CH643087A5

CH643087A5 - Gas-blast circuit breaker

Info

Publication number: CH643087A5
Application number: CH1065579A
Authority: CH
Inventors: Hardy-Peter Weiss; Felix H Bachofen; Hans-Joerg Schoetzau; Viktor Stephanides; Rudolf Graf; Bruno Aeschbach; Peter Steinegger
Original assignee: Sprecher & Schuh Ag
Priority date: 1979-11-30
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1984-05-15
Also published as: DE3009504C2; AT376839B; DE3009504A1; ATA475280A

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung. The invention relates to a gas pressure switch of the type mentioned in the preamble of claim 1.

Ein solcher Druckgasschalter ist beispielsweise aus der US-PS 3 544 747 bekannt. Bei diesem Schalter besteht die Kühleinrichtung aus mehreren, koaxial ineinander angeordneten Zylindern aus gelochtem Blech eines gut wärmeleitenden Metalles. Diese Zylinder umgeben einen geschlossenen, unmittelbar auf den Auslass der Blasdüse folgenden Raum, so dass das der Blasdüse entströmende Löschgas, das durch die Beblasung des Schaltlichtbogens stark erhitzt wurde und möglicherweise Metalldämpfe mit sich führt, zuerst radial durch diese Zylinder hindurchtreten muss, bevor es, gekühlt, in den eigentlichen, vom Isolierstoff-Gehäuse umgebenen Expansionsraum gelangt. Such a pressure gas switch is known, for example, from US Pat. No. 3,544,747. In this switch, the cooling device consists of several coaxially arranged cylinders made of perforated sheet metal made of a good heat-conducting metal. These cylinders surround a closed space immediately following the outlet of the blowing nozzle, so that the extinguishing gas flowing out of the blowing nozzle, which has been heated up considerably by the blowing of the switching arc and which may lead to metal vapors, must first pass radially through these cylinders before it cooled, reaches the actual expansion space surrounded by the insulating material housing.

Angestrebt wird eine rasche Kühlung des Löschgases deshalb, damit die Dichte desselben und damit dessen elektrische Festigkeit nicht wesentlich abnehmen. Beim bekannten Schalter stellen nun die gelochten Blechzylinder einen nicht unerheblichen Strömungswiderstand dar, der zwar einer intensiven Kühlung dienlich sein mag, aber ein rasches The aim is to rapidly cool the extinguishing gas so that its density and thus its electrical strength do not decrease significantly. In the known switch, the perforated sheet metal cylinders represent a not inconsiderable flow resistance, which may be useful for intensive cooling, but a quick one

Abströmen des Löschgases in den Expansionsraum hemmt. Ausserdem strömt das Löschgas beim bekannten Schalter radial durch die gelochten Blechzylinder und trifft auf die Innenseite des Isdolierstoff-Gehäuses auf. Selbst wenn das Löschgas beim Auftreffen auf diese Innenseite bereits gekühlt ist, ist nicht auszuschliessen, dass es winzige Metallpartikel mit sich führt, die aus der Kondensation der Metalldämpfe entstanden sind. Diese Metallpartikel können sich sodann an der Innenseite des Isolierstoff-Gehäuses anlagern und mit der Zeit den Oberflächenwiderstand an dieser Innenseite herabsetzen. Outflow of the extinguishing gas into the expansion space inhibits. In addition, the extinguishing gas flows radially through the perforated sheet metal cylinder in the known switch and strikes the inside of the insulating material housing. Even if the extinguishing gas is already cooled when it hits this inside, it cannot be ruled out that it will contain tiny metal particles that have resulted from the condensation of the metal vapors. These metal particles can then accumulate on the inside of the insulating material housing and, over time, reduce the surface resistance on this inside.

