DE3811368A1 - Blasduese fuer einen druckgasschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Blasdüse für einen Druckgas­ schalter gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In Druckgasschaltern üblicherweise eingesetzte Blasdüsen aus isolierendem Kunststoff, z.B. PTFE, helfen durch das Verdampfen von Düsenmaterial unter der Einwirkung des Lichtbogens den, die Gasströmung für die Löschung des Lichtbogens erzeugenden Druck zu erhöhen. Diese Düsen zeigen aber infolge des Materialabtrages durch Verdamp­ fen ein ungünstiges Verhalten, indem sie nur einer ge­ ringen Anzahl von Lichtbogen bei Kurzschlussabschaltun­ gen widerstehen, und sich die engste Stelle der Blasdü­ se stark erweitert.

Aus diesem Grunde wurde schon vorgeschlagen, den Iso­ lierstoffdüsenkörper im Bereich der engsten Stelle mit einem Einsatzstück aus Graphit zu versehen, vgl. EP-PS 00 69 822.

In der DE-OS 29 24 994 wurde auch schon eine Isolier­ stoffdüse aus einem Grundkörper aus isolierendem Kunst­ stoff und einem sich im Innern dieses Grundkörpers be­ findlichen Keramikkörper, der die eigentliche Düsenkon­ tur aufweist, offenbart. An beiden vorgeschlagenen Blasdüsen ist nachteilig, dass nur noch wenig Düsenmate­ rial verdampfen kann und somit der Beitrag zur Erhöhung des Blasdruckes sehr gering bleibt. Wohl überstehen die­ se Blasdüsen eine grössere Anzahl von Abschaltungen, doch sind infolge des kleineren Blasdruckes die noch unterbrechbaren Stromstärken kleiner.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Blasdüse für einen Druckgasschalter vorzuschlagen, die durch Verdampfen von Isolierstoff zur Erhöhung des Blasdruckes, vor allem bei Lichtbögen mit grosser Strom­ stärke, beiträgt, gute Lichtbogenlöscheigenschaften und ein gutes Abbrandverhalten zeigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Blasdüse mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung wird beispielsweise nun anhand der einzi­ gen Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch zwei symmetrisch angeordnete Blasdüsenhälften in zwei ver­ schiedenen Ausführungsformen.

In dieser Figur ist die Blasdüse mit 1 bezeichnet. Links und rechts von der Achse sind zwei verschiedene Ausfüh­ rungsformen angegeben. Sie werden weiter unten näher be­ schrieben.

Die Blasdüse 1 besteht aus einem Düsenkörper 2 mit meh­ reren darin in axialem Abstand A voneinander angeordne­ ten Einsätzen 3. Der Düsenkörper 2 besteht aus einem isolierenden Kunststoff, der unter Lichtbogeneinwirkung ein Gas abgeben kann. Solche Kunststoffe sind beispiels­ weise PTFE oder Epoxy-Harze, wobei diese mittels einem Füllstoff, der vorzugsweise feuerfest ist, z.B. Al₂O₃, gemagert sein können. Die Einsätze 3 bestehen aus licht­ bogen- und abbrandresistentem Material. Als besonders vorteilhaft haben sich Einsätze 3 erwiesen, die im we­ sentlichen aus Graphit, Keramik, Bornitrid, insbesondere hexagonalem Bornitrid oder Sinterkorund bestehen.

Der Düsenkörper 2 umschliesst einen Blaskanal 4 mit einer engsten Stelle 5. Die Einsätze 3 sind in die dem Blaskanal zugekehrte Oberfläche des Düsenkörpers 2 ein­ gesetzt.

Mit 6 ist ein mit dem Düsenkörper 2 sich mitbewegender Kontakt bezeichnet, während der feststehende Gegenkon­ takt mit 7 bezeichnet ist. In der Einschaltstellung durchdringt der Gegenkontakt 7 die engste Stelle 5 und ist mit dem mitbewegten Kontakt 6 in elektrisch leiten­ der Verbindung. Wird ein Ausschaltvorgang eingeleitet, so bewegt sich die Blasdüse 1 mit dem mitbewegten Kon­ takt 6 in der Fig. 1 nach unten; die Kontakte 6, 7 wer­ den voneinander getrennt, und zwischen ihnen wird ein, in der Fig. 1 nicht gezeigter Lichtbogen gezogen.

Das mittels einem, auch nicht dargestellten, Zylinder- Kolbensystem komprimierte Löschgas, vorzugsweise SF₆ durchströmt den Blaskanal 4 und kühlt dadurch den Licht­ bogen bis seine Löschung erfolgt. In der Fig. 1 ist eine Oeffnungsstellung für sehr kurze Lichtbogenzeiten ge­ zeigt, bei längeren Lichtbogenzeiten kann die Löschung durchaus bei grösserem Abstand zwischen den Kontakten 6, 7 erfolgen.

In der rechten Hälfte der Fig. 1 sind ringförmige Ein­ sätze 3, vor allem im Bereich der engsten Stelle 5, an­ geordnet, während sie in der linken Hälfte über einen weiteren Bereich in Axialrichtung der Blasdüse 1 ver­ teilt sind.

