DE19859766A1 - Selbstblasschalter - Google Patents
SelbstblasschalterInfo
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/98—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being initiated by an auxiliary arc or a section of the arc, without any moving parts for producing or increasing the flow
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Abstract
Der Selbstblasschalter besitzt zwei Kontakte (2, 3), bei deren Öffnung sich eine Lichtbogenzone bildet, die über radiale Kanäle mit einer Speicherkammer (9) verbunden ist. Zum Löschen des Lichtbogens strömt das Gas aus der Speicherkammer (9) in die Lichtbogenzone und von dort in Ableitkanäle (10, 11). Durch die Anordnung der Speicherkammer (9) innerhalb der Kontakte (2, 3) kann bei gleichem Schaltervolumen die Kontaktfläche vergrößert werden.
Description
Die Erfindung betrifft einen Selbstblasschal
ter gemäss Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Schalter
nutzen die Lichtbogenenergie zum Aufbau von Druck in ei
nem Heizvolumen bzw. einer Speicherkammer. Bei Stromnull
durchgang strömt Gas aufgrund der in der Heizphase aufge
bauten Druckdifferenz aus der Speicherkammer in die
Lichtbogenzone und löscht den Lichtbogen.
Ein Selbstblasschalter bekannter Art mit
ringförmig angeordneten Kontakten, einer Speicherkammer
für erhitztes Gas und mit Ableitmitteln für das zum Lö
schen verwendete Gas wird in US 4 486 632 beschrieben.
Ein Nachteil derartiger Schalter liegt darin, dass die
Fläche der Abbrandkontakte relativ klein ist, was die Le
bensdauer des Schalters durch den Abbrand der Kontakte
und des Düsenmaterials beschränkt.
Es stellt sich deshalb die Aufgabe, einen
Selbstblasschalter der eingangs genannten Art bereit zu
stellen, der dieses Problem reduziert, ohne dass der
Schalter dabei viel grösser wird.
Diese Aufgabe wird vom Selbstblasschalter
nach Anspruch 1 gelöst.
Anspruchsgemäss wird die Speicherkammer also
radial innerhalb der Kontakte angeordnet. Dadurch können
die Kontakte nach aussen verlegt werden, was eine Vergrö
sserung der Kontaktfläche erlaubt.
Vorzugsweise wird der mindestens eine Kanal
der Speicherkammer zur Lichtbogenzone gegenüber den Gas
ableitmitteln derart positioniert, dass das ausströmende
Gas eine bezüglich der ringförmig ausgestalteten Kontakte
tangentiale Geschwindigkeitskomponente aufweist. Dadurch
wird gewährleistet, dass der Lichtbogen gegen die Ableit
mittel hin geblasen wird, wo die Löschung an einem vorde
finierten Ort mit hoher Gasgeschwindigkeit stattfinden
kann. Hierzu können die Mündungen der Gasableitmittel
versetzt zu den Kanälen der Speicherkammer positioniert
werden, z. B. indem zwischen jedem Paar von Kanälen je ei
ne Mündung der Gasableitmittel angeordnet wird.
Die Speicherkammer kann mit einer Kolbenkam
mer gekoppelt werden, in welcher ein von der Bewegung der
Kontakte angetriebener Kolben angeordnet ist. Beim Aus
einanderbewegen der Kontakte wird das Gas in der Kolben
kammer ausgestossen und unterstützt die Löschung des
Lichtbogens.
In der erfindungsgemässen Anordnung kann die
Fläche des Heizspalts im Vergleich zu den Auspuffmündun
gen gross gewählt werden, so dass ein entsprechend gro
sser Teil der Lichtbogenenergie zum Druckaufbau in der
Speicherkammer benutzt werden kann. Die grosse Fläche der
Kontakte verursacht aufgrund des in der Lichtbogenzone
erzeugten Drucks eine Kraft, die die Kontaktbewegung be
schleunigt und die benötigte Antriebsenergie reduziert.
Weitere Vorteile und Anwendungen der Erfin
dung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus
der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei
zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausfüh
rung eines erfindungsgemässen Schalters entlang Linie I-I
von Fig. 3,
Fig. 2 einen Schnitt durch den Schalter nach
Fig. 1 entlang Linie II-II von Fig. 3,
Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie III-III
von Fig. 1,
Fig. 4 einen Schnitt entlang Linie IV-IV von
Fig. 1,
Fig. 5 den Schalter nach Fig. 1 kurz vor der
Lichtbogenlöschung und
Fig. 6 einen Schnitt durch eine zweite Aus
führung des erfindungsgemässen Schalters.
Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemässen Schalters für Hochspannung disku
tiert. Alle hier gezeigten Ausführungen sind im wesentli
chen rotationssymmetrisch. Die Längsschnitte zeigen des
halb jeweils nur den halben Schalter - die Teile unter
halb der Längs- bzw. Rotationsachse 1 sind nicht gezeigt.
