DE19705095C1 - Verfahren zur Löschung des Schaltlichtbogens eines Hochspannungs-Leistungsschalters sowie Hochspannungs-Leistungsschalter zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Löschung des Schalt­ lichtbogens eines Hochspannungs-Leistungsschalters mit einem Lichtbogenraum und einem mit diesem wenigstens zeitweise verbundenen Gasspeicherraum unter Beblasung des Schaltlicht­ bogens insbesondere im Zeitbereich um den Nulldurchgang des Stromes des Schaltlichtbogens mit einem Fluid sowie einen Hochspannungs-Leistungsschalter zur Durchführung des Verfah­ rens, mit einem ersten, antreibbaren Kontaktstück, einem zweiten, feststehenden Kontaktstück und mit einem Gasspei­ cherraum, in den beim Ausschaltvorgang in einem Lichtbogen­ raum zwischen den Kontaktstücken durch einen Schaltlichtbogen aufgeheiztes Isoliergas eintritt, wobei mit dem ersten, an­ treibbaren Kontaktstück ein Isolierdüsenkörper verbunden ist, der zumindest einen den Lichtbogenraum mit dem Gasspei­ cherraum nach Einleitung eines Ausschaltvorganges verbinden­ den, im Einschaltzustand durch das zweite, feststehende Kon­ taktstück verschlossenen ersten Verbindungskanal aufweist, welcher in den Lichtbogenraum einmündet.

Ein derartiger Hochspannungs-Leistungsschalter und ein ent­ sprechendes Verfahren geht hinsichtlich seiner Kontakt- und Isolierdüsenkörperanordnung sowie der Anordnung des Gasspei­ cherraumes und des Verbindungskanales zwischen dem Lichtbo­ genraum und dem Gasspeicherraum im wesentlichen beispiels­ weise aus der DE 195 12 652 C1 hervor. Dabei ist dort in dem Isolierdüsenkörper ein weiterer Verbindungskanal vorgesehen, über den kurz vor Erreichen der Ausschaltstellung aus dem Gasspeicherraum Löschgas in den Lichtbogenraum zwischen den Kontaktstücken strömt. Dadurch wird zwar ein Staudruck er­ zielt, so daß in der Umgebung des Stromnulldurchganges eine Strömung des durch einen Schaltlichtbogen aufgeheizten Iso­ liergases über den ersten Verbindungskanal verhindert wird, aber auch über den weiteren im Isolierdüsenkörper vorgesehe­ nen Verbindungskanal gelangt aus dem Gasspeicherraum immer noch aufgeheiztes Isoliergas in den Bereich zwischen den Kon­ taktstücken, so daß eine Wiederverfestigung der Schalt­ strecke, insbesondere bei hohen Strömen in Verbindung mit ho­ hen Spannungen, erschwert wird.

Aus der DE 39 15 700 A1 ist ebenfalls ein mit einem Gasspei­ cherraum versehener Hochspannungs-Leistungsschalter bekannt, wobei dort in dem Gasspeicherraum ein Material angeordnet ist, welches an das expandierende Löschgas, also an das auf­ geheizte Isoliergas, ein Gas abgibt, welches eine gute Lichtbogenlöschfähigkeit besitzt.

Der Nachteil dieses Hochspannungs-Leistungsschalters besteht jedoch darin, daß durch die Trennung des Gasspeicherraumes durch das gasabgebende Material in einen mit aufgeheiztem Isoliergas gefüllten Heizraum und einen diesem nachgeordneten Kaltgasraum nach dem Absinken des Löschgasdruckes im Lichtbogenraum über einen gemeinsamen Verbindungskanal Iso­ liergas in den Lichtbogenraum strömt, das aus dem aufgeheiz­ ten Isoliergas und dem kälteren Isoliergas zusammengesetzt ist. Dieses im Verbindungskanal oder im Lichtbogenraum aus dem aufgeheizten Isoliergas und dem kälteren Isoliergas ge­ bildete Gasgemisch ist jedoch für die Wiederverfestigung der Schaltstrecke nicht optimal geeignet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Löschung des Schaltlichtbogens eines Hochspannungs-Lei­ stungsschalters entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie einen Hochspannungs-Leistungsschalter zur Durchführung des Verfahrens entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 5 zu schaffen, durch die der aus hohen Strömen in Verbindung mit hohen Spannungen resultierende Schaltlichtbogen, insbesondere von hohen Kurzschlußströmen, unter Berücksichtigung der Wie­ derverfestigung der Schaltstrecke bei gleichzeitiger Verbes­ serung der Abschaltleistung sicher zu löschen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren ge­ löst, bei dem zumindest ein Teil des im Gasspeicherraum des Hochspannungs-Leistungsschalters vorhandenen Isoliergases, vorzugsweise SF₆, nach Trennung der Kontaktstücke adiabatisch bis zur Verflüssigung komprimiert und zur Unterstützung der Löschung des Schaltlichtbogens bereitgestellt wird.

