Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasleistungsschalter,
der ein Gas, das eine Bogenentladung löscht, zu einer Bogenentladung
bläst,
die zwischen Kontakten erzeugt wird, wenn die Bogenentladung auszublasen
ist, und das Warmgas, das durch das Ausblasen der Bogenentladung
erzeugt wird, in einer Richtung weg von beiden Kontakten bläst, und
die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Druckgasleistungsschalter,
der eine Konstruktion enthält,
die verbessert ist, um eine dielektrische Durchschlagsfestigkeit
eines Kanalbereichs zu verbessern, durch den das heiße Gas strömt.The
The present invention relates to a compressed gas circuit breaker,
a gas that extinguishes an arc discharge to an arc discharge
blows,
which is generated between contacts when the arc discharge blow out
is, and the warm gas, by blowing out the arc discharge
is blown in a direction away from both contacts, and
The invention particularly relates to a compressed gas circuit breaker,
which contains a construction,
which is improved to a dielectric breakdown strength
a channel region through which the hot gas flows.
Als
Leistungsschalter, der einen Kreis in einem Leistungssystem öffnet und
schließt,
wird allgemein eine Art verwendet, bei der ein gedichtetes Gefäß, das aus
einem geerdeten Metall, einem Porzellanisolator oder ähnlichem
gebildet ist, mit einem die Bogenentladung löschenden Medium befüllt wird, und
der das die Bogenentladung löschende
Medium zu einer Bogenentladung bläst, die zwischen den Kontakten
erzeugt ist, wenn zur Unterbrechung des Leitungskreises die Bogenentladung
ausgeblasen wird. Vor allem ist ein SF6-Druckgasleistungsschalter, der
vom Ausblasetyp ist, eine Hauptanwendung, welcher das SF6-Gas als ein die Bogenentladung löschendes
Medium verwendet, und der mechanisch das SF6-Gas
durch einen Kolben komprimiert, um das Gas an die Bogenentladung
zu blasen, wenn der Schaltkreis zu unterbrechen ist.As a circuit breaker which opens and closes a circuit in a power system, there is generally used a manner in which a sealed vessel formed of a grounded metal, a porcelain insulator or the like is filled with an arc discharging medium, and the the arc discharge extinguishing medium blows to an arc discharge generated between the contacts when the arc discharge is blown out to interrupt the circuit circuit. Above all, a blow-out SF 6 -gas circuit breaker is a main application which uses the SF 6 gas as an arc-extinguishing medium, and mechanically compresses the SF 6 gas by a piston to supply the gas to the arc discharge to blow when the circuit is to break.
Darüber hinaus
wurde ein Druckgasleistungsschalter vorgeschlagen, der Luft als
das die Bogenentladung löschende
Medium außer
dem SF6-Gas verwendet, und verschiedene
Druckgasleistungsschalter, die bestimmte Ersatzgase statt des SF6-Gases verwenden, das eine starke Wirkung
auf die globale Erwärmung
besitzt. Bei der vorliegenden Beschreibung werden alle Leistungsschalter,
die verschiedene die Bogenentladung löschende Gase, wie zum Beispiel
SF6-Gase und Luft als das die Bogenentladung
löschende
Medium verwenden, allgemein als die Druckgasleistungsschalter bezeichnet.In addition, a pressurized gas circuit breaker has been proposed which uses air as the arc discharge extinguishing medium other than the SF 6 gas, and various pressurized gas circuit breakers employing certain substitute gases instead of SF 6 gas, which has a strong global warming effect. In the present specification, all of the circuit breakers using various arc discharge gases such as SF 6 gas and air as the arc discharge medium are generally referred to as the compressed gas circuit breakers.
13 zeigt
ein Beispiel einer Strukturzeichnung im Querschnitt von einem herkömmlichen Druckgasleistungsschalter,
und zeigt einen Zwischenzustand im Betrieb zum Unterbrechen des Schaltkreises.
Jedes Bauteil in 13 weist im Grunde eine koaxiale
zylindrische Gestalt auf. Gemäß der Darstellung
in 13 ist ein Behälter 1,
der ein geerdetes Metallgefäß ist, mit
einem die Bogenentladung löschenden
Gas 2, wie zum Beispiel einem SF6-Gas, befüllt. Ferner
ist in dem Behälter 1 ein
beweglicher Kontaktbereich 10, der in einer Axialrichtung
im Bezug auf den Behälter 1 wirkt,
in Richtung auf einen festgelegten Kontaktbereich 20 gerichtet
angebracht, der in einer vorgegebenen Position in Bezug auf den Behälter 1 festgelegt
ist. 13 shows an example of a structural drawing in cross section of a conventional compressed gas circuit breaker, and shows an intermediate state in operation for interrupting the circuit. Each component in 13 basically has a coaxial cylindrical shape. As shown in 13 is a container 1 which is a grounded metal vessel with a gas discharging arc discharge 2 , such as a SF 6 gas, filled. Further, in the container 1 a movable contact area 10 which is in an axial direction with respect to the container 1 acts towards a defined contact area 20 directed, which is in a predetermined position with respect to the container 1 is fixed.
Außerdem sind
der bewegliche Kontaktbereich 10 und der festgelegte Kontaktbereich 20 mit
einem zylindrischen beweglichen Bogenkontakt 11 bzw. einem
stabförmigen,
festgelegten Bogenkontakt 21, der in einen hohlen Bereich
in dem beweglichen Bogenkontakt 11 einführbar ist, versehen. Beide
Bogenkontakte 11 und 21 sind mechanisch miteinander während eines
gewöhnlichen
Betriebes in Berührung,
und werden in einen leitenden Zustand gebracht. Die Bogenkontakte 11 und 21 werden
voneinander durch eine Relativbewegung beim Unterbrechen des Schaltkreises
getrennt, und eine Bogenentladung, die eine Leitfähigkeit
besitzt, wird in einem Raum zwischen den Bogenkontakten 11 und 21 erzeugt.In addition, the movable contact area 10 and the specified contact area 20 with a cylindrical movable arc contact 11 or a rod-shaped, fixed sheet contact 21 which is in a hollow area in the movable bow contact 11 is insertable, provided. Both bow contacts 11 and 21 are mechanically in contact with each other during ordinary operation, and are brought into a conductive state. The bow contacts 11 and 21 are separated from each other by a relative movement in breaking the circuit, and an arc discharge having a conductivity becomes in a space between the arc contacts 11 and 21 generated.
Ferner
ist auf der Seite des beweglichen Kontaktbereiches 10 ein
Erzeugungsmechanismus für
eine Gasströmung
zum Blasen des die Bogenentladung löschenden Gases 2 als
Gasströmung
zur Bogenentladung 3 angebracht. Der Mechanismus enthält einen
Kolben 12, der in einer vorgegebenen Position in Bezug
auf den Behälter 1 festgelegt
ist, einen Zylinder 13, der sich relativ in Bezug auf den
Kolben 12 bewegt, eine Pufferkammer 14, die zwischen
dem Kolben 12 und dem Zylinder 13 geformt ist,
und eine isolierende Düse 15,
die an einem vorderen Ende des Zylinders 13 derart angebracht
ist, dass sie einen vorderen Endbereich des beweglichen Bogenkontakts 11 umgibt
bzw. umfasst.Further, on the side of the movable contact area 10 a gas flow generating mechanism for blowing the arc discharging gas 2 as gas flow to the arc discharge 3 appropriate. The mechanism contains a piston 12 which is in a predetermined position with respect to the container 1 is set, a cylinder 13 that is relative to the piston 12 moves, a buffer chamber 14 that is between the piston 12 and the cylinder 13 is shaped, and an insulating nozzle 15 attached to a front end of the cylinder 13 is attached so as to have a front end portion of the movable sheet contact 11 surrounds or comprises.
Zusätzlich sind
der bewegliche Kontaktbereich 10 und der festgelegte Kontaktbereich 20 mit
einem hohlen Stab 16 bzw. einem Abgasrohr 22 versehen,
die aus Metallen gebildet sind und die Warmgas oder Heißgas (anschließend bezeichnet
als Warmgas) leitende Mittel zum Leiten eines Warmgases sind, das
durch das Blasen des die Bogenentladung löschenden Gases 2 zur
Bogenentladung 3 in einer Richtung weg von den Bogenkontakten 11 und 21 erzeugt
wird. Dabei ist das Abgasrohr 22, das aus dem Metall gebildet
ist, ein zylindrisches Element, das hinter dem festgelegten Bogenkontakt 21 angebracht ist.
In dem Abgasrohr 22 ist ein Warmgaskanal derart gebildet,
dass eine Warmgasströmung 30a auf
eine festgelegte Seite gebracht wird, die auf der Seite des festgelegten
Kontaktbereichs 20 von der Bogenentladung 3 strömt. Der
hohle Stab 16, der aus Metall gebildet ist, ist ein zylindrisches
Element, das sich linear zu dem beweglichen Bogenkontakt 11 in
einer Axialrichtung fortsetzt. In dem hohlen Stab 16 ist
ein Warmgaskanal derart gebildet, dass eine Warmgasströmung 30b auf
eine bewegliche Seite geführt
wird, die auf der Seite des beweglichen Kontaktbereichs 10 von
der Bogenentladung 3 strömt.In addition, the movable contact area 10 and the specified contact area 20 with a hollow rod 16 or an exhaust pipe 22 which are formed of metals and the hot gas or hot gas (hereinafter referred to as hot gas) are conductive means for conducting a hot gas, by the blowing of the arc discharge extinguishing gas 2 for arc discharge 3 in one direction away from the bow contacts 11 and 21 is produced. This is the exhaust pipe 22 made of metal, a cylindrical element behind the specified arc contact 21 is appropriate. In the exhaust pipe 22 a hot gas duct is formed such that a hot gas flow 30a is placed on a fixed page that is on the side of the specified contact area 20 from the arc discharge 3 flows. The hollow bar 16 , which is formed of metal, is a cylindrical member that is linear to the movable arc contact 11 continues in an axial direction. In the hollow bar 16 a hot gas duct is formed such that a hot gas flow 30b is guided on a movable side, on the side of the movable contact area 10 from the arc discharge 3 flows.
Als
nächstes
wird der Betrieb zum Unterbrechen des Stroms des herkömmlichen
Druckgasleistungsschalters, der wie oben beschrieben aufgebaut ist,
erläutert.
Zunächst
bewegt sich der bewegliche Kontaktbereich 10 in einer Richtung
nach links in der Zeichnung, was eine Richtung sich von dem festgelegten
Kontaktbereich 20 entfernend ist. Dann komprimiert der
Kolben 12, der an dem Behälter 1 angebracht
ist, die Pufferkammer 14, die in einem inneren Raum des
Zylinders 13 geformt ist, und erhöht den Druck in der Pufferkammer 14.
Folglich wird das die Bogenentladung löschende Gas 2, das
in der Pufferkammer 14 vorhanden ist, als eine Hochdruckgasströmung in
die isolierende Düse 15 geführt, und stark
an die Bogenentladung 3 ausgeblasen bzw. ausgepufft, die
zwischen den Bogenkontakten 11 und 21 erzeugt
ist. Entsprechend wird die leitende Bogenentladung 3, die
zwischen den Bogenkontakten 11 und 21 erzeugt
ist, ausgeblasen, und der Strom wird unterbrochen.Next, the operation for interrupting the flow of the conventional pressure gas circuit breaker constructed as described above will be explained. First, the movable contact area moves 10 in a direction to the left in the drawing, giving a direction away from the specified contact area 20 is removing. Then the piston compresses 12 that is attached to the container 1 is attached, the buffer chamber 14 in an inner space of the cylinder 13 is shaped, and increases the pressure in the buffer chamber 14 , Consequently, the arc discharging gas becomes 2 that in the buffer chamber 14 exists as a high pressure gas flow into the insulating nozzle 15 guided, and strong to the arc discharge 3 blown out or exhausted between the bow contacts 11 and 21 is generated. Accordingly, the conductive arc discharge becomes 3 that between the bow contacts 11 and 21 is generated, blown out, and the power is interrupted.
Bei
diesem Vorgang des Unterbrechens des Stroms verändert sich das die Bogenentladung
löschende
Gas 2, das zur Bogenentladung 3, die eine hohe
Temperatur aufweist, geblasen wird, in ein Warmgas, das eine niedrige
Dichte bei hoher Temperatur aufweist, und die Warmgasströmung 30a auf der
festgelegten Seite und die Warmgasströmung 30b auf der beweglichen
Seite werden weg von dem Raum zwischen den Bogenkontakten 11 und 21 geleitet.
Die Warmgasströmung 30a auf
der festgelegten Seite wird in das Abgasrohr 22 geführt, und
in einem bestimmten Maß in
dem Abgasrohr 22 abgekühlt.
Die Warmgasströmung 30a auf
der festgelegten Seite wird in einen freien Raum in dem Behälter 1 außerhalb
des festgelegten Kontaktbereichs 20 von einem Ende 23 des
Abgasrohres 22 abgeführt.
In diesem Fall leitet das Abgasrohr 22 die Warmgasströmung 30a auf
der festgelegten Seite in den Behälter 1, und bildet
ein Warmgasleitungssystem zum Verhindern eines Abfalls der dielektrischen
Durchschlagsfestigkeit auf der Seite des festgelegten Kontaktbereichs 20.In this process of breaking the current, the arc discharge extinguishing gas changes 2 that to the arc discharge 3 , which has a high temperature, is blown into a hot gas having a low density at high temperature, and the hot gas flow 30a on the specified side and the warm gas flow 30b on the moving side will be away from the space between the bow contacts 11 and 21 directed. The warm gas flow 30a on the specified side is in the exhaust pipe 22 guided, and to a certain extent in the exhaust pipe 22 cooled. The warm gas flow 30a on the specified page is in a free space in the container 1 outside the specified contact area 20 from one end 23 of the exhaust pipe 22 dissipated. In this case, the exhaust pipe conducts 22 the warm gas flow 30a on the specified page in the container 1 , and forms a hot gas piping system for preventing a drop of the dielectric breakdown strength on the side of the specified contact area 20 ,
Außerdem wird
die Warmgasströmung 30b auf
der beweglichen Seite in den hohlen Stab 16 geführt, der
sich fortsetzend zu dem beweglichen Bogenkontakt 11 angebracht
ist. Danach wird, wenngleich es hier nicht dargestellt ist, die
Warmgasströmung 30b auf
der beweglichen Seite schließlich
an den freien Raum in den Behälter 1 außerhalb
des beweglichen Kontaktbereichs 10 durch einige Abgaslöcher, die
beispielsweise in dem Kolben 12 angebracht sind, abgeführt. Gewöhnlich weist
der Zylinder 13 eine Struktur auf, bei der die Abgaslöcher nicht unbedingt
vorge sehen sind, und die Abgaslöcher sind
in einem Abgasweg auf der beweglichen Seite in Abhängigkeit
von den Anforderungen vorgesehen. Der hohle Stab 16 führt die
Warmgasströmung 30b auf
der beweglichen Seite in den Raum des Behälters 1 und bildet
ein Warmgasleitungssystem, das ein Abfallen der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit auf
der Seite des beweglichen Kontaktbereichs 10 verhindert.In addition, the warm gas flow 30b on the moving side in the hollow rod 16 led, continuing to the movable bow contact 11 is appropriate. Thereafter, although not shown here, the warm gas flow 30b on the moving side finally to the free space in the container 1 outside the movable contact area 10 through some exhaust holes, for example in the piston 12 are attached, discharged. Usually the cylinder points 13 a structure in which the exhaust holes are not necessarily provided, and the exhaust holes are provided in an exhaust path on the movable side in response to the requirements. The hollow bar 16 guides the warm gas flow 30b on the moving side in the space of the container 1 and forms a hot gas piping system that decreases the dielectric breakdown strength on the side of the movable contact portion 10 prevented.
