EP0284813A1 - Druckgasschalter - Google Patents

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Publication number
EP0284813A1
EP0284813A1 EP88103263A EP88103263A EP0284813A1 EP 0284813 A1 EP0284813 A1 EP 0284813A1 EP 88103263 A EP88103263 A EP 88103263A EP 88103263 A EP88103263 A EP 88103263A EP 0284813 A1 EP0284813 A1 EP 0284813A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
segments
nozzle
switch according
pressure
arc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP88103263A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0284813B1 (de
Inventor
Ulrich Dr. Ackermann
Kurt Faller
Krzysztof Guzek
Arnold Meier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri AG Switzerland filed Critical BBC Brown Boveri AG Switzerland
Publication of EP0284813A1 publication Critical patent/EP0284813A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0284813B1 publication Critical patent/EP0284813B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7084—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by movable parts influencing the gas flow

Definitions

  • the invention is based on a compressed gas switch according to the first part of patent claim 1.
  • the invention relates to a prior art of gas pressure switches, such as is described in DE-A1-3321 740.
  • the known switch has two switching elements arranged in an insulating gas-filled housing and an insulating material nozzle made up of several segments arranged one after the other in the circumferential direction. The segments are acted upon by a centripetal force via springs. It is thereby achieved that, in the switch-on position of the switch, one of the two contact pieces can be guided through the insulating material nozzle and, when switching off, the diameter of the constriction of the insulating material nozzle compared to that in the switch-on position certain diameter determined by the switching piece is significantly reduced.
  • Such a switch is characterized by good rated current carrying capacity with good extinguishing capacity and without the use of additional nominal current contacts.
  • the insulating material nozzle is exposed to a large erosion, which increases the diameter of the nozzle constriction considerably and makes it considerably more difficult to build up a sufficient extinguishing gas pressure.
  • the contact piece guided through the nozzle constriction hits the segments of the insulating material nozzle undamped and at high speed during an OCO switching cycle, thereby causing undesirable mechanical loads.
  • the invention solves the problem of specifying a gas pressure switch in which the cross section of the insulating nozzle that is effective during a switching operation is largely independent of the number of switching operations carried out.
  • the pressure gas switch according to the invention is distinguished by the fact that it is less susceptible to revision compared to a comparable pressure gas switch without a suitably designed insulating material nozzle, since the effective cross section of the insulating material nozzle remains constant even after several switching operations and thus the pressure build-up of the switch which is dependent on this cross section and determines the extinguishing capacity is not changes. Undesired mechanical stresses on the insulating material nozzle and the contact piece guided through the insulating material nozzle are eliminated.
  • the gas pressure of the switching arc which blows during a switching operation between the contact pieces, can be considerably increased by the selection of comparatively strongly evaporating materials as the material for the insulating material nozzle. Additional blowing aids, such as those that act pneumatically or magnetically, can therefore be largely eliminated.
  • Switch pieces 1, 2 and an insulating material nozzle 4 held by a support body 3 are arranged in a housing (not shown) filled with an insulating gas, such as sulfur hexafluoride at a pressure of a few bar.
  • Switch pieces 1 and 2, support body 3 and insulating material nozzle 4 are essentially rotationally symmetrical and are arranged coaxially with an axis 5.
  • the insulating material nozzle 4 has a nozzle constriction 6 which is formed by 8 segments 7 which follow one another in the circumferential direction.
  • the support body 3 and the insulating material nozzle 4 enclose the switching piece 2, which is shown as a hollow cylinder but can also be designed as a full cylinder, at a distance.
  • the support body 3 is formed at its end carrying the insulating material 4 as an annular nominal current contact 8 and is rigidly connected to the switching element 2 in an electrically conductive manner via a part (not shown). It also encloses a ring-shaped volume 9.
  • the volume 9 can be connected to the nozzle constriction 6 via a ring-shaped part of the insulating nozzle 4 located upstream of the nozzle constriction 6 and the free end of the switching element 2 when it is switched off.
