Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasleistungsschalter mit mindestens einem feststehenden und einem beweglichen Kon- taktstück und mit einer Kompressionsvorrichtung, die aus einem mit dem beweglichen Kontaktstück verbundenen, antreibbaren Kompressionszylinder und einem während der Ausschaltbewegung gegenläufig zum Kompressionszylinder antreibbaren Kompressions¬ kolben besteht, die einen Kompressionsraum einschließen, mit einem mechanischen Anschlag zur Begrenzung der Bewegung des

Kompressionskolbens auf dessen dem Kompressionsraum abgewandter Seite, mit einer Rückstelleinrichtung zum Heranziehen der Kolbenstange des Kompressionskolbens an den Anschlag und mit einer Vorrichtung zur Unterstützung des Antriebes durch die magnetische Wirkung des Abschaltstromes.

In einem Druckgasleistungsschalter mit einer mechanischen Kom¬ pressionsvorrichtung für das Löschgas mit einem antreibbaren Kompressionszylinder und einem Kompressionskolben wird in dem Kompressionsraum das Löschgas komprimiert und danach zur Bebla- sung des beim Ausschalten des Schalters entstehenden Lichtbo¬ gens verwendet. Es ist bekannt, zum schnelleren Erreichen eines hohen Löschgasdrucks zusätzlich zu dem Kompressionszylinder auch den Kompressionskolben gegenläufig zum Zylinder anzutreiben.

Aus der DE-PS 31 41 324 ist ein Druckgasleistungsschalter mit einer mechanischen Kompressionseinrichtung für das Löschgas bekannt, bei dem der Kompressionskolben gegenläufig zur Bewe- gung des Kompressionszylinders antreibbar ist und bei dem der Antrieb des Kompressionskolbens aus ferromagnetischem Material durch ein mittels einer zum Kompressionskolben koaxialen Spule erzeugtes Magnetfeld geleistet wird. Die Wicklungsdichte der Spule ist entlang ihrer Längsachse veränderlich, so daß ein gleichmäßiges Gradientenfeld entsteht. Während der Abschaltbe¬ wegung wird die Spule vom Abschaltstrom durchflössen und der

Kompressionskolben wird durch magnetische Kraftwirkung ange¬ trieben. Aus der US-Patentschrift 4 041 263 ist ein Druckgas¬ leistungsschalter bekannt, bei dem auf den Kolben der Kom¬ pressionseinrichtung eine durch die magnetische Wirkung des Abschaltstromes erzeugte Kraft zur Unterstützung des Antriebes wirkt. Der Abschaltstrom wird dort zu diesem Zweck über eine zum Teil durch den beweglichen Kolben verlaufende Leiterschleife geführt, was die Übertragung des Stromes über Gleitkontakte notwendig macht. Die komplizierte Stromführung erfordert außer- dem die isolierte Ankopplung des beweglichen Kontaktstückes an den Antrieb.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Druckgasleistungsschalter zu schaffen, bei dem der Kompressions- kolben durch die magnetische Wirkung des Abschaltstromes an¬ treibbar ist, wobei der konstruktive Aufwand und Platzbedarf der Antriebseinrichtung für den Kolben möglichst klein gehalten werden soll.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

- daß die Kontaktstücke wenigstens zum Teil von einem hohlzylin- derförmigen Körper umgeben sind, der wenigstens zum Teil aus ferromagnetischem Material besteht und dessen ferromagneti- scher Teil wenigstens einen parallel zur Richtung des Abschaltstromes verlaufenden, durchgehenden Schlitz aufweist,

- daß wenigstens ein zum Teil aus ferromagnetischem Material bestehender Stab vorgesehen ist, der in Längsrichtung in einen der Schlitze einbringbar ist, und

- daß eines der beiden Teile der Kompressionsvorrichtung mit dem hohlzylinderför igen Körper, das andere Teil mit dem/den

Stäben fest verbunden ist.

Bei einem erfindungsgemäßen Druckgasleistungsschalter wird ausgenutzt, daß der Abschaltstrom, der durch ein Kontaktstück fließt, ein zu diesem Kontaktstück konzentrisches Magnetfeld in der Umngebung aufbaut. In diesem Magnetfeld ist der hohlzylin-