Es
ist festzuhalten, dass die Warmgasströmung 30a auf der festgelegten
Seite, die durch das Abgasrohr 22 gelangt, die gleiche
Richtung wie diejenige einer Gasströmung aufweist, die zur Bogenentladung 3 geblasen
wird, weshalb eine Strömungsrate größer als
diejenige der Warmgasströmung 30b auf der
beweglichen Seite ist, die eine Richtung entgegengesetzt zu derjenigen
der Gasströmung,
die zur Bogenentladung 3 geblasen wird, aufweist, und die Wärmemenge,
die in der Gasströmung 30a enthalten ist,
ist ebenfalls im Allgemeinen groß. Daher muss die Warmgasströmung 30a auf
der festgelegten Seite stärker
aktiv gekühlt
werden im Vergleich zur beweglichen Seite. Als Folge ist der Durchmesser
des Abgasrohres 22 in vielen Fällen größer als derjenige des hohlen
Stabs 16.It should be noted that the warm gas flow 30a on the specified side, passing through the exhaust pipe 22 passes, the same direction as that of a gas flow, which leads to the arc discharge 3 Therefore, a flow rate greater than that of the warm gas flow 30b on the moving side, which is one direction opposite to that of the gas flow leading to the arc discharge 3 is blown, and the amount of heat in the gas flow 30a is also generally large. Therefore, the warm gas flow 30a be cooled more actively on the specified side compared to the moving side. As a result, the diameter of the exhaust pipe 22 in many cases larger than that of the hollow rod 16 ,
Zusätzlich bestand
in den vergangenen Jahren die Tendenz, die oben beschriebenen Druckgasleistungsschalter
im Hinblick auf das Einsparen von Bauraum in einem Installationsort
und im Hinblick auf die Kostenverringerung zu verkleinern. Wenn
andererseits die Materialien zur Verwendung in dem Leistungsschalter
verringert werden, gibt es bedeutende Auswirkungen auf die Verringerung
der Belastungen für
die globale Umwelt. Auch im Hinblick auf den Umweltschutz gibt es
eine starke soziale Nachfrage zur Miniaturisierung eines Druckgasleistungsschalters. Unter
diesen Umständen
schritt die Miniaturisierung des Druckgasleistungsschalters rasch
voran, und die Größen des
Behälters 1 und
des Abgasrohrs 22 haben ebenfalls die Tendenz, in zunehmenden
Maß mit der
Miniaturisierung verkleinert zu werden.In addition, in recent years, there has been a tendency to reduce the above-described compressed gas circuit breakers in view of saving space in an installation site and in terms of cost reduction. On the other hand, if the materials for use in the circuit breaker are reduced, there are significant effects on reducing the burden on the global environment. Also in terms of environmental protection, there is a strong social demand for miniaturization of a compressed gas circuit breaker. Under these circumstances, the miniaturization of the compressed gas circuit breaker progressed rapidly, and the sizes of the container 1 and the exhaust pipe 22 They also tend to shrink in size with miniaturization.
Wenn
das Abgasrohr 22 jedoch einfach miniaturisiert wird, nimmt
notwendigerweise das Volumen zum Kühlen der Warmgasströmung 30a auf
der festgelegten Seite, die zwischen den Bogenkontakten 11 und 21 erzeugt
wird, ab. Andererseits verkürzt
sich eine Zeit, die benötigt
wird, bis die Warmgasströmung 30a auf
der festgelegten Seite das Ende 23 des Abgasrohrs 22 erreicht,
d. h. eine Zeit, die zum Kühlen
der Warmgasströmung 30a in
dem Abgasrohr 22 zur Verfügung steht, wird ebenfalls
verkürzt.
Daher wird die Warmgasströmung 30a mit
Sicherheit vom Ende 23 des Abgasrohrs 22 bei höherer Temperatur
abgegeben.If the exhaust pipe 22 However, if it is simply miniaturized, it necessarily takes the volume to cool the warm gas flow 30a on the specified side, between the bow contacts 11 and 21 is generated, from. On the other hand, a time required until the warm gas flow is shortened 30a on the specified page the end 23 of the exhaust pipe 22 achieved, ie a time for cooling the hot gas flow 30a in the exhaust pipe 22 is available, is also shortened. Therefore, the warm gas flow 30a certainly from the end 23 of the exhaust pipe 22 delivered at a higher temperature.
Da
andererseits eine Wiedergewinnungsüberspannung, die durch ein Überspannungsphänomen eines
Stromsystems erzeugt wird, auf das Abgasrohr 22 nach dem
Unterbrechen des Stroms des Leistungssystems aufgebracht wird, gelangt
das Abgasrohr 22 auf ein höheres Potential als den normalen
Wert. Wenn der Behälter 1 miniaturisiert
wird, nimmt notwendigerweise ein Abstand zwischen dem Behälter 1,
der ein Erdungspotential aufweist, und dem Abgasrohr 22 ab,
und daher neigt die Stärke
des elektrischen Feldes am Ende 23 des Abgasrohrs 22 dazu,
höher zu
sein.On the other hand, since a recovery overvoltage generated by a surge phenomenon of a power system is applied to the exhaust pipe 22 is applied after interrupting the power of the power system, the exhaust pipe passes 22 to a higher potential than the normal value. When the container 1 miniaturized, necessarily takes a distance between the container 1 having a grounding potential, and the exhaust pipe 22 and therefore the strength of the electric field tends to end up 23 of the exhaust pipe 22 to be higher.
Dieser
Aspekt wird zusammengefasst. Wenn der herkömmliche Druckgasleistungsschalter
miniaturisiert wird, wird die Stärke
des elektrischen Feldes am Ende 23 des Abgasrohrs 22 hoch,
nachdem der Strom im Leistungssystem unterbrochen ist. Ferner steigt
die Temperatur der abgegebenen Warmgasströmung 30a ebenfalls
mit Sicherheit an. Wenn dabei der Gasdruck so festgelegt ist, dass
er konstant ist, tritt im Allgemeinen ein dielektrischer Durchschlag leicht
bei der höheren
Stärke
des elektrischen Feldes auf. Wenn die Gastemperatur höher ist,
tritt der dielektrische Durchschlag schneller auf. Das bedeutet, dass
bei weiterem Fortschreiten der Miniaturisierung des Druckgasleistungsschalters
die dielektrische Durchschlagsfestigkeit des Endes 23 des
Abgasrohrs 22 verringert wird, und das Auftreten eines
dielektrischen Durchschlags (dieses Phänomen wird anschließend als ”Leitungs-zu-Erdungs
Versagen” bezeichnet)
leicht zwischen dem Ende 23 und dem Behälter 1 hervorgerufen
wird.This aspect is summarized. When the conventional compressed gas circuit breaker is miniaturized, the strength of the electric field becomes the end 23 of the exhaust pipe 22 high after the power in the power system is interrupted. Furthermore, the temperature of the discharged hot gas flow increases 30a also with safety. In doing so, when the gas pressure is set to be constant, a dielectric breakdown tends to occur at the higher strength of the electric field. If the gas temperature is higher, the dielectric breakdown occurs faster. This means that as the miniaturization of the gas pressure circuit breaker proceeds further, the dielectric breakdown strength of the end 23 of the exhaust pipe 22 is decreased, and the occurrence of a dielectric breakdown (this phenomenon is hereinafter referred to as a "line-to-ground failure") easily between the end 23 and the container 1 is caused.
Es
ist festzuhalten, dass das Abfallen der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit
auf der Seite des festgelegten Kontaktbereichs 20 in dem
Fall, in dem der Druckgasleistungsanschluss miniaturisiert ist, oben
beschrieben wurde, und dass das Phänomen des Abfallens der dielektrischen
Durchschlagsfestigkeit in ähnlicher
Weise auch auf der Seite des beweglichen Kontaktbereichs 10 auftritt.
Das bedeutet, dass die dielektrische Durchschlagsfestigkeit zwischen
einem Warmgasabgabebereich, der in dem beweglichen Kontaktbereich 10 angebracht
ist, und dem Behälter 1,
aus ähnlichem
Grund abfällt,
wenn die Miniaturisierung des Druckgasleistungsschalters voranschreitet
und das Leitungs-zu-Erdungs Versagen auch in dem beweglichen Kontaktbereich 10 leicht
auftritt.It is noted that the drop of the dielectric breakdown strength on the side of the specified contact area 20 in the case where the pressurized gas power port is miniaturized has been described above, and that the phenomenon of drop of the dielectric breakdown strength similarly also on the side of the movable contact region 10 occurs. This means that the dielectric breakdown strength between a hot gas discharge area, which in the movable contact area 10 is attached, and the container 1 , for similar reason, decreases as the miniaturization of the gas pressure circuit breaker progresses and the line-to-ground failure also in the movable contact area 10 easily occurs.
Außerdem wurde,
wie oben beschrieben, in den vergangenen Jahren auch ein Druckgasleistungsschalter
vorgeschlagen, bei dem ein bestimmtes Ersatzgas als das die Bogenentladung
löschende Medium
statt des SF6-Gases, das eine große Auswirkung
auf die globale Erwärmung
aufweist, angewendet wird. Es war bekannt, dass die dielektrische Durchschlagsfestigkeit
des im Allgemeinen vorgeschlagenen Ersatzgases geringer als diejenige
des SF6-Gases ist. Wenn ein Druck gasleistungsschalter mit
Ersatzgas im Hinblick auf die Umwelt konstruiert wird, ist es daher
schwieriger, das Abfallen der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit
und das entsprechend hervorgerufene Leitungs-zu-Erdungs Versagensphänomen zu
vermeiden. Folglich besteht die Befürchtung, dass eine Vergrößerung des
Behälters erforderlich
ist.In addition, as described above, in recent years, a pressurized-gas circuit breaker has also been proposed in which a certain substitute gas is used as the arc-discharging medium instead of the SF 6 gas, which has a great effect on global warming. It has been known that the dielectric breakdown strength of the generally proposed substitute gas is lower than that of the SF 6 gas. Therefore, when constructing a gas pressure switch with substitute gas with respect to the environment, it is more difficult to avoid the drop in the dielectric breakdown strength and the corresponding line-to-ground failure phenomenon caused. Consequently, there is a fear that enlargement of the container is required.
Ferner
wurde das Beispiel des Druckgasleistungsschalters, der das geerdete
Metallgefäß 1 verwendet,
unter Verweis auf 13 beschrieben, wobei jedoch
ein Druckgasleistungsschalter, der durch ein isolierendes Material,
wie zum Beispiel einen Porzellanisolator, gedichtet ist, ebenfalls
vorkommt. Bei diesem Druckgasleistungsschalter tritt das Leitungs-zu-Erdungs
Versagen im Hinblick auf den geerdeten Behälter nicht auf. Wenn jedoch
der Porzellanisolator und die begleitenden Bauteile einer Warmgasströmung mit
sehr hoher Temperatur, die beim Unterbrechen eines großen Stroms
erzeugt wird, ausgesetzt. sind, treten Nachteile, wie zum Beispiel
die Verschlechterung und ein Auflösen der Bauteile auf, und es
wurde erforderlich, das Warmgas rasch abzukühlen.Further, the example of the compressed gas circuit breaker, which is the grounded metal vessel 1 used, with reference to 13 however, a pressure gas circuit breaker sealed by an insulating material, such as a porcelain insulator, also occurs. In this compressed gas circuit breaker, the line-to-ground failure does not occur with respect to the grounded tank. However, when the porcelain insulator and the accompanying components are exposed to a hot gas flow of a very high temperature generated upon the interruption of a large current. are disadvantages, such as the deterioration and dissolution of the components, and it became necessary to cool the hot gas quickly.
Es
ist festzuhalten, dass die herkömmliche Technik
unter Verweis auf 13 in Übereinstimmung mit dem Beispiel
des am meisten allgemein gehaltenen Druckgasleistungsschalters beschrieben wurde,
bei welchem einer der Kontakte festgelegt ist und der andere Kontakt
angetrieben ist. In den vergangenen Jahren wurde außerdem ein
Druckgasleistungsschalter vorgeschlagen, bei dem Kontaktbereiche
auf gegenüberliegenden
Seiten gleichzeitig relativ angetrieben werden. Dieser Druckgasleistungsschalter
weist in ähnlicher
Weise die Probleme des Abfalls der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit
und das entsprechend hervorgerufene Leitungs-zu-Erdungs Versagensphänomen auf.It should be noted that the conventional technique with reference to 13 has been described in accordance with the example of the most general compressed gas circuit breaker in which one of the contacts is fixed and the other contact is driven. In recent years, a pressurized gas circuit breaker has also been proposed in which contact portions on opposite sides are simultaneously relatively driven. This pressurized gas circuit breaker similarly presents the problems of dielectric breakdown resistance and the corresponding line-to-ground failure phenomenon.
Bei
einer Technik zum Lösen
des oben beschriebenen Problems, die zum Beispiel in der japanischen Patentanmeldung (Kokai-Veröffentlichung) Nr.
8-124464 beschrieben ist, wurde bislang vorgeschlagen,
dass Rippen/Kanalbereiche auf einer inneren Oberfläche eines
Abgasrohrs auszubilden sind. 14 und 15 zeigen
eine herkömmliche
Gestaltung des Abgasrohrs. 14 zeigt
einen Fall, in dem ringförmige
faltenartige oder wellige Ausbildungen 41 kontinuierlich
als die Rippen/Kanalbereiche auf der inneren Oberfläche des
Abgasrohrs 22 in einer Axialrichtung gebildet sind, und 15 zeigt
einen Fall, in dem ein spiralförmiger
Kanal 42 auf der inneren Oberfläche des Abgasrohrs 22 gebildet
ist. Gemäß dieser
Veröffentlichung
wurde beschrieben, dass durch diese Ausbildung ein Gas, das eine
niedrigere Temperatur und daher eine größere Dichte und Viskosität im Vergleich
zur Warmgasströmung 30a aufweist,
mit den Rip pen/Kanalbereichen der inneren Oberfläche auf konzentrierte Weise
in einem Fall umschlungen ist, in dem das Warmgas 30a im
Inneren des Abgasrohrs 22, das die Rippen/Kanalbereiche darin
ausgebildet hat, strömt.
Es wurde auch beschrieben, dass das Gas, das die große Dichte
aufweist, d. h. eine hohe dielektrische Durchschlagsfestigkeit hat,
daher in der Umgebung der inneren Oberfläche des Abgasrohrs 22 strömt und ein
Abfall der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit des Bereiches verhindert
werden kann.In a technique for solving the above-described problem, which is described, for example, in U.S. Pat Japanese Patent Application (Kokai Publication) No. 8-124464 has been described, it has been proposed that ribs / channel portions are to be formed on an inner surface of an exhaust pipe. 14 and 15 show a conventional design of the exhaust pipe. 14 shows a case in which annular wrinkles or wavy formations 41 continuously as the ribs / channel areas on the inner surface of the exhaust pipe 22 are formed in an axial direction, and 15 shows a case where a spiral channel 42 on the inner surface of the exhaust pipe 22 is formed. According to this publication, it has been described that by this design a gas having a lower temperature and therefore a greater density and viscosity compared to the warm gas flow 30a , is wrapped with the Rip pen / channel areas of the inner surface in a concentrated manner in a case in which the warm gas 30a inside the exhaust pipe 22 having the ribs / channel areas formed therein flows. It has also been described that the gas having the high density, that is, having a high dielectric breakdown strength, is therefore in the vicinity of the inner surface surface of the exhaust pipe 22 flows and a drop in the dielectric strength of the area can be prevented.
Zusätzlich beruht
die in der oben beschriebenen Veröffentlichung beschriebene Funktion
lediglich auf einer stark qualitativen Interpretation im Hinblick auf
die Einflüsse
der Rippen/Kanaloberfläche
des Gaskanals auf die Gasströmung.
In dieser Veröffentlichung
bleiben konkrete Gestaltungen unbestimmt, wie zum Beispiel die konkrete
Anordnung, Größe, Gestalt
der Rippen/Kanalbereiche, und ein Verhältnis zu einer Größe/Gestalt
des Abgasrohrs 22. Daher wird keine konkrete Konstruktion,
mit der eine ausreichende Funktion erzielt wird, beschrieben. Das
bedeutet, dass es schwierig ist, wenn die Rippen/Kanalbereiche einfach
auf der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 22 angebracht sind, nur das Gas, das die hohe
dielektrische Durchschlagsfestigkeit hat, in der Umgebung der inneren
Oberfläche
des Abgasrohrs 22 zu führen
und in ausreichendem Maß das
Abfallen der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit des Bereichs
zu verhindern.In addition, the function described in the above-described publication is based only on a high qualitative interpretation with respect to the influences of the ribs / channel surface of the gas channel on the gas flow. In this publication, concrete designs remain indefinite, such as the concrete arrangement, size, shape of the ribs / channel areas, and a relation to a size / shape of the exhaust pipe 22 , Therefore, no concrete construction with which a sufficient function is achieved will be described. This means that it is difficult if the ribs / channel areas simply on the inner surface of the exhaust pipe 22 are attached, only the gas having the high dielectric breakdown strength, in the vicinity of the inner surface of the exhaust pipe 22 and to sufficiently prevent the dielectric breakdown of the region from decreasing.