In der Hochstromphase kann der Lichtbogen so aufgeweitet sein, dass er die engste Stelle 5 der Blasdüse 1 be­ rührt. Insbesondere dann gibt der Kunststoff des Düsen­ körpers 2 Gas ab, das zur Erhöhung des die Gasströmung erzeugenden Druckes beitragen kann. Die, vor allem im Bereich der ersten Stelle 5 angeordneten lichtbogen- und abbrandresistenten Einsätze 3 verhindern dabei, dass der Düsenkörper 2 sich zu stark aufweitet.

Aus dem beschriebenene Vorgang ist ersichtlich, dass durch die erfindungsgemässe Anordnung der Einsätze 3 das gewünschte Verhältnis zwischen grosser Lebensdauer der Blasdüse 1 und guten Löscheigenschaften, Erhöhung des Blasdruckes durch Verdampfen von Isolierstoff, leicht erreicht werden kann.

Soll ein möglichst geringer Abbrand von Düsenmaterial erreicht werden, so sind die Einsätze 3 über einen grös­ seren axialen Bereich verteilt und der Abstand A zwi­ schen den Einsätzen 3 ist klein. Soll hingegen durch Verdampfen von Isolierstoff ein höherer Blasdruck er­ reicht werden, ohne dass die Blasdüse 1, vor allem an ihrer engsten Stelle 5 stark aufgeweitet wird, so sind die Einsätze 3 nur im Bereich der engsten Stelle ange­ ordnet, und die Abstände A können grösser gewählt wer­ den.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, die Abstände A zwi­ schen zwei benachbarten Einsätzen im wesentlichen gleich ihrer axialen Ausdehnung zu wählen, vgl. linke Hälfte der Fig. 1. Dies ist aber nicht unbedingt notwendig. In der rechten Hälfte der Fig. 1 sind die Abstände zwischen den benachbarten Einsätzen in der Nähe der engsten Stel­ le 5 klein, während die axiale Ausdehnung der Einsätze 3 gross ist. Dieses Verhältnis ändert sich je weiter die Einsätze 3 von der engsten Stelle 5 entfernt sind.

Vorteilhafterweise ist die axiale Ausdehnung der Ein­ sätze nicht grösser als ein Drittel ihres eigenen Innen­ durchmessers, ansonsten die Erhöhung des Blasdruckes durch Verdampfen von Isolierstoff zu klein wird.

Die Umfangsfläche 8 jeder der Einsätze 3 ist im wesent­ lichen parallel zum von ihm begrenzten Flächenabschnitt des Blaskanals. Dadurch wird für die Einsätze 3 weniger lichtbogen- und abbrandresistentes Material benötigt, und, falls der Isolierstoff des Düsenkörpers 2 eine ge­ wisse Elastizität aufweist, können die einzelnen ring­ förmigen Einsätze 3 in die entsprechenden Ausnehmungen im Düsenkörper 2 eingeschnappt werden. Bei spritz- oder giessfähigen Isolierstoffen für den Düsenkörper 2 können die Einsätze 3 von einer die Fläche des Blaskanals 4 de­ finierenden Formkörper gehalten werden, wobei der Iso­ lierstoff zwischen diesen Formkörper und einen, die Aus­ senkontur des Düsenkörpers bestimmenden zweiten Formkör­ pers gegossen respektive gespritzt wird.

Claims (7)

1. Blasdüse für einen elektrischen Druckgasschalter, mit einem im wesentlichen aus einem bei Lichtbogenein­ wirkung ein Gas abgebenden, isolierenden Kunststoff be­ stehenden Düsenkörper (2), der einen Blaskanal (4) mit einer engsten Stelle (5) umgibt, wobei die dem Blaskanal (4) zugekehrte Oberfläche des Düsenkörpers (2) zumindest im Bereich der engsten Stelle (5) mit einem lichtbogen­ und abbrandresistenten Material versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtbogen- und abbrandresi­ stente Material in mehreren in axialem Abstand (A) voneinander angeordneten Einsätzen (3) angeordnet ist.

2. Blasdüse nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Einsätze (3) ringförmig sind.

3. Blasdüse nach Patentanspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Abstand (A) zwischen zwei benachbar­ ten Einsätzen (3) im wesentlichen deren axialen Ausdeh­ nung entspricht.

4. Blasdüse nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Ausdehnung der Einsätze höchstens einen Drittel ihres eigenen Innendurchmessers entspricht.

5. Blasdüse nach einem der Patentansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche (8) jedes der Einsätze (3) im wesentlichen parallel zu dem vom Einsatz begrenzten Flächenabschnitt des Blaskanals (4) ist.

6. Blasdüse nach einem der vorangehenden Patentan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsätze (3) im wesentlichen einen der folgenden Werkstoffe enthal­ ten: Graphit, Keramik, Bornitrid, Sinterkorund.

7. Blasdüse nach einem der vorangehenden Patentan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (2) aus einem gegebenenfalls mit einem feuerfesten Füll­ stoff, insbesondere Al₂O₃ gemagerten, PTFE oder einem Epoxy-Harz ist.