DE3437707A1 - Druckgasschalter - Google Patents
DruckgasschalterInfo
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- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
- H01H33/90—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
- H01H33/901—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism making use of the energy of the arc or an auxiliary arc
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Description
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Druckgasschalter
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung Bezug auf
einen Stand der Technik wie er in der US-PS 4,139,752 beschrieben ist. Beim bekannten Schalter wird beim Ausschalten
vom Schaltlichtbogen aufgeheiztes Isoliergas in einen Speicherraum geführt. Bei Annäherung des abzuschaltenden
Stromes an den Stromnulldurchgang wird das gespeicherte Gas über einen Ringkanal in die zwischen
den geöffneten Schaltstücken befindliche Lichtbogenlöschzone geleitet, um hierbei den Schaltlichtbogen zu beblasen.
Zwecks Verbesserung des Blasmechanismus und damit des Ausschaltvermögens des Schalters ist der Speicherraum
über ein Rückschlagventil mit dem Kompressionsraum einer beim Ausschalten betätigten Kompressionsvorrichtung
für Isoliergas verbunden. Hierdurch wird zwar auch bei kleinen Strömen ein hoher Druckaufbau im Speicherraum
I ft···
-'•2 -'" · 95/84
erreicht, jedoch sind die Löscheigenschaften des gespeicherten
Isoliergases wegen seiner hohen Temperatur nicht optimal.
Die Erfindung wie sie in Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, einen Druckgasschalter der gattungsgemässen
Art anzugeben, bei welchem das Ausschaltvermögen durch Verbesserung der Qualität des gespeicherten Gases
wesentlich erhöht ist.
Die Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs
1 gelöst.
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
und die Erfindung nicht beschränkenden Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Hierbei zeigt die einzige Figur eine Aufsicht auf eine axial geschnittene Ausführungsform des erfindungsgemässen
Druckgasschalters, wobei in der linken Hälfte der Einschaltzüstand und in der rechten Hälfte der Zustand
beim Ausschalten dargestellt sind.
In der Figur bezeichnet 1 ein im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildetes Gehäuse. Dieses Gehäuse ist mit
einem Isoliergas, wie etwa Schwefelhexafluorid von einigen bar Druck, gefüllt. Das Gehäuse 1 enthält zwei längs
einer Achse relativ zueinander bewegliche Schaltstücke 2 und 3, welche im Einschaltzustand des Druckgasschalters
(linke Hälfte der Figur) miteinander in Eingriff sind und beim Ausschalten (rechte Hälfte der Figur) eine
Lichtbogenlöschzone 4 begrenzen, in der ein Schaltlichtbogen 5 brennt. Beide Schaltstücke 2, 3 sind an den
einander zugewandten Enden abbrandfeat ausgebildet und
weisen dort Gaseintrittsöffnungen 6 und 7 auf. Stromabwärts
weisen die Schaltstücke 2 und 3 aus der Figur nicht ersichtliche Gasaustrittsöffnungen auf. Die Gaseintrittsöffnung
7 des Schaltstückes 3 ist derart bemessen, dass das feststehend ausgebildete Schaltstück 2 beim
Einschalten in diese Oeffnung eintreten kann und dann mit dem beweglich ausgebildeten Schaltstück 3 eine annähernd
gasdichte SrhaltstückUberlappung bildet. Beide Schaltstücke 2 und 3 sind mit (in der Figur nicht dargestellten)
in das Gehäuse 1 geführten Stromanschlüssen in elektrisch leitender Weise verbunden.
Beide Schaltstücke 2 und 3 sind von einem Isolierkörper 8 aus einem lichtbogenfesten Material, wie etwa Polytetrafluorethylen
umgeben. Dieser Isolierkörper 8 ist mit dem beweglichen Schaltstück 3 starr verbunden und weist
eine obere ringförmige Oeffnung auf, welche im Einschaltzustand vom feststehenden Schaltstück 2 durchdrungen
ist. Im Isolierkörper 8 sind ferner zwei die Schaltstücke 2 und 3 ringförmig umgebende Räume ausgespart. Einer
dieser beiden Räume ist ein Speicherraum 9. Dieser Raum dient überwiegend zur Speicherung von Gas, welches der
Lichtbogen 5 während des Ausschaltens aufheizt. Der andere dieser beiden Räume ist ein Kompressionsraum
10 einer Kompressionsvorrichtung mit einem beweglichen ringförmigen Zylinder 11 und einem feststehenden ringförmigen
Kolben 12.
Im Inneren des Isolierkörpers 8 befindet sich ferner eine ringförmige, mittels Stegen 13 am Isolierkörper 8
befestigte Trennwand 14 aus abbrandfestem Isoliermaterial.
Diese Wand begrenzt zusammen mit dem Isolierkörper 8 einen gewinkelt ausgebildeten Ringkanal 15. Ein Teilstück
16 dieses Ringkanals erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zur Schaltstückachse und verbindet beim Aus-
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schalten die Lichtbogenlöschzone 4 mit einem zweiten Teilstück 17 des Ringkanals 15, welches seinerseits
im wesentlichen in axialer Richtung erstreckt ist und das Teilstück 16 mit dem Speicherraum 9 verbindet.
eine ringförmige Strömungsengstelle 18 miteinander verbunden. Die Strömungsengstelle weist eine Kontur auf, welche
beim Auftreten eines Kompressionsdruckes im Kompressionsraum 10 einen in das Teilstück 17 des Ringkanals 15
gerichteten Freistrahl 19 ausbildet.
