DE4304741C2 - Hochspannungs-Leistungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs- Leistungsschalter mit zwei einander in festem Abstand gegenüberstehenden, hohl ausgebildeten Kontaktstücken und mit einer Vorrichtung zur Beblasung eines zwischen den Kontaktstücken brennenden Lichtbogens mit einem Löschgas sowie mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Unter­ drucks in wenigstens einem der Kontaktstücke, die einen Saugkolben und einen mit dem Inneren des Kontaktstückes verbundenen Saugraum aufweist.

Ein derartiger Hochspannungs-Leistungsschalter ist bei­ spielsweise aus der DE-OS 31 34 200 bekannt. Bei dem dort beschriebenen Leistungsschalter wird mittels eines in einem Kompressionszylinder beweglichen Kolbens Löschgas komprimiert, das zu einer Beblasung des Lichtbogens in dem Raum zwischen den beiden feststehenden Kontaktstücken dient. Außer dem Kompressionskolben ist ein Saugkolben vorgesehen, der mit dem Kompressionskolben verbunden ist und durch den während einer Ausschaltbewegung in einem Saugraum ein Unterdruck erzeugt wird. Der Saugraum ist mit dem Inneren eines der hohlen Kontaktstücke verbunden, so daß die Gasströmung innerhalb des Kontaktstückes von dessen dem anderen Kontaktstück zugewandten Ende zu dem dem ande­ ren Kontaktstück abgewandten Ende hin unterstützt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Hoch­ spannungs-Leistungsschalter der eingangs genannten Art die Löschgasströmung weiter zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Saugkolben im Inneren des Kontaktstücks beweglich geführt und der Saugraum innerhalb des Kontaktstückes angeordnet ist.

Dadurch, daß der Saugkolben und der Saugraum selbst im Inneren des Kontaktstückes angeordnet sind, entsteht der Unterdruck direkt an der Stelle, wo er den günstigsten Einfluß auf eine Beschleunigung des Löschgases ausübt. Wird der Unterdruck außerhalb des Kontaktstückes er­ zeugt, so entsteht erst indirekt und mit einer gewissen Verzögerung im Inneren des Kontaktstücks ein Unterdruck. Durch die vorliegende Erfindung wird also auch ein schnel­ leres Erreichen eines Unterdruckzustandes gewährleistet. Das Löschgas wird dadurch bei seinem Einströmen in das oder die Kontaktstücke weiter beschleunigt, so daß eine hohe Geschwindigkeit des Löschgases bei seinem Einströmen in das Kontaktstück erreicht wird. Hierdurch wird der Lichtbogenfußpunkt ins Innere des Kontaktstückes hineinge­ rissen und der Lichtbogen somit verlängert, was das Löschen des Lichtbogens ebenfalls erleichtert.

Die Erfindung kann vorteilhaft dadurch ausgestaltet sein, daß der Saugkolben mit dem Schalterantrieb verbunden ist.

Auf diese Weise ist einerseits eine Koordination der Schaltkontakte mit der Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks erreicht, andererseits können sowohl die Schaltbewegung, als auch die Bewegung zur Erzeugung eines Unterdrucks durch einen gemeinsamen Antrieb bewerkstelligt werden, was sich kostenreduzierend auswirkt.

Außerdem kann die Erfindung vorteilhaft dadurch ausge­ staltet werden, daß der Saugkolben mit dem beweglichen Teil einer mechanischen Kompressionseinrichtung für das Löschgas verbunden ist.

Die Beblasung des Lichtbogens wird besonders effektiv, wenn ein die Kontaktstücke umgebender Kompressionszylinder sowie ein Kompressionskolben zur Kompression des Lösch­ gases vorgesehen sind, so daß komprimiertes Löschgas radial von außen in den Raum zwischen den Kontaktstücken geblasen wird und danach durch das Innere der beiden Kontaktstücke abfließt. Durch die gemeinsame Nutzung eines einzigen Antriebs für die Kompressionsvorrichtung und die Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks wird der Auf­ wand sehr gering gehalten. Außerdem sind die Vorrichtungen zur Erzeugung eines Unterdrucks und die Kompressionsvor­ richtung ohne weiteres miteinander synchronisiert.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Saugkolben in dem der Antriebsseite zugewandten Kontaktstück angeordnet ist.

Auf diese Weise läßt sich der Saugkolben besonders einfach mit dem Antrieb des Schalters verbinden, ohne daß eine Kraftumlenkung notwendig wäre. Die Anordnung eines Saug­ kolbens in dem anderen Kontaktstück ist ebenso möglich, wenn auch mechanisch etwas aufwendiger.

Weiterhin kann die Erfindung vorteilhaft dadurch ausge­ staltet werden, daß der Saugkolben aus Polytetrafluor­ äthylen besteht.

Dieses Material ist besonders leicht, so daß die zu be­ schleunigende Masse des Saugkolbens und die für seine Be­ schleunigung notwendige Energie besonders gering gehalten wird. Außerdem sind die Reibungskräfte zwischen Polytetra­ fluoräthylen und Metallen besonders gering, so daß ein Verkanten des Saugkolbens in seiner Führung oder die Er­ zeugung von großen bremsenden Reibkräften ausgeschlossen ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Saugkolben im Verlauf der Ausschaltbewegung wenig­ stens eine Öffnung in einer Wand des Kontaktstücks frei­ gibt.

Außerdem kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß der Saug­ kolben an seiner dem Saugraum zugewandten Seite konisch zulaufend ausgebildet ist.

