DE9116862U1 - Metal encapsulated gas circuit breaker - Google Patents

Description

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Siemens AktiengesellschaftSiemens AG

Metallgekapselter Druckgasleistungsschalter 5Metal-enclosed gas pressure circuit breaker 5

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Energieverteilung und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung eines metallgekapselten Druckgasleistungsschalters anzuwenden, der am Übergang von der Unterbrechereinheit zur Gehäusedurchführung mit einem Richtorgan zur Beeinflussung der abströmenden heißen Löschgase versehen ist.The invention is in the field of energy distribution and is to be used in the structural design of a metal-encapsulated pressure gas circuit breaker, which is provided with a directing element at the transition from the interrupter unit to the housing feedthrough to influence the outflowing hot extinguishing gases.

Bei einem bekannten Schalter dieser Art ist am fixierten Ende desjenigen rohrförmigen Kontaktelementes, welches der Antriebseinrichtung der Unterbrechereinheit abgewandt ist, mit Abstand zur Austrittsöffnung des Kontaktelementes ein Richtorgan angeordnet, das im wesentlichen aus einer Ablenkkappe besteht. Diese Ablenkkappe sitzt auf dem einen, offen Ende eines Rohrleiters auf, der sich durch einen Stromwandler hindurch erstreckt und am anderen Ende mit einem Kontaktstück verschlossen ist. Dieses Kontaktstück ist Teil einer konzentrisch aufgebauten Kuppelkontaktanordnung, welche den Rohrleiter über ein Tragrohr mit der Gehäusedurchführung verbindet (DE 39 04 147). Bei diesem bekannten Schalter werden bei einem Schaltvorgang die durch das rohrförmige Kontaktelement abströmenden heißen Löschgase von dem Richtorgan aufgenommen und seitwärts umgelenkt. Ein kleiner Teil der Löschgase kann auch in den rohrförmigen Stromleiter eindringen. - Dieser bekannte Schalter ist für eine Spannungsebene von etwa 240 kV ausgelegt. Bei Schaltern für eine niedrigere Spannungsebene, beispielsweise für 145 kV ist man bestrebt, den Durchmesser der rohrförmigen Metallkapselung so klein wie möglich zu halten. Dabei darf jedoch innerhalb derIn a known switch of this type, a straightening element, which essentially consists of a deflection cap, is arranged at the fixed end of the tubular contact element facing away from the drive device of the interrupter unit, at a distance from the outlet opening of the contact element. This deflection cap sits on one, open end of a tubular conductor that extends through a current transformer and is closed at the other end with a contact piece. This contact piece is part of a concentrically constructed coupling contact arrangement, which connects the tubular conductor to the housing bushing via a support tube (DE 39 04 147). In this known switch, the hot extinguishing gases flowing out through the tubular contact element are absorbed by the straightening element and diverted sideways during a switching process. A small part of the extinguishing gases can also penetrate into the tubular current conductor. - This known switch is designed for a voltage level of around 240 kV. For switches for a lower voltage level, for example for 145 kV, the aim is to keep the diameter of the tubular metal enclosure as small as possible. However, within the

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Metallkapselung die dielektrische Festigkeit durch abströmende heiße Löschgase nicht gefährdet werden.Metal encapsulation ensures that the dielectric strength is not compromised by escaping hot extinguishing gases.

Ausgehend von einem metallgekapselten Druckgasleistungsschalter mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Konstruktionselemente zur Abfuhr der heißen Löschgase so zu gestalten, daß die dielektrische Festigkeit auch bei möglichst enger Anpassung der Metallkapselung an die Unterbrechereinheit nicht gefährdet ist.Starting from a metal-encapsulated pressure gas circuit breaker with the features of the preamble of patent claim 1, the invention is based on the task of designing the structural elements for discharging the hot extinguishing gases in such a way that the dielectric strength is not endangered even when the metal encapsulation is adapted as closely as possible to the interrupter unit.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Kuppelkontaktanordnung unmittelbar mit dem Richtorgan verbunden und ebenso wie das Richtorgan mit einer axialen Durchgangsbohrung versehen ist.To achieve this object, the invention provides that the coupling contact arrangement is directly connected to the straightening element and, like the straightening element, is provided with an axial through-bore.