derförmige Körper aus ferromagnetischem Material angeordnet. Er weist wenigstens einen, parallel zur Richtung des Abschaltstro¬ mes verlaufenden, durchgehenden Schlitz auf, an dem der magne¬ tische Fluß innerhalb des ferromagnetischen Materials einen erheblichen Widerstand findet. Ein ferromagnetischer Stab, der sich zu einem Teil in einem Schlitz des hohlzylinderförmigen Körpers befindet, wird durch die magnetische Kraft in den Schlitz hineingezogen. Da eines der beiden Teile der Kompres¬ sionsvorrichtung mit dem hohlzylinderfömrigen Körper, das andere mit dem/den Stäben fest verbunden ist, werden durch die magnetische Kraftwirkung des Abschaltstromes der Kompressions¬ zylinder und der Kompressionskolben in der Kompressionsbeweguπg unterstützt. Diese Konstruktion hat den Vorteil, besonders platzsparend zu sein, da die Einrichtung für die magnetische Antriebsunterstützung in der Verlängerung des Kompressions¬ zylinders angeordnet werden kann und somit keine weiteren Teile am Umfang des Kompressionszylinders befestigt werden müssen. Die magnetische Antriebskraft ist abhängig vom Abschaltstrom und wirkt sich bei niedrigen Abschaltströmen praktisch nicht aus, so daß bei Abschalten eines niedrigen Stromes dieser nicht durch zu starke Beblasung vor dem Stromnulldurchgang abgeschal¬ tet wird. Durch die magnetische Antriebsunterstützung kann die Leistung des Druckgasleistungsschalters erhöht werden, ohne daß der konventionelle Antrieb des Schalters vergrößert werden muß. Bei gleichbleibender Leistung kann der konventionelle Antrieb des Schalters verkleinert werden, um Kosten zu sparen.

Da im Normalfall ein hohlzylinderförmige Körper aus zum Teil ferromagnetischem Material sehr viel schwerer sein wird als Stäbe aus ferromagnetischem Material, ist es vorteilhaft, daß der Kompressioπszylinder mit dem hohlzylinderförmigen Körper und dementsprechend der Kompressionskolben mit dem/den Stäben fest verbunden ist. Dadurch wird die mit dem Kompressionskolben zu beschleunigende Masse gering gehalten, um eine hohe Be- schleunigung des Kompressionskolbens zu erreichen. Der maximale Löschgasdruck wird auf diese Weise zu einem sehr frühen Zeit-

punkt während der Ausschaltbewegung erreicht.

Um eine gute Führung des Kompressionskolbens zu gewährleisten, ist dieser mit einer Kolbenstange ausgestattet, die in einem Teilbereich ihrer Länge aus ferromagnetischem Material besteht. Die Kolbenstange wird während der Ausschaltbewegung in einem Schlitz des hohlzylinderförmigen Körpers geführt und ist in diesen soweit einbringbar, daß auch der ferromagnetische Teilbereich der Kolbenstange in den Schlitz eintritt. Da die Kolbenstange ständig in dem Schlitz geführt wird, brauchen keine besonderen Vorkehrungen getroffen zu werden, um einen Versatz zwischen Kolbenstange und dem Schlitz während der Ausschaltbewegung zu vermeiden. Außerdem ist durch diese Führung auch der in dem Kompressionszylinder bewegliche Kolben gegen Verkanten zusätzlich gesichert. Sobald der ferromagne¬ tische Teilbereich der Kolbenstange in einen Schlitz des hohl¬ zylinderförmigen Körpers eintritt, werden die magnetischen Kräfte wirksam, die diesen Teilbereich der Kolbenstange in den Schlitz hineinziehen. Dadurch wird eine zusätzliche Antriebs- kraft auf die Kolbenstange und damit den Kompressionskolben übertragen. Im Einschaltzustand des Leistungsschalters ist der ferromagnetische Teilbereich der Kolbenstange in Bezug auf den hohlzylinderförmigen Körper so angeordnet, daß bei seinem Ein¬ tritt in einen Schlitz des hohlzylinderförmigen Körpers im Zuge der Ausschaltbewegung der Kompressionskolben gegenläufig zur Bewegung des Kompressionszylinders angetrieben wird.

Dies kann beispielsweise dadurch gewährleistet sein, daß der ferromagnetische Teilbereich der Kolbenstange auf der dem Kompressionsraum zugewandten Seite des Kolbens angeordnet ist und daß der hohlzylinderförmige Körper im Inneren des Kompres¬ sionsraumes am Kompressionszylinder befestigt ist. Diese Anord¬ nung ist in ihrer Konstruktion besonders platzsparend, da keine zusätzlichen Bauteile außerhalb der Kompressionsvorrichtung benötigt werden. Der Platzbedarf ist also gegenüber dem bekannten Druckgasleistungsschalter verringert.