  • the fully cylindrical, but possibly also hollow cylindrical, switching element 1 is rigidly connected in an electrically conductive manner to a nominal current contact, not shown, and is guided into the free end of the switching element 2 through the nozzle constriction 6 of the insulating material nozzle 4 when the compressed gas switch is switched on.
  • the insulating material nozzle 4 also has a two-part molded body likewise made of comparatively temperature-resistant insulating material.
  • a first part 11 of this shaped body is hollow cylindrical and has at its end facing away from the support body 3 radially guided slots of rectangular cross section, in each of which one of the segments 7 is guided radially to the axis 5.
  • a second part 12 of the insulating material nozzle comprises the first part 11 coaxially and forms with its free end that downstream of the constriction 6 located part of the Isolierstoffdüse 4.
  • annular gap is recessed in which a spring 13 and a ring 14 are guided with an inner cone 15.
  • the segments are supported with their outer surfaces facing away from the nozzle constriction 6 on the inner cone 15 and each have two side surfaces, for example 16, 17; 18, 19; 20, 21, which are each delimited by an edge running in the surface of the nozzle constriction 6, for example 22, 23 (FIG. 1).
  • the side surfaces, for example 16, 17, each abut on boundary surfaces of the slots which extend parallel to one another.
  • Adjacent segments 7 are supported on one another with their mutually opposing side surfaces, for example 19, 20, bounding edges (FIG. 2).
  • the segments 7 are rotatably supported at their ends facing the free end of the insulating material nozzle 4 and are each under the action of a support spring 24 acting on the segments 7 with a centrifugal force.
  • a support spring 24 acting on the segments 7 with a centrifugal force.
  • an O-ring can also be used, for example To apply segments 7 with a centrifugal force.
  • Such a pressure gas switch now acts as follows: When switching off, the switching pieces 1 and 2 are guided into the position shown in FIG. 1. The switching pieces 1 and 2 which are in engagement with one another in the switch-on position are separated in this case and take up the base points of a switching arc, not shown in the figure, which burns through the nozzle constriction 6. Before switching off, the pressure gas switch is initially in the state indicated in the right halves of FIGS. 1 and 2, in which the segments 7 are still free of erosion and have a predetermined maximum extent in the radial direction. The segments 7 are subjected to a centripetal force.
  • This force is caused by the ring 14, which is under the action of the tensioned spring 13 and whose inner cone 15 leads the segments 7 inwards in the region of its largest diameter in such a way that they - like can be seen from the right half of FIG. 2 - with their edges lying in the surface of the nozzle constriction 6, for example 22, 23, support each other.
  • the high gas pressure prevailing in the nozzle constriction 6 when switching large short-circuit currents cannot push the individual segments 7 outwards if the bevel of the inner cone 15 is selected appropriately and causes self-locking.
  • the radially outwardly acting support springs 24 have the effect that the segments 7 are always subjected to a restoring force, as a result of which accidental displacement of one of the segments 7, for example as a result of its own weight, is avoided with certainty when the switch is open.
  • annular disk-shaped recess 25 is provided in the insulating material nozzle 4, in which four the nozzle constriction 6 forming Segments 7 are arranged. These segments each have sections parallel to one another and parallel to the axis 5, extending sidewalls 26, 27, 28 and 29, which - as can be seen from the right half of FIG. 4 - are limited by edges 30 and 31 before switching operations are carried out.
  • the segments 7 each also have end faces extending transversely to the axis 5 and parallel to one another, which are slidably mounted on annular end faces 32 and 33 of the recess 25. Each two adjacent segments 7 are guided in the radial direction by a rod 34 arranged in the circumferential direction.
  • the rod 34 can, for example, be fastened to a radially extending part of the side wall of one of the segments 7 and is then guided in a radially inward displacement of the segments 7 deeper into a hole also arranged in the circumferential direction in the opposite side wall of the adjacent segment.
  • the segments are each rigidly connected to a piston 36 via a rod 35.