Die Trennwand 14 begrenzt zusammen mit dem Isolierkörper 8 einen weiteren Ringkanal 20, welcher beim Ausschalten
den Speicherraum 9 mit der Lichtbogenlöschzone 4 verbindet. Die Oeffnung dieses Ringkanals zum Speicherraum 9
ist gegenüber der entsprechenden Oeffnung des Ringkanals 15 axial in Richtung des feststehendes Schaltstückes 2
versetzt im Isolierkörper 8 angebracht.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Druckgasschalters
ist nun wie folgt:
Beim Ausschalten wird das bewegliche Schaltstück 3 und damit der Isolierkörper 8 in Pfeilrichtung nach unten
bewegt. Hierbei wird während einer im wesentlichen durch die Dauer der Schaltstücküberlappung bestimmten Phase
im Kompressionsraum 10 Isoliergas vorkomprimiert. Hierbei bildet sich der im Teilstück 17 des Ringkanals 15 geführte
Freistrahl 19 aus kühlem Isoliergas aus, welcher mit seiner turbulenten Grenzschicht 21 und der Trennwand
14 eine Trennung zwischen den Teilstücken 16 und 17 des Ringkanals 15 bildet. Der Freistrahl 19 erzeugt
im Teilstück 16 des Ringkanals 15 einen Unter- und im
Teilstück 17 einen Ueberdruck. Die Druckdifferenz zwischen ';<
Ueber- und Unterdruck ist hierbei besonders ausgeprägt, '
wenn die beiden Teilstücke 16 und 17 annähernd senkrecht i
aufeinander stehen. Im Teilstück 16 befindliche Masseteile )
werden daher durch die Grenzschicht 21 abgesaugt und ■ ,
dem Speicherraum 9 unter Bildung eines Ueberdrucks züge- !
führt. Solche Masseteile entstehen durch das nach der ί
Schaltstücktrennung vom Lichtbogen 5 aufgeheizte Isoliergas. Dieses aufgeheizte Isoliergas wird dem Teilstück
16 des Ringkanals 15 durch die Saugwirkung des Freistrahls
19 einerseits und durch den Heizmechanismus des Licht- ·■
bogens 5 andererseits zugeführt. In der Grenzschicht
21 wird das aufgeheizte Isoliergas turbulent mit dem
kühlen Isoliergas des Freistrahls 19 vermischt. Das
21 wird das aufgeheizte Isoliergas turbulent mit dem
kühlen Isoliergas des Freistrahls 19 vermischt. Das
vermischte Gas wird sodann unter Bildung des Ueberdrucks
in den Speicherraum 9 befördert.
in den Speicherraum 9 befördert.
Wenn das bewegliche Schaltstück 3 die Oeffnung des Ringkanals 20 zum Lichtbogenlöschraum 4 freigibt, setzt
wegen des vorher im Speicherraum 9 aufgebauten Ueberdrucks <
wegen des vorher im Speicherraum 9 aufgebauten Ueberdrucks <
eine Beblasung des Lichtbogens 5 ein, die zu einer (in .
der Figur ciurch Pfeile markierten) Zirkulationsströmung
um die Trennwand 14 und damit zu einem effektiven Energietransport in den Speicherraum 9 führt. Hierbei ist es
insbesondere beim Schalten kleiner Ströme von Vorteil,
um die Trennwand 14 und damit zu einem effektiven Energietransport in den Speicherraum 9 führt. Hierbei ist es
insbesondere beim Schalten kleiner Ströme von Vorteil,
dass wegen der intensiven Durchmischung von heissem
und kaltem Isoliergas eine genügend lange Zeit über :
den Stromnulldurchgang hinaus ein höher Druck eines '
vergleichsweise kühlen und daher hochwertigen Isoliergases
im Speicherraum 9 erhalten bleibt.
im Speicherraum 9 erhalten bleibt.
Claims (4)
1. Druckgasschalter mit zwei in einem isoliergasgefüllten
Gehäuse (1) längs einer Achse relativ zueinander beweglichen Schaltstücke (2, 3), welche beim Ausschalten
eine Lichtbogenlöschzone (4) begrenzen, einem die Lichtbogenlöschzone (4) begrenzenden Isolierkörper
(8), einem im Isolierkörper (8) befindlichen Kanal, welcher die Lichtbogenlöschzone (4) mit einem
Speicherraum (9) verbindet und einer Kompressionsvorrichtung, deren Kompressionsraum (IQ) mit dem
Speicherraum (9) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Kompressions (10)- und Speicherraum (9)
über eine Strömungsengstelle (18) miteinander verbunden sind, welche beim Ausschalten einen Freistrahl (19)
aus Isoliergas ausbildet, und dass die Strömungsengstelle (18) derart ausgerichtet und angeordnet
ist, dass eine Grenzfläche (21) des Freistrahls (19) ein mit der Lichtbogenlöschzone (4) verbundenes erstes
Teilstück (16) des Kanals von einem mit dem Speicherraum (9) verbundenen und den Freistrahl (19) aufnehmenden
Teilstück (17) des Kanals trennt.
2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal gewinkelt ausgebildet ist, wobei
die beiden Teilstücke (16, 17) des Kanals die Schenkel des Winkels bilden.
3. Druckgasschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beien Teilstücke (16, 17) annähernd
senkrecht aufeinander stehen.
4. Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilstück (16)
annähernd senkrecht zur Schaltstückachse und das zweite Teilstück (17) annähernd axial erstreckt ist.
Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal als Ringkanal
(15) ausgebildet und von einer Trennwand (14) begrenzt ist, welche zugleich den Speicherraum (9) und einen
den Speicherraum (9) mit der Lichtbogenlöschzone (4) verbindenden weiteren Ringkanal (20) begrenzt.
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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Representative=s name: DERZEIT KEIN VERTRETER BESTELLT |
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Representative=s name: RUPPRECHT, K., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 6242 KRONBER |
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