DE19522581C1 - Elektrischer Druckgas-Leistungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Druckgas- Leistungsschalter für Hochspannung mit zwei koaxialen Kon­ taktstücken von denen wenigstens eines antreibbar ist und mit einem Isolierstoffteil, welches mit dem ersten Kon­ taktstück verbunden ist, und welches das zweite Kontaktstück im Einschaltzustand gasdicht um­ greift, einen Druckgasraum begrenzt, in dem Löschgas beim Ausschalten unter Druck gesetzt wird und während der Ausschaltbewegung von dem zweiten Kontaktstück abläuft.

Ein derartiger elektrischer Druckgas-Leistungsschalter ist beispielsweise aus der E 0 221 838 B1 bekannt. Bei dem be­ kannten Leistungsschalter weist das Isolierstoffteil einen Blaszylinder auf, der das in einem Kompressionsraum kompri­ mierte Löschgas durch Öffnungen radial nach innen in einen Lichtbogenraum zwischen den Kontaktstücken einströmen läßt.

Nachdem das Isolierstoffteil beim Ausschaltvorgang von dem feststehenden Kontaktstück abgelaufen ist, können durch Restladungen, die auf der Oberfläche des Isolierstoffteils liegen, Überschläge zum feststehenden Kontaktstück hin auf­ treten und die dielektrische Verfestigung der Trennstrecke kann behindert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter der eingangs genannten Art so zu ge­ stalten, daß die Wiederverfestigung der Trennstrecke unter­ stützt wird und daß der zwischen den Kontaktstücken gezogene Schaltlichtbogen sicher gelöscht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zweite Kontaktstück in dem dem Isolierstoffteil im Ausschalt­ zustand zugewandten Endbereich eine Verjüngung aufweist, so daß vor Aufhebung der axialen Überdeckung des zweiten Kon­ taktstückes mit dem Isolierstoffteil zwischen diesen ein Spalt entsteht.

Der Ablaufpunkt des Isolierstoffteils von dem zweiten Kon­ taktstück wird somit in dem Bereich des zweiten Kontaktstücks angeordnet, in dem dieses sich verjüngt und gegebenenfalls eine Schulter bildet. Dieser Bereich befindet sich in einem axialen Abstand von dem der Trennstrecke zugewandten Ende des zweiten Kontaktstücks, in einem dielektrisch wenig bean­ spruchten Bereich mit geringer elektrischer Feldstärke.

Beim Ablaufen eines Isolierstoffkörpers von einem Kontakt­ stück ergeben sich im Normalfall wegen des kurzzeitig auftretenden schmalen Spaltes punktuell erhöhte dielektrische Belastungen. Diese werden bei der vorliegenden Konstruktion in einen Bereich verlagert, wo sie keine kritischen Werte erreichen.

Durch den in der letzten Phase des Ausschaltvorganges auftre­ tenden Spalt strömt unter Druck gesetztes Löschgas aus dem Druckgasraum aus, wodurch Überschläge in diesem Bereich zwi­ schen dem Isolierstoffteil und dem zweiten Kontaktstück ver­ hindert werden und dieser Bereich dielektrisch verfestigt wird. Ein eventuell hier entstehender Lichtbogen würde durch das durch den Spalt abströmende Löschgas ausgeblasen.

Gleichzeitig wird aus dem Druckgasraum das Löschgas in den Lichtbogenraum zwischen den Kontaktstücken geblasen, um dort den Schaltlichtbogen zu löschen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Außendurchmesser des zweiten Kontaktstückes in dessen dem ersten Kontaktstück zugewandten Endbereich dem Außendurchmes­ ser eines dritten Kontaktstückes entspricht und daß das zwei­ te und das dritte Kontaktstück im Einschaltzustand von einem beide koaxial umgebenden ersten Kontaktstück (Überbrückungs­ kontaktstück) überbrückt werden.

Durch diese Konstruktion kann ein Überbrückungskontaktstück verwendet werden, das in seinem Kontaktbereich mit dem drit­ ten Kontaktstück denselben Querschnitt aufweist, wie in dem Kontaktbereich mit dem zweiten Kontaktstück. Außerdem kann die Schulter, an der sich der Außendurchmesser des zweiten Kontaktstückes vergrößert, als Anschlag für das Über­ brückungskontaktstück beim Einschaltvorgang dienen.

Die Verjüngung des zweiten Kontaktstücks kann auch konisch gestaltet sein. Dies kann für eine Kontaktdruckerhöhung zwischen dem ersten und zweiten Kontaktstück im Einschalt­ zustand benutzt werden.

Das zweite Kontaktstück ist außerdem vorteilhaft zum Abströmen von Löschgas hohl ausgebildet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie­ ben.

Dabei stellt die Figur schematisch in einem Längsschnitt einen Teil eines Leistungsschalters mit den Kontaktstücken und dem Isolierstoffteil dar.

Das erste Kontaktstück 1 ist als Überbrückungskontaktstück ausgebildet und in axialer Richtung beweglich. Das Über­ brückungskontaktstück 1 besteht in an sich bekannter Art aus einzelnen, jeweils axial verlaufenden und am Umfang des fest­ stehenden Kontaktstückes 3 verteilten, federnd radial nach innen gedrückten Kontaktlamellen.