Es ist daher ein Zweck der Erfindung, einen Schalter der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem zum einen das zu kühlende Löschgas einen möglichst geringen Strömungswiderstand zu überwinden hat und bei dem die Strömung des Löschgases, nachdem sie die Kühleinrichtung passiert hat, nicht direkt die Innenseite des Isolierstoff-Gehäuses beaufschlagt, so dass das Risiko einer Verminderung des Oberflächenwiderstandes an dieser Innenseite erheblich verringert ist. Zu diesem Zweck ist der vorgeschlagene Schalter gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der andere Lichtbogenkontakt von einem Ausblasrohr umgeben ist, das durch das der Blasdüse entströmende Gas axial durchblasbar ist, und das in axialem Abstand von seinem der Blasdüse zugekehrten Ende durch leitschaufelartig geformte Umlenkringe begrenzte, radiale Durchlässe aufweist, welche zumindest einen Teil des der Blasdüse entströmenden Gases in einen der Aussenseite des Ausblasrohres entlangströmenden Mantelstrom umlenken, wobei die Kühleinrichtung zu der Schalterachse im wesentlichen parallele Kühlflächen aufweist, die in einem Mantelraum zwischen der Aussenseite des Ausblasrohres und einem zu diesem koaxialen Abschirmzylinder angeordnet sind, der sich zumindest bis zu den Durchlässen erstreckt. It is therefore a purpose of the invention to propose a switch of the type mentioned at the outset, in which, on the one hand, the extinguishing gas to be cooled has to overcome the lowest possible flow resistance and in which the flow of the extinguishing gas after it has passed the cooling device does not directly affect the inside of the insulating material housing, so that the risk of a reduction in the surface resistance on this inside is considerably reduced. For this purpose, the proposed switch according to the invention is characterized in that the other arcing contact is surrounded by a blow-out pipe which can be axially blown through by the gas flowing out of the blow nozzle, and which is delimited at an axial distance from its end facing the blow nozzle by deflecting rings shaped like guide vanes , has radial passages which deflect at least part of the gas flowing out of the blow nozzle into a sheath flow flowing along the outside of the blow-out pipe, the cooling device having cooling surfaces which are essentially parallel to the switch axis and which are in a casing space between the outside of the blow-out pipe and a coaxial one Shielding cylinders are arranged, which extends at least up to the passages.

Merkmale bevorzugter Ausführungsformen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen. Features of preferred embodiments can be found in the dependent claims.

Nachfolgend sind anhand der Zeichnung rein beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes näher beschrieben. Es zeigt: Embodiments of the subject matter of the invention are described in more detail below with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 rein schematisch einen Druckgasschalter, links in Ansicht und in Ausschaltstellung, rechts im Axialschnitt und in Einschaltstellung, 1 purely schematically, a pressure gas switch, on the left in view and in the switch-off position, on the right in axial section and in the switch-on position,

Fig. 2 in Axialschnitt einen Teil einer Ausführungsvariante, und Fig. 2 in axial section a part of an embodiment, and

Fig. 3,4 Schnitte längs der Linie A-A der Fig. 1 von zwei Ausführungsvarianten. Fig. 3.4 sections along the line A-A of Fig. 1 of two variants.

Der dargestellte Druckgasschalter 10 besitzt ein Gehäuse 11, das im wesentlichen von einem stehenden Isolierstoffrohr 12 gebildet ist, dessen oberes Ende mit einem metallischen und zugleich als elektrischer Anschluss dienenden Flansch 13 dicht verschlossen ist. Das Gehäuse 11 ist mit einem Löschgas, z.B. SFe unter Druck gefüllt. Am Flansch 13 sind die wesentlichen, ortsfesten Bestandteile des Schalters 10 befestigt. Es sind dies ein in zwei koaxiale Abschnitte 14,15 unterteiltes Ausblasrohr 16, wobei die beiden Abschnitte 14, 15 mittels Säulen 17 aneinander befestigt sind. Im unteren Abschnitt 15 ist mittels radial nach innen verlaufender Streben 18 ein rohrförmiger, ortsfester Lichtbogenkontakt 19 befestigt, dessen freies Ende etwas über das untere Ende des unteren Abschnittes 15 vorsteht. Am unteren Ende des unteren Abschnittes ist ein Kranz von federnden Kontaktfingern 20 ausgebildet, die - wie sich noch zeigen wird - als Betriebsstromkontakte dienen. The pressure gas switch 10 shown has a housing 11 which is essentially formed by a standing insulating tube 12, the upper end of which is sealed with a metallic flange 13 which also serves as an electrical connection. The housing 11 is filled with an extinguishing gas, e.g. SFe filled under pressure. The essential, stationary components of the switch 10 are attached to the flange 13. These are a blow-out tube 16 divided into two coaxial sections 14, 15, the two sections 14, 15 being fastened to one another by means of columns 17. In the lower section 15, a tubular, fixed arcing contact 19 is fastened by means of struts 18 running radially inwards, the free end of which protrudes somewhat beyond the lower end of the lower section 15. At the lower end of the lower section, a ring of resilient contact fingers 20 is formed, which - as will be shown - serve as operating current contacts.

