DE3538230C2

DE3538230C2 -

Info

Publication number: DE3538230C2
Application number: DE19853538230
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr.Rer.Nat. 8521 Moehrendorf De Grandke; Robert Dr. Kugler; Heiner Marin; Norbert Dr.-Ing. 1000 Berlin De Trapp
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1985-10-24
Publication date: 1989-02-16
Also published as: DE3538230A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Druckgasschalter mit zwei auf gleicher Längsachse angeordneten Schaltstücken, die mit ihren Stirnseiten im Ausschaltzustand eine Trennstrecke begrenzen, in der unter Last ein Lichtbogen gezogen wird und die aus einem Löschgasvorrat über einen koaxial zu den Schaltstücken angeordneten Isolierstoffkörper mit radial bezüglich der Trennstrecke gerichteten Lamellen mit dem den Lichtbogen beblasenden Löschgas versorgt wird, mit mehreren, die Lamellenzwischenräume aus dem Löschgasvorrat speisenden Kanälen im Isolierstoffkörper.The invention relates to an electrical pressure gas switch with two contact pieces arranged on the same longitudinal axis, the ones with their end faces in the off state Limit the separation distance in which an arc occurs under load is pulled and from a supply of extinguishing gas over a Insulated body arranged coaxially to the switching pieces with slats directed radially with respect to the separation distance the quenching gas blowing the arc is supplied with several, the lamella gaps from the extinguishing gas supply feeding channels in the insulating body.

Ein derartiger elektrischer Druckgasschalter ist aus der DE-PS 31 45 391 C2 bekannt. Bei diesem Schalter wird das Löschgas durch die Lamellenzwischenräume und durch einen dem Isolierstoffkörper vorgelagerten Ringspalt, der direkt mit dem Löschgasvorrat verbunden ist, der Trennstrecke zugeführt. Während der Ausschaltbewegung wird nach der Trennung der Schaltstücke zunächst der Ringspalt freigegeben. Das hierdurch in die Trennstrecke einströmende Löschgas hat in seiner Bewegungsrichtung eine axiale und eine radiale Komponente. Die weitere Freigabe der Lamellenzwischenräume führt zu einem ständigen Ansteigen des Löschgasstromes. Um bei einem Druckgasschalter eine höhere Nennspannung zu beherrschen, kann die Länge der Trennstrecke und damit die Anzahl der sie umgebenden Lamellenzwischenräume vergrößert werden, so daß die beim Ausschalten verbrauchte Löschgasmenge weiterhin ansteigt.Such an electrical pressure gas switch is from the DE-PS 31 45 391 C2 known. With this switch the extinguishing gas through the lamella gaps and through the insulating body upstream annular gap that directly with the extinguishing gas supply is connected to the isolating section. During the Switch-off movement occurs after the switching pieces are separated the annular gap is first released. This into the separation zone inflowing extinguishing gas has in its direction of movement an axial and a radial component. The further release the gap between the lamellae leads to a constant increase of the extinguishing gas flow. In order for a higher pressure gas switch Mastering the rated voltage can be the length of the isolating section and thus the number of lamella spaces surrounding them be enlarged so that the used when switching off Extinguishing gas volume continues to increase.

