DE29620027U1 - High-voltage gas pressure switch with an extinguishing device - Google Patents
High-voltage gas pressure switch with an extinguishing deviceInfo
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Description
GR 96 G 4203 DEGR 96 G 4203 EN
BeschreibungDescription
Hochspannungsdruckgasschalter mit einer LöscheinrichtungHigh-voltage pressure gas switch with an extinguishing device
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Hochspannungsdruckgas scha It er mit einer Kontaktanordnung, die wenigstens ein feststehendes und ein bewegliches Schaltstück aufweist und mit einer Löscheinrichtung, die einen Kolben und einen durch eine Trennwand in einen Kompressionsraum und einen Heizraum geteilten Zylinder aufweist, wobei die Trennwand ein Rückschlagventil aufweist, welches zeitweise das Überströmen von Löschgas vom Kompressionsraum in den Heizraum erlaubt, wobei die Trennwand eine Feldelektrode zur dielektrischen Abschirmung aufweist, die für das Rückschlagventil in dessen offener Stellung einen Anschlag bildet.The invention relates to an electrical high-voltage pressure gas switch with a contact arrangement which has at least one fixed and one movable switching piece and with an extinguishing device which has a piston and a cylinder divided by a partition into a compression chamber and a heating chamber, wherein the partition has a check valve which temporarily allows the overflow of extinguishing gas from the compression chamber into the heating chamber, wherein the partition has a field electrode for dielectric shielding which forms a stop for the check valve in its open position.
Ein derartiger Druckgasschalter ist z. B. aus der DE-PS 34 38 635 bekannt. Der dort beschriebene Druckgasschalter weist zwei längs einer Achse relativ zueinander bewegliche Schaltstücke auf sowie konzentrisch zur Achse einen Aufheiz- und einen Kompressionsraum. Mittels eines Kompressionsschiebers wird Gas im Kompressionsraum komprimiert. Sobald der Gasdruck hinreichend hoch ist, strömt ein Teil des Gases über ein Rückschlagventil in den Aufheizraum und hilft von dort aus mit, einen bei einem AusschaltVorgang gezogenen Lichtbogen bei kleinen Strömen, bei denen die Aufheizung wenig Druck im Heizraum erzeugt, zu beblasen. Das Restgas im Kompressionsraum wird hubabhängig weiter komprimiert. Hierbei stellen Nuten sicher, daß der Druck im Kompressionsraum gezielt begrenzt wird. Dadurch wird es möglich, einen relativ schwachen Schalterantrieb für diesen Druckgasschalter einzusetzen.Such a pressure gas switch is known, for example, from DE-PS 34 38 635. The pressure gas switch described there has two switching pieces that can move relative to one another along an axis, as well as a heating and a compression chamber concentric to the axis. Gas is compressed in the compression chamber by means of a compression slide. As soon as the gas pressure is sufficiently high, part of the gas flows into the heating chamber via a check valve and from there helps to blow an arc drawn during a switching-off process at low currents where the heating generates little pressure in the heating chamber. The remaining gas in the compression chamber is further compressed depending on the stroke. Grooves ensure that the pressure in the compression chamber is specifically limited. This makes it possible to use a relatively weak switch drive for this pressure gas switch.
Aus der Wo 92/14255 ist ein elektrischer Hochspannungsleistungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.From WO 92/14255 an electrical high-voltage circuit breaker according to the preamble of claim 1 is known.
GR 96 G 4203 DEGR 96 G 4203 EN
Die Feldelektrode ist gemäß der WO 92/14255, ebenso wie der gesamte Heizraum, feststehend angeordnet.According to WO 92/14255, the field electrode, like the entire heating chamber, is arranged in a fixed position.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Schalteigenschaften von Hochspannungsdruckgasschaltern der eingangs genannten Art zu verbessern.The present invention is based on the object of improving the switching properties of high-voltage pressure gas switches of the type mentioned above.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst ,daß der Zylinder mit der darin befestigten Trennwand im Schaltfall angetrieben wird und die Feldelektrode als koaxial zum Schalter angeordnete offene Kalotte ausgebildet ist.The object is achieved according to the invention in that the cylinder with the partition wall attached therein is driven in the switching case and the field electrode is designed as an open dome arranged coaxially to the switch.