Bei der weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens wird das durch adiabatische Komprimierung bei einem Aus­ schaltvorgang bereitgestellte flüssige SF₆ im Zeitbereich um den Nulldurchgang des Stromes des Schaltlichtbogens direkt dem Lichtbogenraum und/oder dem Gasspeicherraum zugeführt. Im letzteren Fall wird das im Gasspeicherraum vorhandene aufge­ heizte Isoliergas durch das flüssige SF₆ gekühlt, bevor das Isoliergas aus dem Gasspeicherraum in den Lichtbogenraum strömt.

Gemäß der Erfindung kann die adiabatische Komprimierung des Isoliergases verschiedenartig durchgeführt werden. So kann beispielsweise die adiabatische Komprimierung des Isolierga­ ses unter Nutzung des im Gasspeicherraum bei einem Aus­ schaltvorgang ansteigenden Druckes erfolgen oder aber auch durch die Wirkung des mechanischen Schalterantriebes des Hochspannungs-Leistungsschalters.

Damit wird durch die Erfindung ein Verfahren zur Löschung des Schaltlichtbogens bereitgestellt, bei dem bei einem bestimm­ ten Kompressionsverhältnis das adiabatisch zu komprimierende Isoliergas, vorzugsweise SF₆, in Abhängigkeit von der Aus­ gangstemperatur und vom Ausgangsdruck durch Zustandsänderung verflüssigt und zur Löschung des Schaltlichtbogens, insbeson­ dere unter Beblasen des Schaltlichtbogens im Bereich um den Nulldurchgang des Stromes des Schaltlichtbogens gegebenen­ falls zusätzlich zu dem gasförmigen Isoliergas eingesetzt wird. Durch das zusätzliche Einsetzen von verflüssigtem Iso­ liergas, vorzugsweise SF₆, wird dabei dem aufgeheizten Iso­ liergas thermische Energie entzogen, wodurch das aufgeheizte Isoliergas abgekühlt wird und das verflüssigte Isoliergas verdampft. Als Folge tritt eine merkliche Temperaturabsenkung des aufgeheizten Isoliergases bei etwa gleichbleibendem Druck ein. Mit diesem abgekühlten Isoliergas ist eine verbesserte Kühlung des Schaltlichtbogens im Lichtbogenraum verbunden, so daß die Abschaltleistung eines Hochspannungs-Lei­ stungsschalters deutlich verbessert wird.

Zur Durchführung des Verfahrens ist besonders ein Hochspan­ nungs-Leistungsschalter geeignet, bei dem in dem Gasspeicher­ raum ein einen gegen die Kraft einer Rückstellfeder ver­ schiebbaren Kolben aufnehmender Kompressionszylinder vorgese­ hen ist, der ein bei einem vorgegebenen Druckwert öffnendes Steuerventil besitzt, über das durch Kompression im Kühlvolu­ men des Kompressionszylinders zur Verfügung gestelltes, ver­ flüssigtes Isoliergas dem Lichtbogenraum zuführbar ist.

Wird unter Berücksichtigung des im Gasspeicherraum angeordne­ ten Kompressionszylinders bei der Verflüssigung eines Teiles des im Gasspeicherraum vorhandenen Isoliergases, insbesondere SF₆, bei einem Ausschaltvorgang davon ausgegangen, das bei­ spielsweise die Ausgangstemperatur 10°C und daß ausgangsspe­ zifische Volumen 21 cm³/g beträgt und das die Verflüssigung des Isoliergases bei einem Volumen von etwa 7 cm³/g erfolgt, so muß das Kühlvolumen auf ein Drittel komprimiert werden, um die Verflüssigung des Isoliergases zu erreichen. Der Druck der hierbei im Kühlvolumen des Koinpressionszylinders auf­ tritt, beträgt 16,5 bar.

