschalten Druckgas von einem schalthubunabhängigen Druckraum (12) und/oder einem schaltstückbetätigten Kompressionsraum (19) in einen Auspuffraum (14) geführt wird. Vom direkt angetriebenen Schaltstück (1) wird über ein Isolierteil und einen Geschwindigkeitswandler Antriebskraft an ein kraftaufnehmendes Schaltstück (2) geführt.
Ein solcher Schalter benötigt eine geringe Antriebsenergie und weist eine kompakte kostengünstige Bauweise auf. Er bildet beim Ausschalten bei geeigneter Ansteuerung funktionell wesentlicher Teile des kraftaufnehmenden Schaltstücks (2), wie Abbrandkontakt (9), Nennstromkontakt (7) und Abschirmungen, unter optimalem Einsatz einer vergleichsweise geringen Antriebskraft in kurzer Zeit eine dielektrisch hoch belastbare Isolierstrecke.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Druckgasschalter nach dem einleitenden Teil von Patentanspruch 1. Ein derartiger Druckgasschalter wird bevorzugt als Leistungsschalter in Hochspannungsnetzen verwendet.

Stand der Technik

Die Erfindung nimmt dabei auf einen Stand der Technik Bezug, wie er sich beispielsweise aus einem Bericht von H.Toda et al. "Development of 550 kV 1-break GCB (part II) - Development of Prototype" IEEE 92 SM 578-5 PWRD ergibt. In diesem Stand der Technik ist ein Druckgasschalter mit zwei in einer isoliergasgefüllten Kammer angeordneten beweglichen Schaltstücken und mit einer beim Ausschalten Löschgas erzeugenden Kolben-Zylinder- Kompressionsvorrichtung beschrieben. Bei diesem Schalter wird Antriebsenergie von einem ersten beider Schaltstücke über einen als Geschwindigkeitswandler wirkenden Hebelmechanismus und eine Isolierstange auf ein zweites beider Schaltstücke übertragen. Beim Ausschalten werden die Schaltstücke in entgegengesetzten Richtungen bewegt. Hierdurch wird eine hohe Kontakttrenngeschwindigkeit erreicht. Gegenüber einem entsprechend bemessenen und die gleiche Kontakttrenngeschwindigkeit aufweisenden Druckgasschalter, bei dem jedoch lediglich eines der beiden Schaltstücke bewegt wird, kann so Antriebsenergie eingespart werden. Der Hebelmechanismus und die Isolierstange vergrößern den Durchmesser der Kammer quer zur Bewegungsrichtung der Schaltstücke jedoch erheblich.

In US 4,973,806 A ist ein Druckgasschalter mit einer Schaltkammer beschrieben, in der bei einem Schaltvorgang durch eine Kraftübertragungsvorrichtung Antriebsenergie von einem beweglichen Schaltstück über eine Isolierdüse auf einen beweglichen Abbrandkontakt eines feststehenden Schaltstücks übertragen wird. Dieser Druckgasschalter zeichnet sich bei unverändert beibehaltener, vom beweglichen Schaltstück und der Isolierdüse bestimmter Löschgeometrie und geringer Antriebsenergie durch eine hohe Trenngeschwindigkeit der Abbrandkontakte aus, wodurch beim Ausschalten innerhalb kürzester Zeit zwischen den Abbrandkontakten eine große Isolierstrecke gebildet wird.

Kurze Darstellung der Erfindung

Der Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Druckgasschalter der eingangs genannten Art unter Beibehaltung einer hohen Kontakttrenngeschwindigkeit die erforderliche Antriebsenergie sowie den Durchmesser der isoliergasgefüllten Kammer zu verringern.