Durch die Freigabe von Öffnungen des Kontaktstücks kann der Saugkolben die einsetzende Gasströmung nach Auffüllen des Saugraums nicht behindern. Das Löschgas kann frei abfließen. Durch die konisch zulaufende Form des Saug­ kolbens wird das Löschgas ohne größeren Rückstau zu der/den Öffnung(en) in der Wand des Kontaktstücks abgelenkt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispieles in einer Zeichnung gezeigt und anschließend be­ schrieben.

Dabei zeigt die Figur einen erfindungsgemäßen Hochspannungs-Leistungs­ schalter schematisch in einem Längsschnitt.

Der Hochspannungs-Leistungsschalter 1 weist zwei einander in festem Abstand gegenüberstehende, zur Abfuhr von Schalt­ gasen hohl ausgebildete Kontaktstücke 2, 3 auf, deren ein­ ander zugewandte Enden 4, 5 düsenförmig ausgebildet sind.

Der Leistungsschalter 1 weist einen antreibbaren Kompres­ sionszylinder 6 auf, der die Kontaktstücke 2, 3 in der Einschaltstellung koaxial umgibt. Durch einen feststehen­ den Kompressionskolben 7 wird innerhalb des Kompressions­ zylinders 6 ein Kompressionsraum 8 begrenzt, der im Zuge der Ausschaltschaltbewegung durch das Zurückziehen des Kompressionszylinders 6 verkleinert wird. Das darin befind­ liche Löschgas, im Normalfall SF₆, gerät unter erhöhten Druck und wird schließlich durch das Blasgitter 9 in den Zwischenraum zwischen den Kontaktstücken 2, 3 eingeblasen.

Im Einschaltzustand sind die beiden Kontaktstücke 2, 3 durch das Überbrückungskontaktstück 10 leitend mitein­ ander verbunden. Das Überbrückungskontaktstück 10 ist mit dem Schalterantrieb in nicht dargestellter Weise verbunden, ebenso wie der Kompressionszylinder 6. Nach dem Ablaufen des Überbrückungskontaktstückes 10 von dem feststehenden Kontaktstück 2 wird zwischen diesen ein Lichtbogen gezün­ det, der dann von dem Überbrückungskontaktstück 10 auf das feststehende Kontaktstück 5 kommutiert.

Durch das in den Lichtbogenraum eingeblasene Löschgas wird der Lichtbogen gekühlt und seine Fußpunkte werden durch das Löschgas, das durch das Innere der hohl ausgebildeten Kontaktstücke 2, 3 abströmt, mitgerissen, so daß der Licht­ bogen verlängert wird. Hierdurch wird die Löschung des Lichtbogens erleichtert. Das Löschgas erreicht durch die Düsenform der Enden 4, 5 der Kontaktstücke 2, 3 seine größte Geschwindigkeit nach dem Eintritt in das Innere der hohlen Kontaktstücke 2, 3. Durch den im Inneren des Kontaktstückes 3 geführten Saugkolben 11, der ebenso wie das Überbrückungskontaktstück 10 und der Kompressions­ zylinder 6 mit dem Schalterantrieb verbunden ist, wird im Inneren des Kontaktstückes 3 ein Saugraum 12 geschaffen, in dem während der ersten Phase der Ausschaltbewegung durch die Bewegung des Saugkolbens 11 ein Unterdruck er­ zeugt wird, der das Löschgas zusätzlich beschleunigt. Vorteilhaft können an dem antriebsseitigen Ende des Kontaktstückes 3 Öffnungen 13 in dessen Wand vorgesehen sein, die nach dem Passieren des Saugkolbens 11 das Ausströmen von Löschgas aus dem Kontaktstück 3 ermögli­ chen. Hierdurch wird verhindert, daß nach dem Beginn der Beblasung des Lichtbogens so viel Löschgas durch das düsenförmige Ende 5 des Kontaktstückes 3 in das Innere des Kontaktstückes 3 einströmt, daß sich dort ein Überdruck aufbaut. Die Öffnungen ermöglichen nach dem Passieren des Saugkolbens ein freies Abströmen des Löschgases, so daß kein Rückstau entsteht, der die Strömungsgeschwindigkeit des Löschgases im Bereich des düsenförmigen Endes 5 verringern könnte.

Claims (7)

1. Hochspannungs-Leistungsschalter mit zwei einander in festem Abstand gegenüberstehenden, hohl ausgebildeten Kontaktstücken und mit einer Vorrichtung zur Beblasung eines zwischen den Kontaktstücken brennenden Lichtbogens mit einem Löschgas sowie mit einer Vorrichtung zur Er­ zeugung eines Unterdrucks in wenigstens einem der Kontakt­ stücke, die einen Saugkolben und einen mit dem Inneren des Kontaktstückes verbundenen Saugraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkolben (11) im Inneren des Kontaktstücks (2, 3) beweglich geführt und der Saugraum (12) innerhalb des Kontaktstückes (2, 3) angeordnet ist.

2. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkolben (11) mit dem Schalterantrieb verbunden ist.

3. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkolben (11) mit dem beweglichen Teil einer mechanischen Kompressionseinrichtung (6, 7) für das Lösch­ gas verbunden ist.

4. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkolben (11) in dem der Antriebsseite zugewandten Kontaktstück (3) angeordnet ist.

5. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkolben (11) aus Polytetrafluoräthylen besteht.

6. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkolben (11) im Verlauf der Ausschaltbewegung wenigstens eine Öffnung (13) in einer Wand des Kontakt­ stücks (2, 3) freigibt.

7. Hochspannungs-Leitungsschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkolben (11) an seiner dem Saugraum (12) zugewandten Seite konisch zulaufend ausgebildet ist.