Durch den Einsatz einer Feldelektrode zur dielektrischen Abschirmung können zwei Funktionen gleichzeitig erfüllt werden. Zum einem wird eine Feldentlastung im durch dielektrisch kritische Zustände belasteten Tripelpunkt: Feldelektrode/Ventilplatte, SFe-Löschgas, Kompressionszylinder erreicht und zum anderen dient die Feldelektrode als Anschlag für das Rückschlagventil. Außerdem ist die Feldelektrode als Kalotte, insbesondere als Hohlkalotte, d. h. als Teil einer Hohlkugel ausgebildet, so daß die Gesamtmasse der anzutreibenden Teile klein bleibt und der Antrieb daher schwach ausgelegt sein kann.By using a field electrode for dielectric shielding, two functions can be fulfilled simultaneously. Firstly, a field relief is achieved in the triple point, which is loaded by dielectrically critical conditions: field electrode/valve plate, SFe extinguishing gas, compression cylinder, and secondly, the field electrode serves as a stop for the check valve. In addition, the field electrode is designed as a dome, in particular as a hollow dome, i.e. as part of a hollow sphere, so that the total mass of the parts to be driven remains small and the drive can therefore be designed to be weak.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Feldelektrode abnehmbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the field electrode is removable.
Eine abnehmbare Feldelektrode erlaubt eine einfache Ventilwartung .A removable field electrode allows easy valve maintenance.
Vorteilhaft kann auch vorgesehen sein, daß der Kolben axial gefedert ist.Advantageously, it can also be provided that the piston is axially spring-loaded.
Durch die axiale Federung des Kolbens, z. B. mit einer Federbeinmechanik, können Druckspitzen im Kompressionsraum abge-Through the axial suspension of the piston, e.g. with a spring strut mechanism, pressure peaks in the compression chamber can be absorbed.
GR 96 G 4203 DEGR 96 G 4203 EN
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fangen werden, wodurch der Antrieb entlastet wird. Auch das Rückschlagventil wird vor zu hoher Druckbeanspruchung im Kompressionsraum geschützt.which relieves the load on the drive. The check valve is also protected against excessive pressure in the compression chamber.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, daß der Kolben gegensinnig zur Bewegung des Zylinders antreibbar ist.A further advantageous embodiment of the invention can provide that the piston can be driven in the opposite direction to the movement of the cylinder.
Die Ausbildung des Kolbens als Gegenlaufkolben bewirkt ein hohes Kompressionsverhältnis und einen schnelleren Druckaufbau im Kompressionsraum.The design of the piston as a counter-rotating piston results in a high compression ratio and a faster pressure build-up in the compression chamber.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß das Volumen des Heizraumes während der Schaltbewegung konstant ist.Advantageously, it can be provided that the volume of the heating chamber is constant during the switching movement.
Beim Ausschalten eines hohen Stromes entsteht ein starker Lichtbogen, der eine starke Aufheizung des Löschgases im Heizraum zur Folge hat. Ist das Heizvolumen konstant, so wird ein hoher Druck erzeugt, der den Loschvorgang begünstigt.When a high current is switched off, a strong arc is created, which causes the extinguishing gas in the heating chamber to heat up considerably. If the heating volume is constant, a high pressure is generated, which promotes the extinguishing process.
Anhand der Zeichnung ist im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing and the mode of operation is explained.
Die Figur zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochspannungsdruckgasschalters schematisch.The figure shows a schematic example of an embodiment of the high-voltage pressure gas switch according to the invention.