Der Druckgasschalter nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß er lediglich geringe Antriebsenergie und geringe Antriebskraft benötigt, um beim Ausschalten zwischen den beiden Schaltstücken eine dielektrisch hoch belastbare Isolierstrecke zu bilden. Dies ist vor allem eine Folge der geeigneten Anordnung des Geschwindigkeitswandlers am kraftaufnehmenden Schaltstück. Die Isolierstrecke kann dann durch geeignete Ansteuerung der funktionell wesentlichen Teile, wie Abbrand- und Nennstromkontakt sowie Abschirmungen, des kraftaufnehmenden Schaltstücks äußerst rasch mit einer vergleichsweise geringen Antriebskraft gebildet werden. Darüber hinaus weist die isoliergasgefüllte Kammer quer zur Bewegungsrichtung der Schaltstücke einen geringen Durchmesser auf. Der erfindungsgemäße Druckgasschalter kann daher besonders raumsparend und kompakt ausgebildet werden und zeichnet sich darüber hinaus durch vergleichsweise geringe Produktkosten aus.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren weiteren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen die Fig. 1 bis 4 jeweils eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt durch eine Kontaktanordnung, welche jeweils in einer von vier Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Druckgasschalters vorgesehen ist, wobei im links gelegenen Teil jeder Figur der Druckgasschalter eingeschaltet ist und im rechts gelegenen Teil jeder Figur gerade ausgeschaltet wird.

Wege zur Ausführung der Erfindung

In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen auch gleichwirkende Teile. In Fig. 1 sind zwei Schaltstücke 1, 2 der Kontaktanordnung eines Druckgasschalters dargestellt. Diese Schaltstücke sind in einer nicht dargestellten, isoliergasgefüllten und eine zylinderförmige Wand aus Isoliermaterial aufweisenden Schaltkammer eines Druckgasschalters angeordnet und sind längs einer Achse 3 miteinander in oder außer Eingriff bringbar. Beide Schaltstücke sind im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und sind jeweils mit einer Stromzuführung 4, 5 elektrisch leitend verbunden. Beide Schaltstücke 1 bzw. 2 weisen jeweils einen Nennstrom- 6 bzw. 7 und einen Abbrandkontakt 8 bzw. 9 auf.

Das Schaltstück 1 kann von einem nicht dargestellten, etwa auf den Abbrandkontakt 8 wirkenden Antrieb längs der Achse 3 verschoben werden und weist eine koaxial zwischen Nennstrom- 6 und Abbrandkontakt 8 angeordnete Isolierdüse 10 mit einer Düsenengstelle 11 auf sowie einen zum Speichern von Druckgas vorgesehenen, ringförmigen Druckraum 12, welcher über einen zwischen Abbrandkontakt 8 und Innenwand der Isolierdüse 10 angeordneten Ringkanal 13 und die Düsenengstelle 11 mit einem Auspuffraum 14 verbindbar ist. Der Druckraum 12 ist von einem radial nach außen verlaufenden und am Abbrandkontakt 8 befestigten Boden 15, dem Abbrandkontakt 8 und einem auf den Boden 15 aufgesetzten Hohlzylinder 16 mit einem sich nach oben konisch verjüngenden Teil gebildet. Der Hohlzylinder 16 ist aus elektrisch leitendem Material gebildet. Seine Außenfläche ist gleitend kontaktiert mit einem als feststehende Abschirmung 17 des Schaltstücks 1 wirkenden hohlzylinderförmigen Teil der Stromzuführung 4. Der Boden ist vorzugsweise ebenfalls aus elektrisch leitendem Material gebildet, um so eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Abschirmung 17 der Stromzuführung 4 und dem Abbrandkontakt 8 zu gewährleisten. Gegebenenfalls kann eine solche Verbindung aber entfallen. Der Nennstromkontakt 6 ist dann mit Vorteil über sternförmig angeordnete, durch den Ringkanal 13 geführte Leiterteile am Abbrandkontakt 8 befestigt. Am Nennstromkontakt 6 ist die Isolierdüse mit ihrem einen Ende derart befestigt, daß die Befestigungsstelle der Isolierdüse 10 koaxial vom Nennstromkontakt 6 umgeben ist. Der Nennstromkontakt 6 wirkt dann als Abschirmung und reduziert das elektrische Feld an der Befestigungsstelle der Isolierdüse 10.