Die Kontaktfinger 20 wirken in Einschaltstellung (Fig. 1 rechts) zusammen mit dem oberen Ende 21 eines metallischen Pumpzylinders 22, der über seinen mit Durchlässen 23 versehenen Boden 24 an eine Antriebsstange 25 gekoppelt ist. Der Pumpzylinder 22 ist auf einem ringförmigen, die Antriebs- The contact fingers 20 act in the switched-on position (FIG. 1, right) together with the upper end 21 of a metallic pump cylinder 22, which is coupled to a drive rod 25 via its bottom 24 provided with passages 23. The pump cylinder 22 is on an annular, the drive

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

643 087 643 087

Stange 25 umgebenden und mittels Säulen 26 ortsfest abgestützten Kolben 27 verschiebbar geführt. Der Innenraum 28 des Pumpzylinders 22 bildet somit einen Druckraum, der im Zuge eines Ausschalthubes den Einlass 29 einer auf der Aussenseite des Bodens 24 befestigten Blasdüse 30 aus einem Iso- 5 liermaterial mit Löschgas beschickt. Die Blasdüse 30, die, wie aus Fig. 1 rechts ersichtlich, in Einschaltstellung durch den festen Lichtbogenkontakt 19 verschlossen ist, umgibt einen beweglichen, an der Antriebsstange 25 befestigten Lichtbogenkontakt 31, der in Einschaltstellung das freie Ende des 10 ortsfesten Lichtbogenkontaktes 19 umgreift. Zwischen dem unteren und dem oberen Abschnitt 15 bzw. 14 des Ausblasrohres 16 sind radial nach aussen an den Säulen 17 vorbeiführende Durchlässe 32 ausgebildet, die durch leitschaufelartig profilierte Ringe 33 in axialer Richtung begrenzt sind. Diese 15 Durchlässe 32 haben einen gesamten Strömungsquerschnitt, der sogar grösser als der Strömungsquerschnitt im unteren Abschnitt 15 ist, und sie dienen dazu, bei einem Ausschalthub einen wesentlichen Teil des der Blasdüse 30 entströmenden Löschgases nach dem Durchgang durch den unteren 20 Rod 25 surrounding and displaceably guided by columns 26 supported piston 27 slidably. The interior 28 of the pump cylinder 22 thus forms a pressure chamber which, in the course of a switch-off stroke, feeds the inlet 29 of a blowing nozzle 30 which is fastened to the outside of the base 24 and is made of an insulating material with extinguishing gas. The blowing nozzle 30, which, as can be seen from the right in FIG. 1, is closed in the switched-on position by the fixed arcing contact 19, surrounds a movable arcing contact 31 fastened to the drive rod 25, which engages around the free end of the 10 fixed arcing contact 19 in the switched-on position. Between the lower and the upper section 15 and 14 of the blow-out tube 16, passages 32 are formed, which pass radially outward past the columns 17 and are delimited in the axial direction by rings 33 profiled in the manner of a guide vane. These 15 passages 32 have an entire flow cross section, which is even larger than the flow cross section in the lower section 15, and they serve, during a switch-off stroke, for a substantial part of the extinguishing gas flowing out of the blowing nozzle 30 after passing through the lower 20

Abschnitt 15 auf die äussere Seite des Ausblasrohres 16 zu führen und in diesem Falle die Strömungsrichtung um 180° umzulenken. Lead section 15 to the outer side of the blow-out pipe 16 and in this case divert the flow direction by 180 °.

Das Ausblasrohr 16 ist im Bereich des unteren Abschnittes 15 und der Durchlässe 32 von einem koaxialen, metalli- 25 sehen Abschirmzylinder 34 umgeben, so dass zwischen diesem und dem Ausblasrohr 16 ein mantelförmiger Abströmraum 35 entsteht, der in den vom Isolierstoffrohr 12 umschlossenen Expansionsraum 112 ausmündet. Im Bereich des unteren Abschnittes 15 ist der Abströmraum 35 durch einen Satz Kühlflächen 36 durchsetzt, die parallel zur Schalterachse 37 sind. Diese Kühlflächen können durch ebene, radial abstehende Rippen gebildet sein. Vorzugsweise sind sie aber, wie den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, durch gewellte Bleche 36' oder durch sternförmig gefaltete Bleche 36" gebildet, welche sowohl mit der Aussenseite des unteren Abschnittes 15 als auch mit der Innenseite des Abschirmzylinders 34 in metallischem Kontakt stehen. The blow-out tube 16 is surrounded in the region of the lower section 15 and the passages 32 by a coaxial, metallic shielding cylinder 34, so that a jacket-shaped outflow space 35 is created between the blow-out tube 16 and the outlet space 112, which opens into the expansion space 112 enclosed by the insulating tube 12 . In the area of the lower section 15, the outflow space 35 is penetrated by a set of cooling surfaces 36 which are parallel to the switch axis 37. These cooling surfaces can be formed by flat, radially projecting ribs. 3 and 4, however, they are preferably formed by corrugated metal sheets 36 'or by star-shaped folded metal sheets 36 "which are in metallic contact both with the outside of the lower section 15 and with the inside of the shielding cylinder 34 stand.