Da das durch den Gasspeicherraum bei einem Ausschaltvorgang aufgenommene, aufgeheizte Isoliergas unter einem erheblich höheren Druck als 16,5 bar steht, und das Kompressionsver­ hältnis entsprechend der Geometrie des Kompressionszylinders mit seinem Kühlvolumen und dem Kolben den Bedingungen ange­ paßt werden kann, ist durch den Kompressionszylinder mit sei­ nem Kühlvolumen und den Kolben auch bei erheblich höheren Ausgangstemperaturen eine Verflüssigung des Isoliergases ge­ währleistet.

Um einerseits die Auffüllung des Kühlvolumens des Kompressi­ onszylinders nach einem Ausschaltvorgang mit kaltem Isolier­ gas sicherzustellen und andererseits die Komprimierung des kalten Isoliergases innerhalb des Kühlvolumens des Kompressi­ onszylinders während eines Ausschaltvorganges durch aufge­ heiztes unter Druck stehendes Isoliergas zu gewährleisten, steht in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Kühlvolumen des Kompressionszylinders vor dem Druckanstieg im Gasspei­ cherraum bei einem Ausschaltvorgang über mindestens eine Ein­ strömungsöffnung mit dem Gasspeicherraum in Verbindung und wird von diesem bei einsetzendem Druckanstieg im Gasspeicher­ raum durch Passieren der Einströmungsöffnung durch den ver­ schiebbaren Kolben getrennt.

Um das durch adiabatische Komprimierung bei einem Ausschalt­ vorgang bereitgestellte flüssige SF₆ im Bereich um den Null­ durchgang des Stromes des Schaltlichtbogens direkt dem Licht­ bogenraum zuzuführen, ist nach einem weiteren Merkmal der Er­ findung das Kühlvolumen des Kompressionszylinders unter Zwi­ schenschaltung des Steuerventiles über einen zweiten, im Ein­ schaltzustand durch das feststehende Kontaktstück verschlos­ senen, im Isolierdüsenkörper vorgesehenen, radial in den Lichtbogenraum einmündenden Verbindungskanal während des Aus­ schaltvorganges mit dem Lichtbogenraum verbindbar, derart, daß die Verbindung in Abhängigkeit von der Schaltstellung des antreibbaren Kontaktstückes erfolgt.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß der zweite Verbin­ dungskanal unmittelbar oder nach einer gewissen Länge, jedoch vor Einmünden in den Lichtbogenraum, in den ersten Verbin­ dungskanal einmündet.

Das Steuerventil weist hierbei zweckmäßigerweise einen im ge­ schlossenen Zustand des Steuerventiles in eine im Boden des Kompressionszylinders vorgesehene, mit dem zweiten Verbin­ dungskanal verbindbare Öffnung eingreifenden, bei Verflüs­ sigung des SF₆ im Kühlvolumen aus der Öffnung herausziehbaren Verschlußstift auf. Dieser durchdringt einen über Öffnungen mit dem Kühlvolumen in Verbindung stehenden Ventilraum und steht mit einem gegen die Kraft einer Steuerfeder verschieb­ baren, den Ventilraum begrenzenden Kolben in Verbindung. Da­ bei sind sowohl der Ventilraum als auch der Kolben durch ei­ nen zentrisch im Kompressionszylinder angeordnetes Rohr be­ grenzt, auf dem gleichzeitig der Kolben des Kompressionszy­ linders verschiebbar angeordnet ist.

Bei diesem Steuerventil sind der verschiebbar im Rohr ange­ ordnete Kolben und die Steuerfeder durch einen im Rohr fest angeordneten Boden begrenzt, der eine Drosselöffnung besitzt, über die der die Steuerfeder aufnehmende Raum mit dem Gas­ speicherraum in Verbindung steht. Dabei dient die Drosselöff­ nung dazu, um in dem die Steuerfeder aufnehmenden Raum einen definierten Druck zu schaffen. Dieser Raum ist, um keine Gas­ feder zu schaffen, nicht geschlossen, aber auch nicht voll­ ständig offen, um den erhöhten Druck im Gasspeicherraum nicht auf den Verschlußstift wirken zu lassen.

Um das durch adiabatische Komprimierung bei einem Ausschalt­ vorgang bereitgestellte flüssige SF₆ wieder dem Gasspeicher­ raum zuzuführen, steht gemäß einer weiteren Ausführung eines Hochspannungs-Leistungsschalters das Kühlvolumen des Kompres­ sionszylinders über das Steuerventil in Form eines Rück­ schlagventiles mit dem Gasspeicherraum in Verbindung, derart, daß in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Druckwert am Rück­ schlagventil über eine Auslaßöffnung das verflüssigte Iso­ liergas aus dem Kühlvolumen in den Gasspeicherraum und von dort gemeinsam mit dem aufgeheizten Isoliergas über den er­ sten Verbindungskanal dem Lichtbogenraum zuführbar ist.