Ferner
ist in der Veröffentlichung
beschrieben, dass das Abgasrohr 22 mit einem hohen elektrischen
Feld versehen wird, wobei jedoch nur die Temperatur und die Dichte
des Warmgases, das um das Abgasrohr 22 strömt, berücksichtigt
werden. Ferner wird in der Veröffentlichung
eine konkrete Ausbildung eines elektrischen Feldes um das Abgasrohr 22 nicht in
Betracht gezogen, und auch diesbezüglich ist es daher schwierig,
ausreichend das Abfallen der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit
zu verhindern. Das bedeutet, dass die dielektrische Durchschlagsfestigkeit
durch die Temperatur und Dichte des Warmgases bestimmt wird, und
durch die Stärke
des elektrischen Feldes eines Bereiches, durch den das Warmgas strömt. Beispielsweise
besteht unter Berücksichtigung
der Bedingungen von gleichem Gasdruck und aufgebrachter Spannung
eine Möglichkeit, dass
umgekehrt die dielektrische Durchschlagsfestigkeit in einem Fall
abfällt,
in dem das Gas bei niedriger Temperatur in einem Bereich vorhanden
ist, der eine hohe Stärke
des elektrischen Feldes aufweist, anstatt in einem Fall, in dem
das Gas bei hoher Temperatur in einem Bereich vorhanden ist, der
eine niedrige Stärke
des elektrischen Feldes aufweist. Wenn die Verstärkung der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit
eines gesamten Warmgasleitungssystems, das das Abgasrohr 22 und
das gedichtete Gefäß enthält, eine
Aufgabenstellung ist, ist es daher nicht hinreichend, nur die Temperatur
und Dichte der Warmgasströmung
zu berücksichtigen,
sondern die Ausbildung eines elektrischen Feldes muss ebenfalls in
Betracht gezogen werden. Daher wird auch diesbezüglich die dielektrische Durchschlagsfestigkeit nicht
unbedingt mit der in der oben erwähnten Veröffentlichung beschriebenen
Technik verbessert.Furthermore, the publication describes that the exhaust pipe 22 is provided with a high electric field, but only the temperature and the density of the hot gas that surrounds the exhaust pipe 22 flows into consideration. Furthermore, in the publication, a concrete formation of an electric field around the exhaust pipe 22 Therefore, it is also difficult to sufficiently prevent the drop of the dielectric breakdown strength in this respect. That is, the dielectric breakdown strength is determined by the temperature and density of the hot gas, and by the strength of the electric field of a region through which the warm gas flows. For example, considering the conditions of the same gas pressure and applied voltage, there is a possibility that, conversely, the dielectric breakdown strength drops in a case where the gas is present at a low temperature in a region having a high electric field strength rather than in one Case in which the gas is present at high temperature in a region having a low electric field strength. When the reinforcement of the dielectric breakdown strength of an entire hot gas piping system, the exhaust pipe 22 and the sealed vessel contains, is a task, therefore, it is not sufficient to consider only the temperature and density of the hot gas flow, but the formation of an electric field must also be considered. Therefore, also in this respect, the dielectric breakdown strength is not necessarily improved with the technique described in the above-mentioned publication.
Außerdem wird
bei der in dieser Veröffentlichung
beschriebenen Technik keinerlei Warmgas, das auf der Seite des beweglichen
Kontaktbereichs 10, der in 13 dargestellt
ist, strömt,
beschrieben, und daher kann der Abfall der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit
auf der Seite des beweglichen Kontaktbereichs 10 nicht
verhindert werden.In addition, in the technique described in this publication, no hot gas is generated on the side of the movable contact area 10 who in 13 is shown, flows, and therefore, the drop of the dielectric breakdown strength on the side of the movable contact portion 10 can not be prevented.
Die
vorliegende Erfindung wurde vorgeschlagen, um die oben beschriebenen
Probleme der herkömmlichen
Technik zu lösen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Druckgasleistungsschalter
mit kleinen Abmaßen
vorzusehen, der effektiv eine Warmgasströmung kühlen kann und effizient die
dielektrische Durchschlagsfestigkeit eines gesamten Warmgasleitungssystems
basierend auf einem verstandenen detaillierten Kühlmechanismus und unter Berücksichtigung
der Ausbildung eines elektrischen Felds zusätzlich zu den Temperaturen und
Dichten eines Abgasrohrs zum Führen
von Warmgas oder eines Warmgases, das um eine hohlen Stab strömt, verbessern
kann. Da eine konkrete Ausbildung verdeutlicht ist, wird außerdem ein Druckgasleistungsschalter
vorgesehen, der kleine Abmessungen aufweist aber hohe Zuverlässigkeit besitzt.The
The present invention has been proposed to be those described above
Problems of conventional
Technology to solve.
It is the object of the present invention to provide a compressed gas circuit breaker
with small dimensions
be provided, which can effectively cool a hot gas flow and efficiently the
dielectric breakdown strength of an entire hot gas piping system
based on an understood detailed cooling mechanism and taking into account
the formation of an electric field in addition to the temperatures and
Density of an exhaust pipe for guiding
of warm gas or a warm gas flowing around a hollow rod, improve
can. Since a concrete training is clarified, also a compressed gas circuit breaker
provided, which has small dimensions but has high reliability.
Kurze Darstellung der ErfindungBrief description of the invention
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird zum Erzielen der oben beschriebenen Aufgabe ein Druckgasleistungsschalter
vorgesehen, bei dem zumindest vier oder mehr Reihen von Kanälen, die
sich in einer Richtung erstrecken, die die Bewegungsrichtung eines
Warmgases kreuzt, auf der inneren Oberfläche eines röhrenförmigen Elements zum Führen des Warmgases
angebracht sind, so dass der Druckgasleistungsschalter effektiv
eine Warmgasströmung kühlen kann
und effektiv die dielektrische Durchschlagsfestigkeit eines gesamten
Warmgasleitungssystems im Hinblick auf die Ausbildung eines elektrischen
Felds zusätzlich
zur Temperatur und Dichte eines Warmgases, das um das röhrenförmige Element strömt, verbessern
kann.According to the present
Invention is to achieve the above-described object, a compressed gas circuit breaker
provided, wherein at least four or more rows of channels, the
extending in a direction that the direction of movement of a
Hot gas crosses on the inner surface of a tubular member for guiding the hot gas
are attached, so that the compressed gas circuit breaker effectively
can cool a warm gas flow
and effectively the dielectric breakdown strength of an entire
Hot gas piping system with regard to the formation of an electrical
Field in addition
to improve the temperature and density of a hot gas flowing around the tubular member
can.
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich zunächst auf einen Druckgasleistungsschalter,
der eine bestimmte Grundkonstruktion aufweist. Die Grundkonstruktion
des Druckgasleistungsschalters ist wie folgt. Zunächst wird
ein gedichtetes Gefäß mit einem eine
Bogenentladung löschenden
Gas befüllt
und ein erster Kontaktbereich ist gegenüberliegend zu einem zweiten
Kontaktbereich angebracht. Dabei sind der erste und der zweite Kontakt
mit einem ersten Bogenkontakt bzw. einem zweiten Bogenkontakt versehen.
Beide Kontakte sind in einen kontaktleitenden Zustand während eines
gewöhnlichen
Betriebs gebracht und werden durch Relativbewegung beim Unterbrechen
des Schaltkreises getrennt. Ferner wird eine Bogenentladung in einem
Raum zwischen den Kontakten erzeugt. Der erste Kontaktbereich ist
mit einem eine Gasströmung
erzeugenden Mechanismus versehen, um das die Bogenentladung löschende
Gas zur Bogenentladung zu blasen. Ferner sind der erste und der
zweite Kontaktbereich mit einem Warmgasleitungsmechanismus versehen,
um ein Warmgas, das durch Blasen des die Bogenentladung löschenden
Gases zur Bogenentladung durch den Erzeugungsmechanismus für die Gasströmung erzeugt
wird, in eine Richtung weg von jeweils beiden Kontakten zu führen.The present invention initially relates to a compressed gas circuit breaker having a certain basic construction. The basic construction of the compressed gas circuit breaker is as follows. First, a sealed vessel is filled with an arc discharge extinguishing gas, and a first contact area is disposed opposite to a second contact area. In this case, the first and the second contact are provided with a first sheet contact or a second sheet contact. Both contacts are brought into a contact-conducting state during ordinary operation and are disconnected by relative movement upon breaking the circuit. Further, an arc discharge in a space between the Generated contacts. The first contact portion is provided with a gas flow generating mechanism for blowing the arc discharge-extinguishing gas to arc discharge. Further, the first and second contact portions are provided with a hot gas passage mechanism to guide a hot gas generated by blowing the arc discharge gas for arc discharge through the gas flow generating mechanism in a direction away from each of both contacts.
Gemäß einen
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Druckgasleistungsschalter, der
diese Konstruktion hat, die folgenden Charakteristika auf. Insbesondere
enthält
der Druckgasleistungsschalter ein röhrenförmiges Element als Leitungsmechanismus
für das
Warmgas für
zumindest entweder den ersten oder den zweiten Kontaktbereich. Ferner
sind zumindest vier oder mehr Reihen von Kanälen, die sich in einer Richtung
erstrecken, welche eine Bewegungsrichtung des Warmgases kreuzt,
kontinuierlich in der Bewegungsrichtung des Warmgases auf der inneren
Oberfläche
des röhrenförmigen Elements
angebracht.According to one
The first aspect of the present invention, the compressed gas circuit breaker, the
This construction has the following characteristics. Especially
contains
the compressed gas circuit breaker a tubular element as a line mechanism
for the
Warm gas for
at least either the first or the second contact area. Further
At least four or more rows of channels are in one direction
extending, which crosses a direction of movement of the hot gas,
continuously in the direction of movement of the warm gas on the inner
surface
of the tubular element
appropriate.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Gastemperatur in großem Maß in der Umgebung des Endes
des Abgasrohres oder des hohlen Stabs gesenkt werden, wobei am Ende
die Stärke
des elektrischen Feldes verhältnismäßig hoch
ist und eine hohe Wahrscheinlichkeit vorhanden ist, dass es direkt
der Warmgasströmung
bei hoher Temperatur ausgesetzt wird. Daher kann die dielektrische
Durchschlagsfestigkeit des entsprechenden Bereichs verbessert werden.
Daher wird zusätzlich
zur Temperatur und Dichte des Warmgases, das um das Abgasrohr oder
den hohlen Stab strömt,
die Ausbildung des elektrischen Feldes des Abgasrohrs oder des hohlen
Stabs ebenfalls berücksichtigt.
Ferner wird aus diesen zwei Standpunkten die Warmgasströmung effektiv
gekühlt und
die dielektrische Festigkeit des gesamten Warmgasleitungssystems
kann effektiv verbessert werden.According to the present
Invention can greatly increase the gas temperature in the vicinity of the end
the exhaust pipe or the hollow rod are lowered, wherein at the end
the strenght
of the electric field relatively high
is and there is a high probability that it is direct
the warm gas flow
is exposed at high temperature. Therefore, the dielectric
Dielectric strength of the corresponding area can be improved.
Therefore, in addition
to the temperature and density of the hot gas flowing around the exhaust pipe or
the hollow rod flows,
the formation of the electric field of the exhaust pipe or the hollow
Stabs also considered.
Furthermore, the hot gas flow becomes effective from these two viewpoints
cooled and
the dielectric strength of the entire hot gas piping system
can be effectively improved.
Wie
oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung die Warmgasströmung
effektiv gekühlt
und die dielektrische Durchschlagsfestigkeit des gesamten Warmgasleitungssystems kann
effektiv basierend auf dem begriffenen detaillierten Kühlmechanismus
und unter Berücksichtigung
der Ausbildung des elektrischen Felds zusätzlich zur Temperatur und Dichte
des Warmgases, das um das Abgasrohr oder den hohlen Stab strömt, verbessert
werden. Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind zumindest vier oder mehr Reihen von Kanälen, die
sich in einer Richtung erstrecken, welche die Bewegungsrichtung des
Warmgases kreuzt, in der inneren Oberfläche des Abgasrohrs oder des
hohlen Stabs zum Führen oder
Leiten des Warmgases angebracht. Durch diese Gestaltung kann ein
Druckgasleistungsschalter vorgesehen werden, der kleine Abmessungen
aufweist aber eine hohe Zuverlässigkeit
besitzt.As
described above, according to the present
Invention the warm gas flow
effectively cooled
and the dielectric breakdown strength of the entire hot gas piping system can
effectively based on the realized detailed cooling mechanism
and considering
the formation of the electric field in addition to the temperature and density
of the warm gas flowing around the exhaust pipe or the hollow rod improves
become. According to the present
Invention are at least four or more rows of channels, the
extend in a direction which the direction of movement of the
Hot gas crosses, in the inner surface of the exhaust pipe or the
hollow rod for guiding or
Guiding the hot gas attached. This design can be
Compressed gas circuit breaker are provided, the small size
but has a high reliability
has.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
1A ist
eine schematische Querschnittsansicht, die einen Teil eines Abgasrohrs
eines Druckgasleistungsschalters gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; 1A FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a part of an exhaust pipe of a compressed gas circuit breaker according to a first embodiment of the present invention; FIG.
1B ist
eine vergrößerte Darstellung
eines Teils von 1A; 1B is an enlarged view of a part of 1A ;
2 ist
eine Analysedarstellung, die ein Beispiel eines Temperatursimulationsergebnisses
in einem Fall zeigt, in dem eine numerische Analyse mit einem Modell
des Druckgasleistungsschalters gemäß der ersten Ausführungsform,
die in 1A, 1B gezeigt
ist, durchgeführt
wird und eine Gasströmung
in einer zweidimensionalen rotationssymmetrischen Gestalt analysiert
wird; 2 FIG. 10 is an analysis diagram showing an example of a temperature simulation result in a case where a numerical analysis is made with a model of the compressed gas circuit breaker according to the first embodiment incorporated in FIG 1A . 1B is performed, and a gas flow in a two-dimensional rotationally symmetrical shape is analyzed;
3 ist
ein Messdiagramm, das ein Beispiel eines Messergebnisses für einen
Fall zeigt, in dem dielektrische Durchschlagsfestigkeiten in Endbereichen
eines herkömmlichen
einfachen zylindrischen Abgasrohrs und eines Abgasrohrs gemäß der vorliegenden
Erfindung und zur Verwendung eines SF6 Druckgasleistungsschalters,
der eine Metallbehältergestalt
für ein
extra Hochspannungsstromsystem aufweist, gemessen sind; 3 FIG. 10 is a measurement diagram showing an example of a measurement result in a case where dielectric breakdown strengths are measured in end portions of a conventional simple cylindrical exhaust pipe and exhaust pipe according to the present invention and for use of an SF 6 gas pressure circuit breaker having a metal tank shape for an extra high voltage power system are;
4 ist
ein Analysediagramm, das die Beziehung zur Warmgastemperatur in
einem Fall simuliert und darstellt, in dem die Anzahl der entlang
eines Warmgaskanals gebildeten Kanäle in der inneren Oberfläche des
Abgasrohrs aus 2 verändert wird; 4 FIG. 10 is an analysis diagram simulating and illustrating the relationship with the hot gas temperature in a case where the number of channels formed along a hot gas passage in the inner surface of the exhaust pipe is. FIG 2 is changed;
5A–5E sind
erklärende
Darstellung, die die Querschnittsgestalten von Kanälen für einen Fall
zeigen, in dem die Beziehung zwischen einem Kanalabstand P und einer
Kanaltiefe H bei der Ausführungsform
aus 1 verändert wird; 5A - 5E 5 are explanatory views showing the cross-sectional shapes of channels for a case where the relationship between a channel pitch P and a channel depth H in the embodiment is 1 is changed;
6 ist
ein Analysediagramm, das ein Beispiel eines Analyseergebnisses zeigt,
das durch eine Analyse des elektrischen Felds mit einer Veränderung
der Stärke
des elektrischen Felds entsprechend einem Größenverhältnis zu einem Kanal in dem
Ende des Abgasrohrs erzielt wird; 6 Fig. 10 is an analysis diagram showing an example of an analysis result obtained by analyzing the electric field with a change in the electric field intensity corresponding to a size ratio to a passage in the end of the exhaust pipe;
7A ist
eine schematische Querschnittsdarstellung, die die Konstruktion
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der die Gestalt des Kanals
des Abgasrohrs, das in 1 dargestellt
ist, verändert
wird; 7A FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the construction of another embodiment of the present invention, in which the shape of the duct of the exhaust pipe, which is shown in FIG 1 is shown, is changed;
7B ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils aus 7A; 7B is an enlarged view of a part 7A ;
8A ist
eine schematische Querschnittsansicht, die eine andere Ausführungsform
zeigt, bei der die Gestalt des Kanals des in 1 gezeigten Abgasrohrs
verändert
wird; 8A is a schematic cross-sectional view showing another embodiment in which the shape of the channel of the in 1 changed exhaust pipe is changed;
8B ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils aus 8A; 8B is an enlarged view of a part 8A ;
9 ist
eine schematische Querschnittsansicht, die eine andere Ausführungsform
zeigt, bei welcher die Gestalt des Kanals des Abgasrohrs, das in 1 dargestellt ist, verändert ist; 9 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment in which the shape of the channel of the exhaust pipe, the in 1 is shown, is changed;
10 ist
eine schematische Querschnittsansicht, die den vorderen Bereich
des Abgasrohrs des Druckgasleistungsschalters gemäß noch einer anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; 10 Fig. 12 is a schematic cross-sectional view showing the front portion of the exhaust pipe of the compressed gas circuit breaker according to still another embodiment of the present invention;
11 ist
eine schematische Querschnittsansicht, die den vorderen Bereich
des Abgasrohrs des Druckgasleistungsschalters gemäß noch einer anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; 11 Fig. 12 is a schematic cross-sectional view showing the front portion of the exhaust pipe of the compressed gas circuit breaker according to still another embodiment of the present invention;
12A ist eine Querschnittskonstruktionszeichnung,
die den Druckgasleistungsschalter gemäß noch einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; 12A Fig. 15 is a cross-sectional structural drawing showing the compressed gas circuit breaker according to still another embodiment of the present invention;
12B ist eine Darstellung, die die Querschnittskonstruktion
eines Teils X-X aus 12A zeigt; 12B is an illustration showing the cross-sectional construction of a part XX 12A shows;
13 ist
eine Querschnittsstrukturansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen
Druckgasleistungsschalter zeigt; 13 Fig. 10 is a cross-sectional structural view showing an example of a conventional compressed gas circuit breaker;
14 ist
eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für das Abgasrohr
des herkömmlichen
Druckgasleistungsschalters zeigt; und 14 Fig. 12 is a schematic cross-sectional view showing an example of the exhaust pipe of the conventional compressed gas circuit breaker; and
15 ist
eine schematische Querschnittsansicht, die ein anderes Beispiel
des Abgasrohrs des herkömmlichen
Druckgasleistungsschalters zeigt. 15 FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing another example of the exhaust pipe of the conventional compressed gas circuit breaker. FIG.
