DE2710868A1 - Autopneumatischer leistungsschalter mit isolierstoffduese - Google Patents

Description

• Autopneumatischer Leistungsschalter mit
• Isolierstoffdüse Die Erfindung bezieht sich auf einen autopneumatischen Leistungsschalter mit einer Isolierstoffdüse, einem festen und einem beweglichen Kontakt und einer aus einem beweglichen Kompressionszylinder und einem feststehenden Kolben aufgebauten Pumpeinrichtung für SF6-Gas, wobei die mit dem Kom pressionszylinder verbundene Isolierstoffdüse eine zugleich axiale und radiale Beblasung aufweist.
• Bei autopneumatischen SF6-Leistungsschaltern für hohe Ausschaltleistung ist die Isolierstoffdüse - neben dem Druck des Löschgases - das für die Schaltleistung maßgebliche Bauteil. Zur Erzielung hoher Ausschaltleistungen kommt es darauf an, den bei der Ausschaltung entstehenden Schaltlichtbogen besonders während des Stromnulldurchgangs wirksam zu beblasen und so den Reststrom-Lichtbogenkanal zu zerstören. Dies ist insbesondere möglich, wenn zusätzlich zur Axialbeblasung eine intensive Querbeblasung auf den Lichtbogen einwirkt und möglichst nahe an den Kern des Lichtbogens herankommt.
• Es ist bereits ein autopneumatischer Leistungsschalter bekannt (GB-IXS 1 329 740), bei dem zusätzlich zur normalen Axialbeblasung eine Querbeblasung vorgesehen ist. Diese wird erzielt durch mehrere übereinander in die Innenwand der Isolierstoffdüse eingedrehte Ringnuten, die mittels längsbohrungen mit der umpvorrichtllng verbinden sind. Durch diese Anordnung läßt sich jedoch mir eine beschrankte Verwirbelung der Gasströmung erzielen, da die Austrittsgeschwindigkeit des Löschgases aus den Ringnuten relativ gering ist.
• Es ist weiterhin ein Schalter mit Lichtbogenbeblasung durch f1üssies SFG bekannt' bei dem wahlweise eine reine Axial- oder fladialbeblasung angewendet wird. Die Radialbeblasung wird dadurch erzielt, daß eine feststehende Isolierstoffdüse mit siebartigen Querbohrungen versehen ist, durch welche das flüssige Löschmittel während des Schaltvorganges hindurchgepreßt wird.
• Schließlich ist noch aus der OS 2 38 017 ein autopneumatischer SF6-Schalter mit rein radialer Deblasung des Lichtbogens bekannt.
• Die Schaitgase werden hier nicht durch eine Isolierstoffdüse getrieben, sondern strömen nach ihrer Querbeblasung durch die beiden hohlen Kontaktstücke ab. Dieser Schalter ist zur Erhöhung der Turbulenz der liischgasströmung mit einem gelochten Isolierstoffrohr versehen, das in der Löschstellung den Lichtbogen von dem Kompressionsraum trennt. Durch die Turbulenzerhöhung wird eine verstärkte Kühlung der Lichtbogensäule erzielt.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine erhöhte Ausschaltleistung durch starke Verwirbelung des Löschgasstromes zu erzielen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemän durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.
• Die Funktionsweise des Schalters nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines autopneumatischen SF6-Schalters im Schnitt. Es ist dargestellt in Fig. 1 ein Längsschnitt durch die Kompressionseinrichtung des Schalters mit Isolierstoffdüse, Fig. 2 ein Teil der Isolierstoffdüse, Fig. 3 ein Querschnitt durch die Isolierstoffdüse in der Ebene A - fl, Fig. 4 ebenfalls ein Querschnitt durch die Isolierstoffdüse in der gleichen Ebene.
• Der in Fig 1 gezeigte Schalter besitzt eine Pumpeinrichtung 5, die aus einem feststehenden Kolben 6 und einem beweglichen Kompressionszylinder 1 besteht. Alle nicht zur Erfindung gehörenden Teile, wie Gehäuse, Stromanschlüsse, Gegenkontakt, Antrieb usw.
• sind der Einfachheit halber nicht gezeichnet.
• Zur Ausschaltung wird die Stange 7 durch einen an dieser angreifenden Antrieb nach unten gezogen. Hierdurch bewegen sich der Lichtbogenkontakt 8, die aus zwei Teilen 9,10 bestehende Isolierstoffdüse 2, der Nennstroikontakt 11 und der Kompressionszylinder 1 nach unten. Die Stromübertragung auf die feststehenden Teile des Schalters wird von Ringkontakten 12, 13 übernommen.
• Das in der Pumpeinrichtung 5 komprimierte Löschgas strömt, sobald der (nicht dargestellte) Lichtbogenkontakt die Isolierstoffdüse freigegeben hat, sowohl axial durch die Öffnungen 14 und die hauptbohrung 16 als auch radial durch einen Kanal 4 und Querbohrungen3 aus. Der in der lsolierstoffdüse 9 brennende Lichtbogen wird hierdurch besonders wirksam beblasen. Der Innendurchmesser der Hauptbohrung 16 und Zahl und Durchmesser der Querbohrungen 3 sind zweckmäßig so bemessen, daß ein relativ hoher Anteil, nämlich ItO bis 60 X der gesamten die Isolierstoffdüse passierenden Gasströmung durch die Querbohrungen tritt.
• Fig. 2 zeigt das Innenteil 9 der Isolierstoffdüse 2. Dieses ist mit dem Außenteil 10 durch ein Gewinde 15 verbunden. Das Innenteil 9 besteht zweckmäßig aus einem lichtbogenfesten Material, z.B. PTFE, während das Außenteil 10 aus einem anderen SF6-beständigen Kunststoff bestehen kann. Zur Verstärkung der Axialströmung sind hier die Querbohrungen 3 durch das Innenteil 9 schräg zum Diffusormund hin gerichtet.
• Gemaß Fig. 3 treten die Querbohrungen 3 tangential in die fiauptbohrung 16 der Isolierstoffdüse 2 ein. Hierdurch ergibt sich eine zusätzliche Kreisbewegung der Gasströmung In Fig. 4 sind die Querbohrungen 3 ebenfalls tangential ausgerichtet. Die in den huber und unter der Lage der Querbohrungen 3 liegenden Lagen von Querbohrungen 3' sind jedoch in der entgegengesetzten Richtung angeordnet. Dadurch ergeben sich innerhalb der Düse Zonen, in denen das Löschgas abwechselnd nach links und rechts rotiert.
• Durch die oben beschriebenen Maßnahmen zur Verwirbelung der Löschgasströmung wird die Ausschaltleistung des autopneumatischen SF6-Schalters wirksam erhöht. Der Energieaustausch zwischen der Lichtbogensäule und dem umgebenden strömenden Gas wird durch Turbulenz erheblich vergrößert. Dies führt zu einer größeren thermischen Verlustleistung des Bogens, zu einer kleineren Lichtbogenzeitkonstante und damit zu einer Erhöhung der Ausschaltleistung. Durch die Querbohrungen wird die Turbulenz begünstigt, insbesondere in der Anordnung nach Fig. 4, wo sich in den Ebenen 3 und 3' jeweils gegenläufige Wirbel strömungen ausbilden.
• Bei großen Ausschaltströmen nimmt der Querschnitt des Bogens sehr schnell ab; der freiwerdende Düsenraum muß mit kaltem Gas aufgefüllt werden. Da dies nicht trägheitslos erfolgt, ergibt sich eine Verringerung der Strömung und damit eine Verkleinerung der Ausschaltleistung. Dieser Effekt kann durch eine zusätzliche, zur Axialbeblasung vorgesehene intensive radiale Deblasung, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist, erheblich reduziert werden.
• 4 Seiten Beschreibung 5 Patentansprüche Leerseite