Im Boden 15 des Druckraums 12 ist ein Rückschlagventil 18 angeordnet, welches eine Gasströmung von einem Kompressionsraum 19 einer Kolben-Zylinder-Kompressionsvorrichtung in den Druckraum 12 ermöglicht und in umgekehrter Richtung verhindert. Der Kompressionsraum 19 ist von dem gasdicht gleitend in der Abschirmung 17 geführten Boden 15, der Abschirmung 17, einem in der Abschirmung 17 befestigten und eine Drucksteuervorrichtung 20 tragenden Zylinderboden und dem gasdicht gleitend durch den Zylinderboden geführten Abbrandkontakt 8 gebildet.

Der Abbrandkontakt 8 ist vorzugsweise als Düse ausgebildet und weist an seinem freien Ende eine von abbrandfestem Kontaktmaterial gebildete Düsenöffnung auf, in die in der Einschaltstellung (linker Teil von Fig. 1) der als Stift ausgebildete Abbrandkontakt 9 des Schaltstücks 2 unter Bildung einer reibschlüssigen Kontaktüberlappung eingedrungen ist. An seinem vom Antrieb beaufschlagten anderen Ende weist der Abbrandkontakt 8 Gasaustrittsöffnungen auf, die sein Inneres mit dem Auspuffraum 14 verbinden.

Die Isolierdüse 10 trägt an ihrem dem Schaltstück 2 zugewandten Ende eine die Isolierdüse 10 koaxial umgebende Abschirmung 21. Diese Abschirmung reduziert das elektrische Feld im dielektrisch und mechanisch hoch belasteten oberen Ende der Isolierdüse 10. Die Abschirmung 21 trägt zwei parallel zur Achse 3 angeordnete Zahnstangen 22 eines Elementes, welches der Übertragung einer vom Antrieb erzeugten und über das Schaltstück 1 in die Isolierdüse 10 geführten Kraft zum Schaltstück 2 dient. Die Zahnstangen 22 sind Teil eines Zahnstangengetriebes mit zwei um feststehende Achsen drehbar gelagerten Zahnrädern 23, von denen jedes einerseits eine der beiden Zahnstangen 22 und andererseits eine mit doppelter Zahnung versehene Zahnstange 24 kämmt, welche parallel zur Achse 3 angeordnet ist und in den Abbrandkontakt 9 oder ein mit diesem kraftschlüssig verbundenes Teil eingearbeitet ist.

Die vom Antrieb über das Schaltstück 1, die Isolierdüse 10 und das als Zahnstangengetriebe ausgebildete Übertragungselement an den Abbrandkontakt 9 geführte Kraft wird über einen als weiteres Übertragungselement wirkenden Stromleiter 25, welcher den Abbrandkontakt 9 starr mit dem Nennstromkontakt 7 und/oder einer Abschirmung dieses Kontaktes koppelt, an den Nennstromkontakt 7 geführt. Der Nennstromkontakt 7 und/oder dessen Abschirmung sind hohlzylinderförmig ausgebildet und sind an der Außenfläche gleitend kontaktiert mit einem als feststehende Abschirmung 26 des Schaltstücks 2 wirkenden hohlzylinderförmigen Teil der Stromzuführung 5. Der Nennstromkontakt 7 und/oder dessen Abschirmung umgeben in der Einschaltstellung den Abbrandkontakt 8, die Isolierdüse 10 und den Nennstromkontakt 6 koaxial und schirmen in der Ausschaltposition den Abbrandkontakt 9 und die Kraftausleitung der Isolierdüse 10 im Bereich der Abschirmung 21 zusätzlich ab.