Detaillierte Beschreibung
der ErfindungDetailed description
the invention
Ausführungsformen
eines Druckgasleistungsschalters, für den die vorliegende Erfindung
angewendet wird, werden anschließend im Einzelnen unter Verweis
auf 1 bis 12B beschrieben. Es
ist festzuhalten, dass im Hinblick auf den Gesichtspunkt des Vereinfachens
der Beschreibung gleiche Bauteile wie diejenigen der oben beschriebenen
herkömmlichen
Konstruktion mit den gleichen Referenzziffern bezeichnet sind.Embodiments of a compressed gas circuit breaker to which the present invention is applied will be described in detail below with reference to FIG 1 to 12B described. It is to be noted that, from the viewpoint of simplifying the description, the same components as those of the conventional construction described above are denoted by the same reference numerals.
1. Erste Ausführungsform1. First embodiment
1-1 Konstruktion1-1 construction
1A ist
eine schematische Querschnittsansicht, die einen vorderen Bereich
eines Abgasrohrs eines Druckgasleistungsschalters gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Es ist nur die Umgebung eines
Endes 101 eines Abgasrohrs 100 eines festgelegten
Kontaktbereichs 20 in dem Druckgasleistungsschalter in 1A dargestellt.
Die restliche Konstruktion des Druckgasleistungsschalters der vorliegenden
Ausführungsform,
die in 1A nicht dargestellt ist, ist gleich
wie diejenige, die in 13 gezeigt ist. 1A zeigt
einen Zustand beim Unterbrechen des Schaltkreises eines Stromsystems.
Genaugenommen zeigt 1A einen Zustand, in dem eine
zwischen Kontakten erzeugte Bogenentladung, wie sie in 13 dargestellt
ist, durch ein die Bogenentladung löschendes Gas, wie zum Beispiel
SF6 ausgeblasen wird, die erzeugte Warmgasströmung 30a in
das Abgasrohr 100 strömt
und in einen freien Raum in dem Behälter 1 von dem Ende 101 abgegeben
wird. 1A FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a front portion of an exhaust pipe of a compressed gas circuit breaker according to a first embodiment of the present invention. FIG. It's just the environment of an end 101 an exhaust pipe 100 a defined contact area 20 in the compressed gas circuit breaker in 1A shown. The remaining construction of the pressure gas circuit breaker of the present embodiment, which in 1A not shown is the same as the one in 13 is shown. 1A shows a state when interrupting the circuit of a power system. In fact, it shows 1A a state in which an arc discharge generated between contacts, as in 13 is shown by an arc discharge gas, such as SF 6 is blown out, the generated hot gas flow 30a in the exhaust pipe 100 flows and into a free space in the container 1 from the end 101 is delivered.
In
der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100 ist ein Kanalbereich 110 angebracht,
in dem eine Vielzahl von Kanälen 110G,
die sich in einer Richtung erstrecken, welche eine Strömungsrichtung
(Bewegungsrichtung) der Warmgasströmung 30a entlang einer
zentralen Achse E des Abgasrohrs 100 kreuzt, wechselweise
kontinuierlich in der Strömungsrichtung
angeordnet sind. Im Hinblick auf die Anzahl der Kanäle 110G sind,
wie später
beschrieben wird, zumindest vier oder mehr Reihen von Kanälen angebracht.
Die Gestaltung oder Formen der Kanäle 110G müssen nicht
unbedingt gleich sein. 1B zeigt jedoch einen Zustand,
in dem die Vielzahl der Kanäle 110G,
die jeweils einen Abstand P, eine Tiefe H und einen gleichschenklig
dreiecksförmigen
Querschnitt aufweisen, gleichmäßig ausgebildet
sind. Zur Vereinfachung der Zeichnung zeigt 1B einen
Zustand, in dem die ringförmigen
Kanäle 110G,
die sich in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung in Bezug auf die
Strömungsrichtung
der Warmgasströmung 30a erstrecken,
kontinuierlich in der Strömungsrichtung angeordnet
sind, wobei aneinander grenzende Kanäle miteinander in Berührung gebracht
sind. Die Mehrzahl der Reihen der Kanäle 110G ist kontinuierlich insgesamt
in einer ziehharmonikaförmigen
oder balgartigen Gestalt in der inneren Oberfläche des Abgasrohrs 100 geformt.In the inner surface of the exhaust pipe 100 is a channel area 110 attached, in which a variety of channels 110G extending in a direction which a flow direction (moving direction) of the warm gas flow 30a along a central axis E of the exhaust pipe 100 crosses are arranged alternately continuously in the flow direction. In terms of the number of channels 110G As will be described later, at least four or more rows of channels are mounted. The design or shapes of the channels 110G do not necessarily have to be the same. 1B however, shows a state in which the plurality of channels 110G , each having a distance P, a depth H and an isosceles triangular cross-section, are formed uniformly. To simplify the drawing shows 1B a condition in which the annular channels 110G extending in a substantially vertical direction with respect to the flow direction of the warm gas flow 30a extend, are arranged continuously in the flow direction, wherein adjacent channels are brought into contact with each other. The majority of the rows of channels 110G is continuously in total in a concertina or bellows shape in the inner surface of the exhaust pipe 100 shaped.
Es
ist festzuhalten, dass der Kanal 110G nicht unbedingt in
einer ringförmigen
Gestalt geformt sein muss. Es wird in Betracht gezogen, dass die
Kanäle
spiralförmig
geformt sind und derart angeordnet sind, dass sie eine kurze Strecke
zwischen den Windungen (Reihen) aufweisen, und dass diese Formen abschnittsweise
verwendet werden können
oder die verschiedenen Gestaltungen beliebig miteinander kombiniert
werden können.
Das bedeutet, dass es für die
Konstruktion des Abgasrohrs 100 in der vorliegenden Ausführungsform
wesentlich ist, zumindest vier oder mehr Reihen von Kanälen 110G auszubilden,
die sich in der Richtung erstrecken, die die Strömungsrichtung der Warmgasströmung kreuzt,
und dass andere Bedingungen nach Bedarf angepaßt werden können.It should be noted that the channel 110G not necessarily be shaped in an annular shape. It is considered that the channels are spirally shaped and arranged so as to have a short distance between turns (rows), and that these shapes may be used in sections or the like different designs can be combined with each other as desired. That means it's for the construction of the exhaust pipe 100 in the present embodiment, at least four or more rows of channels are essential 110G form, extending in the direction crossing the flow direction of the hot gas flow, and that other conditions can be adapted as needed.
Bei
dem in 1A und 1B dargestellten Abgasrohr 100 sind
die Kanäle
weiter derart geformt, dass der Kanalabstand P 1/4 oder mehr der
Kanaltiefe H beträgt,
das heißt
dargestellt durch die folgende Ungleichung: P ≥ H/4. At the in 1A and 1B illustrated exhaust pipe 100 the channels are further shaped such that the channel spacing P is 1/4 or more of the channel depth H, that is represented by the following inequality: P ≥ H / 4.
Weiterhin
wird unter der Annahme, dass ein Bereich, in dem die Kanäle 110G angeordnet
werden können,
in der Strömungsrichtung
der Warmgasströmung
C ist, ein Abstand L zwischen einem äußeren Ende des Bereichs C der
Kanäle
und einer Oberseite des Endes 101 des Abgasrohrs 100 derart
festgelegt, dass der Abstand 5% oder mehr eines Innendurchmessers
D des Abgasrohrs 100 beträgt, wie es durch die folgende
Ungleichung dargestellt wird: L ≥ 0,05·D. Furthermore, assuming that an area in which the channels 110G can be arranged in the flow direction of the warm gas flow C, a distance L between an outer end of the region C of the channels and a top of the end 101 of the exhaust pipe 100 set so that the distance 5% or more of an inner diameter D of the exhaust pipe 100 is as represented by the following inequality: L ≥ 0.05 · D.
Ferner
ist eine Querschnittsgestalt eines vorderen Bereichs einer Trennungswand 111,
die die Reihen der Kanäle 110G trennt,
durch ein Bearbeitungsverfahren oder ähnliches begrenzt, jedoch vorzugsweise
derart gestaltet, dass sie so scharfkantig oder spitz wie möglich ist.
Im allgemeinen ist es schwierig, die Gestalt durch Gießen scharf
zu formen. Selbst in diesem Fall ist ein Radius R des vorderen Bereichs 111 der
Trennungswand so gestaltet, dass er 5 mm oder weniger beträgt, wie
es in 1B vergrößert und dargestellt ist.Further, a cross-sectional shape of a front portion of a partition wall 111 passing the rows of channels 110G separated, limited by a machining process or the like, but preferably designed so that it is as sharp or sharp as possible. In general, it is difficult to sharpen the shape by casting. Even in this case, a radius R of the front region 111 the partition wall is designed so that it is 5 mm or less, as in 1B enlarged and shown.
1-2 Funktion1-2 function
Eine
Funktion des Druckgasleistungsschalters der vorliegenden Ausführungsform,
der wie oben beschrieben ausgebildet ist, wird anschließend basierend
auf Ergebnissen erläutert,
die durch Durchführen
von Simulationen mittels numerischer Analyse erhalten werden, und
durch experimentelle Überprüfung unter
Verwendung eines tatsächlich
gebildeten Druckgasleistungsschalters.A
Function of the compressed gas circuit breaker of the present embodiment,
which is formed as described above is subsequently based
explained on results,
by performing
obtained from simulations by means of numerical analysis, and
by experimental verification below
Using one actually
formed compressed gas circuit breaker.
1-2-1 Grundfunktion1-2-1 basic function
1B ist
eine vergrößerte Darstellung,
die eine Strömung
in der Umgebung von vorderen Endbereichen des Kanals zeigt, wenn
die Warmgasströmung 30a entlang
der zentralen Achse E im Inneren des Abgasrohrs 100 strömt. Wenn
die Warmgasströmung 30a über die
vorderen Bereiche 111A, 111B des Kanals 110G in
Richtung auf das Ende 101 des Abgasrohrs 100 beim
Auslöschen
der Bogenentladung strömt,
treten Turbulenzen an den vorderen Bereichen 111A, 111B auf.
Durch die Turbulenz treten Eddies (Wirbel) von Warmgas auf, die
sich in der Richtung im Uhrzeigersinn und in der Richtung gegen den
Uhrzeigersinn drehen, bspw. in der Umgebung des vorderen Bereichs 111A in
der Warmgasströmung 30a.
Durch die Eddy-Strömungen
wird ein Gas 2 auf normaler Temperatur oder Raumtemperatur, das
in dem Kanalbereich vorhanden ist, auf eine Seite der Warmgasströmung 30a aufgewirbelt,
und die Gase vermischen sich rasch miteinander in diesem Gebiet.
Daher fallen die Temperaturen der Warmgase 30a, und die
dielektrische Durchschlagsfestigkeit wird wieder hergestellt. 1B is an enlarged view showing a flow in the vicinity of front end portions of the channel when the hot gas flow 30a along the central axis E in the interior of the exhaust pipe 100 flows. When the warm gas flow 30a over the front areas 111A . 111B of the canal 110G towards the end 101 of the exhaust pipe 100 When the arc discharge extinguishes, turbulence occurs at the front portions 111A . 111B on. The turbulence causes eddies of hot gas to rotate in the clockwise and counterclockwise directions, for example, in the vicinity of the front region 111A in the warm gas flow 30a , The eddy currents become a gas 2 at normal temperature or room temperature, which is present in the channel region, on one side of the warm gas flow 30a whirled up, and the gases mix quickly with each other in this area. Therefore, the temperatures of the hot gases fall 30a and the dielectric breakdown strength is restored.
2 ist
ein Analysediagramm, das ein Beispiel eines Analyseergebnisses für einen
Fall zeigt, in dem die Gasströmung
in einer zweidimensionalen rotationssymmetrischen Gestalt mittels
numerischer Analyse des Druckgasleistungsschalters, der in 1 gezeigt ist, analysiert wird. 2 zeigt
Analyseergebnis für
einen Fall, in dem die Analysebedingungen wie folgt sind: Das die
Bogenentladung löschende
Gas: SF6 Gas, der Kreisunterbrechungsstrom:
Wechselstrom mit 50.000 A, und die Bogenzünddauer: 24 ms; und es ist
ein Augenblick eines Nullpunktstroms dargestellt, das heißt eine
Bogenentladung wird 24 ms gezündet
und ausgeblasen. 2 FIG. 15 is an analysis diagram showing an example of an analysis result in a case where the gas flow in a two-dimensional rotationally symmetrical shape is determined by numerical analysis of the pressure gas circuit breaker incorporated in FIG 1 shown is analyzed. 2 shows analysis result for a case where the analysis conditions are as follows: arc extinguishing gas: SF 6 gas, the circuit interrupt current: 50,000 A alternating current, and the arc ignition time: 24 ms; and a moment of zero current is shown, that is, an arc discharge is ignited and blown out for 24 ms.
Die
Abszisse aus 2 entspricht einer Rotationsachse
E des Abgasrohrs 22 aus 1,
und die Ordinate aus 2 entspricht einer oberen Hälfte des
Abgasrohrs 22 aus 1. Es wird
angenommen, dass ein Modell des Abgasrohrs 100 in der Analyse aufweist:
Kanalanzahl: N (vier Reihen oder mehr), und Kanalabstand P: 1/4
(oder mehr) der Kanaltiefe H.The abscissa off 2 corresponds to a rotation axis E of the exhaust pipe 22 out 1 , and the ordinate 2 corresponds to an upper half of the exhaust pipe 22 out 1 , It is believed that a model of the exhaust pipe 100 in the analysis: number of channels: N (four rows or more), and channel pitch P: 1/4 (or more) of the channel depth H.
Es
ist aus 2 zu erkennen, dass die Warmgasströmung eine
Turbulenz an N Reihen (vier Reihen oder mehr) von Kanälen 110 erfährt, die
in der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100 angebracht sind, ein Gas mit einer niedrigen
oder normalen Temperatur in den Kanalbereich 110 mit der Warmgasströmung 30a hoher
Temperatur vermischt wird und die Warmgasströmung graduell mit Zentrum in
der Umgebung der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100 abgekühlt wird. Es ist speziell zu
erkennen, dass die Gastemperatur in großem Maß in der Umgebung des Endes 101 des
Abgasrohrs 100 abfällt,
in dem die dielektrische Durchschlagsfestigkeit verhältnismäßig hoch
ist und wo eine verhältnismäßig große Wahrscheinlichkeit
besteht, dass es direkt der Warmgasströmung hoher Temperatur ausgesetzt
ist.It is off 2 to realize that the warm gas flow turbulence to N rows (four rows or more) of channels 110 experiences in the inner surface of the exhaust pipe 100 attached, a gas with a low or normal temperature in the channel area 110 with the warm gas flow 30a high temperature is mixed and the warm gas flow gradually centered in the vicinity of the inner surface of the exhaust pipe 100 is cooled. It is especially noticeable that the gas temperature is largely in the environment of the end 101 of the exhaust pipe 100 decreases, in which the dielectric strength is relatively high and where there is a relatively high probability that it is directly exposed to the hot gas flow of high temperature.
Bei
dem einfachen zylindrischen Abgasrohr 22, das in 13 dargestellt
ist, das bislang in vielen Fällen
zum Einsatz kam, ist das Ende 23 des Abgasrohrs 22 unmittelbar
direkt der Warmgasströmung 30a hoher
Temperatur ausgesetzt, und daher besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass
ein dielektrischer Durchschlag in diesem Bereich auftritt. Mit dem
Abgasrohr 100 der vorliegenden Ausführungsform, bei dem vier oder
mehr Reihen von Kanälen 110G,
wie in 1 dargestellt, angebracht sind,
kann jedoch die Warmgasströmung 30a effektiv
abgekühlt
sein, bis sie die Umgebung des Endes 101 des Abgasrohrs 100 erreicht,
und daher kann die dielektrische Durchschlagsfestigkeit des Bereichs
in großem
Maß verbessert
werden.In the simple cylindrical exhaust pipe 22 , this in 13 has been shown so far in many Cases was used, is the end 23 of the exhaust pipe 22 directly directly to the warm gas flow 30a exposed to high temperature, and therefore there is a high probability that a dielectric breakdown occurs in this area. With the exhaust pipe 100 the present embodiment, wherein four or more rows of channels 110G , as in 1 can be shown, however, the warm gas flow 30a be effectively cooled until it reaches the end of the environment 101 of the exhaust pipe 100 reaches, and therefore, the dielectric strength of the region can be greatly improved.