Für den Fall, daß innerhalb des Kompressionszylinders nicht ge¬ nügend Platz zum Anbringen des hohzylinderförmigen Körpers zur Verfügung steht, empfiehlt es sich, daß der ferromagnetische Teilbereich der Kolbenstange auf der dem Kompressionsraum abge- wandten Seite des Kolbens angeordnet ist und daß der hohlzylin- derförmige Körper außerhalb des Kompressionszylinders an dessen dem Kompressionsraum abgewandten Boden befestigt ist.

Bei beiden genannten Ausführungsformen ist es vorteilhaft, wenn der Teilbereich der Kolbenstange aus ferromagnetischem Material relativ zu dem hohlzylinderförmigen Körper so angeordnet ist, daß er beim Ausschaltvorgang erst nach Zurücklegen einer be¬ stimmten Strecke in einen Schlitz des hohlzylinderförmigen Körpers eintritt. Dadurch ist gewährleistet, daß im Einschalt- zustand noch keine Kraft auf den Kompressionskolben wirkt.

Außerdem ist durch diese Konstruktion dafür gesorgt, daß beim Einschalten des Schalters zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Vor¬ lichtbogen zündet, der ferromagnetische Teilbereich einer Kolbenstange den Schlitz in dem hohlzylinderförmigen Körper schon vollständig oder fast vollständig verlassen hat, so daß die Kolbenstange mitsamt dem Kompressionskolben bei der Ein¬ schaltbewegung von dem Kompressionszylinder nicht mitgenommen werden kann. Die Masse des Kompressionskolbens bewirkt durch ihre Trägheit, daß auch in dem Falle einer Restüberdeckung eines ferromagnetischen Teilbereichs einer Kolbenstange mit einem der Schlitze zum Zeitpunkt des Zündens eines Vorlichtbo¬ gens die Kolbenstange nicht mitgenommen wird und durch eine Rückstellfeder an den mechanischen Anschlag zurückgezogen werden kann.

In diesem Zusammenhang kann es auch vorteilhaft sein, den Kom¬ pressionszylinder mit zum Teil ferromagnetischen Stäben zu verbinden, die in Schlitze eines mit dem Kompressionskolben verbundenen hohlzylinderförmigen Körpers aus ferromagnetischem Material eintreten. Da die Masse eines hohlzylinderförmigen Körpers aus zum Teil ferromagnetischem Material im Regelfall

größer ist als die Masse von zum Teil ferromagnetischen Stäben, die in Schlitze des Körpers einlaufen, wird durch eine solche Konstruktion die mit dem Kompressionskolben zu beschleunigende Masse vergrößert, wodurch ein Mitnehmen des Kompressionskolbens bei der Einschaltbewegung erschwert wird.

Die Rückstelleinrichtung für den Kompressionskolben besteht vorteilhafterweise aus einer Feder, deren Stärke so gewählt ist, daß sie einerseits die Kolbenstange im Einschaltzustand sicher an den Anschlag zurückzieht, andererseits aber die Bewe¬ gung des Kompressionskolbens während der Ausschaltbewegung nicht behindert.

Eine besonders einfache Konstruktion des hohlzylinderförmigen Körpers ergibt sich, wenn dieser aus zwei halben Hohlzylindern aus ferromagnetischem Material mit zwei zwischen ihnen gebilde¬ ten Schlitzen und aus einem die halben Hohlzylinder tragenden Stützkörper aus nichtferromagnetischem Material besteht. Durch diese Konstruktion ist gewährleistet, daß der magnetische Fluß zwischen den beiden halben Hohlzylindern durch die zwischen ihnen gebildeten Schlitze unterbrochen ist und daß auch über den Stützkörper kein magnetischer Schluß zwischen den halben Hohlzylindern gebildet wird. Die beiden halben Hohlzylinder können beispielsweise auf der Mantelfläche eines Hohlzylinders aus Kunststoff befestigt sein. Unter den halben Hohlzylindern sind auch solche Teile zu verstehen, die sich nicht unbedingt zu einem vollen kreisförmigen Hohlzylinder zusammensetzen lassen, sondern beim Zusammensetzen die erwähnten Schlitze zwischen sich freilassen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbei¬ spielen in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie¬ ben. Dabei beschränkt sich die Erfindung nicht auf die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Anwendungen.