Die erste Ausführung des Schalters gemäss
Fig. 1-5 besitzt einen ruhenden Kontakt 2 und einen in
Längsrichtung des Schalters beweglichen Kontakt 3. In ei
ner alternativen Ausführung kann Kontakt 2 ebenfalls be
weglich sein. Der bewegliche Kontakt 3 besitzt einen
Nennstromfinger 4, welcher im Betrieb mit Kontakt 2 in
Verbindung steht, sowie einen Abbrandfinger 5, der beim
Öffnen des Schalters den Lichtbogen 6 aufnimmt, der sich
durch eine Lichtbogenzone 7 erstreckt, wie dies in Fig. 5
dargestellt ist.
Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 ersicht
lich, erstrecken sich von der Lichtbogenzone 7 zwei Kanä
le 8 radial nach innen in eine Speicherkammer 9 für
Löschgas. Die Kanäle 8 sind um 180° versetzt auf gegen
überliegenden Seiten des Schalters angeordnet.
Die Speicherkammer 9 befindet sich radial in
nerhalb der Kontakte 2, 3 und besitzt im wesentlichen zy
lindrische Form. Die Speicherkammer befindet sich auch
radial innerhalb der ringförmigen Lichtbogenzone 7.
In die Lichtbogenzone 7 münden ferner insge
samt vier Ableitkanäle 10 und 11, welche die Ableitmittel
für verbrauchtes Löschgas bilden. Zwei Kanäle 10 erstrec
ken sich von der Lichtbogenzone 7 in Längsrichtung des
Schalters vom beweglichen Kontakt 3 weg, zwei weitere Ka
näle 11 erstrecken sich ebenfalls in Längsrichtung des
Schalters der Innenseite des beweglichen Kontakts 3 ent
lang, wie insbesondere aus Fig. 1 und 4 ersichtlich.
Wie ein Vergleich von Fig. 3 und 4 ergibt,
sind die Kanäle 8 zur Speicherkammer 9 um 90° gegen die
Ableitkanäle 11 versetzt. Das Gleiche gilt für die Anord
nung der Kanäle 8 gegen die Ableitkanäle 10. Somit liegen
die Mündungen der Ableitkanäle 10, 11 also jeweils zwi
schen den Mündungen der Kanäle 8. Dies führt dazu, dass
aus der Speicherkammer 9 austretendes Gas in der Licht
bogenzone 7 eine tangentiale Geschwindigkeitskomponente
zu den Mündungen der Ableitkanäle 10, 11 hin erhält. Ein
Lichtbogen wird somit also auf jeden Fall erfasst und ge
gen die Ableitkanäle 10, 11 getrieben, wo die Gasge
schwindigkeit am grössten ist und eine sichere Löschung
stattfinden kann.
Die Funktionsweise des Schalters gemäss Fig.
1-5 ist wie folgt: Zum Öffnen wird der bewegliche Kon
takt 3 vom ruhenden Kontakt 2 abgezogen, wodurch ein
Lichtbogen 6 zwischen dem Abbrandfinger 5 und dem Kontakt
2 entsteht. Die Wärme des Lichtbogens 6 heizt das Gas in
der Lichtbogenzone 7 auf. Durch den entsprechenden Druck
anstieg wird Gas in die Speicherkammer 9 gedrängt. Da die
Querschnitte der Ableitkanäle 10, 11 verglichen mit den
jenigen der Kanäle 8 klein sind, wird nur ein kleiner
Teil des Gases die Lichtbogenzone 7 durch die Ableitkanä
le verlassen.
Kurz vor Stromnulldurchgang sinkt der Druck
in der Lichtbogenzone 7 und das Gas aus der Löschkammer 9
tritt durch die Kanäle 8 in die Lichtbogenzone 7 und von
dort in die Ableitkanäle 10, 11 und löscht den Lichtbogen
in der oben beschriebenen Weise.
Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführung des er
findungsgemässen Schalters. Er ist im wesentlichen gleich
aufgebaut wie jener gemäss Fig. 1-5, besitzt jedoch zu
sätzlich eine Kolbenkammer 13, die mit der Speicherkammer
9 über einen Kanal 12 verbunden ist. In der Kolbenkammer
13 ist ein Kolben 14 angeordnet, welcher in Längsrichtung
der Kolbenkammer verschiebbar und mechanisch mit dem be
weglichen Kontakt 3 verbunden ist.
Diese Ausführung des Schalters funktioniert
somit gleich wie jene gemäss Fig. 1-5, die Löschwirkung
wird jedoch von der Kolbenkammer 13 unterstützt. Beim
Öffnen der Schalter bewegt sich der Kolben 14 in der Kol
benkammer 13 und erhöht über Kanal 12 den Druck in der
Speicherkammer 9.
