DE3009504C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter mit einem festen, in einem Gehäuse angeordneten Licht­ bogenkontaktstück und mit einem mit diesem in und außer Eingriff bringbaren, beweglichen Lichtbogenkontaktstück, sowie mit einer das eine dieser Lichtbogenkontaktstücke umgebenden Blasdüse, deren Einlaß mit einem ein Löschgas enthaltenden Druckraum verbunden ist, mit einem das andere Licht­ bogenkontaktstück umgebenden Ausblasrohr, das durch das der Blasdüse entströmende Gas axial durchblasbar ist, und das in axialem Abstand von seinem der Blasdüse zugekehrten Ende durch leitschaufelartig geformte Umlenkringe begrenzte, radiale Durchlässe aufweist, welche zumindest einen Teil des der Blasdüse entströmenden Gases in einen der Außenseite des Ausblasrohres entlang strömenden Mantelstrom umlenken.

Bei einem bekannten Druckgasschalter dieser Art (DE-OS 28 47 221) hat sich die Tatsache als ungünstig herausgestellt, daß die heißen Schaltgase im Expansionsraum zu einer Schwä­ chung der Spannungsfestigkeit führen. Dies ist einerseits darauf zurückzuführen, daß die Schaltgase selbst eine geringe dielektrische Fähigkeit haben, andererseits darauf, daß sie Metalldämpfe und -partikel mit sich führen, die sich auf der Innenseite des Isolierstoffgehäuses niederschlagen und dessen Oberflächenwiderstand herabsetzen. Dieser Druckgasschalter weist zwei eine Kühleinrichtung für die Kühlung der Schaltgase auf der Zuströmseite der Blasdüse auf; diese Kühleinrichtung läßt sich jedoch nicht auf der Abströmseite einsetzen.

Bekannt ist ferner ein Druckgasschalter abweichenden Aufbaus (US-PS 35 44 747), der abströmseitig bereits eine Kühleinrichtung für die Gase aufweist. Diese besteht aus mehreren, koaxial ineinander angeordneten Zylindern aus ge­ lochtem Blech eines gut wärmeleitenden Metalles. Die Zylinder umgeben einen geschlossenen, unmittelbar auf den Auslaß der Blasdüse folgenden Raum, so daß das der Blasdüse entströmende Löschgas, das durch die Beblasung des Schaltlichtbogens stark erhitzt wurde und möglicherweise Metalldämpfe mit sich führt, zuerst radial durch diese Zylinder hindurchtreten muß, bevor es, gekühlt, in den eigentlichen, vom Isolierstoff-Gehäuse umgebenen Expansionsraum gelangt. Die fraglichen gelochten Blechzylinder stellen nun einen nicht unerheblichen Strö­ mungswiderstand dar, der zwar einer intensiven Kühlung dien­ lich sein mag, aber ein rasches Abströmen des Löschgases in den Expansionsraum hemmt. Außerdem strömt das Löschgas beim bekannten Schalter radial durch die gelochten Blechzylinder und trifft auf die Innenseite des Isolierstoff-Gehäuses auf. Dabei mag das Löschgas bereits weitgehend gekühlt sein; es ist jedoch nicht auszuschließen, daß es winzige Metallpartikel mit sich führt, die aus der Kondensation der Metalldämpfe ent­ standen sind. Diese Metallpartikel können sich sodann an der Innenseite des Isolierstoff-Gehäuses anlagern und mit der Zeit den Oberflächenwiderstand an dieser Innenseite herabsetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schal­ ter der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem zum einen das zu kühlende Löschgas einen möglichst geringen Strömungswiderstand zu überwinden hat und zum anderen die Innenseite des Isolierstoffgehäuses nicht direkt beaufschlagt wird, so daß das Risiko einer Verminderung des Ober­ flächenwiderstandes an dieser Innenseite erheblich verringert ist.

Der Druckgasschalter nach der Erfindung, bei dem diese Aufgabe gelöst ist, zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß an der Außenseite des Ausblasrohrs eine Kühleinrichtung vorgesehen ist, die zur Schalterachse im wesentlichen pa­ rallele Kühlflächen aufweist, welche in einem Mantelraum zwischen der Außenseite des Ausblasrohres und einem zu diesem koaxialen Abschirmzylinder angeordnet sind, der die Durchlässe überspannt.