In der Figur ist ein axialer Schnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Hochspannungsdruckgasehalter gezeigt, wobei jeweils oberhalb der strichpunktiert gezeichneten Mittellinie der Ausschaltzustand und unterhalb davon der Einschaltzustand dargestellt ist.The figure shows an axial section through a high-voltage pressure gas holder designed according to the invention, with the switched-off state being shown above the dash-dotted center line and the switched-on state being shown below it.
Der erfindungsgemäße Hochspannungsdruckgaschalter weist entsprechend der Figur ein zylindrisches Isoliergehäuse 12 auf, das luftdicht abgeschlossen und mit Löschgas gefüllt ist. DasThe high-voltage pressure gas switch according to the invention has, as shown in the figure, a cylindrical insulating housing 12 which is hermetically sealed and filled with extinguishing gas.
GR 96 G 4203 de .„ .. ·· .: .: ; ::.GR 96 G 4203 en .” .. ·· .: .: ; ::.
Isoliergehäuse 12 weist in seinem Inneren eine Kontaktanordnung (1, 2, 15) auf, die die Unterbrechereinheit des Hochspannungsdruckgaschalters bildet. Die Kontaktanordnung weist ein feststehendes Paar von Kontakten 1, 15 und ein bewegliches Überbrückungskontaktstück 2 auf. Das Überbrückungskontaktstück 2 ist mit einem Kompressionszylinder 9 fest verbunden und mit diesem über einen Antrieb 10 axial verschiebbar. Im Einschaltzustand verbindet das Überbrückungskontaktstück 2 die beiden feststehenden Kontakte 1, 15. Im Ausschaltzustand ist das Überbrückungskontaktstück 2 außerhalb des Zwischenbereiches der feststehenden Kontakte 1, 15 angeordnet.Insulating housing 12 has a contact arrangement (1, 2, 15) in its interior, which forms the interrupter unit of the high-voltage pressure switch. The contact arrangement has a fixed pair of contacts 1, 15 and a movable bridging contact piece 2. The bridging contact piece 2 is firmly connected to a compression cylinder 9 and can be moved axially with it via a drive 10. In the switched-on state, the bridging contact piece 2 connects the two fixed contacts 1, 15. In the switched-off state, the bridging contact piece 2 is arranged outside the intermediate area of the fixed contacts 1, 15.
Der Kompres s ions zylinder 9 wird durch eine Trennwand 4 in einen Kompressionsraum 7 und einen Hei &zgr; raum 8 geteilt. Die Trennwand 4 weist ein Einwegventil 5 und eine metallische Feldelektrode 6 auf und ist an dem Kompressionszylinder 9 befestigt. The compression cylinder 9 is divided by a partition wall 4 into a compression chamber 7 and a heating chamber 8. The partition wall 4 has a one-way valve 5 and a metallic field electrode 6 and is attached to the compression cylinder 9.
Beim Aus s cha It vor gang wird der Kompressionszylinder 9 mit dem überbrückungskontaktstück 2 von der Einschaltposition in die durch den Pfeil 13 angegebene Richtung bewegt bis zum Erreichen der Ausschaltposition. Wird das feststehende Kontaktpaar 1, 15 nicht mehr über den Überbrückungskontaktstück 2 leitend verbunden, entsteht aufgrund des fließenden Stromes ein Lichtbogen im Raum zwischen den Kontakten 1, 15.During the switching off process, the compression cylinder 9 with the bridging contact piece 2 is moved from the switched-on position in the direction indicated by the arrow 13 until the switched-off position is reached. If the fixed contact pair 1, 15 is no longer conductively connected via the bridging contact piece 2, an arc is created in the space between the contacts 1, 15 due to the flowing current.
