DE2326650C2

DE2326650C2 - Gas switch

Info

Publication number: DE2326650C2
Application number: DE19732326650
Authority: DE
Inventors: Gerhard Birmenstorf Mauthe; Walter Bischofberger; Reinhard Dr.sc.techn. Dr. Zürich Hürlimann; Ulrich Dr. Windisch Kogelschatz; Klaus Dr. Ragaller; Ekkehard Dr. Neuenhof Schade
Original assignee: Bbc AG Brown Boveri & Cie 5401 Baden Aargau; BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1973-05-10
Filing date: 1973-05-25
Publication date: 1986-05-28
Also published as: DE7319734U; CH558079A; JPS5016080A; DE2326650A1

Description

3030th

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a gas pressure switch according to the preamble of claim 1.

Ein derartige, Schalter ist etwa aus der Abb. 4 der DE-PS 7 36 317 bekannt. Bei diesem Schalter durchläuft ein bewegliches Schaltstück beim Ausschalten und nach Zündung eines Ausschaltlichibogens der Reihe nach mehrere in einem Isolierrohr vorgesehene verengte und erweiterte Stellen. Hierbei entstehen infolge der mehr oder weniger scharfkantig ausgebildeten Absätze an den Übergangsbereichen von den verengten zu den erweiterten Stellen Löschgaswirbel, die für eine gute Durchmischung des durch den Ausschaltlichtbogen erhitzten Löschgases mit dem verbleibenden kalten Löschgas sowie für eine rasche Entfernung elektrtsc¹-aufgeladener Teilchen aus der Bahn des Ausschaltlichtbogens sorgen.Such a switch is known for example from Fig. 4 of DE-PS 7 36 317. In this switch, a movable contact piece passes through several narrowed and widened points provided in an insulating tube in sequence when switching off and after a switch-off arc has been ignited. Here, due to the more or less sharp edges formed paragraphs ¹ -aufgeladener particles from the produced at the transition areas from the restricted to the extended points extinguishing gas vortices elektrtsc for thorough mixing of the heated by the breaking arc extinguishing gas with the remaining cold quenching gas as well as for a rapid removal of Take care of the path of the opening arc.

Bei Druckgasschaltern ist es darüber hinaus bekannt, daß gasförmige Löschmittel, ζ. B. Luft, SF₆ usw. der Schaltstrecke zwecks Lichtbogenlöschung zuzuführen, wobei das Löschmittel entweder einer Fremdgasquelle entnommen werden kann oder auch z. B. bei den sogenannten Kompressionsschaltern beim Schaltvorgang selbst erzeugt wird. Das Zuführen des dabei unter einem gewissen Überdruck stehenden Löschmittels zur Schaltstrecke erfolgt im allgemeinen mittels eines Kanales, der als Ringkanal zwischen mindestens einem Schaltstück und einer letzteres umfassenden Hülle ausgebildet ist. während die abströmenden Schaltgase durch wenigstens ein hohles, düsenförmiges Schaltstück ins Freie oder zumindest in einen Raum entsprechend niedrigen Druckes entweichen, nachdem sie die Lichtbogenlöschzone durchsetzt haben.In the case of pressurized gas switches, it is also known that gaseous extinguishing agents, ζ. B. air, SF ₆ , etc. to the switching path for the purpose of arc extinguishing, the extinguishing agent can either be taken from a foreign gas source or z. B. is generated in the so-called compression switches during the switching process itself. The supply of the extinguishing agent, which is under a certain excess pressure, to the switching path is generally carried out by means of a channel which is designed as an annular channel between at least one switching element and a casing encompassing the latter. while the outflowing switching gases escape through at least one hollow, nozzle-shaped contact piece into the open air or at least into a space of correspondingly low pressure after they have passed through the arc extinguishing zone.

Aus der DE-PS 7 56 203 ist es ferner bekannt, daß die Erzeugung einer Wirbelströmung Vorteile für das Löschen eines Wechselsiromlichtbogens mit sich bringt. Bei dieser Anordnung wird der Lichtbogen und das Löschmiltel in einer gemeinsamen Löschmittelhülle geführt, die als Blasdüse ausgebildet ist, in welcher Druckluft eingeblasen wird, und in welche zu beiden Seiten stiftförmige Schaltstücke in der Löschstellung geringfügig eintauchen. Zwecks Störung der laminaren Luftströmung besitzt die Löschmittelhülle Wirbelströmungen erzeugende Einbauten, die z, B. als Vorsprünge an der Innenwand oder sprunghafte Querschnittsveränderungen ausgebildet sind. Diese Anordnung ist hinsichtlich der praktischen Anwendung jedoch noch mit gewissen Mängeln behaftet, die im wesentlichen darin bestehen, daß sich die Einbauten unmi^f»elbar in der Lichtbogenzone zwischen den Schaltstücken befinden. From DE-PS 7 56 203 it is also known that the generation of a vortex flow has advantages for extinguishing an alternating arc. In this arrangement, the arc and the extinguishing agent are guided in a common extinguishing agent envelope, which is designed as a blower nozzle into which compressed air is blown and into which pin-shaped contact pieces dip slightly on both sides in the extinguishing position. In order to disrupt the laminar air flow, the extinguishing agent envelope has built-in components which generate eddy currents and which are designed, for example, as projections on the inner wall or sudden changes in cross-section. This arrangement, however, suffers in terms of practical application even with certain defects, which consist essentially in the fact that the baffles unmi ^f "are Elbar in the arc zone between the contact pieces.