Eine besonders kompakte Ausführung eines derartigen Druckgasschalters wird in weiterer Ausgestaltung erreicht, wenn das Ausblasrohr aus Metall, mit dem anderen Lichtbo­ genkontaktstück elektrisch leitend verbunden und an seinem der Blasdüse zugekehrten Ende eines Betriebsstromkontaktstücks ausgebildet ist, das mit einem weiteren, die Blasdüse um­ gebenden Betriebsstromkontaktstück zusammenwirkt.

Vorteilhafterweise ist der Abschirmzylinder an dem auf die Durchlässe folgenden Abschnitt des Ausblasrohres dichtend befestigt.

Ferner hat sich als sehr günstig herausgestellt, wenn der Mantelraum zwischen Ausblasrohr und Abschirmzylinder bei­ derends offen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 rein schematisch einen Druckgasschalter, links in Ansicht und in Ausschaltstellung, rechts im Axial­ schnitt und in Einschaltstellung,

Fig. 2 in Axialschnitt einen Teil einer Ausführungs­ variante, und

Fig. 3, 4 Schnitte längs der Linie A-A der Fig. 1 von zwei Ausführungsformen.

Der dargestellte Druckgasschalter 10 besitzt ein Gehäuse 11, das im wesentlichen von einem stehenden Isolierstoffrohr 12 gebildet ist, dessen oberes Ende mit einem metal­ lischen und zugleich als elektrischer Anschluß dienen­ den Flansch 13 dicht verschlossen ist. Das Gehäuse 11 ist mit einem Löschgas, z. B. SF₆ unter Druck gefüllt. Am Flansch 13 sind die wesentlichen, ortsfesten Bestandteile des Schalters 10 befestigt. Es sind dies ein in zwei ko­ axiale Abschnitte 14, 15 unterteiltes Ausblasrohr 16, wo­ bei die beiden Abschnitte 14, 15 mittels Säulen 17 anein­ ander befestigt sind. Im unteren Abschnitt 15 ist mittels radial nach innen verlaufender Streben 18 ein rohrförmiges, ortsfestes Lichtbogenkontaktstück 19 befestigt, dessen freies Ende etwas über das untere Ende des unteren Abschnittes 15 vorsteht. Am unteren Ende des unteren Abschnittes ist ein Kranz von federnden Kontaktfingern 20 ausgebildet, die - wie sich noch zeigen wird - als Betriebsstromkontaktstück die­ nen.

Die Kontaktfinger 20 wirken in Einschaltstellung (Fig. 1 rechts) zusammen mit dem oberen Ende 21 eines metallischen Pumpzylinders 22, der über seinen mit Durchlässen 23 ver­ sehenen Boden 24 an eine Antriebsstange 25 gekoppelt ist. Der Pumpzylinder 22 ist auf einem ringförmigen, die An­ triebsstange 25 umgebenden und mittels Säulen 26 ortsfest abgestützten Kolben 27 verschiebbar geführt. Der Innenraum 28 des Pumpzylinders 22 bildet somit einen Druckraum, der im Zuge eines Ausschalthubes den Einlaß 29 einer auf der Außenseite des Bodens 24 befestigten Blasdüse 30 aus einem Isoliermaterial mit Löschgas beschickt. Die Blasdüse 30, die, wie aus Fig. 1 rechts ersichtlich, in Einschaltstel­ lung durch das feststehende Lichtbogenkontaktstück 19 verschlossen ist, umgibt einen beweglichen, an der Antriebsstange 25 befestig­ tes Lichtbogenkontaktstücks 31, das in Einschaltstellung das freie Ende des feststehenden Lichtbogenkontaktstücks 19 umgreift. Zwischen dem unteren und dem oberen Abschnitt 15 bzw. 14 des Ausblasrohres 16 sind radial nach außen an den Säu­ len 17 vorbeiführende Durchlässe 32 ausgebildet, die durch leitschaufelartig profilierte Ringe 33 in axialer Richtung begrenzt sind. Diese Durchlässe 32 haben einen gesamten Strömungsquerschnitt, der sogar größer als der Strömungs­ querschnitt im unteren Abschnitt 15 ist, und sie dienen dazu, bei einem Ausschalthub einen wesentlichen Teil des der Blasdüse 30 entströmenden Löschgases nach dem Durch­ gang durch den unteren Abschnitt 15 auf die äußere Seite des Ausblasrohres 16 zu führen und in diesem Falle die Strömungsrichtung um 180° umzulenken.