  • the piston 36 is guided in a cylinder space 37 which is recessed in the insulating material nozzle 4.
  • the part of the cylinder space 37 located above the piston 36 is connected via a channel 38 to the annular channel 10 or the volume 9, not shown.
  • the part of the cylinder space 37 located below the piston 36 is connected via a channel 39 to an expansion space 40 which is provided downstream of the nozzle constriction 6 and is intended for receiving exhausted extinguishing gas.
  • the arc that burns when switching off between the contact pieces 1 and 2 in the nozzle constriction 6 builds up quenching gas with high gas pressure upstream of the nozzle constriction 6, which extinguishes gas via the ring channel 10, optionally the volume 9, the channels 38 and the cylinder spaces 37 and thus apply a radially inward force to the segments 7.
  • the channels 39 provided underneath the pistons 36 ensure that the low gas pressure of the extinguishing gas present in the expansion space 40 is present in this area and thus the force of the pistons 36 can be fully developed.
  • the surfaces of the pistons 36 are each dimensioned such that the force acting radially outward on the segments 7 during the high-current phase in the region of the nozzle constriction 6 is fully compensated for, and this means that the segments 7 cannot be displaced radially outward.
  • the nozzle constriction 6 according to the embodiment according to FIGS. 1 and 2 is likewise formed by eight segments, but these segments are displaceable in an annular recess 25 according to the embodiment according to FIGS Isolierstoffdüse 4 arranged.
  • the segments 7 are acted upon by the centripetal force via the ring 14 provided with the inner cone 15. The force is in this case supplied by the switching arc in accordance with the embodiment in accordance with FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 3 and 4 in the embodiment according to FIG.
  • the high-pressure quenching gas supplied by the arc acts only via the annular channel 10 and the volume 9 on an annular piston 42 provided in an annular cylinder space 41.
  • This annular piston is connected to the Ring 14 rigidly connected via rods 43.
  • a channel 44 provided in the insulating material nozzle 4 ensures that the low gas pressure prevailing in the expansion space 40 is present on the side of the annular piston 42 facing away from the high pressure gas, so that the high pressure gas piston 42 pushes the segments 7 over the rods 43 and can apply a radially inward force to the ring 14.
  • the ring 14 has an end face designed as a piston and is guided in a ring channel which can be struck with the high pressure quenching gas generated by the switching arc, it is possible with a suitable dimensioning of the ring 14, on the cylinder chamber 41 and the piston 42 piston cylinder arrangement formed to be dispensed with.
  • the channel 44 is then expediently arranged between the recess 25 and the expansion space 40.

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  • Circuit Breakers (AREA)

Abstract

Der Druckgasschalter weist zwei in einem isoliergasgefüllten Gehäuse befindliche, längs einer Achse (5) miteinander in oder ausser Eingriff bringbare Schaltstücke (1, 2) auf sowie eine Isolierstoffdüse (4), durch deren Düsenengstelle (6) bei einem Schaltvorgang ein Lichtbogen brennt. Die Düseneng stelle (6) ist gebildet von mehreren in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden, in radialer Richtung beweglichen und mit einer zentripetal wirkenden Kraft beaufschlagbaren Segmenten (7). Bei diesem Druckgasschalter soll der bei einem Schaltvorgang wirksame Querschnitt der Düsenengstelle (6) weitgehend unabhängig sein von der Anzahl der durchgeführten und Düsenabbrandbewirkenden Schaltvorgänge. Dies wird dadurch erreicht, dass die Segmente (7) jeweils mindestens zwei zueinander und zur Achse (5) parallele Seitenflächen (16, 17, 18, 19, 20, 21) aufweisen, welche jeweils von einer in der Oberfläche der Düsenengstelle (6) verlaufenden Kante begrenzt sind, und dass benachbarte Segmente (7) aufeinander mit ihren die einander gegenüberstehenden Seitenflächen (19, 20) dieser Segmente begrenzenden Kanten abgestützt sind.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Druckgasschalter gemäss dem ersten Teil von Patentanspruch 1.