In der Einschaltstellung (linker Teil von Fig. 1) sind die beiden Schaltstücke 1, 2 miteinander in Eingriff und es fließt der abzuschaltende Strom von der Abschirmung 17 der Stromzuführung 4 über den Hohlzylinder 16 und die einander kontaktierenden Nennstromkontakte 6, 7 zur Abschirmung 26 der Stromzuführung 5. Beim Ausschalten wird das Schaltstück 1 und die daran befestigte Isolierdüse 10 durch den nicht dargestellten Antrieb nach unten geführt. Über die Isolierdüse 10 wird zugleich Kraft auf die Zahnstangen 22 übertragen. Diese Zahnstangen werden ebenfalls nach unten bewegt und wirken auf die Zahnräder 23, die ihrerseits nun die Zahnstange 24 und damit den Abbrandkontakt 9 nach oben führen. Da der Abbrandkontakt 9 über den Stromleiter 25 starr mit dem Nennstromkontakt 7 und/oder mit der den Nennstromkontakt 7 umgebenden Abschirmung verbunden ist, werden nun auch der Nennstromkontakt 7 und/oder die ihn umgebende Abschirmung nach oben bewegt. Nach einem vorgegebenen Hub trennen sich die beiden Nennstromkontakte 6, 7. Der abzuschaltende Strom kommutiert nun in einen durch den Boden 15, die einander noch kontaktierenden Abbrandkontakte 8, 9 und den Stromleiter 25 gebildeten Strompfad. Nach einem weiteren Hub trennen sich nun auch die beiden Abbrandkontakte 8, 9 unter Bildung eines Schaltlichtbogens 27 (rechte Hälfte von Fig. 1). Von der Energie des Schaltlichtbogens 27 aufgeheiztes Isoliergas wird im Druckraum 12 gespeichert, ohne daß dafür Antriebsenergie vom Schalterantrieb aufgebracht werden muß. Zugleich wird durch den zusammen mit dem Abbrandkontakt 8 nach unten geführten Boden 15 im Kompressionsraum 19 befindliches Isoliergas verdichtet. Das in den Räumen 12 und 19 befindliche komprimierte Gas dient bei Annäherung des Stroms an einen Nulldurchgang der Beblasung des Schaltlichtbogens.

Bedingt durch die gegenläufige Bewegung der beiden Abbrandkontakte 8, 9 und der beiden Nennstromkontakte 6, 7 wird bei der Kontakttrennung eine hohe Kontakttrenngeschwindigkeit erreicht. Durch diese hohe Kontakttrenngeschwindigkeit ist sichergestellt, daß die Isolierdistanzen zwischen den Abbrandkontakten 8, 9 und den Nennstromkontakten 6, 7 rasch groß genug sind, um der wiederkehrenden Spannung standhalten zu können. Durch die zugleich mitbewegte Abschirmung 21 und den als Abschirmung wirkenden Nennstromkontakt 6 ist zugleich gewährleistet, daß an den kraftführenden Stellen der Isolierdüse 10 das von der wiederkehrenden Spannung hervorgerufene Feld reduziert wird.

Das elektrische Feld wird in der Ausschaltstellung durch den Nennstromkontakt 7 bzw. seine Abschirmung am Ort der Isolierdüse 10 noch weiter reduziert, da der Nennstromkontakt 7 dann die Abschirmung 21 umschließt. Eine weitere Verbesserung des Verlaufs des elektrischen Feldes zwischen den getrennten Schaltstücken 1, 2 wird durch die die Schaltstücke 1, 2 umgebenden Abschirmungen 17 und 26 erreicht.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckgasschalters wird eine Mehrfachbewegung von Teilen des Schaltstücks 2 dadurch erreicht, daß ein Übertragungselement mit zwei in Serie geschalteten Wandlern vorgesehen ist. Beide Wandler sind als Getriebe ausgebildet und sind derart zusammengeschaltet, daß sie eine nichtlineare Bewegung auf das Schaltstück 2 übertragen. Ein erstes der beiden Getriebe weist ein um eine feststehende Achse drehbar gelagertes Zahnrad 30 auf sowie eine entsprechend den Zahnstangen 22 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 an der Abschirmung 17 befestigte und parallel zur Achse angeordnete Zahnstange 31, welche mit dem Zahnrad 30 zusammenwirkt. Ein zweites beider Getriebe enthält eine Schubkurbel mit einem Kurbelarm 32, dessen eines Ende am Zahnrad 30 und dessen anderes Endes oben am Abbrandkontakt 9 angelenkt ist.