Aufgrund der vom Antrieb 10 eingeleiteten axialen Bewegung des Kompressionszylinders 9 und gegebenenfalls der zum Kompressionszylinder 9 gegensinnigen Bewegung des Kompressionskolbens 3, wird das im Kompres s ions raum 7 vorhandene Löschgas komprimiert. Überdruckspitzen im Kompressionsraum 7 werden über die Federbeinmechanik 11 des Kompressionskolbens 3 abgebaut. Due to the axial movement of the compression cylinder 9 initiated by the drive 10 and, if applicable, the movement of the compression piston 3 in the opposite direction to the compression cylinder 9, the extinguishing gas present in the compression chamber 7 is compressed. Overpressure peaks in the compression chamber 7 are reduced via the spring strut mechanism 11 of the compression piston 3.
GR 96 G 4203 DE .. .GR 96 G 4203 DE .. .
Wird der Druck im Kompressionsraum 7 höher als der Druck im Heizraum 8, so strömt das Löschgas vom Kompressionsraum 7 über das Rückschlagventil 5, das von der Feldelektrode 6 in dessen offener Stellung gehalten wird, in den Heizraum 8. Vom Heizraum 8 strömt das Löschgas über das Blasgitter 14 auf den Lichtbogen im KontaktZwischenraum und löscht diesen.If the pressure in the compression chamber 7 becomes higher than the pressure in the heating chamber 8, the extinguishing gas flows from the compression chamber 7 via the check valve 5, which is held in its open position by the field electrode 6, into the heating chamber 8. From the heating chamber 8, the extinguishing gas flows via the blower grille 14 onto the arc in the contact gap and extinguishes it.
Zwischen den Kontakten 1, 15 bildet sich in der Ausschaltstellung ein starkes elektrisches Feld aus. Werden aneinander angrenzende Materialien mit unterschiedlicher Permittivität dem elektrischen Feld ausgesetzt, so können sich dielektrisch kritische Zustände ausbilden und es kann zu unzulässigen Oberflächenentladungen kommen.A strong electric field forms between contacts 1, 15 in the off position. If adjacent materials with different permittivity are exposed to the electric field, dielectrically critical states can develop and unacceptable surface discharges can occur.
In der beschriebenen Anordnung ist der Bereich, in dem Feldelektrode 6/Ventil 5, SF6-Löschgas und Blaszylinderrohr 9 aneinander angrenzen, eine dielektrisch besonders kritische Stelle. Durch den Einsatz einer kalottenförmigen Feldelektrode 6, die eine besonders günstige Form aufweist wird an 0 dieser Stelle eine Feldschwächung erzielt. Hierdurch wird eine effektive Feldsteuerung erreicht.In the arrangement described, the area in which field electrode 6/valve 5, SF 6 extinguishing gas and blowing cylinder tube 9 adjoin one another is a particularly critical point in dielectric terms. By using a dome-shaped field electrode 6, which has a particularly favorable shape, a field weakening is achieved at this point. This achieves effective field control.
Claims (5)
25the field electrode (6) is removable.
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30the piston (3) is axially sprung.
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Priority Applications (1)
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| DE29620027U DE29620027U1 (en) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | High-voltage gas pressure switch with an extinguishing device |
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| DE29620027U DE29620027U1 (en) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | High-voltage gas pressure switch with an extinguishing device |
Publications (1)
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| DE29620027U1 true DE29620027U1 (en) | 1997-01-16 |
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ID=8032095
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE29620027U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29716152U1 (en) * | 1997-08-28 | 1997-10-30 | Siemens AG, 80333 München | High voltage switch with a compression cylinder |
| KR20200029585A (en) * | 2017-07-31 | 2020-03-18 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | Electric switch with arc blasting unit |
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1996
- 1996-11-06 DE DE29620027U patent/DE29620027U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29716152U1 (en) * | 1997-08-28 | 1997-10-30 | Siemens AG, 80333 München | High voltage switch with a compression cylinder |
| KR20200029585A (en) * | 2017-07-31 | 2020-03-18 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | Electric switch with arc blasting unit |
| KR102466070B1 (en) * | 2017-07-31 | 2022-11-10 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | Electrical switch with arc blasting unit |
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