DE69215140T2 - Druckgaslastschalter für Mittel- und Hochspannung - Google Patents
Druckgaslastschalter für Mittel- und HochspannungInfo
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckgas- Leistungsschalter mit einer isolierenden oder metallischen zylindrischen Hülle, die mit unter Druck stehendem dielektrischem Gas gefüllt ist, mit einem festen Lichtbogenkontakt und mit einem beweglichen Organ, das mit einem Betätigungsorgan verbunden ist und einen mit einer Gasdüse versehenen Blaszylinder aufweist, der mit mindestens einem Kolben zusammenwirkt, wobei ein beweglicher Lichtbogenkontakt ein innerhalb des Blaszylinder angeordnetes rohrförmiges Teil verlängert, das einen Hals besitzt ist, dessen Innenquerschnitt kleiner ist als der Innenquerschnitt des rohrförmigen Teils und der koaxial zu diesem Teil liegt.
- Solche Leistungsschalter sind bekannt (siehe z.B. US- A-4 939 322).
- Das den Lichtbogenkontakt tragende rohrförmige Teil besitzt oft seitliche Öffnungen, um ein doppeltes Blasen in der Richtung zu erhalten, in die das Druckgas im ringförmigen Raum zwischen dem Blaszylinder und dem den beweglichen Lichtbogenkontakt tragenden rohrförmigen Teil einerseits ins Innere der Blasdüse, aber andererseits auch ins Innere des beweglichen Lichtbogenkontakts und somit ins Innere des ihn tragenden rohrförmigen Teils geblasen wird.
- Die vorliegende Erfindung möchte die Stromunterbrechung in einem solchen Leistungsschalter verbessern, insbesondere in einem Leistungsschalter mit thermischer Expansion, der die Energie des Lichtbogens nutzt, indem der Gasdruck in der Nähe des beweglichen Lichtbogenkontakts aufgrund einer besonders einfachen und billigen Ausbildung erhöht wird.
- Hierzu ist der erfindungsgemäße Leistungsschalter dadurch gekennzeichnet, daß der Hals ein sich verengender Hals für den Gasfluß ist und von der Innenwand des rohrförmigen Teils gebildet wird, wobei der minimale Durchlaßquerschnitt des verengten Halses höchstens dem Durchmesser des Innenquerschnitts des Lichtbogenkontakts gleicht, aber mindestens 75% des Durchmessers des Innenquerschnitts des beweglichen Lichtbogenkontakts entspricht.
- Aufgrund dieser Ausbildung wird der Druck des in das Innere des rohrförmigen Teils eindringenden dielektrischen Gases erhöht und das Blasen verbessert. So ist es möglich, einen bis zu 25% höheren Druck des dielektrischen Gases zu erhalten.
- Um eine Wahl des Querschnitts dieses Halses zu ermöglichen, ist vorzugsweise in der eingeschalteten Stellung der Abstand zwischen dem beweglichen Lichtbogenkontakt und dem verengten Hals geringfügig größer als die Eindringlänge des festen Lichtbogenkontakts ins Innere des rohrförmigen Teils.
- Der Hals kann aus einem angesetzten Teil bestehen.
- Bei einem Leistungsschalter mit einer isolierenden oder metallischen rohrförmigen Beschichtung auf der Innenwand des rohrförmigen Teils besteht der verengte Hals gemäß einer bevorzugten konstruktiven Maßnahme aus einem verformten Bereich dieser Beschichtung.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, die nur eine Ausführungsform darstellt.
- Die einzige Figur zeigt im Längsschnitt eine Teilansicht eines Leistungsschalters.
- In der mit dielektrischem Gas, im allgemeinen SF&sub6;, gefüllten zylindrischen isolierenden Hülle 1 sind angeordnet:
- - der ortsfeste Dauerkontakt 2,
- - der feste Lichtbogenkontakt 3,
- - das bewegliche Organ mit einem Blaszylinder 4, der den beweglichen Lichtbogenkontakt 5, die Blasdüse 6, einen Blaskolben 7 und ein rohrförmiges Teil 8 trägt, das koaxial im Inneren des Zylinders 4 angeordnet ist und den beweglichen Lichtbogenkontakt 9 trägt.
- Das bewegliche Organ ist in der offenen Stellung dargestellt, und das Gas wird vom Kolben 7 entlang der dargestellten Pfeile einerseits in die Blasdüse 6 und andererseits in das rohrförmige Teil 8 geblasen, das den beweglichen Lichtbogenkontakt 9 trägt.
- Dieses Gas wird dann durch mindestens eine Öffnung entfernt, die sich in der Nähe des nicht dargestellten Endes des rohrförmigen Teils 8 befindet.