Wie
aus dem Analysediagramm aus 2 zu erkennen
ist, wird ferner das Warmgas in der Umgebung der Rotationsachse
E, was ein zentraler Bereich des Abgasrohrs 100 entfernt
von den Kanälen 110G ist,
noch unmittelbar auf hoher Temperatur im Vergleich zur Umgebung
der Innenoberfläche,
in der die Kanäle 110G angebracht
sind, gehalten. Die elektrische Feldstärke ist jedoch in der Umgebung
der Oberfläche
des Abgasrohrs 100, das aus Metall gebildet ist, hoch.
Die elektrische Feldstärke
des zentralen Bereichs des Abgasrohrs 100 ist kleiner als
diejenige der Umgebung der Oberfläche des Abgasrohrs 100,
das aus Metall geformt ist. Wenn die dielektrische Festigkeit des
Warmgases in der Umgebung der Oberfläche des Rohrs 100 wiedergewonnen
wird, kann daher die dielektrische Durchschlagsfestigkeit des gesamten
Warmgasleitungsmechanismus, einschließlich des Abgasrohrs 100,
beträchtlich
wiederhergestellt werden.As seen from the analytic chart 2 can be seen, is also the hot gas in the vicinity of the axis of rotation E, which is a central region of the exhaust pipe 100 away from the channels 110G is still directly at high temperature compared to the environment of the inner surface in which the channels 110G are attached, held. However, the electric field strength is in the vicinity of the surface of the exhaust pipe 100 made of metal, high. The electric field strength of the central region of the exhaust pipe 100 is smaller than that of the vicinity of the surface of the exhaust pipe 100 which is made of metal. When the dielectric strength of the hot gas in the vicinity of the surface of the pipe 100 Therefore, the dielectric breakdown strength of the entire hot gas passage mechanism including the exhaust pipe can be recovered 100 , be restored considerably.
3 ist
ein Messdiagramm, das ein Beispiel eines Messergebnisses für einen
Fall zeigt, in dem die dielektrische Durchschlagsfestigkeit am Ende
des Abgasrohrs tatsächlich
gemessen wird, wobei ein Druckgasleistungsschalter mit SF6 Gas, der eine Metallbehältergestalt aufweist, für ein Extra-Hochspannungssystem
verwendet wird. In der Reihenfolge von links in 3 sind
tatsächliche
Messergebnisse der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit Y1 zu ”gewöhnlicher
Zeit” (einem
Fall, in dem kein Strom unterbrochen ist, das heißt eine
Warmgasströmung
tritt nicht auf), der dielektrischen Durchschlagsfestigkeit Y2 eines ”Abgasrohrs
mit Kanälen” (für einen
Fall, in dem der Strom unterbrochen wird und die Warmgasströmung in
dem Druckgasleistungsschalter, der das Rohr mit Kanälen verwendet, vorhanden
ist), und einer dielektrischen Durchschlagsfestigkeit Y3 eines herkömmlichen ”einfach zylindrischen
Abgasrohrs” (für einen
Fall, in dem der Strom unterbrochen ist, und die Warmgasströmung in
dem Druckgasleistungsschalter, der das Rohr verwendet, vorhanden
ist) zu Vergleichszwecken aufgetragen. 3 Fig. 12 is a measurement chart showing an example of a measurement result in a case where the dielectric breakdown strength at the end of the exhaust pipe is actually measured, and an SF 6 gas pressure gas circuit breaker having a metal container shape is used for an extra high voltage system. In order from the left in 3 are actual dielectric strength test results Y1 at "ordinary time" (a case in which no current is cut, that is, a hot gas flow does not occur), the dielectric breakdown strength Y2 of a "ducted exhaust pipe" (for a case in which Current is interrupted and the hot gas flow is present in the compressed gas circuit breaker using the pipe with ducts), and a dielectric breakdown strength Y3 of a conventional "single cylindrical exhaust pipe" (for a case where the power is cut off and the warm gas flow in the Compressed gas circuit breaker using the pipe is used) for comparison purposes.
In 3 ist
das Abgasrohr 100, das als das ”Abgasrohr mit Kanälen” gebildet
ist, derart konstruiert, dass die Kanalzahl vier oder mehr Reihen
beträgt,
der Kanalabstand P 1/4 oder mehr der Kanaltiefe H beträgt, und
der Abstand L zwischen dem Ende eines Bereiches des Kanals und dem
Ende des Abgasrohrs 5% oder mehr des Innendurchmessers D des Abgasrohrs
beträgt.
Zu sätzlich
werden in 3 spiralförmig ausgebildete Kanäle verwendet.
Es wird angenommen, dass der Schaltkreisunterbrechungsstrom ein
Wechselstrom von 50000 A (Ampere) ist, die Bogenzündungsdauer 24 ms
ist und im Wesentlichen das gleiche Warmgas in das Abgasrohr in
allen Fällen
strömt.
In 3 ist unter der Annahme, dass die dielektrische
Durchschlagsfestigkeit Y1 zur ”gewöhnlichen
Zeit” (in
dem Fall, in dem keinerlei Warmgasströmung vorhanden ist) 100% ist,
jeder Wert als Relativwert dargestellt.In 3 is the exhaust pipe 100 constructed as the "exhaust pipe with channels" constructed such that the channel number is four or more rows, the channel pitch P is 1/4 or more of the channel depth H, and the distance L between the end of a portion of the channel and the channel End of the exhaust pipe is 5% or more of the inner diameter D of the exhaust pipe. In addition to be in 3 spiral channels used. It is assumed that the circuit interruption current is an alternating current of 50,000 A (amperes), the arc ignition duration 24 ms is and essentially the same warm gas flows into the exhaust pipe in all cases. In 3 Assuming that the dielectric breakdown strength Y1 at the "ordinary time" (in the case where there is no hot gas flow, if any) is 100%, each value is represented as a relative value.
Es
ist aus 3 zu erkennen, dass die Warmgasströmung beim
Unterbrechen des Schaltkreises vorhanden ist, und daher die dielektrische Durchschlagsfestigkeit
abfällt.
Die dielektrische Durchschlagsfestigkeit fällt im großen Maß auf etwa 1% in einem Fall
ab, in dem der Strom in dem einfachen zylindrischen Abgasrohr 22 unterbrochen
ist. Andererseits fällt
die dielektrische Durchschlagsfestigkeit Y2 auf nur 25% in einem
Fall ab, in dem das Abgasrohr 100 gemäß der vorliegenden Erfindung, das
vier oder mehr Reihen von Kanälen
aufweist und in 1 dargestellt ist,
verwendet wird. Das bedeutet, es ist zu erkennen, dass die dielektrische
Durchschlagsfestigkeit Y2 beim Unterbrechen des Schaltkreises auf
das 25-fache bezüglich
der herkömmlichen
Durchschlagsfestigkeit Y3 unter Verwendung des Abgasrohrs 100,
das in 1 dargestellt ist, verbessert
ist.It is off 3 to recognize that the hot gas flow is present at the breaking of the circuit, and therefore the dielectric breakdown strength decreases. The dielectric breakdown strength drops largely to about 1% in a case where the current in the simple cylindrical exhaust pipe 22 is interrupted. On the other hand, the dielectric breakdown strength Y2 drops to only 25% in a case where the exhaust pipe 100 according to the present invention having four or more rows of channels and in 1 is shown is used. That is, it can be seen that the dielectric breakdown strength Y2 when breaking the circuit is 25 times that of the conventional breakdown strength Y3 using the exhaust pipe 100 , this in 1 is shown is improved.
Es
ist zu erwarten, dass sich die speziellen numerischen Werte, die
in 2 und 3 dargestellt sind, mit verschiedenen
Bedingungen ändern, wie
zum Beispiel der Gestalt der Testeinheit, dem Schaltkreisunterbrechungsstrom
und dem die Bogenentladung löschenden
Gas. Selbst in diesem Fall ist jedoch klargestellt, dass die dielektrische
Durchschlagsfestigkeit des Druckgasleistungsschalters beim Unterbrechen
des Schaltkreises im großen Maß durch
die Verwendung des Abgasrohrs 100 verbessert werden kann,
das mit vier oder mehr Reihen von Kanälen 110G versehen
ist, wie es in 1 dargestellt ist,
im Vergleich dazu, wenn das herkömmliche
einfache zylindrische Abgasrohr 22 verwendet wird.It can be expected that the special numeric values, which in 2 and 3 With various conditions, such as the shape of the test unit, the circuit interruption current and the arc discharge extinguishing gas. Even in this case, however, it is clarified that the dielectric breakdown strength of the gas pressure circuit breaker when breaking the circuit is greatly affected by the use of the exhaust pipe 100 can be improved, with four or more rows of channels 110G is provided, as it is in 1 in comparison, when the conventional simple cylindrical exhaust pipe 22 is used.
Als
nächstes
wird die klargestellte Funktion, wie oben beschrieben, zusammengefasst.
In dem Abgasrohr 100, in dem 4 oder mehr Reihen von Kanälen 110G,
wie in 1 dargestellt, angebracht sind,
unterliegt, wie es in 1B gezeigt ist, die Warmgasströmung 30a der
Turbulenz durch den vorderen Bereich der Trennungswand 111,
der in den Gasströmungskanal
vorsteht, wenn das Warmgas 30a in dem Abgasrohr 100 strömt. Das
Gas 2 normaler Temperatur in dem Kanal 110G ist
in der unmittelbaren Umgebung der Warmgasströmung 30a um die innere
Ober fläche
des Abgasrohrs 100 vorhanden, und unterliegt der Turbulenz,
und daher wird die Warmgasströmung 30a rasch
mit dem Gas 2 normaler Temperatur gemischt.Next, the clarified function will be summarized as described above. In the exhaust pipe 100 in which 4 or more rows of channels 110G , as in 1 shown, attached, subject, as shown in 1B shown is the warm gas flow 30a the turbulence through the front area of the separation wall 111 protruding into the gas flow channel when the warm gas 30a in the exhaust pipe 100 flows. The gas 2 normal temperature in the channel 110G is in the immediate vicinity of the warm gas flow 30a around the inner surface of the exhaust pipe 100 exists, and is subject to turbulence, and therefore the warm gas flow 30a quickly with the gas 2 normal temperature mixed.
Entsprechend
wird die Warmgasströmung 30a effektiv
in der Nähe
der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100, in dem die Kanäle 110G angebracht sind,
gekühlt,
und die dielektrische Durchschlagsfestigkeit wird wiederhergestellt.
Das Warmgas in der Umgebung der Rotationsachse E, was der zentrale Bereich
des Abgasrohrs 100 ist, wird immer noch ohne weiteres auf
hoher Temperatur im Vergleich zur Umgebung der Innenoberfläche des
Abgasrohrs 100 mit Kanälen
gehalten. Die Stärke
des elektrischen Feldes des zentralen Bereichs des Abgasrohrs 100 ist
jedoch bei Weitem kleiner als diejenige in der Umgebung der Oberfläche des
Abgasrohrs 100, das aus Metall geformt ist. Wenn die Temperatur
des Warmgases in der Umgebung der Oberfläche des Abgasrohrs 100 gesenkt
wird, um dadurch die dielektrische Durchschlagsfestigkeit wiederherzustellen,
kann daher die dielektrische Durchschlagsfestigkeit des gesamten
Warmgasleitungsmechanismus in merklicher Weise wiederhergestellt
werden.Accordingly, the warm gas flow 30a effectively near the inner surface of the exhaust pipe 100 in which the channels 110G are attached, cooled, and the dielectric breakdown strength is restored. The hot gas in the vicinity of the axis of rotation E, which is the central area of the exhaust pipe 100 is still readily at high temperature compared to the environment of the inner surface of the exhaust pipe 100 held with channels. The strength of the electric field of the central region of the exhaust pipe 100 however, is far smaller than that in the vicinity of the surface of the exhaust pipe 100 which is made of metal. When the temperature of the warm gas in the environment of the surface of the exhaust pipe 100 Therefore, to thereby restore the dielectric breakdown strength, the dielectric breakdown strength of the entire hot gas passage mechanism can be remarkably restored.
Zusätzlich ist
es in 2 zu erkennen, dass das Warmgas in der Umgebung
der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100 graduell entsprechend der Strömung abgekühlt wird.
Dies unterscheidet sich im großen
Maß von
einem Bild, bei dem gleichmäßig entlang
der Strömung
abgekühlt
wird, wie bei der herkömmlichen
Gasströmung,
die in 14 gezeigt ist. Es wird vorgeschlagen,
dass die Anzahl (Reihenzahl) der in der inneren Oberfläche des
Abgasrohrs 100 angebrachten Kanäle sehr wichtig ist, um einen merklichen
Kühleffekt
zu erzielen.In addition, it is in 2 to recognize that the warm gas in the environment of the inner surface of the exhaust pipe 100 is cooled gradually according to the flow. This differs greatly from an image in which cooling is uniform along the flow, as in the conventional gas flow flowing in 14 is shown. It is suggested that the number (row number) of the inside surface of the exhaust pipe 100 attached channels is very important to achieve a noticeable cooling effect.
1-2-2 Wirkung in Abhängigkeit von der Kanalanzahl1-2-2 Effect depending on the number of channels
4 ist
ein Analysediagramm, das eine Beziehung zur Warmgastemperatur in
einem Fall zeigt, in dem die Anzahl der Kanäle entlang des Warmgasströmungskanals
in der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100 aus 2 variiert
wird. In 4 gibt die Ordinate eine Gastemperatur
(°K) in
der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100 an, und die Abszisse bezeichnet die
Anzahl N der Kanalreihen entlang des Gasströmungskanals. Es ist aus 4 zu
erkennen, dass die Warmgastemperatur in der inneren Oberfläche des
Abgasrohrs 100 mit einer Zunahme der Reihenzahl N der Kanäle 110G entlang
des Warmgasströmungskanals
abfällt. 4 FIG. 10 is an analysis diagram showing a relation to the hot gas temperature in a case where the number of the passages along the hot gas flow passage in the inner surface of the exhaust pipe. FIG 100 out 2 is varied. In 4 the ordinate indicates a gas temperature (° K) in the inner surface of the exhaust pipe 100 and the abscissa denotes the number N of channel rows along the gas flow channel. It is off 4 to recognize that the hot gas temperature in the inner surface of the exhaust pipe 100 with an increase in the number N of channels 110G along the Warmgasströmungskanals drops.
In
diesem Fall kann die Reihenanzahl N der Kanäle 110G, die in dem
Abgasrohr 100 angebracht sind, als ”die Anzahl der Möglichkeiten,
in denen Turbulenz des Warmgases erzeugt wird” ange sehen werden, um die
Warmgasströmung
bei hoher Temperatur mit dem Gas auf normaler Temperatur des Kanalbereichs 110 zu
vermischen. Wie es aus 4 ebenfalls deutlich ist, ist
die Reihenanzahl N der Kanäle 110G,
die in der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100 angebracht sind, vorzugsweise größer, um die
Warmgasströmung
zu kühlen.
Da jedoch die Größe des Abgasrohrs 100 in
der Praxis begrenzt ist, ist es nicht möglich, die Anzahl N der Reihen
von Kanälen
ohne jede Begrenzung zu erhöhen.
Anderseits kann aus 4 abgeleitet werden, dass eine
beträchtliche
Kühlwirkung
für das
Warmgas erreicht werden kann, wenn zumindest vier oder mehr Reihen von
Kanälen
ausgebildet sind.In this case, the number of rows N of the channels 110G that is in the exhaust pipe 100 are attached as "the number of ways in which turbulence of the hot gas is generated" are seen to be, the hot gas flow at high temperature with the gas at normal temperature of the channel region 110 to mix. Like it out 4 is also clear, is the number of rows N of the channels 110G located in the inner surface of the exhaust pipe 100 are mounted, preferably larger, to cool the warm gas flow. However, because the size of the exhaust pipe 100 is limited in practice, it is not possible to increase the number N of the series of channels without any limitation. On the other hand can out 4 can be derived that a considerable cooling effect for the hot gas can be achieved if at least four or more rows of channels are formed.