Bei einer derartigen Ausgestaltung des Schalters wird - in Abhängigkeit von dem Durchmesser der axialen Durchgangsbohrung - nur ein Teil bzw. ein kleinerer Teil der abströmenden Löschgase von dem Richtorgan radial abgelenkt. Der andere Teil strömt durch die axiale Durchgangsbohrung hindurch in einen Bereich des Schalters, wo größere Mengen frischen Löschgases vorhanden sind. Diese werden von den abströmenden heißen Löschgasen verdrängt und der Unterbrechereinheit zugeführt, wo sie dann für weitere Löschvorgänge zur Verfugung stehen. Zugleich werden durch diese Ausgestaltung die heißen Löschgase von der Kuppelkontaktanordnung ferngehalten.With such a design of the switch, depending on the diameter of the axial through-hole, only a part or a small part of the outflowing extinguishing gases are deflected radially by the straightening element. The other part flows through the axial through-hole into an area of the switch where larger quantities of fresh extinguishing gas are present. These are displaced by the outflowing hot extinguishing gases and fed to the interrupter unit, where they are then available for further extinguishing processes. At the same time, this design keeps the hot extinguishing gases away from the coupling contact arrangement.

Gegebenenfalls kann es erforderlich sein, die aus der axialen Durchgangsbohrung ausströmenden heißen Löschgase in dem die Löschgase aufnehmenden Raum zu verteilen, beispielsweise um einen in Richtung des LöschgasstromesIt may be necessary to distribute the hot extinguishing gases flowing out of the axial through-hole in the space containing the extinguishing gases, for example in order to create a

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angeordneten Erdungsschalter vor den heißen Löschgasen zu schützen. Zu diesem Zweck kann man an der Austrittsseite der axialen Durchgangsbohrung ein weiteres Richtorgan anordnen, welches den axial durch die Kuppelkontaktan-Ordnung hindurchgeleiteten Teilstrom des Löschgases radial ablenkt und auf diese Weise im Schaltergehäuse verteilt. Hierzu kann das Richtorgan aus einer Ablenkkappe bestehen, die mit radialen, beispielsweise sternförmig angeordneten Bohrungen versehen ist. Auf diese Weise findet mit Hilfe des ersten, mit einer axialen Durchgangsbohrung versehenen Richtorgans und mit Hilfe des zweiten, mit radialen Bohrungen versehenen Richtorgans -wodurch insgesamt eine zweistufige radiale Ablenkung der heißen Löschgase aus der Schalterachse erfolgt - eine besonders gleichmäßige Verteilung der heißen Löschgase in dem Schaltergehäuse statt. Gegebenenfalls kann zwischen der Austrittsöffnung des rohrförmigen Kontaktelementes und dem erstgenannten Richtorgan ein weiteres Richtorgan angeordnet sein, so daß man insgesamt eine mehrstufige radiale Ablenkung der Löschgase erhält.arranged earthing switch from the hot extinguishing gases. For this purpose, a further directing element can be arranged on the outlet side of the axial through-hole, which radially deflects the partial flow of the extinguishing gas that is guided axially through the coupling contact arrangement and in this way distributes it in the switch housing. For this purpose, the directing element can consist of a deflection cap that is provided with radial holes, for example in a star shape. In this way, with the help of the first directing element provided with an axial through-hole and with the help of the second directing element provided with radial holes - which overall results in a two-stage radial deflection of the hot extinguishing gases from the switch axis - a particularly even distribution of the hot extinguishing gases in the switch housing takes place. If necessary, a further straightening element can be arranged between the outlet opening of the tubular contact element and the first-mentioned straightening element, so that overall a multi-stage radial deflection of the extinguishing gases is obtained.

Drei Ausführungsbeispiele des im Rahmen der Erfindung verwendeten neuen Richtorgans sind in den Figuren 1 bis 3Three embodiments of the new straightening element used in the invention are shown in Figures 1 to 3

dargestellt. Dabei zeigt
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Figur 1 eine Anordnung, bei der das erste Richtorgan und der unmittelbar anschließende Kuppelkontakt mit einer axialen Durchgangsbohrung versehen sind,Figure 1 shows an arrangement in which the first straightening element and the immediately adjacent coupling contact are provided with an axial through-hole,

Figur 2 eine Anordnung, bei der am Ende der axialen Durchgangsbohrung zusätzlich eine Ablenkkappe angeordnet ist, undFigure 2 shows an arrangement in which a deflection cap is additionally arranged at the end of the axial through-hole, and

Figur 3 eine Anordnung, bei der am Ende der axialen Durchgangsbohrung eine mit radialen Bohrungen versehene Ablenkkappe angeordnet ist.Figure 3 shows an arrangement in which a deflection cap provided with radial holes is arranged at the end of the axial through-hole.