    • STAND DER TECHNIK
  • Hierbei nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von Druckgasschaltern Bezug, wie er etwa in DE-A1-3321 740 be­schrieben ist. Der bekannte Schalter weist zwei in einem iso­liergasgefüllten Gehäuse angeordnete Schaltstücke auf sowie eine Isolierstoffdüse aus mehreren in Umfangsrichtung aufeinan­derfolgend angeordneten Segmenten. Die Segmente sind über Federn mit einer zentripetal wirkenden Kraft beaufschlagt. Dadurch wird erreicht, dass in der Einschaltposition des Schal­ters eines beider Schaltstücke durch die Isolierstoffdüse führbar ist und beim Ausschalten der Durchmesser der Engstelle der Isolierstoffdüse gegenüber dem in der Einschaltposition vom durchgeführten Schaltstück bestimmten Durchmesser erheblich verringert ist. Ein solcher Schalter zeichnet sich bei gutem Löschvermögen und ohne die Verwendung zusätzlicher Nennstrom­kontakte durch gute Nennstromtragfähigkeit aus. Beim Ausschalten grosser Kurzschlussströme ist die Isolierstoffdüse jedoch einem grossen Abbrand ausgesetzt, welcher den Durchmesser der Düsenengstelle erheblich vergrössert und den Aufbau eines ausreichenden Löschgasdruckes erheblich erschwert. Darüber hinaus schlägt das durch die Düsenengstelle geführte Schaltstück bei einem O-C-O-Schaltzyklus ungedämpft und mit hoher Geschwin­digkeit auf die Segmente der Isolierstoffdüse auf und ruft hierbei unerwünschte mechanische Belastungen hervor.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist, löst die Aufgabe, einen Druckgasschalter anzugeben, bei dem der bei einem Schaltvorgang wirksame Querschnitt der Isolier­stoffdüse weitgehend unabhängig von der Anzahl der durchgeführ­ten Schaltvorgänge ist. Der erfindungsgemässe Druckgasschalter zeichnet sich dadurch aus, dass er gegenüber einem vergleich­baren Druckgasschalter ohne entsprechend ausgebildete Isolier­stoffdüse weniger revisionsanfällig ist, da der wirksame Quer­schnitt der Isolierstoffdüse auch nach mehreren Schaltvorgängen konstant bleibt und sich somit der von diesem Querschnitt abhängige und das Löschvermögen bestimmende Druckaufbau des Schalters nicht ändert. Unerwünschte mechanische Belastungen der Isolierstoffdüse und des durch die Isolierstoffdüse ge­führten Schaltstückes entfallen. Darüber hinaus kann der Gas­druck des zur Beblasung des bei einem Schaltvorgang zwischen den Schaltstücken brennenden Schaltlichtbogens durch die Wahl von vergleichsweise stark verdampfenden Materialien als Werk­stoff für die Isolierstoffdüse erheblich gesteigert werden. Daher können zusätzliche, etwa pneumatisch oder magnetisch wirkende, Blashilfen weitgehend eingespart werden.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigt:
    • Fig. 1 eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Druckgasschalters, bei dem in der rechten Hälfte der Figur der Zustand des Schalters vor der Durchführung von Schaltvorgängen dargestellt ist und in der linken Hälfte der Zustand nach dem mehrfachen Abschalten grosser Kurzschlussströme,
    • Fig. 2 eine Aufsicht auf einen längs II-II geführten Schnitt durch den Druckgasschalter gemäss Fig. 1,
    • Fig. 3 eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Druckgasschalters, bei dem in der rechten Hälfte der Figur der Zustand des Schalters vor der Durchführung von Schaltvorgängen dargestellt ist und in der linken Hälfte der Zustand nach dem mehrfachen Abschalten grosser Kurzschlussströme,
    • Fig. 4 eine Aufsicht auf einen längs IV-IV geführten Schnitt durch den Druckgasschalter gemäss Fig. 3, und
    • Fig. 5 eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Druckgasschalters.
    WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • In allen Figuren sind gleichwirkende Teile mit gleichen Bezugs­zeichen versehen. Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Druckgasschalter sind zwei als Abbrandkontakte ausgebildete Schaltstücke 1, 2 sowie eine von einem Tragkörper 3 gehaltene Isolierstoffdüse 4 in einem nicht dargestellten, mit einem Isoliergas, wie etwa Schwefelhexafluorid von einigen bar Druck, gefüllten Gehäuse angeordnet. Schaltstücke 1 bzw. 2, Trag­körper 3 und Isolierstoffdüse 4 sind im wesentlichen rotations­symmetrisch ausgebildet und sind koaxial zu einer Achse 5 angeordnet. Die Isolierstoffdüse 4 weist eine Düsenengstelle 6 auf, welche von 8 in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Segmenten 7 gebildet ist. Der Tragkörper 3 und die Isolier­stoffdüse 4 umfassen das hohlzylindrisch dargestellte, gegebe­nenfalls aber auch vollzylindrisch ausbildbare, Schaltstück 2 mit Abstand. Der Tragkörper 3 ist an seinem die Isolier­stoffdüse 4 tragenden Ende als ringförmiger Nennstromkontakt 8 ausgebildet und ist über ein nicht dargestelltes Teil in elek­trisch leitender Weise starr mit dem Schaltstück 2 verbunden. Er umschliesst ferner ein ringförmig ausgebildetes Volumen 9. Das Volumen 9 ist über einen ringförmig ausgebildeten und vom stromaufwärts der Düsenengstelle 6 gelegenen Teil der Isolierstoffdüse 4 und dem freien Ende des Schaltstückes 2 begrenzten Kanal 10 beim Ausschalten mit der Düsenengstelle 6 verbindbar. Das vollzylindrisch dargestellte, gegebenenfalls aber auch hohlzylindrisch ausbildbare, Schaltstück 1 ist in elektrisch leitender Weise starr mit einem nicht dargestellten Nennstromkontakt verbunden und ist im Einschaltzustand des Druckgasschalters durch die Düsenengstelle 6 der Isolierstoff­düse 4 in das freie Ende des Schaltstückes 2 geführt.
  • Die Isolierstoffdüse 4 weist neben den aus einem vergleichs­weise temperaturbeständigen Isolierstoff, wie etwa Polytetra­fluoräthylen, bestehenden Segmenten 7 noch einen ebenfalls aus vergleichsweise temperaturbeständigen Isolierstoff gebilde­ten zweiteiligen Formkörper auf. Ein erstes Teil 11 dieses Formkörpers ist hohlzylindrisch ausgebildet und weist an seinem vom Tragkörper 3 abgewandten Ende radial geführte Schlitze von rechteckigem Querschnitt auf, in denen jeweils eines der Segmente 7 radial zur Achse 5 beweglich geführt ist. Ein zweites Teil 12 der Isolierstoffdüse umfasst das erste Teil 11 koaxial und bildet mit seinem freien Ende das stromabwärts der Engstelle 6 gelegene Teil der Isolierstoffdüse 4. Zwischen den beiden Teilen 11 und 12 ist ein ringförmiger Spalt ausgespart, in dem eine Feder 13 sowie ein Ring 14 mit einem Innenkonus 15 geführt sind. Die Segmente sind mit ihren von der Düsenengstelle 6 abgewandten Aussenflächen auf dem Innenkonus 15 abgestützt und weisen jeweils zwei zueinander und zur Achse 5 parallele Seitenflächen, z.B. 16, 17; 18, 19; 20, 21, auf, welche jeweils von einer in der Oberfläche der Düsenengstelle 6 verlaufenden Kante, z.B. 22, 23, (Fig. 1), begrenzt sind. Die Seitenflächen, z.B. 16, 17, liegen jeweils an parallel zueinander erstreckten Begrenzungsflächen der Schlitze an. Benachbarte Segmente 7 sind aufeinander mit ihren einander gegenüberstehende Seiten­flächen, z.B. 19, 20, begrenzenden Kanten abgestützt (Fig. 2). Die Segmente 7 sind an ihren dem freien Ende der Isolierstoff­düse 4 zugewandten Enden drehbar gelagert und stehen jeweils unter der Wirkung einer die Segmente 7 mit einer zentrifugalen Kraft beaufschlagenden Stützfeder 24. Anstelle von Stützfedern 24 kann beispielsweise auch ein O-Ring dazu verwendet werden, die Segmente 7 mit einer zentrifugal wirkenden Kraft zu beauf­schlagen.