Die Erfindung wird anhand von drei Ausführungsbeispielen nä­ her erläutert.

Fig. 1 den Schnitt einer Teilansicht eines Hochspannungs-Lei­ stungsschalters mit einem im Gasspeicherraum angeordneten Kompressionszylinder,

Fig. 2 bis 4 zeigen den Schnitt des Kompressionszylinders nach Fig. 1 in drei unterschiedlichen Arbeitsstellungen,

Fig. 5 den Schnitt einer Teilansicht eines Hochspannungs-Lei­ stungsschalters mit einem im Gasspeicherraum angeordneten, gegenüber Fig. 1 abgewandelten Kompressionszylinder und

Fig. 6 den Schnitt einer Teilansicht eines Hochspannungs-Lei­ stungsschalters mit einem dem Kompressionszylinder zuge­ ordneten, gegenüber den Fig. 1 bis 5 veränderten Kompres­ sionsmechanismus.

Wie die Fig. 1 zeigt, weist der Hochspannungs-Leistungs­ schalter, der in der Einschaltstellung dargestellt ist, im wesentlichen neben der Nennstrombahn mit seinem feststehenden Dauerstromkontaktstück 1 und seinem beweglichen Dauerstrom­ kontaktstück 2 ein erstes, antreibbares, als Tulpenkontakt ausgebildetes Kontaktstück 3 und ein zweites, feststehendes Kontaktstück 4 auf, zwischen denen der Schaltlichtbogen brennt sowie einen über ein Rückschlagventil 5 mit dem Kom­ pressionsvolumen 6 einer Kompressionseinrichtung 7 in Ver­ bindung stehenden Gasspeicherraum 8. In diesen tritt bei ei­ nem Ausschaltvorgang das im Lichtbogenraum 9 zwischen den Kontaktstücken 3, 4 durch einen Schaltlichtbogen aufgeheizte Isoliergas ein und zwar über einen ersten Verbindungskanal 10, der in dem mit dem antreibbaren Kontaktstück 3 verbunde­ nen Isolierdüsenkörper 11 vorgesehen ist. Dieser erste Ver­ bindungskanal 10 ist im Einschaltzustand, wie aus der Fig. 1 hervorgeht, durch das zweite, feststehende Kontaktstück 4 verschlossen, verbindet jedoch nach Einleitung eines Aus­ schaltvorganges den Lichtbogenraum 9 mit dem Gasspeicherraum 8.

Innerhalb des Gasspeicherraumes 8 ist bei diesem Hochspan­ nungs-Leistungsschalter ein Kompressionszylinder 12 vorgese­ hen. Dieser besitzt einen gegen die Kraft einer Rückstellfe­ der 13 verschiebbaren Kolben 14 sowie ein bei einem vorgege­ benen Druckwert öffnendes Steuerventil 15, über das bei einem Ausschaltvorgang ein Kühlvolumen 16 innerhalb des Kompressi­ onszylinders 12 über einen zweiten, radial in den Lichtbogen­ raum 9 einmündenden, ebenfalls im Isolierdüsenkörper 11 vor­ gesehen Verbindungskanal 17 mit dem Lichtbogenraum 9 verbind­ bar ist und zwar zu einem Zeitpunkt während des Ausschaltvor­ ganges, in dem ein Beblasen des Schaltlichtbogens im Bereich um den Nulldurchgang des Wechselstromes des Schaltlichtbogens erfolgt.

Während der zweite Verbindungskanal 17 im Einschaltzustand des Hochspannungs-Leistungsschalters ebenfalls durch das zweite, feststehende Kontaktstück 4 verschlossen ist, besitzt der Kompressionszylinder 12 mindestens eine Einströmungsöff­ nung 18. Über diese ist vor einen Druckanstieg im Gasspei­ cherraum 8 bei einem Ausschaltvorgang das Kühlvolumen 16 des Kompressionszylinders 12 mit dem Gasspeicherraum 8 verbunden.