Es ist Aufgabe der Erfindung den gattungsgemäßen Schalter derart weiterzubilden, daß die Durchmischung von erhitztem und kaltem Löschgas durch die Verwendung einfacher Mittel gefördert und hierbei gleichzeitig die Ausschaltleistung erhöht istIt is the object of the invention to develop the generic switch in such a way that the mixing of heated and cold extinguishing gas through the use of simple means and promoted here at the same time the breaking capacity is increased

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst Der erfindungsgemäße Schalter zeichnet sich dadurch aus, daß er die Ausschaltleistung vergleichbarer bekannter Schalter mit geringem Aufwand verbessert Da diese Verbesserung wegen der erfindungsgemaßen Anordnung und Bemessung der Einbauten unmittelbar im Engnisbereich des düsenförmig ausgebildeten Schaltstückes bereits bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten des Löschgases auftritt kann die zur Erzeugung der Löschgasströmung benötigte Antriebsenergie vergleichsweise klein sein. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Druckgasschalter^ besteht darin, daß bereits vor der Engstelle des düsenförmigen Schaltstückes eine für die Wechselwirkung zwischen Lichtbogensäule und kaltem Löschgas erwünschte Turbulenz erzielt wird, ohne daß im zuvorüegenden Teil des Zuströmungskanals die dort an sich erwünschte laminare Strömung gestört wird.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1 solved The switch according to the invention is characterized in that it has a comparable breaking capacity Known switch improved with little effort Since this improvement is due to the inventive Arrangement and dimensioning of the internals directly in the throat area of the nozzle-shaped contact piece, even at low flow velocities of the extinguishing gas occurs, the drive energy required to generate the extinguishing gas flow can be compared be small. Another advantage of the gas pressure switch according to the invention is that that even before the constriction of the nozzle-shaped contact piece one for the interaction between Arc column and cold extinguishing gas desired turbulence is achieved without in the previous part of the inflow channel, the laminar flow that is desirable there is disturbed.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung. The drawing shows exemplary embodiments of the invention.

Fig. I zeigt einen Ausschnitt eines Druckgasschalters, bei dem zwei hohle Schaltstücke und eine Isolierhülle vorhanden sind, wobei ein Schaltstück einen Ringkörper trägt.Fig. I shows a section of a gas pressure switch, in which there are two hollow contact pieces and an insulating sleeve, one contact piece being a Ring body carries.

F i g. 2 zeigt eine Variante zu F i g. 1 mit zwei Ringkörpern, undF i g. 2 shows a variant of FIG. 1 with two ring bodies, and

F i g. 3 zeigt eine Variante zu F i g. I. bei welcher der Ringkörper eckigen Querschnitt besitzt.F i g. 3 shows a variant of FIG. I. at which the Annular body has an angular cross-section.

In F i g. 1 bezeichnet 1 das feststehende, hohle, düsenförmige Schaltstück. Mit 2 ist das ebenfalls hohle Schaltstück bezeichnet, welches von einem nicht näher dargestellten Antrieb konventioneller Art bewegt wird und sich gerade in einer für die Lichtbogenlöschung günstigen Lage befindet. In der gezeichneten Stellung sind die Schaltstücke 1, 2 von der Hülle 3 umgeben, welche einerseits relativ zum Schaltstück I feststeht und andererseits ein ungehindertes Gleiten des Schaltstükkes 2 durch ihre engste Stelle erlaubt. Die Hülle 3 besteht aus Isolierstoff, z. B. bevorzugt aus Polytetrafluorethylen. Wie durch den Pfeil 9 angedeutet, wird durch den zwischen den Teilen 1,3 gebildeten Ringraum das Löschmittel, ζ. B, SFs zugeführt. Unmittelbar vor den Mündungen der düsenförmigen Schallstücke 1, 2, durch deren Inneres die den Lichtbogen durchsetzenden Schaltgase abströmen, befindet sich im Ringkanal ein Ringkörper 4. Letzterer ist mit Hilfe einiger am Umfang verteilter speicherartiger Stäbe 4a mit dem Schaltstück fest verbunden, so daß der Rinskörner 4 dasIn Fig. 1 denotes 1 the fixed, hollow, nozzle-shaped contact piece. With 2 the contact piece, which is also hollow, is referred to, which of one is not in detail The conventional type of drive shown is moving and is currently in a position for arc extinguishing convenient location. In the position shown the switching pieces 1, 2 are surrounded by the shell 3, which on the one hand is fixed relative to the switching piece I and on the other hand, an unimpeded sliding of the switching piece 2 is allowed through its narrowest point. The shell 3 consists of insulating material, e.g. B. preferably made of polytetrafluoroethylene. As indicated by the arrow 9, the annular space formed between the parts 1, 3 the extinguishing agent, ζ. B, SFs fed. Just before the mouths of the nozzle-shaped bells 1, 2, through the interior of which the arc penetrates Switching gases flow off, there is an annular body 4 in the annular channel. The latter is with the help of some on the circumference distributed memory-like rods 4a firmly connected to the contact piece, so that the Rinskorn 4 the