Ferner ist aus der DE-34 30 306 A1 ein elektrischer Druckgasschalter mit einem Isolierstoffkörper mit Lamellen bekannt, dem das Löschgas zum einen über einen Ringkanal, der zwischen der äußeren Mantelfläche des Isolierstoffkörpers und der Innenwand des ihn tragenden Blaszylinders gebildet ist, zugeführt wird. Dieser Ringkanal erstreckt sich über die gesamte Höhe des Isolierstoffkörpers. Zum anderen entsteht während des Ausschaltens an der dem Gleitschaltstück zugewandten Stirnfläche des Isolierstoffkörpers ein weiterer Ringkanal, durch den Löschgas zur Trennstrecke geführt wird. Da an dieser Stirnfläche ein gekrümmter Fortsatz angeordnet ist, wird das über diese Stirnfläche zugeführte Löschgas in die radiale Richtung umgelenkt, so daß der innerhalb der Trennstrecke befindliche Lichtbogen nur radial beblasen wird.Furthermore, DE-34 30 306 A1 is an electrical pressure gas switch known with an insulating body with fins, the the extinguishing gas on the one hand via an annular channel between the outer surface of the insulating body and the inner wall of the blow cylinder carrying it is formed. This ring channel extends over the entire height of the Insulating body. On the other hand, occurs during the switch-off on the end face facing the sliding contact the insulating body, another ring channel through which Extinguishing gas is led to the isolating section. Because on this face a curved extension is arranged, that is about this end face supplied extinguishing gas in the radial direction deflected so that the one located within the separation distance Arc is only blown radially.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem elektrischen Druckgasschalter der eingangs genannten Art größere Nennspannungen, beispielsweise durch Vergrößerung der Trennstrecke, zu beherrschen und dabei den Löschgasverbrauch gering zu halten.The invention has for its object with an electrical Gas switch of the type mentioned larger Nominal voltages, for example by increasing the Separation distance, to be mastered and the extinguishing gas consumption to keep low.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Druckgasschalter der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung das Löschgas ausschließlich über die Kanäle geführt und der Gaseintrittsquerschnitt aller Kanäle ist kleiner als der aus allen Lamellenzwischenräumen gebildete Gasaustrittsquerschnitt. Die Zuführung des Löschgases erfolgt also nur zu den Lamellenzwischenräumen und alle dafür dienenden Kanäle befinden sich innerhalb des Isolierstoffkörpers. Die durch den Querschnitt der Kanäle gegebene flächenmäßige Festlegung des Gaseintrittsquerschnitts als einen Teil des Gasaustrittsquerschnitts, insbesondere des bezüglich der Trennstrecke wirkenden, d. h. freigegebenen Gasaustrittsquerschnitts, bewirkt, daß der Gasmassenstrom nicht mehr abhängig von dem sich vergrößernden Gasaustrittsquerschnitt ansteigt, sondern durch den reduzierten Gaseintrittsquerschnitt der Kanäle bestimmt wird. Dies führt zu einer Begrenzung des Gasmassenstromes. Vergrößert man jetzt die Trennstreckenlänge und damit den Gasaustrittsquerschnitt beispielsweise durch Erhöhung der Lamellenanzahl, so verteilt sich von dem Zeitpunkt der Ausschaltung ab, in dem der wachsende Austrittsquerschnitt die Größe des Eintrittsquerschnitts erreicht hat, ein konstanter Gasmassenstrom auf die weiter zunehmende Anzahl von Lamellenzwischenräumen, was eine gleichmäßige Beblasung der gesamten Trennstrecke gewährleistet. Die Begrenzung des Gasmassenstromes kann zu gleichbleibender Baugröße des elektrischen Druckgasschalters bei Verlängerung der Trennstrecke für größere Nennspannungen bzw. zu kleinerer Baugröße bei vergleichsweise gleichbleibender Trennstreckenlänge, d. h. gleicher Nennspannung, führen.To solve this problem is in a gas switch type described above according to the invention the extinguishing gas led exclusively through the channels and the gas inlet cross-section of all channels is smaller than that of all lamella spaces formed gas outlet cross section. The The extinguishing gas is therefore only supplied to the lamella gaps and all the channels for this are there inside the insulating body. The through the cross section given area-specific determination of the gas inlet cross-section of the channels as part of the gas outlet cross section, in particular the one acting with respect to the separation distance, d. H. released gas outlet cross-section, causes the gas mass flow no longer dependent on the enlarging Gas outlet cross section increases, but due to the reduced Gas inlet cross section of the channels is determined. This leads to a limitation of the gas mass flow. One enlarges now the length of the section and thus the Gas outlet cross section, for example, by increasing the Number of slats, distributed from the time of the Switch off in which the growing outlet cross section has reached the size of the inlet cross-section constant gas mass flow to the increasing number of lamellar gaps, resulting in even blowing guaranteed the entire separation distance. Limiting the Gas mass flow can be the same size of the electrical pressure gas switch when extending the Isolation section for larger nominal voltages or too small Size with comparatively the same Line length, d. H. same nominal voltage.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß die Kanäle nur einen Teil der Lamellen durchsetzen. Es kann so eine unterschiedliche Anzahl von Lamellenzwischenräumen mit dem Löschgasvorrat verbunden und die Länge des Blasbereiches der Trennstreckenlänge angepaßt werden.There is an advantageous further development of the invention in that the channels are only part of the slats push through. So there can be a different number of Gap spaces connected to the extinguishing gas supply and the length of the blowing area is adapted to the length of the section will.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.Based on the drawing is an embodiment of the Invention described and the operation explained.