Erfolgt jedoch ein Druckanstieg im Gasspeicherraum 8 und zwar bedingt durch das bei einem Ausschaltvorgang in den Gasspei­ cherraum 8 einströmende aufgeheizte Isoliergas, so wird die Einströmungsöffnung 18 durch den verschiebbaren Kolben 14 des Kompressionszylinders 12 passiert, so daß das Kühlvolumen 16 vom Gasspeicherraum 8 getrennt ist.

Das Steuerventil 15 des Hochspannungs-Leistungsschalters nach Fig. 1 besteht, wie insbesondere auch aus den Fig. 2 bis 4 hervorgeht, aus einem im geschlossenen Zustand des Steuer­ ventiles 15 in eine im Boden 19 des Kompressionszylinders 12 vorgesehene, mit dem zweiten Verbindungskanal 17 verbindbare Öffnung 20 eingreifenden Verschlußstift 21. Dieser durch­ dringt dabei eine über Öffnungen 22 mit dem Kühlvolumen 16 verbundenen Ventilraum 23 und steht mit einem gegen die Kraft einer Steuerfeder 24 verschiebbaren Kolben 25 in Verbindung, der den Ventilraum 23 begrenzt. Sowohl der Ventilraum 23 als auch der verschiebbare Kolben 25 sind durch ein zentrisch im Kompressionszylinder 12 angeordnetes Rohr 26 begrenzt, auf dem der Kolben 14 des Kompressionszylinders 12 gegen die Kraft der Rückstellfeder 13 verschiebbar angeordnet ist. Be­ grenzt werden der verschiebbar im Rohr 26 angeordnete Kolben 25 sowie die Steuerfeder 24 durch einen im Rohr 26 fest ange­ ordneten Boden 27, der eine Drosselöffnung 28 zwecks Schaf­ fung eines definierten Druckes in dem die Steuerfeder 24 auf­ nehmenden Raum 29 besitzt, über die dieser Raum 29 mit dem Gasspeicherraum 8 verbunden ist.

Soll durch den aus Fig. 1 hervorgehenden, mit einem im Gas­ speicherraum 8 angeordneten Kompressionszylinder 12 ausgerü­ steten Hochspannungs-Leistungsschalter eine Ausschaltung vor­ genommen werden, so erfolgt nach Öffnung der Nennstrombahn durch Zurückziehen des ersten, antreibbaren Kontaktstückes 3 auch eine Trennung vom zweiten, feststehenden Kontaktstück 4, womit die Bildung eines Schaltlichtbogens im Lichtbogenraum 9 verbunden ist. Da unmittelbar nach Trennung der Kontaktstücke 3, 4 durch weiteres Zurückziehen des antreibbaren Kontakt­ stückes 3 und damit auch des Isolierdüsenkörpers 11 der erste Verbindungskanal 10 freigegeben wird, gelangt das aus dem Schaltlichtbogen resultierende aufgeheizte Isoliergas aus dem Lichtbogenraum 9 über; den ersten Verbindungskanal 10 in den Gasspeicherraum 8, so daß es hier zu einem Druckanstieg kommt. Mit diesem nunmehr erhöhten Druck wird auch der ver­ schiebbare Kolben 14 des Kompressionszylinders 12 beauf­ schlagt - Fig. 2 -, der sich nunmehr, ausgehend von der aus Fig. 2 ersichtlichen Stellung, gegen die Kraft der Rück­ stellfeder 13 in Richtung des Boden 19 verschiebt. Unmittel­ bar nach Einleitung dieser Verschiebung werden durch diesen Kolben 14 die Einströmungsöffnungen 18 passiert, so daß das Kühlvolumen 16 des Kompressionszylinders 12 vom nunmehr auf­ geheiztes Isoliergas aufnehmenden Gasspeicherraum 8 getrennt wird und das im Kühlvolumen 16 des Kompressionszylinders 12 enthaltene kalte Isoliergas durch weitere Verschiebung des Kolbens 14 innerhalb des Kühlvolumens 16 adiabatisch verdich­ tet wird - Fig. 3 -. Dabei ist die Öffnung 20 innerhalb des Bodens 19 des Kompressionszylinders 12 immer noch trotz des nunmehr auch im Ventilraum 23 erfolgten Druckanstieges ge­ schlossen. Erfolgt schließlich durch weitere Verschiebung des Kolbens 14 (Fig. 4) durch adiabatische Komprimierung des im Kühlvolumen 16 befindlichen Isoliergases eine Zustandsände­ rung, so geht das kalte komprimierte Isoliergas innerhalb des Kühlvolumens 16 in den flüssigen Zustand über, so daß ver­ flüssigtes Isoliergas zur Unterstützung der Löschung des Schaltlichtbogens im Lichtbogenraum 9 bereitgestellt wird. Liegt verflüssigtes Isoliergas vor, so ist das auch mit einem derartigen Druckanstieg im Kühlvolumen 16 verbunden, der über die Öffnungen 22 und damit auch über den Ventilraum 23 auf den verschiebbaren Kolben 25 des Steuerventiles 15 wirkt. Das aber führt zu einem Herausziehen des Verschlußstiftes 21 aus der Öffnung 20 des Bodens 19, so daß das verflüssigte Isoliergas über den zweiten Verbindungskanal 17 in den Licht­ bogenraum 9 gelangt, nachdem das erste antreibbare Kontakt­ stück 3 und damit der Isolierdüsenkörper 11 im Zuge des Aus­ schaltvorganges soweit zurückgezogen worden sind, daß auch der zweite Verbindungskanal 17 zum Lichtbogenraum freigegeben ist. Das aber bedeutet, daß durch das verflüssigte Isoliergas der Schaltlichtbogen im Bereich um den Nulldurchgang des Stromes des Schaltlichtbogens beblasen wird, was sich vorteilhaft auf die Wiederverfestigung der Schaltstrecke bei gleichzeitiger Verbesserung der Abschaltleistung auswirkt.