  • Ein solcher Druckgasschalter wirkt nun wie folgt: Beim Ausschalten werden die Schaltstücke 1 und 2 in die in Fig. 1 angegebene Position geführt. Die in der Einschaltposition miteinander in Eingriff befindlichen Schaltstücke 1 und 2 werden hierbei getrennt und nehmen die Fusspunkte eines durch die Düsenengstelle 6 brennenden in der Figur nicht dargestellten Schaltlichtbogens auf. Vor der Durchführung von Abschaltungen befindet sich der Druckgasschalter zunächst in dem in den rechten Hälften der Figuren 1 und 2 angegebenen Zustand, in dem die Segmente 7 noch frei von Abbrand sind und eine vorge­gebene maximale Ausdehnung in radialer Richtung aufweisen. Die Segmente 7 sind hierbei mit einer zentripetal wirkenden Kraft beaufschlagt. Diese Kraft wird hervorgerufen durch den unter der Wirkung der gespannten Feder 13 stehenden Ring 14, dessen Innenkonus 15 im Bereich seines grössten Durchmessers die Segmente 7 derart nach innen führt, dass sie sich - wie aus der rechten Hälfte von Fig. 2 ersichtlich ist - mit ihren in der Oberfläche der Düsenengstelle 6 liegenden Kanten, z.B. 22, 23, gegeneinander abstützen.
  • Beim Schalten eines hohen Kurzschlusstromes brennt der zwischen den Schaltstücken 1, 2 fussende Schaltlichtbogen Material der Düsenengstelle 6 ab. Unter der Wirkung des federbelasteten Ringes 14 werden die auf dem Innenkonus 15 gleitfähig abgestütz­ten Segmente 7 nun längs ihrer parallelen Seitenflächen, z.B. 16, 17 solange nach innen geführt bis sich die Kanten, z.B. 22, 23, benachbarter Segmente, wieder aufeinander abstützen. Hierdurch wird erreicht, dass der Durchmesser der Düseneng­stelle 6 selbst nach mehrmaligem, z.B. 10maligem, Schalten grosser Kurzschlussströme im wesentlichen konstant bleibt. Dies ist aus der linken Hälfte der Figuren 1 und 2 ersichtlich. Der konstante Durchmesser der Düsenengstelle 6 ist von besonde­rem Vorteil zum Aufbau eines zur erfolgreichen Beblasung des Schaltlichtbogens ausreichenden Gasdruckes im Volumen 9. Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass der Druckgasschalter selbst dann nach mehrmaligem Schalten grosser Kurzschlussströme noch keiner Revision bedarf, wenn die Segmente 7 aus einem Material hergestellt sind, dass bei Lichtbogeneinwirkung Löschgas abgibt.
  • Der in der Düsenengstelle 6 beim Schalten grosser Kurzschluss­ströme herrschende hohe Gasdruck kann die einzelnen Segmente 7 bei geeigneter, Selbsthemmung bewirkende Wahl der Schrägung des Innenkonus 15 nicht nach aussen drücken. Die radial nach aussen wirkende Stützfedern 24 bewirken hierbei, dass die Segmente 7 stets mit einer Rückstellkraft beaufschlagt sind, wodurch ein zufälliges Verschieben eines der Segmente 7, etwa infolge seines Eigengewichts, bei geöffnetem Schalter mit Sicherheit vermieden wird.
  • Bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Druckgasschalter ist in der Isolierstoffdüse 4 eine ringscheibenförmige Ausspa­rung 25 vorgesehen, in der vier die Düsenengstelle 6 bildende Segmente 7 angeordnet sind. Diese Segmente weisen jeweils abschnittsweise parallel zueinander und parallel zur Achse 5 erstreckte Seitenwände 26, 27, 28 und 29 auf, welche - wie aus der rechten Hälfte von Fig. 4 ersichtlich ist - vor der Durchführung von Schaltvorgängen von Kanten 30 und 31 begrenzt sind. Die Segmente 7 weisen jeweils zudem quer zur Achse 5 und parallel zueinander erstreckte Stirnflächen auf, welche auf kreisringförmigen Stirnflächen 32 und 33 der Aussparung 25 gleitbar gelagert sind. Je zwei benachbarte Segmente 7 sind durch einen in Umfangsrichtung angeordneten Stab 34 in radialer Richtung verschieblich geführt. Der Stab 34 kann beispielsweise an einem radial erstreckten Teil der Seitenwand eines der Segmente 7 befestigt sein und wird dann bei einer radialen nach innen gerichteten Verschiebung der Segmente 7 tiefer in ein ebenfalls in Umfangsrichtung angeordnetes Loch in der gegenüberstehenden Seitenwand des benachbarten Segmen­tes hineingeführt. Die Segmente sind jeweils über eine Stange 35 mit einem Kolben 36 starr verbunden. Der Kolben 36 ist in einem in der Isolierstoffdüse 4 ausgesparten Zylinderraum 37 geführt. Der oberhalb des Kolbens 36 gelegene Teil des Zylinder­raums 37 ist über einen Kanal 38 mit dem Ringkanal 10 bzw. dem nicht dargestellten Volumen 9 verbunden. Der unterhalb des Kolbens 36 befindliche Teil des Zylinderraums 37 ist über einen Kanal 39 mit einem stromabwärts der Düsenengstelle 6 vorgesehenen und zur Aufnahme von ausgepufftem Löschgas be­stimmten Expansionsraum 40 verbunden.
  • Bei diesem Schalter baut der beim Ausschalten zwischen den Schaltstücken 1 und 2 in der Düsenengstelle 6 brennende Licht­bogen stromaufwärts der Düsenengstelle 6 Löschgas mit hohem Gasdruck auf, welches über den Ringkanal 10, gegebenenfalls das Volumen 9, die Kanäle 38 und die Zylinderräume 37 die Kolben 36 und damit die Segmente 7 mit einer radial nach innen gerichteten Kraft beaufschlägt. Hierbei sorgen die unterhalb der Kolben 36 vorgesehenen Kanäle 39 dafür, dass in diesem Bereich der im Expansionsraum 40 vorhandene niedrige Gasdruck des Löschgases ansteht und damit die Kraftwirkung der Kolben 36 voll entfaltet werden kann. Die Flächen der Kolben 36 sind jeweils so dimensioniert, dass die während der Hochstromphase im Bereich der Düsenengstelle 6 auf die Segmente 7 radial nach aussen wirkende Kraft voll kompensiert wird und es dadurch nicht zu einer radial nach aussen gerichteten Verschiebung der Segmente 7 kommen kann.
  • Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform des erfindungs­gemässen Druckgasschalters ist die Düsenengstelle 6 entsprechend der Ausführungsform gemäss den Figuren 1 und 2 ebenfalls von acht Segmenten gebildet, jedoch sind diese Segmente entsprechend der Ausführungsform gemäss den Figuren 3 und 4 verschieblich in einer kreisringförmigen Aussparung 25 der Isolierstoffdüse 4 angeord­net. Bei diesem Schalter werden die Segmente 7 über den mit dem Innenkonus 15 versehenen Ring 14 mit der zentripetal wirkenden Kraft beaufschlagt. Die Kraft wird hierbei entsprechend der Aus­führungsform gemäss den Figuren 3 und 4 vom Schaltlichtbogen geliefert. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäss den Figuren 3 und 4 wirkt bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5 das vom Licht­bogen gelieferte Löschgas hohen Druckes nur über den Ringkanal 10 und das Volumen 9 auf einen in einem ringförmigen Zylinderraum 41 vorgesehenen Ringkolben 42. Dieser Ringkolben ist mit dem Ring 14 über Stangen 43 starr verbunden. Ein in der Isolierstoffdüse 4 vorgesehener Kanal 44 sorgt dafür, dass auf der vom Löschgas hohen Drucks abgewandten Seite des Ringkolbens 42 der im Expan­sionsraum 40 herrschende niedrige Gasdruck ansteht, so dass der mit Löschgas hohen Drucks beaufschlagte Kolben 42 die Seg­mente 7 über die Stangen 43 und den Ring 14 mit einer radial nach innen wirkenden Kraft beaufschlagen kann.
  • Weist der Ring 14 eine als Kolben ausgebildete Stirnseite auf und ist er in einem Ringkanal geführt, welcher mit dem vom Schaltlichtbogen erzeugten Löschgas hohen Druckes beauf schlagbar ist, so ist es bei geeigneter Dimensionierung des Ringes 14 möglich, auf die vom Zylinderraum 41 und dem Kolben 42 gebildete Kolbenzylinderanordnung zu verzichten. Der Kanal 44 wird dann zweckmässigerweise zwischen der Aussparung 25 und dem Expansionsraum 40 angeordnet.

Claims (9)

1. Druckgasschalter mit einem isoliergasgefüllten Gehäuse, zwei im Gehäuse befindlichen und längs einer Achse (5) miteinander in oder ausser Eingriff bringbaren Schaltstücken (1, 2), zwischen denen bei einem Schaltvorgang ein Lichtbogen brennt, und mit einer Isolierstoffdüse (4), deren der Wirkung des Lichtbogens ausgesetzte Düsenengstelle (6) gebildet ist von mehreren in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden, in radialer Richtung beweglichen und mit einer zentripetal wirkenden Kraft beaufschlagbaren Segmente (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (7) jeweils mindestens zwei zueinander und zur Achse (5) parallele Seitenflächen (16, 17, 18, 19, 20, 21) aufweisen, welche jeweils von einer in der Oberfläche der Düsenengstelle (6) verlaufenden Kante (22, 23) begrenzt sind, und dass benachbarte Segmente (7) aufeinander mit ihren die einander gegenüberstehenden Seitenflächen (19, 20) dieser Segmente (7) begrenzenden Kanten abgestützt sind.
2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (7) mit ihren von der Düsenengstelle (6) abgewandten Enden auf einem Ring (14) mit Innenkonus (15) abgestützt sind.
3. Druckgasschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (14) unter der Wirkung einer geladenen Feder (13) steht.
4. Druckgasschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (14) kraftschlüssig mit einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Anordnung gekoppelt ist, welche durch den vom Lichtbogen erzeugten Druck des Isoliergases angetrieben ist.
5. Druckgasschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (14) eine als Kolben ausgebildete Stirnseite aufweist und in einem Ringkanal geführt ist, welcher mit dem vom Lichtbogen erzeugten Druck des Isoliergases beauf­schlagt ist.
6. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (7) jeweils kraftschlüssig mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung gekoppelt sind, welche jeweils mit dem vom Lichtbogen erzeugten Druck des Isoliergases beaufschlagt sind.
7. Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Segmente (7) jeweils in einem Schlitz eines hohlzylindrischen Formkörpers gelagert ist, welcher jeweils zwei zueinander parallele, die minde­stens zwei Seitenflächen (16, 17, 18, 19, 20, 21) des Seg­mentes (7) führende Begrenzungsflächen aufweist.
8. Druckgasschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (7) mit einer zentrifugal wirkenden Kraft beaufschlagt sind.
9. Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei benachbarte Segmente (7) durch einen in Umfangsrichtung angeordneten Stab (34) geführt sind.
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