An dem in Fig. 6 linken Ende der Kolbenkammer
13 kann eine (nicht dargestellte) Entlüftungsöffnung vor
gesehen sein, um eine Abbremswirkung des Kolbens 14 auf
die Bewegung des Kontakts 3 zu verhindern.
In beiden der hier gezeigten Ausführungen
wird durch die Anordnung der Speicherkammer 9 radial in
nerhalb der Kontakte erreicht, dass bei gleichbleibendem
Schaltervolumen eine grosse Kontaktfläche verwendet wer
den kann. Die Kontakte sind im wesentlichen ringförmig
ausserhalb der Speicherkammer 9 angeordnet. Unter "im we
sentlichen ringförmig" ist dabei zu verstehen, dass die
Kontakte sich um die Speicherkammer 9 herum erstrecken,
was z. B. auch mit einer leicht elliptischen oder polygo
nalen Anordnung erreicht werden kann.
Im Gegensatz zur radialen Anordnung der Kon
takte und der Speicherkammer ist es weniger wichtig, in
welcher axialen Relation diese Teile zueinander stehen.
So können z. B. die Teile axial gegeneinander versetzt
sein. Auch ist es, wie aus Fig. 5 ersichtlich, nicht not
wendig, dass der bewegliche Teil über den ganzen Bereich
seiner Bewegung ausserhalb der Speicherkammer 9 bleibt.
1
Längsachse
2
ruhender Kontakt
3
beweglicher Kontakt
4
Nennstromfinger
5
Abbrandfinger
6
Lichtbogen
7
Lichtbogenzone
8
Kanäle zur Speicherkammer
9
Speicherkammer
10
,
11
Ableitkanäle
12
Kanal zur Kolbenkammer
13
Kolbenkammer
14
Kolben
Claims (8)
1. Selbstblasschalter mit im wesentlichen
ringförmig angeordneten Kontakten (2, 3), von denen min
destens einer (3) beweglich ist, mit einer Lichtbogenzone
(7), mit mindestens einer Speicherkammer (9) zur Zwi
schenspeicherung von erwärmtem Gas und mit Gasableitmit
teln (10, 11) zum Ableiten von zur Löschung verwendetem
Gas aus der Lichtbogenzone (7), dadurch gekennzeichnet,
dass die Speicherkammer (9) radial innerhalb der Kontakte
(10, 11) angeordnet ist.
2. Selbstblasschalter nach Anspruch 1 gekenn
zeichnet durch einen oder mehrere Kanäle (8) zwischen der
Speicherkammer (9) und der Lichtbogenzone (7), welche
derart angeordnet sind, dass von den Kanälen (8) in die
Gasableitmittel (10, 11) strömendes Gas eine bezüglich
der ringförmig ausgestalteten Kontakte (2, 3) tangentiale
Geschwindigkeitskomponente aufweist.
3. Selbstblasschalter nach Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, dass die Gasableitmittel (10, 11)
in Mündungen in die Lichtbogenzone (7) münden, und dass
die Mündungen versetzt zu den Kanälen (8) angeordnet
sind.
4. Selbstblasschalter nach Anspruch 3, da
durch gekennzeichnet, dass zwischen jedem Paar von Kanä
len (8) je eine Mündung der Gasableitmittel (10, 11) an
geordnet ist.
5. Selbstblasschalter nach einem der voran
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Speicherkammer (9) mit einer Kolbenkammer (13) gekoppelt
ist, in welche ein Kolben (14) angeordnet ist, der beim
Auseinanderbewegen der Kontakte (2, 3) einen Zusatzdruck
in der Speicherkammer (9) erzeugt.
6. Selbstblasschalter nach Anspruch 5, da
durch gekennzeichnet, dass der Kolben (14) mechanisch mit
dem beweglichen Kontakt (3) gekoppelt ist.
7. Selbstblasschalter nach einem der voran
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gas
ableitmittel (10, 11) radial ausserhalb der Speicherkam
mer (9) angeordnet sind.
8. Selbstblasschalter nach einem der vorange
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die
Lichtbogenzone (7) um die Speicherkammer (9) herum er
streckt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998159766 DE19859766A1 (de) | 1998-12-23 | 1998-12-23 | Selbstblasschalter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998159766 DE19859766A1 (de) | 1998-12-23 | 1998-12-23 | Selbstblasschalter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19859766A1 true DE19859766A1 (de) | 2000-06-29 |
Family
ID=7892468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998159766 Withdrawn DE19859766A1 (de) | 1998-12-23 | 1998-12-23 | Selbstblasschalter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19859766A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2468388A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-08 | Toshiba Kk | Gas-insulated circuit breaker |
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-
1998
- 1998-12-23 DE DE1998159766 patent/DE19859766A1/de not_active Withdrawn
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
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