Hat das verflüssigte Isoliergas das Kühlvolumen 16 des Kom­ pressionszylinders 12 verlassen, so verschließt der Ver­ schlußstift 21 des Steuerventiles 15 wieder die Öffnung 20. Andererseits ist die Rückstellfeder 13 derart bemessen, daß sie in der Lage ist, den verschiebbaren Kolben 14 auch gegen den Unterdruck im Kühlvolumen 16 zurückzudrücken und zwar bis hinter die Eintrittsöffnungen 18, so daß sich das Kühlvolumen 16 des Kompressionszylinders 12 wieder mit kaltem Isoliergas füllen kann.

Gegenüber dem Hochspannungs-Leistungsschalter nach Fig. 1 besitzt der Isolierdüsenkörper 11 des Hochspannungs-Lei­ stungsschalters nach Fig. 5, der auch dort mit dem ersten, antreibbaren Kontaktstück 3 in Verbindung steht nur einen Verbindungskanal 10, über den bei einem Ausschaltvorgang aufgeheiztes Isoliergas aus dem Lichtbogenraum 9 in den Gas­ speicherraum 8 strömt. Innerhalb des Gasspeicherraumes 8 ist auch bei diesem Hochspannungs-Leistungsschalter ein Kompres­ sionszylinder 12 angeordnet, der einen verschiebbaren Kolben 14 aufnimmt, wobei dieser gegen die Kraft einer als Zugfeder ausgebildeten Rückstellfeder 13 verschiebbar ist. Während das Kühlvolumen 16 des Kompressionszylinders 12 wieder über Ein­ trittsöffnungen 18 mit dem Gasspeicherraum 8 in Verbindung steht, ist das Steuerventil 15 als Rückschlagventil ausgebil­ det. Dieses gibt nach Bereitstellung von verflüssigtem Iso­ liergas im Ergebnis der adiabatischen Komprimierung von kal­ tem Isoliergas innerhalb des Kühlvolumens 16, bedingt durch die Beaufschlagung des verschiebbaren Kolbens 14 durch das bei einem Ausschaltvorgang in den Gasspeicherraum 8 aus dem Lichtbogenraum strömende, aufgeheizte Isoliergas, eine Aus­ laßöffnung 30 frei. Somit gelangt das durch adiabatische Kom­ primierung gebildete verflüssigte Isoliergas in den Gasspei­ cherraum 8. In diesem wird das vorhandene aufgeheizte Iso­ liergas durch das verflüssigte Isoliergas gekühlt. Nachdem inzwischen im Lichtbogenraum 9 ein Druckabfall eingetreten ist, strömt nunmehr das durch das verflüssigte Isoliergas ge­ kühlte Isoliergas aus dem Gasspeicherraum 8 über den Verbin­ dungskanal 10 in den Lichtbogenraum 9 und bebläst den Schalt­ lichtbogen im Bereich um den Nulldurchgang des Stromes des Schaltlichtbogens. Damit wird auch bei einem solchen Hoch­ spannungs-Leistungsschalter positiv auf die Wiederverfesti­ gung der Schaltstrecke bei Verbesserung der Abschaltleistung Einfluß genommen.