Schaltstück I mit einem gewissen Abstand außen umfaßtSwitching piece I includes a certain distance outside

Bei der Ausführung nach F i g. 2 ist der Ringkörper 4 in F i g. I durch zwei Ringkörper 5, 6 ersetzt. Der Ringkörper 6 ist in diesem Falle zweckmäßig an der Hülle 3 angebrachtIn the embodiment according to FIG. 2 is the ring body 4 in Fig. I replaced by two ring bodies 5, 6. The ring body 6 is useful in this case on the Sheath 3 attached

In Fig.3 besitzt der Ringkörper 7 quadratischen Querschnitt und kann z. B. in einfacher Weise aus Vierkantdraht hergestellt sein. In analoger Weise wird er durch Stäbe Ta gehaltert.In Figure 3, the ring body 7 has a square cross-section and can, for. B. be made in a simple manner from square wire. It is held in an analogous manner by rods Ta .

Damit die Einbauten eine wirkungsvolle Instabilität der Strömung hervorrufen, ist es wesentlich, daß der Querschnitt des Ringkanals an der Stelle der Einbauten und derjenige der Einbauten aufeinander abgestimmt sind. Die Reynoldszahl der Strömung bezogen auf dieIn order for the internals to cause effective instability in the flow, it is essential that the Cross-section of the ring channel at the location of the internals and that of the internals matched to one another are. The Reynolds number of the flow related to the

Strömungsgeschwindigkeit im Ringkanal und die Querschnittsdimension der Wirbelkörper soll auch während der Lichtbogendauer wesentlich mehr als I betragen. Ferner soll der Querschnittsverlauf des Ringkanals beginnend an der Stelle unmittelbar stromabwärts der Wirbelkörper bis hin zur Achse der Schaltstücke so dimensioniert sein, daß die Strömungsgeschwindigkeit auf dieser Strecke nicht merklich zunimmt, d. h. im wesentlichen konstant bleibt oder gar abnimmt. Auf diese Weise wird erreicht, daß es zu keinem unerwünschten Abbau der durch die Einbauten erzeugten Instabilitäten der Strömung kommt, welche sonst in einer Beschleunigungsströmung auftreten können.Flow velocity in the annular canal and the cross-sectional dimension of the vertebral bodies should also be be significantly more than I during the duration of the arc. Furthermore, the cross-sectional shape of the Annular canal starting at the point immediately downstream of the vertebral bodies up to the axis of the Contact pieces must be dimensioned so that the flow speed is not noticeable on this route increases, d. H. remains essentially constant or even decreases. In this way it is achieved that too there is no undesirable reduction in the flow instabilities generated by the internals, which otherwise can occur in an accelerating flow.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Compressed gas switch with two mutually movable switch pieces (1, 2), at least one of which is nozzle-shaped and provided for the discharge of extinguishing gas, with a casing (3) which surrounds the switch pieces (I) and which has one of the contact pieces (1) Ring channel, through which the extinguishing gas flows into the switching path located between the two contact pieces (1, 2), and with ι ο ring-shaped internals (4, 4a) which are arranged in the ring channel in front of the mouth of the nozzle-shaped contact piece (1) and to generate turbulence in the extinguishing gas flow are provided, characterized in that the internals (4, 4a) have an annular body (4) carried by rods (4a) and encompassing the nozzle-shaped contact piece (1) at a distance, and that the rods (4a) spoke-like on the nozzle-shaped contact piece (1) are attached.

2. Compressed gas switch according to claim 1, characterized in that the cross section of the annular body (4) is circular.

3. Compressed gas switch according to claim 1, characterized in that the cross section of the annular body (7) is square