DE19859766A1

DE19859766A1 - Selbstblasschalter

Info

Publication number: DE19859766A1
Application number: DE1998159766
Authority: DE
Inventors: Guenter Speckhofer
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2000-06-29

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

Technisches Gebiet

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.

Stand der Technik

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.

Darstellung der Erfindung

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.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

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.

Wege zur Ausführung der Erfindung

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.

Bezugszeichenliste

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

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.