Die beiden Kontaktstücke 2, 3 stehen einander in festem Ab­ stand koaxial gegenüber.

Die Kontaktlamellen des ersten Kontaktstückes 1 sind in einem Rohr 4 gefaßt, das mit einem zylindrischen Blasgitter 5 ver­ bunden ist. Das Blasgitter 5 ist durch einen zylindrischen Körper gebildet, der Durchlässe für das Löschgas aufweist, welches in dem Kompressionsraum 6 durch Bewegung des Kom­ pressionszylinders 7 in Richtung des Pfeiles 8 komprimiert wird und radial nach innen in den Lichtbogenraum 9 einströmt.

Nach dem Ablaufen des Kontaktteils 10 des er­ sten Kontaktstückes 1 von dem feststehenden Kontaktstück 2 wird ein Lichtbogen in dem Lichtbogenraum 9 gezogen, der durch Beblasung mit dem unter Druck gesetzten Löschgas nach dem nächsten Stromnulldurchgang gelöscht wird.

Die erfinderische Ausgestaltung des zweiten Kontaktstückes 2 mit einem Endbereich 11, der einen jenseits einer Schulter 14 verminderten Außendurchmesser aufweist, hat folgende Wirkung: Bis zum Ablaufen der Kontaktlippe 12 des Kompressionszylin­ derbodens 13 von dem Kontaktstück 2 im Bereich der Schulter 14 wird in dem zwischen dem feststehenden Kompressionskolben 15 und dem in Richtung des Pfeiles 8 bewegten Kompressionszy­ linder 7 gebildeten Kompressionsraum 6 das dort befindliche Löschgas, beispielsweise SF₆ komprimiert und nach dem Ablau­ fen des Kontaktteils 10 des Kontaktstücks 1 (Überbrückungskontaktstückes) von dem Kontaktstück 2 durch die Durchlässe des Blasgitters 5 in den Lichtbogenraum 9 eingeblasen.

Von dem Zeitpunkt des Ablaufens der Dichtlippe 12 von der Schulter 14 an wird ein Ringspalt 16 zwischen dem feststehenden Kontaktstück 2 und dem Isolierstoffteil 5, 7,13 frei, durch den Löschgas aus dem Lichtbogenraum abströmen kann.

Durch das durch diesen Ringspalt 16 abströmende Löschgas wird dort die Trennstrecke zwischen dem feststehenden Kontaktstück 2 und dem Isolierstoffteil 5, 7, 13 dielektrisch verfestigt. Überschläge zwischen diesen Bauteilen, die weitere Über­ schläge initiieren bzw. leitfähige Spuren auf dem Isolier­ stoffteil 5, 7, 13 hinterlassen können, werden somit ver­ hindert.

Der Ablaufpunkt des Isolierstoffteils 5, 7, 13 von dem zweiten Kontaktstück 2 wird somit in dem Bereich des zweiten Kontaktstücks angeordnet, in dem dieses sich verjüngt und gegebenenfalls eine Schulter 14 bildet. Dieser Bereich befindet sich in einem axialen Abstand von dem der Trenn­ strecke zugewandten Ende des zweiten Kontaktstücks 2, in einem dielektrisch wenig beanspruchten Bereich mit geringer elektrischer Feldstärke.

Beim Ablaufen eines Isolierstoffkörpers 5, 7, 13 von einem Kontaktstück 2 ergeben sich im Normalfall wegen des kurz­ zeitig auftretenden schmalen Spaltes punktuell erhöhte dielektrische Belastungen. Diese werden bei der vorliegenden Konstruktion in einen Bereich verlagert, wo sie keine kriti­ schen Werte erreichen.

Claims (2)

1. Elektrischer Druckgas-Leistungsschalter für Hochspannung mit zwei koaxialen Kontaktstücken (1, 2), von denen wenig­ stens eines antreibbar ist und mit einem Isolierstoffteil (5, 7, 13), welches mit dem ersten Kontaktstück (1) ver­ bunden ist, und welches das zweite Kontaktstück (2) im Einschaltzustand gasdicht um­ greift, einen Druckgasraum (6) begrenzt, in dem Löschgas beim Ausschalten unter Druck gesetzt wird und während der Ausschaltbewegung von dem zweiten Kontaktstück (2) abläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kontaktstück (2) in dem Isolierstoffteil (5, 7, 13) im Ausschaltzustand zugewandten Endbereich (11) eine Ver­ jüngung aufweist, so daß vor Aufhebung der axialen Über­ deckung des zweiten Kontaktstückes (2) mit dem Isolierstoff­ teil (5, 7, 13) zwischen diesen ein Spalt (16) entsteht.

2. Elektrischer Druckgas-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des zweiten Kontaktstückes (2) in dessen dem ersten Kontaktstück (1) zugewandten Endbereich (11) dem Außendurchmesser eines dritten Kontaktstückes (3) entspricht und daß das zweite (2) und das dritte (3) Kontaktstück im Einschaltzustand von einem beide koaxial umgebenden ersten Kontaktstück (1) (Überbrückungskontaktstück) überbrückt wer­ den.