Sowohl die Bleche 36' als auch die Bleche 36" können zusätzlich gelocht sein. Auf alle Fälle bieten sie eine sehr grosse Kühlfläche an, ohne einen erheblichen Strömungswiderstand zu verursachen. Both the sheets 36 'and the sheets 36 "can also be perforated. In any case, they offer a very large cooling surface without causing considerable flow resistance.

Der Mantelraum 35 kann, wie in Fig. 1 gezeigt, beider-ends offen sein, oder aber, wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, oben geschlossen. Zu diesem Zweck kann der obere Rand des Abschirmzylinders 34 umgebogen und am unteren Ende des oberen Abschnittes 14 befestigt sein. The casing space 35 can, as shown in FIG. 1, be open at both ends or, as can be seen in FIG. 2, closed at the top. For this purpose, the upper edge of the shielding cylinder 34 can be bent over and fastened to the lower end of the upper section 14.

Der Strömungsverlauf des im Zuge eines Ausschalthubes der Blasdüse entströmenden Löschgases ist in Fig. 1 rechts mit Pfeilen angedeutet und zeigt deutlich, dass die Innenwand des Isolierstoffrohres 12 durch dieses Löschgas nicht direkt beaufschlagt werden kann. The flow profile of the extinguishing gas flowing out in the course of a switch-off stroke of the blowing nozzle is indicated by arrows on the right in FIG. 1 and clearly shows that the inner wall of the insulating tube 12 cannot be acted upon directly by this extinguishing gas.

Selbstverständlich können die Ringe 33 auch ein S-förmiges Profil aufweisen. Dann wäre aber der Abschirmzylinder 34 so anzuordnen, dass er die Durchlässe 32 und den oberen Abschnitt 14 des Ausblasrohres umgibt. Die Kühlflächen 36 wären dann zwischen dem oberen Abschnitt 14 und dem Abschirmzylinder 34 anzuordnen. Of course, the rings 33 can also have an S-shaped profile. Then, however, the shielding cylinder 34 would have to be arranged such that it surrounds the passages 32 and the upper section 14 of the blow-out tube. The cooling surfaces 36 would then have to be arranged between the upper section 14 and the shielding cylinder 34.

G G

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

643 087

1. Compressed gas switch with a fixed arcing contact (19) arranged in a housing (11) and with a movable arcing contact (31) which can be brought into and out of engagement therewith, and with a blowing nozzle (30) surrounding one (31) of these arcing contacts. , the inlet (29) of which is connected to a pressure chamber (28) containing an extinguishing gas, while the outlet of which is connected via a cooling device (36) to an expansion chamber in the housing, characterized in that the other arcing contact (19) from is surrounded by a blow-out pipe (16) which can be axially blown through by the gas flowing out of the blower nozzle (30), and which has radial passages (32) delimited at an axial distance from its end facing the blower nozzle (30) by guide vane-shaped deflection rings (33) which deflects at least a portion of the gas flowing out of the blow nozzle into a sheath flow flowing along the outside of the blow-out tube (16), the cooling device Sealing to the switch axis (37) has essentially parallel cooling surfaces (36) which are arranged in a jacket space (35) between the outside of the blow-out tube (16) and a shielding cylinder (34) which is coaxial with the latter and which is at least up to the passages (32) extends.

2. Gas pressure switch according to claim 1, characterized in that the metallic and with the other arcing contact (19) electrically connected blow pipe (16) at its end facing the blowing nozzle (30) is designed as an operating current contact (20) which with another Blower nozzle (30) surrounding operating current contact (21) cooperates.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Compressed gas switch according to claim 1 or 2, characterized in that the deflection rings (33) are shaped such that the sheath flow flowing along the outside of the blow-out pipe (16) is opposite to the direction of flow in the blow-out pipe (16).

4. Gas switch according to claim 3, characterized in that the shielding cylinder (34) spans the passages (32) and on the passages (32) following section (14) of the blow-out tube (16) is sealingly attached. (Fig. 2).

5. Pressure gas switch according to claim 3, characterized in that the jacket space (35) between the blow-out tube (16) and shielding cylinder (34) is open at both ends (Fig. 1).