Der Hochspannungs-Leistungsschalter nach Fig. 6 entspricht im wesentlichen dem nach Fig. 1. Das bedeutet, daß auch bei diesem Hochspannungs-Leistungsschalter der Isolierdüsenkörper 11 einen ersten und einen zweiten Verbindungskanal 10, 17 be­ sitzt und daß im Gasspeicherraum 8 ein Kompressionszylinder 12 vorgesehen ist, der ein Steuerventil 15 besitzt, über das bei einem Ausschaltvorgang nach adiabatischer Komprimierung des kalten Isoliergases im Kühlvolumen 16 des Kompressionszy­ linders 12 verflüssigtes Isoliergas in den zweiten Verbin­ dungskanal 17 und somit in den Lichtbogenraum 9 analog dem Hochspannungs-Leistungsschalter gemäß Fig. 1 strömt.

Bei dem Hochspannungs-Leistungsschalter nach Fig. 6 erfolgt die adiabatische Komprimierung des kalten Isoliergases, daß auch hier durch die Einströmungsöffnung 18 aus dem Gasspei­ cherraum 8 in das Kühlvolumen 16 des Kompressionszylinders 12 gelangt, durch die Wirkung des mechanischen Schalteran­ triebes. Daher steht der verschiebbare Kolben 31 des Kompres­ sionszylinders 12, der feststehend ausgebildet ist, mit einer das Kompressionsvolumen durchdringenden Kolbenstange 32 in Verbindung, die wie nicht weiter dargestellt ist, festste­ hend, beispielsweise im Sockel des Hochspannungs-Leistungs­ schalters, angeordnet ist. Das bedeutet, daß unmittelbar bei Ausführung eines Ausschaltvorganges, wenn das erste, an­ treibbare Kontaktstück 3 und damit auch der Isolierdüsenkör­ per 11 und der Kompressionszylinder 12 zurückgezogen wird, der feststehende Kolben 31 sich relativ zu dem Kompressions­ zylinder 12 in Richtung des Steuerventiles 15 bewegt, bis es durch adiabatische Komprimierung im Kühlvolumen 16 zu einer Verflüssigung des kalten Isoliergases kommt. Im Vergleich zu dem verschiebbaren Kolben 14 aus Fig. 1 entfällt bei diesem Hochspannungs-Leistungsschalter gemäß Fig. 6 die Anordnung einer Rückstellfeder im Kühlvolumen 16 des Kompressionszylin­ ders 12. Außerdem begrenzt das zentrisch im Kompressionszy­ linder 12 angeordnete Rohr 26 nur das Steuerventil 15, so daß der feststehende Kolben 31 nicht auf dem Rohr 26 verschiebbar angeordnet ist. Vielmehr ist der feststehende Kolben 31 flach ausgebildet und besitzt eine zentrische Ausnehmung 33, die bei der abschließenden adiabatischen Komprimierung des kalten Isoliergases teilweise das Rohr 26 aufnimmt, so daß die durch die Erfindung beabsichtigte adiabatische Komprimierung gewährleistet ist.

Claims (10)

1. Verfahren zur Löschung des Schaltlichtbogens eines Hoch­ spannungs-Leistungsschalters mit einem Lichtbogenraum (9) und einem mit diesem wenigstens zeitweise verbundenen Gas­ speicherraum (8) unter Beblasung des Schaltlichtbogens insbe­ sondere im Zeitbereich um den Nulldurchgang des Stromes des Schaltlichtbogens mit einem Fluid, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des im Gasspeicherraum (8) des Hochspan­ nungs-Leistungsschalters vorhandenen Isoliergases, vorzugs­ weise SF₆, nach Trennung der Kontaktstücke (3, 4) adiabatisch bis zur Verflüssigung komprimiert und zur Unterstützung der Löschung des Schaltlichtbogens bereitgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch adiabatische Komprimierung bei einem Ausschaltvor­ gang bereitgestellte flüssige SF₆ im Zeitbereich um den Null­ durchgang des Stromes des Schaltlichtbogens direkt dem Licht­ bogenraum (9) und/oder dem Gasspeicherraum (8) zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die adiabatische Komprimierung des Isoliergases unter Nutzung des im Gasspeicherraum (8) bei einem Ausschaltvorgang anstei­ genden Druckes erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die adiabatische Komprimierung des Isoliergases durch die Wirkung des mechanischen Schalterantriebes erfolgt.