- Dieses rohrförmige Teil besitzt in der Nähe der Kontakte 9 einen verengten Hals, der von einem verformten Bereich 10 des Metallrohrs 11, im allgemeinen aus Stahl, gebildet wird, der das rohrförmige Teil 8 vor den Wirkungen der erhöhten Temperatur schützt.
- Dieser in Bezug auf die Längsachse des rohrförmigen Teils symmetrisch verformte Bereich 10 hat von den beweglichen Lichtbogenkontakten einen Abstand d. Dieser Abstand d ist vorzugsweise geringfügig größer als die Eindringlänge des festen Lichtbogenkontakts 3 in den beweglichen Lichtbogenkontakt 9 in der eingeschalteten Stellung des Leistungsschalters.
- Außerdem ist erfindungsgemäß:
- 0,75 d0 ≤ d1 ≤ d0
- Hierbei ist d0 der Durchmesser des Innenquerschnitts des Lichtbogenkontakts 9 und d1 der minimale Durchmesser des Durchlaßquerschnitts des verengten Halses.
- So wird ein vorteilhafter überdruck erzeugt. Genauer gesagt ist es so möglich, die Dichte des Gases um den beweglichen Kontakt 9 herum um bis zu 25% zu erhöhen, was ein besseres dielektrisches Verhalten bei der Unterbrechung geringer kapazitiver Ströme an diesem Kontakt 9 ergibt. Wenn der Durchmesser d1 unter 0,75 d0 liegt, wird der verengte Hals für starke Ströme schädlich, da man einen ausreichenden Durchlaßquerschnitt im rohrförmigen Teil 8 benötigt, um eine Blaswirkung und eine Entionisierung des Volumens zwischen den Kontakten 3 und 9 zu gewährleisten.
- Die Figur zeigt eine bevorzugte Form des verengten Halses, die optimale Flußbedingungen des Gases ermöglicht.
- Dieser Hals kann auch eine andere Form aufweisen, z.B. bikonisch sein.
- Gemäß einer Variante kann der verengte Hals durch Befestigung eines separaten Teils auf der Innenwand des Teils 8 hergestellt werden, das den beweglichen Lichtbogenkontakt 9 trägt. Dieses separate Teil kann aus Metall, z.B. aus Stahl, oder Isolierstoff sein, z. B. aus "Teflon".
- Die Erfindung betrifft Hochspannungs-Leistungsschalter der üblichen Art mit isolierender Hülle oder mit geerdeter Metallhülle.
Claims (5)
1. Druckgas-Leistungsschalter
- mit einer isolierenden oder metallischen zylindrischen
Hülle (1), die mit unter Druck stehendem dielektrischem Gas
gefüllt ist,
- mit einem festen Lichtbogenkontakt (3) und
- mit einem beweglichen Organ, das mit einem
Betätigungsorgan verbunden ist und einen mit einer Gasdüse (6)
versehenen Blaszylinder (4) aufweist, der mit mindestens einem
Kolben (7) zusammenwirkt, wobei ein beweglicher
Lichtbogenkontakt (9) ein innerhalb des Blaszylinder (4) angeordnetes
rohrförmiges Teil (8) verlängert, das einen Hals besitzt,
dessen Innenquerschnitt kleiner ist als der Innenquerschnitt
des rohrförmigen Teils und der koaxial zu diesem Teil liegt,
dadurch gekennzeichnet, daß
- der Hals ein sich verengender Hals für den Gasfluß ist und
von der Innenwand des rohrförmigen Teils (8) gebildet wird,
- der Durchmesser (d1) des minimalen Durchlaßquerschnitt des
verengten Halses höchstens dem Durchmesser (d0) des
Innenquerschnitts des Lichtbogenkontakts (9) gleicht, aber
mindestens 75% des Durchmessers (d0) des Innenquerschnitts des
beweglichen Lichtbogenkontakts entspricht.
2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der bewegliche Lichtbogenkontakt (9) vom
rohrförmigen Teil (8) getragen wird.
3. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand (d) zwischen dem beweglichen
Lichtbogenkontakt (9) und dem verengten Hals geringfügig größer
ist als die Eindringlänge des festen Lichtbogenkontakts (3)
ins Innere des rohrförmigen Teils (8) in der eingeschalteten
Stellung.
4. Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals aus einem
separaten Teil besteht.
5. Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, der eine metallische oder isolierende rohrförmigen
Schutzbeschichtung (11) auf der Innenwand des rohrförmigen
Teils (8) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der verengte
Hals aus einem verformten Bereich (10) dieser Beschichtung
(11) besteht.
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