Führt bei dieser Ausführungsform die Schubkurbel bei einem Schaltvorgang einen Drehwinkel von weniger als 180° aus, so werden der Abbrandkontakt 9 und der Nennstromkontakt 7 und/oder dessen Abschirmung in einer einseitig gerichteten, nichtlinearen Bewegung gegenläufig zum ersten Schaltstück 1 verschoben. Zweckmäßigerweise wird die nichtlineare Bewegung so ausgeführt, daß im Moment der Trennung der Abbrandkontakte die Kontakttrenngeschwindigkeit hoch ist, und daß anschließend - etwa nach Erreichen einer der erforderlichen Isolierdistanz entsprechenden Trennstrecke - die Kontakttrenngeschwindigkeit herabgesetzt wird. Dies läßt sich mit Vorteil dadurch erreichen, daß der Kurbelarm 32 der Schubkurbel in der Einschaltstellung mit der Achse 3 einen relativ kleinen Winkel einschließt, zumindest sollte die Auslenkung αc der Schubkurbel kleiner 45° sein. Da der Kurbelarm 32 sich dann im Bereich einer Totlage der Schubkurbel befindet, wird das Schaltstück 2 zunächst langsam beschleunigt. Dies begünstigt die Verwendung eines klein bemessenen Antriebs. Nach dem Öffnen der Nennstromkontakte 6, 7 vergrößert sich der Winkel zwischen dem Kurbelarm 32 und der Achse 3 zunehmend. Das Öffnen der Abbrandkontakte 8, 9 erfolgt dann mit hoher Trenngeschwindigkeit. Bei ausreichend großem Isolationsabstand zwischen den Abbrandkontakten 8, 9 nähert sich die Schubkurbel ihrer oberen Totlage. Die Kontakttrenngeschwindigkeit ist dann beträchtlich herabgesetzt. Durch einen solchen Bewegungsablauf wird die Verlängerung des Schaltlichtbogens 27 verzögert und wird somit auch die im Schaltlichtbogen umgesetzte und in den Auspuffraum 14 beförderte Energie erheblich reduziert.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckgasschalters werden gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 2 bei einem Ausschaltvorgang zusätzlich unterschiedliche Geschwindigkeiten von Abbrandkontakt 9, Nennstromkontakt 7 und Abschirmung der Isolierdüse 10 erreicht. Hierdurch kann die von Antrieb aufgebrachte Kraft noch besser dosiert und der zum Ausschalten erforderliche Kraftaufwand weiter reduziert werden. Beim Einschaltvorgang ermöglicht diese Ausführungsform eine vom Abbrandzustand der Abbrandkontakte 8, 9 unabhängige sichere Vorzündung zwischen den Abbrandkontakten und trägt dadurch wesentlich zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Schalters bei. Zu diesem Zweck weist die Schubkurbel neben dem Kurbelarm 32 noch einen weiteren Kurbelarm 33 auf, dessen eines Ende am Zahnrad 30 und dessen anderes Ende am Stromleiter 25 angelenkt ist. Der Stromleiter 25 ist über einen nicht dargestellten Gleitkontakt mit dem Abbrandkontakt 9 elektrisch leitend verbunden. Durch geeignete Anlenkung der Kurbelarme 32 und 33 können die Geschwindigkeiten von Abbrandkontakt 9 und Nennstromkontakt 7 relativ zueinander festgelegt werden. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Kurbelarm 32 außen und der Kurbelarm 33 nahe der Achse am Zahnrad 30 angelenkt sind, und daß ferner in der Einschaltstellung die Anlenkstellen sich im Bereich der Totlage der Schubkurbel befinden und mit der Achse 3 einen relativ kleinen Winkel αc einschließen.