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Figur 1 zeigt in Anlehnung an Figur 1 der DE 39 04 147 Al einen Ausschnitt aus einem Druckgasleistungsschalter, in dessen Metallgehäuse 1 eine Unterbrechereinheit 2 angeordnet ist. Am linken Ende dieser Unterbrechereinheit ist das rohrförmige Kontaktelement 3 gehaltert, das über Bolzen 5 mit dem Richtorgan 4 und der Kuppelkontaktanordnung 7 verbunden ist. Die Kuppelkontaktanordnung 7 besteht dabei aus einem rohrförmigen Innenteil 8, einem konzentrisch dazu angeordneten Außenteil 9 und den dazwischen angeordneten Kontaktelementen 10. Das Außenteil 9 der Kuppelkontaktanordnung ist am Ende eines Tragrohres 11 befestigt, welches seinerseits mit einer Gehäusedurchführung verbunden ist.Figure 1 shows, based on Figure 1 of DE 39 04 147 A1, a section of a compressed gas circuit breaker in whose metal housing 1 an interrupter unit 2 is arranged. The tubular contact element 3 is held at the left end of this interrupter unit and is connected to the straightening element 4 and the coupling contact arrangement 7 via bolts 5. The coupling contact arrangement 7 consists of a tubular inner part 8, an outer part 9 arranged concentrically thereto and the contact elements 10 arranged between them. The outer part 9 of the coupling contact arrangement is attached to the end of a support tube 11, which in turn is connected to a housing bushing.

Sowohl das Richtorgan 4 als auch das rohrförmige Innenteil 8 der Kuppelkontaktanordnung 7 sind mit einer axialen Bohrung 6 versehen, so daß beim Abschalten entstehende heiße Löschgase, die durch das rohrförmige Kontaktelement 3 abströmen, durch die axiale Bohrung 6 hindurch weiter in den hinteren Teil des Schalters strömen können. Da die axiale Bohrung 6 im vorliegenden Fall kleiner als der Innendurchmesser des rohrförmigen Kontaktelementes 3 ist, wird ein Teil der aus dem Kontaktelement 3 abströmenden Löschgase von dem Richtorgan 4 radial nach außen gelenkt.Both the straightening element 4 and the tubular inner part 8 of the coupling contact arrangement 7 are provided with an axial bore 6, so that hot extinguishing gases that are generated during switching off and flow out through the tubular contact element 3 can flow further through the axial bore 6 into the rear part of the switch. Since the axial bore 6 in the present case is smaller than the inner diameter of the tubular contact element 3, a portion of the extinguishing gases flowing out of the contact element 3 are directed radially outwards by the straightening element 4.

Da es sich hierbei nur um eine kleine Teilmenge der abströmenden Löschgase handelt, wird hierdurch die dielektrische Festigkeit zwischen dem Richtorgan 4 und dem Metallgehäuse 1 nicht beeinträchtigt.Since this only involves a small portion of the extinguishing gases flowing out, the dielectric strength between the straightening element 4 and the metal housing 1 is not impaired.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist hinter der Austrittsöffnung der axialen Durchgangsbohrung 6 ein weiteres Richtorgan 12 angeordnet, welches aus einer Ablenkkappe besteht. Mit Hilfe dieses Richtorgans werden die Löschgase radial nach außen gelenkt. Aus hoch-In the embodiment according to Figure 2, a further directing element 12, which consists of a deflection cap, is arranged behind the outlet opening of the axial through-hole 6. With the help of this directing element, the extinguishing gases are directed radially outwards.