1-2-3 Funktion des Abschnittes mit Kanälen im Hinblick
auf Größenverhältnisse1-2-3 Function of the section with channels in view
on proportions
Da
die Größe des Abgasrohrs 100 in
der Praxis, wie oben erwähnt,
beschränkt
ist, ist in der Praxis nicht nur die Anzahl N der Reihen von Kanälen, sondern
auch ein Bereich, in dem die Kanäle
angeordnet werden können,
in der Praxis begrenzt. Dann besteht unter der Annahme, dass der
Bereich C, in dem die Kanäle 110G angeordnet
werden können,
wie es in 1B gezeigt ist, konstant bzw.
vorgegeben ist, besteht die folgende Beziehung zwischen dem Kanalabstand
P und der Anzahl N von Reihen der Kanäle: P·N = C. Because the size of the exhaust pipe 100 In practice, as mentioned above, in practice, not only the number N of the rows of channels but also an area in which the channels can be arranged is limited in practice. Then, assuming that the area C in which the channels 110G can be arranged as it is in 1B is shown to be constant, the following relationship exists between the channel spacing P and the number N of rows of channels: P · N = C.
Das
bedeutet, wenn der Bereich C, in dem die Kanäle angebracht werden können, auf
einen Wert festgelegt ist oder konstant gehalten wird, gibt es zwei
Fälle:
einen Fall, in dem der Kanalabstand P verringert wird und die Anzahl
N der Reihen von Kanälen
erhöht
wird; und einen Fall, in dem der Kanalabstand P erhöht wird
und die Anzahl N von Reihen der Kanäle verringert wird. Die Anzahl
N von Reihen der Kanäle
kann als die ”Anzahl
von Möglichkeiten zum
Erzeugen von Turbulenz” zum
Vermischen der Warmgasströmung 30a mit
dem Gas normaler Temperatur 2 in dem Kanal 110G, wie oben
beschrieben, angesehen werden. Daher ist die Anzahl N von Reihen
von Kanälen
vorzugsweise groß.That is, when the area C in which the channels can be attached is fixed to a value or kept constant, there are two cases: a case where the channel pitch P is decreased and the number N of rows of channels is increased becomes; and a case where the channel pitch P is increased and the number N of rows of the channels is decreased. The number N of rows of channels may be referred to as the "number of ways to create turbulence" for mixing the warm gas flow 30a with the gas of normal temperature 2 in the channel 110G as described above. Therefore, the number N of rows of channels is preferably large.
Wenn
der Bereich C, in dem die Kanäle
auch angeordnet werden können,
auf einen Wert festgelegt ist und konstant gehalten wird, und wenn
die Anzahl N von Reihen der Kanäle
erhöht
wird, nimmt dabei notwendigerweise der Kanalabstand P ab, wie es aus
der oben stehenden Gleichung offensichtlich ist. Wenn der Kanalabstand
P klein im Hinblick auf die Kanaltiefe H ist, wird eine Querschnittsgestalt
von einem Kanal schärfer
bzw. spitzwinkeliger, wie es in 5A bis 5E gezeigt
ist. Es ist anzumerken, dass 5A bis 5E beispielhafte
erklärende
An sichten sind, welche die Kanalquerschnittsgestalten für einen
Fall zeigen, in dem ein Verhältnis
zwischen dem Kanalabstand P und der Kanaltiefe H auf jeweils P =
2H, P = 1H, P = H/2, P = H/3, P = H/4 festgelegt ist.If the range C in which the channels can also be arranged is fixed to a value and kept constant, and if the number N of rows of the channels is increased, the channel spacing P necessarily decreases as shown in the above Equation is obvious. When the channel pitch P is small with respect to the channel depth H, a cross-sectional shape of one channel becomes sharper, as shown in FIG 5A to 5E is shown. It should be noted that 5A to 5E are exemplary explanatory views showing the channel cross-sectional shapes for a case where a ratio between the channel spacing P and the channel depth H are fixed to P = 2H, P = 1H, P = H / 2, P = H / 3, P = H / 4, respectively.
Wie
es aus dem Kühlmechanismus
der Warmgasströmung,
die oben unter Verweis auf 1B beschrieben
ist, offensichtlich ist, arbeitet das Gas 2 auf normaler
Temperatur eines inneren Bereiches eines Kanals nicht ohne weiteres
in Bezug auf die Warmgasströmung 30a auf
der Oberfläche der
Kanäle,
wenn die Querschnittsgestalt des Kanals schärfer wird bzw. spitzer wird,
und es ist daher schwierig, eine effektive Kühlung der Warmgasströmung zu
erzielen. Wenn jedoch der Kanalabstand P als zumindest 1/4 oder
mehr im Hinblick auf die Kanaltiefe H sichergestellt ist, wie es
in 5A bis 5E gezeigt
ist, kann das Gas 2 normaler Temperatur im Inneren des
Kanals effektiv für
das Kühlen der
Warmgasströmung 30a verwendet
werden. Es wurde durch Experimente herausgefunden, dass die beträchtliche
Kühlungswirkung
für die
Warmgasströmung
erzielt werden kann. Optimale Werte der Anzahl N von Reihen der
Kanäle
und des Kanalabstandes P sollten im Hinblick auf verschieden Benutzungsbedingungen
gewählt
werden. Im Allgemeinen ist es zum Erzielen der beträchtlichen
Kühlwirkung der
Warmgasströmung
erforderlich, die Anzahl N von Reihen der Kanäle sicher auf vier oder mehr
festzugelegen und den Kanalabstand P auf 1/4 oder mehr der Kanaltiefe
H wie oben beschrieben festzulegen.As can be seen from the cooling mechanism of the hot gas flow, the above with reference to 1B is described, obviously, the gas works 2 at normal temperature of an inner region of a channel not readily with respect to the warm gas flow 30a on the surface of the channels, as the cross-sectional shape of the channel becomes sharper, and it is therefore difficult to achieve effective cooling of the warm gas flow. However, if the channel pitch P is ensured to be at least 1/4 or more with respect to the channel depth H as shown in FIG 5A to 5E shown is the gas 2 normal temperature inside the duct effective for cooling the warm gas flow 30a be used. It has been found by experiments that the considerable cooling effect for the hot gas flow can be achieved. Optimum values of the number N of rows of the channels and the channel spacing P should be selected in view of different conditions of use. In general, in order to obtain the considerable cooling effect of the hot gas flow, it is necessary to securely set the number N of rows of the channels to four or more and set the channel pitch P to 1/4 or more of the channel depth H as described above.
1-2-4 Funktion im Hinblick auf das Dimensionsverhältnis zu
den Kanälen
am Ende des Abgasrohrs1-2-4 function in terms of aspect ratio too
the channels
at the end of the exhaust pipe
Wenn
die Kanäle 110G in
der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100 wie bei der vorliegenden Ausführungsform
angebracht sind, besteht zusätzlich die
Möglichkeit,
dass die Stärke
des elektrischen Felds des Endes 101 des Abgasrohrs 100 im
Vergleich zu dem herkömmlichen
einfachen zylindrischen Abgasrohr 22 zunimmt. Die dielektrische Durchschlagsfestigkeit
des Bereichs, der dem Warmgas ausgesetzt ist, wird durch die Temperatur
der Warmgasströmung 30a und
die Stärke
des elektrischen Feldes des Bereiches, der dem Warmgas unter gleichem
Druck ausgesetzt ist, wie oben beschrieben bestimmt. Selbst wenn
die Warmgastemperatur durch die in dem Abgasrohr 100 angebrachten
Kanäle 110G abfällt, besteht
daher umgekehrt die Möglichkeit,
dass die dielektrische Durchschlagsfestigkeit abfällt, da
die Stärke
des elektrischen Felds durch die angebrachten Kanäle 110G zunimmt.
Um die dielektrische Durchschlagsfestigkeit zu verbessern, müssen daher
nicht nur die Kühleigenschaften
der Warmgasströmung
sondern auch die Ausbildung des elektrischen Feldes in dem Fall,
in dem die Kanäle 110G vorgesehen
sind, in ausreichendem Maß berücksichtigt
werden.If the channels 110G in the inner surface of the exhaust pipe 100 As in the present embodiment, there is an additional possibility that the strength of the electric field of the end 101 of the exhaust pipe 100 compared to the conventional simple cylindrical exhaust pipe 22 increases. The dielectric breakdown strength of the area exposed to the warm gas is determined by the temperature of the warm gas flow 30a and determines the strength of the electric field of the area exposed to the warm gas under the same pressure as described above. Even if the hot gas temperature by the in the exhaust pipe 100 attached channels 110G Conversely, there is a possibility that the dielectric breakdown strength drops because the strength of the electric field through the attached channels 110G increases. Therefore, in order to improve the dielectric breakdown strength, not only the cooling characteristics of the hot gas flow but also the formation of the electric field in the case where the channels 110G are sufficiently taken into account.
6 ist
ein Analysediagramm, das ein Beispiel eines Analyseergebnisses zeigt,
das durch die Analyse des elektrischen Feldes einer Änderung
einer elektrischen Feldstärke
entsprechend einem Größenverhältnis zum
Kanal am Ende des Abgasrohrs erhalten wird. In 6 bezeichnet
die Abszisse ein Verhältnis
L/D (%) eines Abstandes L vom Ende 101 des Abgasrohrs 100 zum
Ende des Bereiches C, in dem die Kanäle 110G angebracht
sind, im Hinblick auf einen Innendurchmesser D des Zylinders des
Abgasrohrs 100, wie es in 1A angegeben
ist. Die Ordinate gibt ein Verhältnis
der Stärke
E des elektrischen Feldes am Ende 101 des Abgasrohrs 100 an für den Fall,
in dem die Kanäle 110G angebracht sind,
zu einer Stärke
E0 eines elektrischen Feldes des gleichen
Bereiches in einem Fall, in dem kein Kanal 110G angebracht
ist. 6 Fig. 10 is an analysis diagram showing an example of an analysis result obtained by analyzing the electric field of a change of an electric field intensity according to a size ratio to the channel at the end of the exhaust pipe. In 6 the abscissa denotes a ratio L / D (%) of a distance L from the end 101 of the exhaust pipe 100 to the end of area C, where the channels 110G are mounted, with respect to an inner diameter D of the cylinder of the exhaust pipe 100 as it is in 1A is specified. The ordinate gives a ratio of the electric field strength E at the end 101 of the exhaust pipe 100 in case in which the channels 110G to an electric field strength E 0 of the same range in a case where no channel is attached 110G is appropriate.
Wie
aus 6 zu erkennen ist, steigt, wenn die Kanäle 110G in
der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100 angebracht sind, die Stärke des
elektrischen Feldes des Endes 101 des Abgasrohrs 100 an. Wenn
jedoch das Verhältnis
des Abstandes L zum Innendurchmesser D des Zylinders erhöht wird,
wird der Anstieg der Stärke
des elektrischen Feldes unterdrückt.
Eine in 6 dargestellt Kurve variiert
mit einem konkreten Wert des Innendurchmessers D des Zylinders,
dem Positionsverhältnis
zum Behälter 1 und ähnlichem.
Es kann aus 6 entnommen werden, dass der
Anstieg der Stärke
des elektrischen Feldes am Ende 101 des Abgasrohrs 100 vermieden werden
kann, wenn L auf etwa 5% oder mehr von D festgelegt ist.How out 6 it can be seen when the channels rise 110G in the inner surface of the exhaust pipe 100 are attached, the strength of the electric field of the end 101 of the exhaust pipe 100 at. However, when the ratio of the distance L to the inner diameter D of the cylinder is increased, the increase of the strength of the electric field is suppressed. An in 6 shown curve varies with a concrete value of the inner diameter D of the cylinder, the positional relationship to the container 1 and the like. It can be out 6 be taken that the increase in the strength of the electric field at the end 101 of the exhaust pipe 100 can be avoided if L is set at about 5% or more of D.
1-2-5 Generalisierung der Funktion1-2-5 Generalization of the function
Als
nächstes
werden die oben beschriebenen Funktionen zusammengefasst. Zunächst sind zumindest
vier oder mehr Reihen der Kanäle 110G, die
sich in der Richtung, die die Strömungsrichtung der Warmgasströmung 30a kreuzt,
in der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100 derart angebracht, dass die Kanäle wechselweise
kontinuierlich in der Strömungsrichtung
angeordnet sind, und der Kanalabstand P ist auf zumindest 1/4 oder
mehr der Kanaltiefe H festgelegt. Durch die vorliegende Konstruktion ist
es möglich,
die Warmgasströmung
effektiv zu kühlen.
Außerdem
ist der Abstand L zwischen dem Ende 101 des Abgasrohrs 100 und
dem Ende des Bereichs C, in dem die Kanäle 110G angebracht
sind, auf 5% oder mehr des Innendurchmessers D des Abgasrohrs festgelegt.
Folglich ist es möglich,
den Anstieg der elektrischen Feldstärke in dem Ende 101 des
Abgasrohrs 100 zu unterdrücken, wenn die Kanäle in der
inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100 angebracht sind. Wenn das Abgasrohr 100,
das mit den Kanälen 110G versehen
ist, verwendet wird, kann daher die dielektrische Durchschlagsfestigkeit
des Druckgasleistungsschalters am Zeitpunkt des Unterbrechens eines
Schaltkreises in großem
Maß verbessert
werden, ohne dass eine spezielle Einrichtung erforderlich ist.Next, the functions described above are summarized. First, there are at least four or more rows of channels 110G extending in the direction that the flow direction of the warm gas flow 30a crosses, in the inner surface of the exhaust pipe 100 is disposed such that the channels are alternately arranged continuously in the flow direction, and the channel pitch P is set to be at least 1/4 or more of the channel depth H. By the present construction, it is possible to effectively cool the warm gas flow. In addition, the distance L is between the end 101 of the exhaust pipe 100 and the end of area C, where the channels 110G are attached, set to 5% or more of the inner diameter D of the exhaust pipe. Consequently, it is possible to increase the electric field strength in the end 101 of the exhaust pipe 100 to suppress when the channels in the inner surface of the exhaust pipe 100 are attached. If the exhaust pipe 100 that with the channels 110G Therefore, the dielectric breakdown strength of the compressed gas circuit breaker at the time of breaking a circuit can be greatly improved without requiring special equipment is required.
Ferner
ist es wie oben beschrieben beträchtlich
wichtig, die Turbulenz in der Warmgasströmung in dem vorderen Bereich 111 der
Trennungswand hervorzurufen, die die Reihen der Kanäle 110G trennt,
um eine Funktion/Wirkung zu erhalten, die der vorliegenden Ausführungsform
eigen ist. Um die Turbulenz effektiver der Warmgasströmung aufzuerlegen,
muss die Gestalt des vorderen Bereichs 111 der Trennungswand,
der in den Kanal der Warmgasströmung
vorspringt, so scharf wie möglich
sein, anstatt dass sie eine herkömmliche
glatte kreisförmige
Gestalt ist, wie es in 14 und 15 gezeigt
ist. Die Gestalt des vorderen Bereichs 111 der Trennungswand
hängt auch
von einem Bearbeitungsverfahren ab. Wenn beispielsweise die Kanäle 110G durch
Gießen
ausgebildet werden, ist es im Allgemeinen schwierig, den vorderen
Bereich zwischen den Kanälen 110G scharf
zu formen. Selbst in diesem Fall ist jedoch der Querschnittsradius
des vorderen Bereichs oder der Spitze zwischen den Kanälen vorzugsweise so
klein wie möglich
gehalten. Wenn im Einzelnen der Querschnitt des vorderen Bereichs 111 der
Trennungswand derart gebildet ist, dass er einen Radius von 5 mm
oder weniger aufweist, kann man verhindern, dass die Kühlfunktion
der Warmgasströmung im
großen
Maß beeinträchtigt ist.Further, as described above, it is considerably important to have the turbulence in the hot gas flow in the front area 111 to cause the separation wall, the rows of channels 110G to obtain a function / effect peculiar to the present embodiment. In order to impose the turbulence more effectively on the warm gas flow, the shape of the front area needs to be 111 the separation wall projecting into the channel of hot gas flow should be as sharp as possible, rather than being a conventional smooth circular shape, as in US Pat 14 and 15 is shown. The shape of the front area 111 The separation wall also depends on a machining process. For example, if the channels 110G by casting, it is generally difficult to reach the front area between the channels 110G to shape sharply. Even in this case, however, the cross-sectional radius of the front portion or the tip between the channels is preferably kept as small as possible. Specifically, when the cross section of the front area 111 the partition wall is formed to have a radius of 5 mm or less, it is possible to prevent the cooling function of the hot gas flow from being greatly impaired.
1-3 Wirkung1-3 effect
Wie
oben beschrieben, kann bei der ersten Ausführungsform, wenn zumindest
vier oder mehr Reihen der Kanäle,
welche die Strömungsrichtung der
Warmgasströmung
kreuzen, einfach in dem Abgasrohr angebracht sind, das beim Unterbrechen
des Schaltkreises erzeugte Warmgas effektiv gekühlt werden, ohne dass irgendeine
spezielle Einrichtung erforderlich ist. Insbesondere kann die Gastemperatur
im großen
Maß in
der Umgebung des Endes des Abgasrohrs, dessen elektrische Feldstärke verhältnismäßig hoch
ist, und wo es eine hohe Wahrscheinlichkeit gibt, dass es der Warmgasströmung hoher Temperatur
direkt ausgesetzt ist, gesenkt werden, und daher kann die dielektrische
Durchschlagsfestigkeit des entsprechenden Bereichs verbessert werden.