Es zeigen in schematischer Darstellung:

Die Figuren 1 bis 4 einen Teil eines Druckgasleistungsschalters im Längsschnitt in vier verschiedenen Phasen während der Ausschaltbewegung, Figur 5 den Druckgasleistungsschalter aus den Figuren 1 bis 4 in dem in Figur 1 angedeuteten Quer¬ schnitt V-V, die Figuren 6 bis 9 einen Teil eines weiteren Druckgasleistungs¬ schalters im Längsschnitt in vier verschie¬ denen Phasen während der Ausschaltbewegung, Figur 10 den Druckgasleistungsschalter aus den

Figuren 6 bis 9 in dem in Figur 6 ange¬ deuteten Querschnitt X-X.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel weist der Hochspannungs- Druckgasleistungsschalter zwei einander koaxial gegenüberlie¬ gende hohle, düsenförmige Kontaktstücke 1, 2 auf. Die beiden feststehenden Kontaktstücke 1, 2 sind von dem Kompressions¬ zylinder 3 umgeben, der mit einem beweglichen Kontaktstück 4 fest verbunden ist. Der Kompressionszylinder 3 ist über eine Antriebsstange 5 mit einer nicht dargestellten konventionellen Antriebseinrichtung verbunden.

Der mit einer Kolbenstange 7, 9 versehene Kompressionskolben 6 ist in Längsrichtung der Kolbenstange 7, 9 beweglich ausge- führt. Der Kolben 6 liegt dichtend an den Wänden des Kompres¬ sionszylinders 3 an und schließt mit diesem den Kompressions¬ raum 8 ein. Die Kolbenstange 7, 9 besteht in einem Teilbe¬ reich 9 ihrer Länge aus ferromagnetischem Material. Das dem Kompressionsraum 8 abgewandte Ende der Kolbenstange 7, 9 liegt an einem mechanischen Anschlag 10 an, der die Bewegung des Kol¬ bens begrenzt. Zwischen dem Anschlag 10 und der Kolbenstange 7, 9 liegt die Feder 11, durch welche die Kolbenstange 7, 9 an den Anschlag 10 herangezogen wird.

Im Einschaltzustand des Druckgasleistungsschalters überbrückt das bewegliche Kontaktstück 4 die beiden feststehenden Kontakt-

stücke 1, 2 elektrisch leitend. Bei der Ausschaltung zieht der Antrieb über die Antriebsstange 5 den Kompressionszylinder 3 und mit ihm das bewegliche Kontaktstück 4 derart über den Kolben 6, daß der Kompressionsraum 8 verkleinert wird und das bewegliche Kontaktstück 4 von dem feststehenden Kontaktstück 1 abläuft. Der Kolben 6 wird durch den Löschgasdruck im Kompres¬ sionsraum 8 in Richtung des Anschlags 10 gedrückt, der über die Kolbenstange 7, 9 die Bewegung des Kolbens 6 begrenzt.

An der äußeren, dem Anschlag 10 zugewandten Stirnseite des

Kompressionszylinders 3 ist ein hohlzylinderförmiger Körper 12 befestigt. Dieser besteht aus einem das feststehende Kontakt¬ stück 2 konzentrisch umgebenden Hohlzylinder 13 aus Kunststoff und aus zwei halben Hohlzylindern 14, 15 aus ferromagnetischem Material, insbesondere Eisen, die an der Mantelfläche des Hohl- zylinders 13 aus Kunststoff derart befestigt sind, daß sie zwischen sich zwei durchgehende Schlitze 16, 17 einschließen. Diese Schlitze 16, 17 dienen als Durchtrittsöffnungen für je eine Kolbenstange 7, 9.

In den beiden halben Hohlzylindern 14, 15 aus ferromagnetischem Material wird, solange der Abschaltstrom durch das feststehende Kontaktstück 2 fließt, ein zu dem Kontaktstück 2 konzentrisches Magnetfeld erzeugt. Da der magnetische Schluß zwischen den bei- den halben Hohlzylindern 14, 15 durch die Schlitze 16, 17 unter¬ brochen ist, wird der ferromagnetische Teilbereich 9 der Kolben¬ stange 7, 9 nach seinem Eintritt in einen der Schlitze 16, 17 durch die magnetische Kraftwirkung in den Schlitz hineinge¬ zogen.

Um zuverlässig einen magnetischen Schluß zwischen dem ferroma¬ gnetischem Bereich 9 einer Kolbenstange 7, 9 und einem der halben Hohlzylinder 14, 15 zu vermeiden, sind nicht dargestell¬ te Führungselemente aus nichtferromagnetischem Material vorge- sehen, beispielsweise nichtferromagnetische Wälzkörper, die in die Seitenflächen der halben Hohlzylinder 14, 15 eingelassen

sind, welche die Schlitze 16, 17 begrenzen. Durch diese Wälz¬ körper wird jede Kolbenstange 7, 9 berührungsfrei in einem Schlitz 16, 17 geführt.