Bei einem Ausschaltvorgang werden entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 2 der Abbrandkontakt 9 und der Nennstromkontakt 7 zunächst langsam beschleunigt. Dies begünstigt die Verwendung eines klein bemessenen Antriebs, der seine Kraft überwiegend zur Überwindung reibschlußbedingter Kontaktkräfte einsetzen kann. Nach dem Öffnen der Nennstromkontakte 6, 7 vergrößert sich der Winkel αc zwischen den Anlenkstellen der Kurbelarme 32 und 33 und der Achse 3 zunehmend. Wegen des größeren Abstands der Anlenkstelle des Kurbelarms 32 von der Achse des Zahnrads 30 erhöht sich die Geschwindigkeit des Abbrandkontakts 9 gegenüber der Geschwindigkeit des Nennstromkontakts 7zusehends. Antriebskraft wird nun überwiegend zur Überwindung reibschlußbedingter Kontaktkräfte zwischen den Abbrandkontakten 8, 9 und zur Beschleunigung des Schaltstücks 2 verwendet. Ein großer Teil der zur Beschleunigung des Schaltstücks 2 aufgebrachten Kraft dient der Beschleunigung des Abbrandkontakts 9. Das Öffnen der Abbrandkontakte 8, 9 erfolgt dann mit hoher Trenngeschwindigkeit. Gleichzeitig weisen die Nennstromkontakte 6, 7 einen Abstand voneinander auf, bei dem Rückzündungen mit Sicherheit vermieden werden. Bei ausreichend großem Isolationsabstand zwischen den Abbrandkontakten 8, 9 und den Nennstromkontakten 6, 7 nähert sich die Schubkurbel ihrer oberen Totlage und die Kontakttrenngeschwindigkeit ist dann wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 beträchtlich herabgesetzt. Schließlich wird die Schubkurbel in eine Lage geführt, in der sie entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 2 einen vergleichsweise großen Winkel βo mit der Achse 3 bildet.

Durch den beschriebenen Bewegungsablauf wird die Antriebskraft praktisch in jeder Phase des Ausschaltens vollständig eingesetzt und wird so mit gleichmäßigem, minimalem Krafteinsatz eine optimale Ausschaltbewegung der Schaltstücke erzeugt.

Ist das Zahnrad 30 mit einer Anlenkscheibe gekoppelt, deren Radius größer als der Radius des Zahnrads 30 ist, so kann durch Verlagerung der Anlenkstelle des Kurbelarms 32 nach außen eine absolute Geschwindigkeit des Abbrandkontakts 9 erreicht werden, welche höher ist als die absolute Geschwindigkeit der Abschirmung 21 der Isolierdüse 10 und des Abbrandkontakts 8. Je nach Ausbildung von Zahnrad 30 und Anlenkscheibe kann dann die absolute Geschwindigkeit des Abbrandkontakts 8 zwischen den absoluten Geschwindigkeiten von Abbrandkontakt 9 und Nennstromkontakt 7 liegen oder sogar kleiner als jede dieser beiden Geschwindigkeiten sein. Es steht dann über einen großen Zeitraum komprimiertes Gas aus dem Kompressionsraum 19zur Verfügung, wodurch eine längere Beblasung des Schaltlichtbogens 27 ermöglicht wird.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckgasschalters werden die in Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäß Fig. 3 beschriebenen unterschiedlichen Geschwindigkeiten von Abbrandkontakt 9, Nennstromkontakt 7 und Abschirmung der Isolierdüse 10 durch ein Zahnradgetriebe erzielt, welches neben den bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 paarweise vorgesehenen Zahnstangen 22 und Zahnrädern 23 zusätzlich jeweils zwei Zahnräder 34 und 35 und zwei weitere Zahnstangen 36 aufweist. Die beiden von den Zahnstangen 22 angetriebenen Zahnräder 23 wälzen sich jeweils auf einem der beiden Zahnräder 34 ab, welche sich ihrerseits jeweils auf einer der beiden Zahnstangen 36 und einem der beiden Zahnräder 35 abwälzen. Die Zahnräder 35 weisen jeweils eine gemeinsame Achse mit Zahnrädern 37 auf, welche sich jeweils auf entgegengesetzten Seiten an der mit dem Abbrandkontakt 9 verbundenen Zahnstange 24 abwälzen.