Claims (5)

1. PatentansPrüche 1. Autopneumatischer Leistungsschalter mit einer Isolierstoffdüse, einem festen und einem beweglichen Kontakt und einer aus einem beweglichen Kompressionszylinder und einem feststehenden Kolben aufgebauten Pumpeinrichtung für SF6-Gas1 wobei die it dem Kompressionszylinder verbundene Isolierstoffdüse eine zugleich axiale und radiale Beblasung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Radialbeblasung die Innenwand der Isolierstoffdüse (2) mit einer Vielzahl von getrennten Querbohrungen (3) versehen ist, die durch einen ge.einsa.en Kanal (4) mit der Pumpeinrichtung (5) verbunden sind (Fig. 1).
2. 2) Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zahl und Durchoesser der Querbohrungen (3) einerseits und der Inn-ndurchmeer (16) der Isolierstoffdüse (2) andererseits so bemessen sind, daß 40 - 60 X der gesamten, die Isolierstoffdüse (2) passierenden Gasströmung durch die Querbohrungen (3) tritt.
3. 3) Leistungsschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbohrungen (3) zum Diftusoraund hin schräg ausgerichtet sind (Fig. 2).
4. 4) Leistungsschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbohrungen (3) tangential in die Hauptbohrung (16) der Isolierstoffdüse (2) eintreten (Fig. 3).
5. 5) Leistungsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen Lagen der Querbohrungen (3) diese mit abwechselnder Richtung schräg zum Durchmesser der Isolierstoffdüse (2) ausgerichtet sind (Fig. 4).