ln der Figur sind schematisch in einem Schnitt die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile eines elektrischen Druckgasschalters dargestellt. Der Schalter befindet sich in der Ausschaltphase nach Erlöschen des Lichtbogens. Der gezeigte Druckgasschalter weist zwei düsenförmige Schaltstücke 1, 2 auf, die zwischen ihren Stirnseiten eine Trennstrecke T begrenzen. Im Einschalt zustand ist die Trennstrecke T durch ein Überbrückungs schaltstück 3 elektrisch leitend überbrückt. Das Überbrückungsschaltstück 3 ist in Pfeilrichtung X durch einen nicht weiter dargestellten Antrieb bewegbar und mit einem Zylinder 4 eines Kolben-Zylinder-Systems zur Erzeugung einer Löschgasströmung starr gekoppelt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Überbrückungsschaltstück 3 und der Zylinder 4 direkt mit einem Isolierstoffkörper 5 ver bunden, der radial bezüglich der Trennstrecke T gerichtete Lamellen 6 enthält. Diese Lamellen begrenzen Löschgas, insbesondere Schwefelhexafluorid, führende Lamellen zwischenräume 7 und bilden eine die Trennstrecke T umgebende Innenkontur 8. Zwischen den Lamellenzwischenräumen 7 besteht über Kanäle 9 eine Gasverbindung mit einem Löschgasvorrat 10, wobei jeder Kanal 9 mit einem Kanaleintrittsquerschnitt 11 in den Löschgasvorrat 10 mündet.In the figure, the parts of an electrical pressure gas switch required for understanding the invention are shown schematically in a section. The switch is in the switch-off phase after the arc has extinguished. The compressed gas switch shown has two nozzle-shaped switching pieces 1 , 2 , which delimit a separation distance T between their end faces. In the on state, the isolating distance T is bridged by a bridging contact piece 3 in an electrically conductive manner. The bypass switching element 3 can be moved in the direction of the arrow X by a drive (not shown further) and is rigidly coupled to a cylinder 4 of a piston-cylinder system for generating an extinguishing gas flow. In the illustrated embodiment, the bridging contact piece 3 and the cylinder 4 are directly connected to an insulating body 5 , which contains slats 6 directed radially with respect to the separating distance T. These lamellae limit extinguishing gas, in particular sulfur hexafluoride, leading lamella spaces 7 and form an inner contour 8 surrounding the separating distance T. Between the lamellae spaces 7 is made via channels 9 a gas connection with an extinguishing gas storage 10, wherein each channel 9 opens with a channel inlet cross section 11 in the extinguishing gas storage 10 degrees.