Beim Ausschalten werden entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Zahnstangen 22 nach unten geführt und dabei die Zahnräder 23 gedreht. Jedes der Zahnräder 23 dreht nun das zugeordnete Zahnrad 34 in entgegengesetzter Richtung. Einerseits werden nun die Zahnstangen 36 und der daran befestigte Nennstromkontakt 7 nach oben verschoben (Pfeile in Fig. 4). Andererseits werden nun auch die Zahnräder 35 und damit auch die Zahnräder 37 derart gedreht, daß die Zahnstange 24 und damit auch der Abbrandkontakt 9 nach oben verschoben werden (Pfeile in Fig. 4). Durch geeignete Bemessung der Übersetzungsverhältnisse der Zahnräder können leicht beliebige Geschwindigkeiten von Abbrandkontakt 9 und Nennstromkontakt 7 relativ zueinander und zur Geschwindigkeit des Antriebs bzw. der Abschirmung 21 erzielt werden.

Bezugszeichenliste

1, 2 Schaltstücke

3 Achse

4, 5 Stromzuführungen

6, 7 Nennstromkontakte

8, 9 Abbrandkontakte

10 Isolierdüse

11 Düsenengstelle

12 Druckraum

13 Ringkanal

14 Auspuffraum

15 Boden

16 Hohlzylinder

17 Abschirmung

18 Rückschlagventil

19 Kompressionsraum

20 Drucksteuervorrichtung

21 Abschirmung

22 Zahnstangen

23 Zahnräder

24 Zahnstange

25 Stromleiter

26 Abschirmung

27 Schaltlichtbogen

30 Zahnrad

31 Zahnstange

32, 33 Kurbelarme

34, 35 Zahnräder

36 Zahnstangen

37 Zahnrad.


Anspruch[de]
  1. 1. Druckgasschalter mit
    1. - zwei Schaltstücken (1, 2), welche in einer isoliergasgefüllten Kammer längs einer Achse (3) relativ zueinander beweglich sind und jeweils mindestens einen Abbrand- (8, 9) und einen Nennstromkontakt (6, 7) aufweisen,
    2. - einem Antrieb, welcher Kraft auf ein erstes (1) beider Schaltstücke (1, 2) überträgt,
    3. - einer koaxial zu den beiden Schaltstücken (1, 2) angeordneten und an einem ersten (1) beider Schaltstücke (1, 2) befestigten Isolierdüse (10), durch deren Engstelle (11) beim Ausschalten Druckgas aus einem schaltstückbetätigten Kompressionsraum (19) und/oder einem schalthubunabhängigen Druckraum (12) in einen Auspuffraum (14) geführt wird, und
    4. - mit einer einen Geschwindigkeitswandler aufweisenden Übertragungsvorrichtung, welche Antriebskraft vom ersten Schaltstück (1) über ein Isolierteil an das zweite Schaltstück (2) führt,
  2. dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß der Geschwindigkeitswandler zwischen dem Isolierteil und dem zweiten Schaltstück (2) angeordnet ist.
  3. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß der Geschwindigkeitswandler zwei Übertragungselemente aufweist, von denen ein erstes auf den Abbrandkontakt (9) und ein zweites auf den Nennstromkontakt (7) des zweiten Schaltstücks (2) wirkt.
  4. 3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß das zweite Übertragungselement den Nennstromkontakt (7) und/oder eine Abschirmung des zweiten Schaltstücks (2) mit einer anderen Geschwindigkeit antreibt als das erste Übertragungselement den Abbrandkontakt (9).
  5. 4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - das Isolierteil in der Kammer geführt ist oder von der Wand der Kammer gebildet ist.
  6. 5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß das Isolierteil die Isolierdüse (10) ist, und
    2. - daß die Isolierdüse (10) an ihrem dem zweiten Schaltstück (2) zugewandten Ende eine die Isolierdüse (10) koaxial umgebende erste Abschirmung (21) trägt, welche vom Antrieb erzeugte Kraft von der Isolierdüse (10) auf das erste Übertragungselement führt.
  7. 6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die erste Abschirmung (21) vom Antrieb erzeugte Kraft auch auf das zweite Übertragungselement führt.
  8. 7. Schalter nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die Isolierdüse (10) an ihrem der Befestigung am ersten Schaltstück (1) dienenden Ende eine als Nennstromkontakt (6) ausgebildete zweite Abschirmung trägt.