Die Kanäle
sind derart angebracht, dass verhindert wird, dass die Stärke des
elektrischen Feldes in der Umgebung des Endes des Abgasrohrs angehoben
wird, und entsprechend kann die dielektrische Durchschlagsfestigkeit
des gesamten Warmgasleitungssystems in dem festgelegten Kontaktbereich
effektiv verbessert werden. Daher kann ein Druckgasleistungsschalter
vorgesehen werden, der kleine Abmessungen aufweist, aber eine hohe
Zuverlässigkeit besitzt.As
As described above, in the first embodiment, if at least
four or more rows of channels,
which the flow direction of
Hot gas flow
cross, are simply mounted in the exhaust pipe when interrupting
Warm gas generated by the circuit can be cooled effectively without any
special device is required. In particular, the gas temperature
in the large
Measure in
the environment of the end of the exhaust pipe, the electric field strength relatively high
is, and where there is a high probability that it is the warm gas flow of high temperature
directly exposed to be lowered, and therefore the dielectric
Dielectric strength of the corresponding area can be improved.
The channels
are mounted so as to prevent the strength of the
raised electric field in the vicinity of the end of the exhaust pipe
and, accordingly, the dielectric breakdown strength
of the entire hot gas piping system in the specified contact area
be effectively improved. Therefore, a compressed gas circuit breaker
be provided, which has small dimensions, but a high
Reliability possesses.
1-4 Modifikation der Kanalgestalt1-4 Modification of the channel shape
Es
ist festzuhalten, dass ein Fall, in dem die Kanäle die gleichschenklige dreiecksförmige Querschnitte
aufweisen, 110G gleichmäßig in dem
Abgasrohr 100 angebracht sind, in der ersten Ausführungsform
beschrieben wurde, wobei jedoch die konkrete Gestalt des Kanals
frei gewählt
werden kann. 7A, 8A und 9 sind
schematische Querschnittsansichten, welche Beispiele zeigen, die
sich im Hinblick auf die Gestalt des Kanals unterscheiden, und 7B und 8B sind
vergrößerte Darstellungen
der vorderen Endbereiche der Kanäle
aus 7A und 8A.It should be noted that a case where the channels have the isosceles triangle-shaped cross sections, 110G evenly in the exhaust pipe 100 are described in the first embodiment has been described, however, the concrete shape of the channel can be chosen freely. 7A . 8A and 9 FIGS. 15 and 15 are schematic cross-sectional views showing examples differing in the shape of the channel, and FIGS 7B and 8B are enlarged representations of the front end portions of the channels 7A and 8A ,
Dabei
ist eine Querschnittsgestalt jedes Kanals 710G in einem
Kanalbereich 710, der in 7A dargestellt
ist, dreiecksförmig,
wobei zwei Seiten unterschiedliche Längen aufweisen, wie es in 7B gezeigt
ist. Bei der vorliegenden Querschnittsgestalt ist die innere Oberfläche des
Kanals 710G auf einer stromabwärtigen Seite der Warmgasströmung 30a in einem
vorderen Bereich der Trennungswand 711, welche die Reihen
trennt, derart eine vertikale Fläche,
dass sie einen spitzen Winkel aufweist, und die innere Oberfläche des
Kanals 710G auf einer stromaufwärtigen Seite ist eine geneigte
Fläche,
die einen Winkel im Wesentlichen gleich zu demjenigen aus 1A und 1B hat.
Starke Turbulenz erzeugt viele Gas-Eddies oder Wirbel um dem Kanal 710G, wie
es in 7B dargestellt ist, wobei Eddies
in der Richtung im Uhrzeigersinn und solche in der Richtung gegen
den Uhrzeigersinn erzeugt werden. Da die Warmgasströmung 30a eine
größere Turbulenz durch
die vertikale Oberfläche
aufnimmt, wird die Warmgastströmung 30a effektiver
mit einem Gas 2 normaler Temperatur vermischt und die Temperatur fällt. Die
Spitze des vorderen Endbereichs 711 ist derart festgelegt,
dass der Radius R 5 mm oder weniger beträgt, wie oben beschrieben.It is a cross-sectional shape of each channel 710G in a canal area 710 who in 7A is triangular, with two sides having different lengths as shown in FIG 7B is shown. In the present cross-sectional shape, the inner surface of the channel 710G on a downstream side of the warm gas flow 30a in a front area of the separation wall 711 separating the rows, such as a vertical surface having an acute angle, and the inner surface of the channel 710G on an upstream side is an inclined surface making an angle substantially equal to that 1A and 1B Has. Strong turbulence creates many gas eddies or vortices around the channel 710G as it is in 7B with Eddies being generated in the clockwise direction and those in the counterclockwise direction. As the warm gas flow 30a a larger turbulence is absorbed by the vertical surface, the hot gas flow 30a more effective with a gas 2 normal temperature mixed and the temperature drops. The tip of the front end area 711 is set such that the radius R is 5 mm or less, as described above.
Außerdem ist
die Querschnittsgestalt eines Kanals 810, der in 8A und 8B dargestellt
ist, im Wesentlichen U-förmig,
und die inneren Oberflächen
eines Kanals 810G auf einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite
bezüglich
einer Warmgasstörmung 30a sind
vertikale Oberflächen.
Der Kanal 810G ist in einer kontinuierlichen spiralförmigen Gestalt
insgesamt gebildet, und die Kanäle 810G sind
derart angeordnet, dass ein Abstand zwischen benachbarten Windungen
(Reihen) so klein wie möglich
ist. In diesem Fall ist die Turbulenz, die durch die Warmgasströmung 30a auf
der stromabwärtigen
Seite des Kanals 810G aufgenommen wird, gleich wie diejenige
der in 7A, 7B gezeigten
Ausführungsformen.
Wenn jedoch die Querschnittsfläche
des Kanals 810G im Vergleich zu derjenigen, die in 7A und 7B dargestellt
ist, zunimmt, nimmt ein Volumen eines Gases normaler Temperatur,
das in dem Kanal vorhanden ist, weiter zu, und diese Kanalform kann
in großem
Maß zur
Abkühlung
der Warmgasströmung 30a beitragen.In addition, the cross-sectional shape of a channel 810 who in 8A and 8B is shown substantially U-shaped, and the inner surfaces of a channel 810G on an upstream side and a downstream side with respect to a hot gas 30a are vertical surfaces. The channel 810G is formed in a continuous spiral shape overall, and the channels 810G are arranged such that a distance between adjacent turns (rows) is as small as possible. In this case, the turbulence caused by the warm gas flow 30a on the downstream side of the canal 810G is included, just like the one in 7A . 7B shown embodiments. However, if the cross-sectional area of the channel 810G compared to those in 7A and 7B As shown in FIG. 4, a volume of normal temperature gas present in the channel continues to increase, and this channel shape can greatly reduce the warm gas flow 30a contribute.
Ferner
ist eine Querschnittsgestalt eines Kanals 910, die in 9 dargestellt
ist, ein Parallelogramm, und die innere Oberfläche des Kanals auf der stromabwärtigen Seite
in Bezug auf eine Warmgasströmung 30a ist
weiter auf eine stromaufwärtige
Seite geneigt. Ein Winkel eines vorderen Bereichs 911 einer
Trennungswand auf der stromaufwärtigen
Seite ist daher weiterhin spitz im Hinblick auf die Warmgasströmung 30a,
und die der Warmgasströmung 30a verliehene
Turbulenz ist in dem entsprechenden Bereich weiter vergrößert. Als
Folge ist ein Gas 2 normaler Temperatur, das in dem Kanal 910G vorhanden
ist, effektiv mit der Warmgasströmung 30a vermischt,
und die Warmgasströmung 30a wird
effektiv gekühlt.Further, a cross-sectional shape of a channel 910 , in the 9 2, a parallelogram, and the inner surface of the downstream-side duct with respect to a warm gas flow 30a is further inclined to an upstream side. An angle of a front area 911 a partition wall on the upstream side is therefore still pointed with respect to the warm gas flow 30a , and the warm gas flow 30a imparted turbulence is further increased in the corresponding area. As a result, there is a gas 2 normal temperature, that in the channel 910G is present, effectively with the warm gas flow 30a mixed, and the warm gas flow 30a is cooled effectively.
Es
ist festzuhalten, dass auch bei der zweiten bis vierten Ausführungsform,
die 7A bis 9 gezeigt sind, die Kanäle auf die
gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform derart angeordnet
sind, dass sie sich in einer Richtung erstrecken, welche eine Strömungsrichtung
der Warmgasströmung 30a kreuzt,
und dass zumindest vier oder mehr Reihen der Kanäle gebildet sind, um effektiv
die Warmgasströmung
zu kühlen,
und dass der Kanalabstand P auf zumindest 1/4 oder mehr der Kanaltiefe H
festgelegt ist.It should be noted that also in the second to fourth embodiments, the 7A to 9 are shown, the channels are arranged in the same manner as in the first embodiment so as to extend in a direction which a flow direction of the warm gas flow 30a and at least four or more rows of the channels are formed to effectively cool the hot gas flow, and that the channel pitch P is set to be at least 1/4 or more of the channel depth H.
Somit
kann eine Funktion/Wirkung ähnlich zu
derjenigen der ersten Ausführungsform
auch bei den jeweiligen Ausführungsformen
nach 7A bis 9 erreicht werden.Thus, a function similar to that of the first embodiment can also be applied to the respective embodiments 7A to 9 be achieved.
2. Fünfte Ausführungsform2. Fifth embodiment
10 ist
eine schematische Querschnittsansicht, die einen Endbereich eines
Abgasrohrs eines Druckgasleistungsschalters gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt. Bei der fünften
Ausführungsform
ist eine graue oder schwarze Farbschicht 1001, die eine
große
Kapazität zur
Absorption von Strahlung aufweist, auf die Oberfläche des
Kanals 110G des Abgasrohrs der ersten Ausführungsform
beschichtet. Beispiele für
ein konkretes Färbverfahren
enthalten ein physikalisches Beschichten durch Farbe oder Ähnliches
oder verschiedene chemische Oberflächenbehandlungen, einschließlich einer
Phosphatfilmbehandlung für
einen Fall, in dem das Abgasrohr 100 aus Stahl gefertigt
ist. Es ist festzuhalten, dass die anderen Konstruktionen gleich
sind wie diejenigen der ersten bis vierten Ausführungsformen. Beispielsweise
sind zumindest vier oder mehr Reihen von Kanälen 110G, die sich
in einer Richtung erstrecken, die eine Strömungsrichtung einer Warmgasströmung 30a kreuzt, in
der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100 angebracht, und ein Kanalabstand P ist
auf zumindest 1/4 oder mehr einer Kanaltiefe H festgelegt. 10 FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing an end portion of an exhaust pipe of a compressed gas circuit breaker according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. In the fifth embodiment, a gray or black color layer 1001 having a large capacity for absorbing radiation on the surface of the channel 110G the exhaust pipe of the first embodiment coated. Examples of a concrete coloring method include physical coating by paint or the like or various chemical surface treatments including a phosphate film treatment for a case where the exhaust pipe 100 made of steel. It should be noted that the other constructions are the same as those of the first to fourth embodiments. For example, at least four or more rows of channels 110G extending in one direction, the one flow direction of a hot gas flow 30a crosses, in the inner surface of the exhaust pipe 100 attached, and a channel spacing P is set to at least 1/4 or more of a channel depth H.
Gemäß der fünften Ausführungsform,
die wie oben beschrieben gebildet ist, wird Wärmeenergie durch Strahlung
aus der Warmgasströmung 30a absorbiert,
da die graue oder schwarze Farbschicht 1001 auf der Oberfläche des
Kanals 110G vorgesehen ist, und entsprechend nimmt der
Energieverlust in der Warmgasströmung 30a zu.
Folglich wird zusätzlich
zu einer Funktion, die ähnlich
zu derjenigen der vorhergehenden Ausführungsformen ist, eine Funktion
erhalten, die merklich die Warmgasströmung 30a kühlen kann.
Diese Funktion wird anschließend
genauer beschrieben.According to the fifth embodiment, which is formed as described above, heat energy is generated by radiation from the warm gas flow 30a absorbed because of the gray or black color layer 1001 on the surface of the channel 110G is provided, and accordingly takes the energy loss in the warm gas flow 30a to. Thus, in addition to a function similar to that of the previous embodiments, a function which significantly reduces the warm gas flow is obtained 30a can cool. This feature will be described in more detail below.
Wenn
durch den Druckgasleistungsschalter der in 10 gezeigten
Ausführungsform
ein großer Strom
unterbrochen wird, erreicht zunächst
die resultierende Warmgasströmung
eine sehr hohe Temperatur von etwa einigen Tausend Kelvin. In diesem
Fall wird die Wärmeenergie
auch in der Form von Strahlung von dem Warmgas freigegeben. Bei
dem herkömmlichen
einfachen zylindrischen Abgasrohr 22, das in 13 dargestellt
ist, wird ein großer
Teil der Strahlungsenergie, der die innere Wandoberfläche des
Abgasrohrs erreicht hat, durch die Wandoberfläche reflektiert und wieder
an die Warmgasströmung zurückgeführt. Daher
ist ein Energieverlust durch Strahlung aus der Warmgasströmung klein.If by the pressure gas circuit breaker in 10 shown embodiment, a large current is interrupted, first reaches the resulting hot gas flow a very high temperature of about a few thousand Kelvin. In this case, the heat energy is also released in the form of radiation from the warm gas. In the conventional simple cylindrical exhaust pipe 22 , this in 13 is shown, a large part of the radiant energy, which has reached the inner wall surface of the exhaust pipe, is reflected by the wall surface and returned to the warm gas flow. Therefore, energy loss by radiation from the warm gas flow is small.
Das
Abgasrohr 100 der vorliegenden Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Kanäle
in der inneren Oberfläche
angebracht sind. Strahlungsenergie, die auf einen Kanalbereich aufgetroffen
hat, wird jedoch teilweise absorbiert und der Rest der Wärmeenergie
wird wiederholt durch den entsprechenden Bereich des Kanals reflektiert
und schließlich
ohne weiteres durch das Innere des Kanals absorbiert. Da die Kanäle angebracht
sind, nimmt zusätzlich
die Oberfläche
der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs im Vergleich zu derjenigen des herkömmlichen
Abgasrohrs zu. Daher nimmt eine Absorptionseffizienz der Strahlungsenergie
wesentlich in dem Abgasrohr der vorliegenden Ausführungsform
im Vergleich zum herkömmlichen
einfachen zylindrischen Abgasrohr zu. Da die innere Oberfläche des
Abgasrohrs 100 grau oder schwarz durch die Farbschicht 1001 in
der vorliegenden Ausführungsform
gefärbt
ist, kann zusätzlich
die Absorptionseffizienz für
die Strahlungsenergie weiter beträchtlich erhöht werden. Daher nimmt der
Energieverlust durch die Strahlung von der Warmgasströmung zu
und die Warmgasströmung
wird stärker
merklich gekühlt.The exhaust pipe 100 The present embodiment is characterized in that the channels are mounted in the inner surface. However, radiant energy which has impacted on a channel region is partially absorbed and the remainder of the heat energy is repeatedly reflected by the corresponding region of the channel and finally readily absorbed by the interior of the channel. In addition, since the channels are mounted, the surface area of the inner surface of the exhaust pipe increases as compared with that of the conventional exhaust pipe. Therefore, an absorption efficiency of radiant energy substantially increases in the exhaust pipe of the present embodiment as compared with the conventional simple cylindrical exhaust pipe. Because the inner surface of the exhaust pipe 100 gray or black through the paint layer 1001 In addition, in the present embodiment, the absorption efficiency for the radiant energy can be further increased considerably. Therefore, the energy lost by the radiation from the hot gas flow increases and the hot gas flow is more noticeably cooled.
Gemäß der fünften Ausführungsform
wird daher zusätzlich
zu der Wirkung der vorhergehenden Ausführungsformen eine Wirkung erzielt,
dass die dielektrische Durchschlagsfestigkeit des gesamten Warmgasleitungssystems
in dem festgelegten Kontaktbereich effektiver verstärkt werden
kann, da die Farbschicht 1001, die auf der Oberfläche des
Kanals 110G angebracht ist, den Energieverlust durch Strahlung
aus der Warmgasströmung
erhöht,
und die Warmgasströmung
kann merklicher gekühlt
werden.According to the fifth embodiment, therefore, in addition to the effect of the foregoing embodiments, there is achieved an effect that the dielectric breakdown strength of the entire hot gas piping system in the specified contact area can be more effectively enhanced because the color layer 1001 on the surface of the canal 110G is attached increases the energy loss by radiation from the warm gas flow, and the Hot gas flow can be cooled significantly.