Das Ausblasrohr 16 ist im Bereich des unteren Abschnittes 15 und der Durchlässe 32 von einem koaxialen, metallischen Abschirmzylinder 34 umgeben, so daß zwischen diesem und dem Ausblasrohr 15 ein mantelförmiger Abströmraum 35 ent­ steht, der in den vom Isolierstoffrohr 12 umschlossenen Expansionsraum 112 ausmündet. Im Bereich des unteren Ab­ schnittes 15 ist der Abströmraum 35 durch einen Satz Kühl­ flächen 36 durchsetzt, die parallel zur Schalterachse 37 sind. Diese Kühlflächen können durch ebene, radial abste­ hende Rippen gebildet sein. Vorzugsweise sind sie aber, wie den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, durch gewellte Ble­ che 36′ oder durch sternförmig gefaltete Bleche 36′′ ge­ bildet, welche sowohl mit der Außenseite des unteren Ab­ schnittes 15 als auch mit der Innenseite des Abschirmzylin­ ders 34 in metallischem Kontakt stehen.

Der Mantelraum 35 kann, wie in Fig. 1 gezeigt, beiderends offen sein, ober aber, wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, oben geschlossen. Zu diesem Zweck kann der obere Rand des Abschirmzylinders 34 umgebogen und am unteren Ende des oberen Abschnittes 14 befestigt sein.

Der Strömungsverlauf des im Zuge eines Ausschalthubes der Blasdüse entströmenden Löschgases ist in Fig. 1 rechts mit Pfeilen angedeutet und zeigt deutlich, daß die Innenwand des Isolierstoffrohres 12 durch dieses Löschgas nicht di­ rekt beaufschlagt werden kann.

Claims (4)

1. Druckgasschalter mit einem festen, in einem Gehäuse (11) angeordneten Lichtbogenkontaktstück (19) und mit einem mit diesem in und außer Eingriff bringbaren, beweglichen Licht­ bogenkontaktstück (31), sowie mit einer das eine (31) dieser Lichtbogenkontaktstücke umgebenden Blasdüse (30), deren Einlaß (29) mit einem ein Löschgas enthaltenden Druckraum (28) ver­ bunden ist, mit einem das andere Lichtbogenkontaktstück (19) umgebenden Ausblasrohr (16), das durch das der Blasdüse (30) entströmende Gas axial durchblasbar ist, und das in axialem Abstand von seinem der Blasdüse (30) zugekehrten Ende durch leitschaufelartig geformte Umlenkringe (33) begrenzte, radiale Durchlässe (32) aufweist, welche zumindest einen Teil des der Blasdüse entströmenden Gases in einen der Außenseite des Ausblasrohres (16) entlang strömenden Mantel­ strom umlenken, dadurch gekennzeichnet, daß am der Außenseite des Ausblasrohrs (16) eine Kühleinrichtung vorgesehen ist, die zur Schalterachse (37) im wesentlichen parallele Kühl­ flächen (36) aufweist, welche in einem Mantelraum (35) zwischen der Außenseite des Ausblasrohres (16) und einem zu diesem koaxialen Abschirmzylinder (34) angeordnet sind, der die Durchlässe (32) überspannt.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ausblasrohr (16) aus Metall, mit dem anderen Licht­ bogenkontaktstück (19) elektrisch leitend verbunden und an seinem der Blasdüse (30) zugekehrten Ende als Betriebs­ stromkontaktstück (20) ausgebildet ist, das mit einem weiteren, die Blasdüse (30) umgebenden Betriebsstromkontaktstück (21) zu­ sammenwirkt.

3. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abschirmzylinder (34) an dem auf die Durchlässe (32) folgenden Abschnitt (14) des Ausblasrohres (16) dichtend befestigt ist (Fig. 2).

4. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mantelraum (35) zwischen Ausblas­ rohr (16) und Abschirmzylinder (34) beiderends offen ist (Fig. 1).