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spannungstechnischen Gründen ist hinter dem Richtorgan 12 eine Abschirmung 13 angeordnet.For voltage-related reasons, a shield 13 is arranged behind the straightening element 12.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3, das ebenfalls ausschnittsweise ein Gehäuse 21, eine Unterbrechereinheit 22 und ein rohrförmiges Kontaktelement 23 aufweist, ist das Richtorgan 24 einstückig mit der Stromzuführung 25 ausgebildet. Es ist mit dem rohrförmigen Innenteil 28 einer Kuppelkontaktanordnung verbunden, die ebenfalls ein konzentrisches Außenteil 29 und nicht näher bezeichnete Kontaktelemente aufweist. Die Kuppelkontaktanordnung befindet sich am Ende eines Tragrohres 31.In the embodiment according to Figure 3, which also has a housing 21, an interrupter unit 22 and a tubular contact element 23, the straightening element 24 is formed in one piece with the power supply 25. It is connected to the tubular inner part 28 of a coupling contact arrangement, which also has a concentric outer part 29 and contact elements not designated in more detail. The coupling contact arrangement is located at the end of a support tube 31.

Das Richtorgan 24 und das rohrförmige Innenteil 28 sind mit einer axialen Bohrung 26 versehen, durch die heiße Löschgase abströmen können. An der Austrittsöffnung der axialen Bohrung 26 ist ein Richtorgan 32 angeordnet, das mit mehreren sternförmig angeordneten radialen Bohrungen 36 versehen ist. Durch diese Bohrungen hindurch sowie durch Löcher 34 in der Abschirmung 33 strömt das Löschgas in den Innenraum des Gehäuses 21. Das Richtorgan 32 verhindert dabei gleichzeitig, das die heißen Löschgase mit Teilen 35 eines Erdungsschalters in Berührung kommen.The straightening element 24 and the tubular inner part 28 are provided with an axial bore 26 through which hot extinguishing gases can flow out. A straightening element 32 is arranged at the outlet opening of the axial bore 26 and is provided with several radial bores 36 arranged in a star shape. The extinguishing gas flows through these bores and through holes 34 in the shield 33 into the interior of the housing 21. The straightening element 32 simultaneously prevents the hot extinguishing gases from coming into contact with parts 35 of an earthing switch.

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Claims (3)

9164027 Schutzansprüche9164027 Protection claims 1. Metallgekapselter Druckgasleistungsschalter mit einem gasgefüllten Gehäuse und mit einer in dem Gehäuse isoliert abgestützten Unterbrechereinheit, deren sich mit Abstand gegenüberstehende Kontaktrohre zwei Kanäle zur Abführung der heißen Löschgase bilden, wobei am Austrittsende desjenigen Kontaktrohres, welches der Antriebseinrichtung der Unterbrechereinheit abgewandt ist, ein Richtorgan angeordnet ist, welches die Strömungsrichtung der Löschgase beeinflußt und zugleich das Kontaktrohr über eine konzentrisch aufgebaute Kuppelkontaktanordnung mit einer Gehäusedurchführung verbindet,1. Metal-encapsulated pressure gas circuit breaker with a gas-filled housing and with an interrupter unit supported in an insulated manner in the housing, the contact tubes of which, spaced apart from one another, form two channels for discharging the hot extinguishing gases, with a directing element being arranged at the outlet end of the contact tube facing away from the drive device of the interrupter unit, which influences the flow direction of the extinguishing gases and at the same time connects the contact tube to a housing feedthrough via a concentrically constructed coupling contact arrangement, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppelkontaktanordnung (7) unmittelbar mit dem Richtorgan (4) verbunden und ebenso wie das Richtorgan mit einer axialen Durchgangsbohrung (6) versehen ist.characterized in that the coupling contact arrangement (7) is directly connected to the straightening element (4) and, like the straightening element, is provided with an axial through-bore (6). 2. Schalter nach Anspruch 1,2. Switch according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Austrittsseite der axialen Bohrung (6) ein weiteres Richtorgan (12) angeordnet ist.characterized in that a further straightening element (12) is arranged on the outlet side of the axial bore (6). 3. Schalter nach Anspruch 2,3. Switch according to claim 2, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Richtorgan (32) aus einer mit radialen Bohrungen (36) versehenen Ablenkkappe besteht.characterized in that the further straightening element (32) consists of a deflection cap provided with radial bores (36). 02 0102 01