3. Sechste Ausführungsform3rd Sixth Embodiment
11 ist
eine schematische Querschnittsansicht, die einen Endbereich eines
Abgasrohrs eines Druckgasleistungsschalters gemäß einer sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei der sechsten Ausführungsform
sind statt des Abgasrohrs 100 der ersten bis fünften Ausführungsformen
ein innerer Zylinder 1101 mit einer Endöffnung und ein äußerer Zylinder 1102 derart
angebracht, dass der äußere Zylinder 1102 ein
Ende des inneren Zylinders 1101 und eine äußere Oberfläche des
inneren Zylinders 1101 in der Umgebung eines Endbereichs
mit festgelegten Zwischenräumen
umgibt. 11 FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing an end portion of an exhaust pipe of a compressed gas circuit breaker according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. In the sixth embodiment, instead of the exhaust pipe 100 of the first to fifth embodiments, an inner cylinder 1101 with an end opening and an outer cylinder 1102 mounted such that the outer cylinder 1102 an end of the inner cylinder 1101 and an outer surface of the inner cylinder 1101 surrounds in the vicinity of an end region with fixed spaces.
Dieser
innere Zylinder 1101 und äußere Zylinder 1102 sind
derart gebildet, dass eine Warmgasströmung 30a zunächst einen
inneren Kanal passiert, der im Inneren des inneren Zylinders 1101 geformt ist,
und dann einen äußeren Kanal
passiert, der zwischen dem inneren Zylinder 1101 und dem äußeren Zylinder 1102 geformt
ist. Eine Strömungsführung 1103 ist
in dem Bereich des äußeren Zylinders 1102 angebracht,
der das Ende des inneren Zylinders 1101 bedeckt, derart,
dass die Warmgasströmung 30a gleichmäßig zur
Außenseite
des äußeren Kanals abgeführt wird.
Ferner sind zumindest vier oder mehr Reihen von Kanälen 110G,
die sich in einer Richtung erstrecken, die eine Strömungsrichtung
der Warmgasströmung 30a kreuzt,
auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform in Kanalwandoberflächen des
inneren Zylinders 1101 und des äußeren Zylinders 1102 angebracht,
welche innere und äußere Kanäle bilden.
Es ist festzuhalten, dass die anderen Gestaltungen ähnlich denjenigen
der ersten Ausführungsform
sind. Beispielsweise ist ein Kanalabstand P auf zumindest 1/4 oder
mehr einer Kanaltiefe H festgelegt.This inner cylinder 1101 and outer cylinders 1102 are formed such that a warm gas flow 30a First, an inner channel happens inside the inner cylinder 1101 is formed, and then an outer channel happens between the inner cylinder 1101 and the outer cylinder 1102 is shaped. A flow guide 1103 is in the area of the outer cylinder 1102 attached to the end of the inner cylinder 1101 covered, such that the warm gas flow 30a is discharged evenly to the outside of the outer channel. Further, at least four or more rows of channels 110G extending in one direction, which is a flow direction of the warm gas flow 30a crosses in channel wall surfaces of the inner cylinder in the same manner as in the first embodiment 1101 and the outer cylinder 1102 attached, which form inner and outer channels. It should be noted that the other configurations are similar to those of the first embodiment. For example, a channel pitch P is set to be at least 1/4 or more of a channel depth H.
Gemäß der sechsten
Ausführungsform,
die wie oben beschrieben ausgebildet ist, ist ein Bereich, der die
größte Gefahr
aufweist, dass ein dielektrischer Durchschlag auftritt, ein vorderer
Endbereich 1104 des äußeren Abgasrohrs 1102.
Daher kann ein effektiver Warmgaskanal verlängert werden und die Anzahl
N der Reihen der Kanäle
kann in großem
Maß erhöht werden.
Folglich wird zusätzlich
zu der Funktion, die ähnlich
zu derjenigen der ersten Ausführungsform
ist, eine Wirkung erzielt, dass die gesamte Warmgasströmung effizienter
und gleichmäßiger gekühlt werden
kann. Da ein Volumen des Warmgases an sich verringert ist und ein
Druckanstieg im Inneren des Abgasrohrs unterdrückt werden kann, wird ferner eine
Funktion erhalten, dass das Warmgas gleichmäßig abgegeben werden kann.
Diese Funktion wird anschließend
genauer beschrieben.According to the sixth embodiment formed as described above, an area having the greatest danger of dielectric breakdown is a front end portion 1104 the outer exhaust pipe 1102 , Therefore, an effective hot gas passage can be lengthened, and the number N of the rows of the channels can be greatly increased. Consequently, in addition to the function similar to that of the first embodiment, an effect is achieved that the whole warm gas flow can be cooled more efficiently and more uniformly. Since a volume of the warm gas per se is reduced and a pressure increase inside the exhaust pipe can be suppressed, a function is further obtained that the hot gas can be discharged evenly. This feature will be described in more detail below.
Zunächst kann
die Anzahl N der Reihen der Kanäle,
die in dem Warmgaskanal angeordnet sind, als die Anzahl der Möglichkeiten
angesehen werden, um Turbulenz zum Mischen der Warmgasströmung mit
einem Gas normaler Temperatur eines Kanalbereichs wie oben beschrieben
hervorzurufen. Daher ist die Anzahl N der Reihen der Kanäle vorzugsweise so
groß wie
möglich.
Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
enthält
das Abgasrohr zwei Zylinder, nämlich
den inneren Zylinder 1101 und den äußeren Zylinder 1102,
und entsprechend kann der effektive Warmgaskanal pro Abgasrohrvolumen
verlängert werden.
Folglich kann die Anzahl N der Reihen der Kanäle ebenfalls in großem Maß erhöht werden.First, the number N of rows of channels disposed in the hot gas channel may be considered as the number of ways to induce turbulence for mixing the hot gas flow with a normal temperature gas of a channel region as described above. Therefore, the number N of rows of channels is preferably as large as possible. According to the present embodiment, the exhaust pipe includes two cylinders, namely, the inner cylinder 1101 and the outer cylinder 1102 , and accordingly, the effective hot gas passage per exhaust pipe volume can be increased. Consequently, the number N of the rows of the channels can also be greatly increased.
Ferner
wird in einem Fall, in dem die Kanäle in der inneren Oberfläche des
Abgasrohrs 100 angebracht sind, das einen einzigen Zylinder
enthält,
wie es in 1 dargestellt ist, und oben
beschrieben ist, die Warmgasströmung
in der Nähe
der inneren Oberfläche
des Abgasrohrs 100, in dem die Kanäle 110G angebracht
sind, gekühlt.
Es gibt auch eine Tendenz, dass das Warmgas bei hoher Temperatur
noch in der Umgebung der Achse des Abgasrohrs 100 vorhanden
bleibt, was dem zentralen Bereich der Warmgasströmung entspricht. Andererseits
wird gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
die Kühlfunktion durch
die Kanäle
auf gegenüberliegenden
Seiten der äußeren Oberfläche des
inneren Zylinders 1101 und der inneren Oberfläche des äußeren Zylinders 1102 in
einem engen Kanal zwischen dem inneren Zylinder 1101 und
dem äußeren Zylinder 1102 ausgeübt. Daher
kann die gesamte Warmgasströmung
gleichmäßiger im
Vergleich zu dem einzigen Abgasrohr 100 wie bei der ersten
Ausführungsform
gekühlt
werden.Further, in a case where the channels in the inner surface of the exhaust pipe 100 attached, which contains a single cylinder, as in 1 is shown, and described above, the hot gas flow in the vicinity of the inner surface of the exhaust pipe 100 in which the channels 110G are attached, cooled. There is also a tendency that the warm gas at high temperature is still in the vicinity of the axis of the exhaust pipe 100 remains present, which corresponds to the central region of the warm gas flow. On the other hand, according to the present embodiment, the cooling function by the channels on opposite sides of the outer surface of the inner cylinder 1101 and the inner surface of the outer cylinder 1102 in a narrow channel between the inner cylinder 1101 and the outer cylinder 1102 exercised. Therefore, the total warm gas flow can be more uniform compared to the single exhaust pipe 100 be cooled as in the first embodiment.
Wenn
es eine bestimmte Struktur in einer Auswurfrichtung für das Warmgas
gibt, ist es zusätzlich
bei einem herkömmlichen
Druckgasleistungsschalter manchmal erforderlich, einen Endbe reich, der
einen Gasströmungsauswurfbereich
des Abgasrohrs darstellt, mit einer bestimmten Abdeckung zu bedecken,
so dass die Strahlrichtung verändert
wird. Bei diesem herkömmlichen
Fall wird jedoch die Warmgasströmung
leicht in dem Abgasrohr behindert, in dem die Ränder/Kanäle angebracht sind, im Vergleich
zu dem einfachen zylindrischen Abgasrohr, und es ist schwierig,
gleichmäßig die
Strömung
in einen freien Raum in einen Behälter auszugeben. Als Folge
besteht ein Problem dahingehend, dass das Warmgas in einem Bogenkontaktbereich
verzögert wird,
ein dielektrischer Durchschlag leicht in dem entsprechenden Bereich
auftritt und die Bogenentladung nicht leicht in dem herkömmlichen
Fall verschwindet.If
it has a certain structure in an ejection direction for the warm gas
there, it is additional
in a conventional
Compressed gas circuit breaker sometimes required, an Endbe rich, the
a gas flow ejection area
of the exhaust pipe represents to cover with a certain cover,
so that the beam direction changes
becomes. In this conventional
However, case becomes the warm gas flow
slightly obstructed in the exhaust pipe in which the edges / channels are mounted, in comparison
to the simple cylindrical exhaust pipe, and it's difficult
evenly
flow
to dispense into a free space in a container. As a result
there is a problem in that the hot gas is in an arc contact area
is delayed,
a dielectric breakdown easily in the corresponding area
occurs and the arc discharge is not easy in the conventional one
Case disappears.
Andererseits
wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform,
selbst wenn der innere Zylinder 1101 mit dem äußeren Zylinder 1102 bedeckt
ist, die Warmgasströmung
effektiver durch die Kanäle 110G gekühlt. Dies
liegt daran, dass das Volumen des Warmgases an sich sich zusammenzieht,
und ein übermäßiger Druckanstieg
in dem Abgasrohr unterdrückt
werden kann, wodurch eine gleichmäßige Abgabe des Warmgases möglich ist.On the other hand, according to the present embodiment, even if the inner cylinder 1101 with the outer cylinder 1102 is covered, the warm gas flow through the channels more effectively 110G cooled. This is because the volume of the warm gas per se contracts, and excessive pressure increase in the exhaust pipe can be suppressed, whereby uniform discharge of the warm gas is possible.
Daher
wird gemäß der sechsten
Ausführungsform
zusätzlich
zur Wirkung der vorhergehenden Ausführungsformen eine Wirkung erzielt,
dass die dielektrische Durchschlagsfestigkeit des gesamten Warmgasleitungssystems
in dem festgelegten Kontaktbereich effektiver verbessert werden
kann, da zwei Zylinder einen kontinuierlichen inneren und äußeren Warmgaskanal
bilden, und ein effektiver Warmgaskanal wird verlängert, die
gesamte Warmgasströmung
kann effektiver und gleichmäßiger gekühlt werden,
und das gleichmäßige Abgeben
des Warmgases ist möglich.Therefore
becomes according to the sixth
embodiment
additionally
achieved an effect to the effect of the preceding embodiments,
that the dielectric breakdown strength of the entire hot gas piping system
be more effectively improved in the specified contact area
Because two cylinders have a continuous inner and outer hot gas channel
form, and an effective hot gas channel is extended, the
entire warm gas flow
can be cooled more effectively and evenly
and the even delivery
the warm gas is possible.
4. Siebte Ausführungsform4. Seventh embodiment
12A ist ein Querschnittsstrukturdiagramm, das
einen Druckgasleistungsschalter gemäß einer siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei der siebten Ausführungsform
sind zusätzlich
zu einem Abgasrohr 100 mit Kanälen auf der Seite eines festgelegten
Kontaktbereichs 20 Kanäle 1210 auch
in einem hohlen Stab 1200 auf der Seite eines beweglichen
Kontaktbereichs 10 angeordnet. Die Kanäle 1210 weisen Formen
und Konstruktionen ähnlich
zu denjenigen der Kanäle 110G auf,
die in dem Abgasrohr 100 in der ersten Ausführungsform
angebracht sind. Das bedeutet, dass zumindest vier oder mehr Reihen
von Kanälen 1210, die
sich in einer Richtung erstrecken, die eine Strömungsrichtung einer Warmgasströmung 30b kreuzt, in
der inneren Oberfläche
des hohlen Stabs 1200 angebracht sind, und ein Kanalabstand
P auf zumindest 1/4 oder mehr einer Kanaltiefe H festgelegt ist. 12A Fig. 10 is a cross-sectional structural diagram showing a compressed gas circuit breaker according to a seventh embodiment of the present invention. In the seventh embodiment, in addition to an exhaust pipe 100 with channels on the side of a specified contact area 20 channels 1210 also in a hollow rod 1200 on the side of a movable contact area 10 arranged. The channels 1210 have shapes and constructions similar to those of the channels 110G on that in the exhaust pipe 100 are mounted in the first embodiment. That means that at least four or more rows of channels 1210 extending in one direction, the one flow direction of a hot gas flow 30b crosses, in the inner surface of the hollow rod 1200 are attached, and a channel spacing P is set to at least 1/4 or more of a channel depth H.
Die
Warmgasströmung 30b auf
einer beweglichen Seite, die durch einen beweglichen Bogenkontakt 11 und
den hohlen Stab 1200 gelangt ist, wird ferner an einen
Raum in einem Behälter 1 von
Abgaslochendbereichen 18 durch einige Abgaslöcher 17 auf
der beweglichen Seite, die in einem Kolben 12 oder Ähnlichen
angebracht sind, abgegeben.The warm gas flow 30b on a moving side, through a movable bow contact 11 and the hollow rod 1200 is further, to a space in a container 1 of Abgaslochendbereichen 18 through some exhaust holes 17 on the moving side, in a piston 12 or similar are appropriate.
Gemäß der siebten
Ausführungsform,
die wie oben beschrieben ausgebildet ist, wird zusätzlich zu
der Funktion, die ähnlich
zu derjenigen der ersten Ausführungsform
ist, die folgende Funktion erzielt. Insbesondere wird die Warmgasströmung 30b auf der
beweglichen Seite, die in das Innere des hohlen Stabs 1200 strömt, effektiv
durch die Kanäle 1210 durch
den gleichen Mechanismus wie denjenigen der Warmgasströmung 30a auf
der Seite eines festgelegten Kontakts, die in das Innere des Abgasrohrs 100 in
der ersten Ausführungsform
strömt,
gekühlt.
Daher wird eine Isoliereigenschaft des Warmgases der Abgaslöcher 17 auf
der beweglichen Seite um die Endbereiche 18 des Abgaslochs
auch auf der Seite des beweglichen Kontaktbereichs 10 wiedergewonnen, und
eine dielektrische Durchschlagsfestigkeit zwischen dem entsprechenden
Bereich und dem Behälter 1 kann
merklich erhöht
werden.According to the seventh embodiment formed as described above, in addition to the function similar to that of the first embodiment, the following function is achieved. In particular, the warm gas flow 30b on the moving side, in the interior of the hollow rod 1200 flows through the channels effectively 1210 by the same mechanism as that of the warm gas flow 30a on the side of a specified contact, in the interior of the exhaust pipe 100 flows in the first embodiment, cooled. Therefore, an insulating property of the hot gas of the exhaust holes becomes 17 on the moving side around the end areas 18 the exhaust hole also on the side of the movable contact area 10 recovered, and a dielectric strength between the corresponding area and the container 1 can be increased significantly.
Gemäß der siebten
Ausführungsform
wird daher zusätzlich
zur Wirkung der ersten Ausführungsform
eine Wirkung erzielt, dass die dielektrische Durchschlagsfestigkeit
in dem beweglichen Kontaktbereich auch effizient verstärkt werden
kann, und es ist möglich,
einen Druckgasleistungsschalter vorzusehen, der kleine Abmessungen
aufweist und dennoch eine hohe Zuverlässigkeit hat. Es ist festzuhalten,
dass in einem Fall, in dem die dielektrische Durchschlagsfestigkeit
auf der Seite des festgelegten Kontaktbereichs ausreichend sichergestellt
ist, als eine Modifikation der siebten Ausführungsform die Kanäle nur in
dem hohlen Stab 1200 des beweglichen Kontaktbereichs angebracht
sein können,
ohne Kanäle
in dem Abgasrohr 100 des festgelegten Kontaktbereichs anzubringen.According to the seventh embodiment, therefore, in addition to the effect of the first embodiment, an effect that the dielectric breakdown strength in the movable contact region can be also efficiently enhanced is obtained, and it is possible to provide a compressed gas circuit breaker which is small in size and yet has high reliability. Note that, in a case where the dielectric breakdown strength on the fixed contact portion side is sufficiently ensured, as a modification of the seventh embodiment, the channels are only in the hollow rod 1200 the movable contact area can be mounted without channels in the exhaust pipe 100 of the specified contact area.