Sobald die magnetische, auf den Kolben 6 wirkende Kraft die durch den Druck im Kompressionsraum 8 auf den Kolben 6 wirkende Kraft, übersteigt, wird der Kolben 6 gegenläufig zu der Bewegung des Kompressionszylinders 3 beschleunigt. Dadurch ergibt sich eine Beschleunigung des Kompressionsvorganges, und der maximale Löschgasdruck wird früher erreicht als ohne einen zusätzlichen Antrieb des Kompressionskolbens 6. Es kann dadurch wegen der Kürze der Zeit kaum zum Entweichen von Löschgas aus dem Kompres¬ sionszylinder 3 durch Undichtigkeiten vor Erreichen des maximalen Löschgasdrucks kommen.

Wenn der Abschaltstrom zu gering ist, um eine Kraft auf den Kompressionskolben 6 zu erzeugen, welche die durch den Lösch¬ gasdruck auf den Kolben 6 wirkende Kraft übersteigt, findet keine Beschleunigung des Kolbens 6 statt, und die magnetische Antriebsunterstützung wird reduziert, so daß bei niedrigen Ab¬ schaltströmen kein Abschalten des Stromes vor dem Stromnull¬ durchgang durch eine zu starke Beblasung zu befürchten ist.

Der ferromagnetische Bereich 9 der Kolbenstange 7, 9 ist derart angeordnet, daß er sich während einer Einschaltbewegung zu dem Zeitpunkt, wenn der erste Vorlichtbogen zündet, schon zum größten Teil außerhalb des Schlitzes 16 des hohlzylinderförmi¬ gen Körpers 12 befindet. Der kurze Zeitraum, in dem noch eine magnetische Kraftwirkung auf die Kolbenstange 7, 9 wirkt, reicht nicht aus, um die Massenträgheit des Kolbens 6, sowie die Rückstellkraft der Feder 11 soweit zu überwinden, daß der Kolben 6 durch den angetriebenen Kompressionszylinder 3 mitge¬ nommen wird.

In den Figuren 6 bis 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Gleiche Teile sind dabei mit denselben

Bezugszeichen versehen wie in den übrigen Figuren.

Bei diesem Druckgasleistungsschalter entspricht die Anordnung der feststehenden Kontaktstücke 1, 2 und des beweglichen Kon- taktstücks 4 mit dem sie umgebenden Kompressionszylinder 3 dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Ausführungsformen unterscheiden sich lediglich in der Anordnung des hohlzylinder¬ förmigen Körpers 12 und dem Aufbau der Kolbenstange 7, 9.

Die Kolbenstange 7, 9 erstreckt sich zu beiden Seiten des

Kolbens 6. Der ferromagnetische Bereich 9 der Kolbenstange 7, 9 liegt auf der dem Kompressionsraum 8 zugewandten Seite des Kolbens 6. Der hohlzylinderförmige Körper 12 ist innerhalb des Kompressionsraumes angeordnet und an dem beweglichen Kontakt- stück 4 mittels Streben 18, 19 befestigt. Dadurch wird die

Strömung des Löschgases innerhalb des Kompressionsraums 8 nicht mehr als notwendig behindert. Der ferromagnetische Bereich 9 der Kolbenstange 7, 9 tritt in den Schlitz 16 des hohlzylinder¬ förmigen Körpers 12 erst dann ein, wenn das bewegliche Kontakt- stück 4 von dem festen Kontaktstück 1 abgelaufen ist. Diese An¬ ordnung bewirkt, daß beim Einschalten des Schalters der ferroma¬ gnetische Bereich 9 der Kolbenstange 7, 9 den Schlitz 16 in dem hohlzylinderförmigen Körper 12 früh genug verläßt, um durch die Bewegung des Kompressionszylinders 3 nicht mitgenommen zu werden.

Beim Ausschalten findet dagegen vom Zeitpunkt des Eintritts des ferromagnetischen Bereiches 9 der Kolbenstange 7, 9 in dem Schlitz 16 die magnetische Antriebsunterstützung statt. Der Kolben 6 wird, falls der Abschaltstrom genügend groß ist, gegen¬ läufig zum Kompressionzylinder 3 beschleunigt, wodurch der maxi¬ male Löschgasdruck früher erreicht wird, als ohne den zusätz¬ lichen Antrieb des Kolbens 6. Im weiteren Verlauf der Kompres¬ sionsbewegung wird dann der Lichtbogen mit dem komprimierten Löschgas beblasen und der Kompressionskolben 6 mit dem Kompres¬ sionszylinder 3 weiterbewegt, bis daß er an den Anschlag 10

anstößt. In dieser Stellung hat der Schalter seine Endlage erreicht.