5. Hochspannungs-Leistungsschalter zur Durchführung des Ver­ fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem ersten, antreibbaren Kontaktstück (3), einem zwei­ ten, feststehenden Kontaktstück (4) und mit einem Gasspei­ cherraum (8), in den beim Ausschaltvorgang in einem Lichtbo­ genraum (9) zwischen den Kontaktstücken (3, 4) durch einen Schaltlichtbogen aufgeheiztes Isoliergas eintritt, wobei mit dem ersten, antreibbaren Kontaktstück (3) ein Isolierdüsen­ körper (11) verbunden ist, der zumindest einen den Lichtbo­ genraum (9) mit dem Gasspeicherraum (8) nach Einleitung eines Ausschaltvorganges verbindenden, im Einschaltzustand durch das zweite, feststehende Kontaktstück (4) verschlossenen er­ sten Verbindungskanal (10) aufweist, welcher in den Lichtbo­ genraum (9) einmündet, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gasspeicherraum (8) ein einen gegen die Kraft eine Rückstellfeder (13) verschiebbaren Kolben (14) aufnehmender Kompressionszylinder (12) vorgesehen ist, der ein bei einem vorgegebenen Druckwert öffnendes Steuerventil (15) besitzt, über das durch Kompression im Kühlvolumen (16), des Kompres­ sionszylinders (12) zur Verfügung gestelltes, verflüssigtes Isoliergas dem Lichtbogenraum (9) zuführbar ist.

6. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlvolumen (16) des Kompressionszylinders (12) vor dem Druckanstieg im Gasspeicherraum (8) bei einem Ausschaltvor­ gang über mindestens eine Einströmungsöffnung (18) mit dem Gasspeicherraum (8) in Verbindung steht und von diesem bei einsetzendem Druckanstieg im Gasspeicherraum (8) durch das Passieren der Einströmungsöffnung (18) durch den verschieb­ baren Kolben (14) getrennt wird.

7. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlvolumen (16) des Kompressionszylinders (12) unter Zwischenschaltung des Steuerventiles (15) über einen zweiten, im Einschaltzustand durch das zweite, feststehende Kontakt­ stück (4) verschlossenen, im Isolierdüsenkörper (11) vorgese­ henen, radial in den Lichtbogenraum (9) einmündenden Verbin­ dungskanal (17) während des Ausschaltvorganges mit dem Licht­ bogenraum (9) verbindbar ist, derart, daß die Verbindung in Abhängigkeit von der Schaltstellung des ersten, antreibbaren Kontaktstückes (3). erfolgt.

8. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (15) einen im geschlossenen Zustand des Steuerventiles (15) in eine im Boden (19) des Kompressionszy­ linders (12) vorgesehene, mit dem zweiten Verbindungskanal (17) verbindbare Öffnung (20) eingreifenden, bei Verflüssi­ gung des SF₆ im Kühlvolumen (16) aus der Öffnung (20) heraus­ ziehbaren Verschlußstift (21) aufweist, der einen über Öff­ nungen (22) mit dem Kühlvolumen (16) in Verbindung stehenden Ventilraum (23) durchdringt und mit einem gegen die Kraft ei­ ner Steuerfeder (24) verschiebbaren, den Ventilraum (23) be­ grenzenden Kolben (25) in Verbindung steht, wobei sowohl der Ventilraum (23) als auch der Kolben (25) durch ein zentrisch im Kompressionszylinder (12) angeordnetes Rohr (26) begrenzt sind, auf dem gleichzeitig der Kolben (14) des Kompressions­ zylinders (12) verschiebbar angeordnet ist.

9. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbar im Rohr (26) angeordnete Kolben (25) und die Steuerfeder (24) durch einen im Rohr (26) fest angeordneten Boden (27) begrenzt sind, der eine Drosselöffnung (28) be­ sitzt, über die der die Steuerfeder (24) aufnehmende Raum (29) mit dem Gasspeicherraum (8) in Verbindung steht.

10. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlvolumen (16) des Kompressionszylinders (12) über das Steuerventil (15) in Form eines Rückschlagventiles mit dem Gasspeicherraum (8) in Verbindung steht, derart, daß in Abhän­ gigkeit von einem vorgegebenen Druckwert am Rückschlagventil über eine Auslaßöffnung (30) das verflüssigte Isoliergas aus dem Kühlvolumen (16) in den Gasspeicherraum (8) und von dort gemeinsam mit dem aufgeheizten Isoliergas über den ersten Verbindungskanal (10) dem Lichtbogenraum (9) zuführbar ist.