  9. 8. Schalter nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß das erste und/oder das zweite Übertragungselement linear Bewegungen vom Antrieb auf das zweite Schaltstück (2) übertragen.
  10. 9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß das erste Übertragungselement ein Zahnstangengetriebe ist mit mindestens einem um eine feststehende Achse drehbar gelagerten Zahnrad (23) und mindestens zwei parallel zur Achse (3) angeordneten und mit dem mindestens einen Zahnrad (23) zusammenwirkenden Zahnstangen (22, 24), von denen eine erste (24) am Abbrandkontakt (9) des zweiten Schaltstücks (2) und eine zweite an der ersten Abschirmung (21) befestigt ist.
  11. 10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß das zweite Übertragungselement ein Stromleiter (25) ist, welcher den Abbrandkontakt (9) des zweiten Schaltstücks (2) starr mit dessen Nennstromkontakt (7) und/oder einer Abschirmung des Nennstromkontakts (7) verbindet.
  12. 11. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß das erste und das zweite Übertragungselement Teil eines Zahnstangengetriebes sind mit mindestens drei jeweils um feststehende Achsen drehbar gelagerten Zahnrädern (23, 34, 35, 37) und mindestens drei parallel zur Achse (3) angeordneten und mit den mindestens drei Zahnrädern (23, 34, 35) zusammenwirkenden Zahnstangen (22, 24, 36), von denen eine mit einem ersten (23) der Zahnräder zusammenwirkende erste Zahnstange (22) an der ersten Abschirmung (21), eine mit einem zweiten (34) der Zahnräder zusammenwirkende zweite Zahnstange (36) am Nennstromkontakt (7) des zweiten Schaltstücks (2), und eine mit einem dritten der Zahnräder (35, 37) zusammenwirkende Zahnstange (24) am Abbrandkontakt (9) des zweiten Schaltstücks (2) befestigt ist.
  13. 12. Schalter nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß das erste und/oder das zweite Übertragungselement nichtlinear Bewegungen vom Antrieb auf das zweite Schaltstück (2) übertragen.
  14. 13. Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß das erste und/oder das zweite Übertragungselement zwei in Serie geschaltete Wandler aufweist.
  15. 14. Schalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die beiden Wandler als Getriebe ausgebildet und derart zusammengeschaltet sind, daß sie eine einseitig gerichtete Bewegung auf den Abbrand- (9) und/oder den Nennstromkontakt (7) des zweiten Schaltstücks (2) übertragen.
  16. 15. Schalter nach Anspruche 13, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die beiden Wandler als Getriebe ausgebildet und derart zusammengeschaltet sind, daß sie eine Umkehrbewegung auf den Abbrand- (9) und/oder den Nennstromkontakt (7) des zweiten Schaltstücks (2) übertragen.
  17. 16. Schalter nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß ein erstes der beiden Getriebe ein um eine feststehende Achse drehbar gelagertes Zahnrad (30) aufweist sowie mindestens eine parallel zur Achse (3) angeordnete Zahnstange (31), welche mit dem Zahnrad (30) zusammenwirkt und an der ersten Abschirmung (21) befestigt ist,
    2. - und daß ein zweites beider Getriebe eine Schubkurbel enthält mit einem Kurbelarm (32), dessen eines Ende am Zahnrad (30) und dessen anderes Endes am Abbrandkontakt (9) des zweiten Schaltstücks (2) angelenkt ist.
  18. 17. Schalter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die Schubkurbel bei einem Schaltvorgang um einen Winkel von mehr als 180° drehbar ist.
  19. 18. Schalter nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß der Kurbelarm (32) der Schubkurbel in der Einschaltstellung im Bereich einer Totlage der Kurbel angeordnet ist.
  20. 19. Schalter nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - an die Schubkurbel ein Ende eines zweiten Kurbelarms (33) angelenkt ist, dessen anderes Ende mit dem Nennstromkontakt (7) des zweiten Schaltstücks (2) zusammenwirkt.






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