Während der Ausschaltung bewegt sich das Überbrückungs schaltstück 3 und damit auch der Isolierstoffkörper 5 in Pfeilrichtung X. Im Verlauf der Einschaltbewegung kehrt sich die Bewegungsrichtung um. Nach Ablauf des Überbrückungs schaltstückes 3 vom Schaltstück 1 wird zwischen beiden ein Lichtbogen gezogen, den das Überbrückungsschaltstück 3 in die Trennstrecke T zieht, bis er auf das Schaltstück 2 kommutiert. Im weiteren Verlauf der Ausschaltbewegung laufen die Lamellen 6 des Isolierstoffkörpers 5 nacheinander von dem Schaltstück 1 ab. Durch die dabei jeweils freigegebenen Lamellenzwischenräume 7 strömt das Löschgas in die Trenn strecke T. Das Löschgas wird im Ausführungsbeispiel durch die Bewegung des Isolierstoffkörpers 5 im Löschgasvorrat 10 komprimiert, so daß die damit erfolgende Druckzunahme die treibende Kraft ist, die das Löschgas über die Kanäle 9, die die einzigen Wege zum Druckabbau darstellen, zu den Lamellen zwischenräumen 7 führt. Die Summe aller Kanaleintritts querschnitte 11 bildet den Gaseintrittsquerschnitt, der kleiner ist als der Gasaustrittsquerschnitt. Dieser Gasaustrittsquerschnitt umfaßt alle Querschnitte der an die Kanäle 9 angeschlossenen Lamellenzwischenräume 7 im Bereich der Innenkontur 8 des Isolierstoffkörpers 5. Je nach Länge der Kanäle 9 (die Figur zeigt rechts und links der Mittellinie zwei unterschiedliche Ausführungslängen) wird eine unterschiedliche Anzahl von Lamellenzwischen räumen 7 aus dem Löschgasvorrat 10 gespeist. Weiterhin kann je nach Leistungsanforderung an den Schalter der Löschgasstrom durch Größenveränderung der Kanaleintritts flächen 11 unterschiedlich gedrosselt werden. Insgesamt gesehen kann also eine optimale Anpassung an die jeweils herrschenden Lichtbogenverhältnisse durch Veränderung des Blasbereiches und der radialen Anströmgeschwindigkeit vorgenommen werden.During the switch-off, the bridging contact piece 3 and thus also the insulating body 5 moves in the direction of the arrow X. In the course of the switch-on movement, the direction of movement is reversed. After the end of the bridging contact member 3 from the contact 1 is drawn between the two, an arc, to the bridging contact member 3 moves into the separating section T, commutated to the switching member 2 to it. In the further course of the switch-off movement, the lamellae 6 of the insulating material body 5 successively run from the switching element 1 . By doing each shared slat interspaces 7 the extinguishing gas flows into the separation distance T. In the exemplary embodiment, the extinguishing gas is compressed by the movement of the insulating material body 5 in the extinguishing gas supply 10 , so that the pressure increase that occurs is the driving force that leads the extinguishing gas to the lamellae 7 via the channels 9 , which are the only ways to reduce pressure. The sum of all channel inlet cross sections 11 forms the gas inlet cross section, which is smaller than the gas outlet cross section. This gas outlet cross section comprises all cross sections of the lamella spaces 7 connected to the channels 9 in the region of the inner contour 8 of the insulating material body 5 . Depending on the length of the channels 9 (the figure shows two different execution lengths on the right and left of the center line), a different number of lamella spaces 7 is fed from the extinguishing gas supply 10 . Furthermore, depending on the power requirement of the switch, the extinguishing gas flow can be throttled differently by changing the size of the channel inlet surfaces 11 . Seen overall, an optimal adaptation to the prevailing arcing conditions can be carried out by changing the blowing area and the radial inflow velocity.

Claims

1.Electric gas switch with two switching elements arranged on the same longitudinal axis, which limit their front ends in the switched-off state to a separating distance in which an arc is drawn under load and which consists of an extinguishing gas supply via an insulating material body arranged coaxially to the switching elements with slats directed radially with respect to the separating distance is supplied with the quenching gas blowing the arc, with a plurality of channels in the insulating material body that feed the lamella gaps from the quenching gas supply, characterized in that the quenching gas is conducted exclusively via the channels ( 9 ) and that the gas inlet cross section ( 11 ) of all channels ( 9 ) is smaller is than the gas outlet cross section formed from all the lamella spaces ( 7 ).

2. Electrical pressure gas switch according to claim 1, characterized in that the channels ( 9 ) penetrate only a part of the slats ( 6 ).