DE8133427U1

DE8133427U1 - Druckgasschalter

Info

Publication number: DE8133427U1
Application number: DE19818133427
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-11-12
Filing date: 1981-11-12
Publication date: 1985-07-18
Also published as: DE3145391A1; DE3145391C2; JPS5887722A

Description

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 81 P 3782 DE Druckgasschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter

mit zwei feststehenden düsenförmigen Schaltstücken, die in der Einschaltstellung durch ein hohlzylindrisches bewegliches Schaltstück überbrückt sind, und mit einer aus einem Kolben und einem beweglichen Zylinder bestehenden Blaseinrichtung, wobei der Zylinder mit dem beweglichen Schaltstück gekoppelt ist und im Verlauf des Ausschaltvorganges von einem der feststehenden Schalt stücke abläuft und mit dem den Anotrömquerschnitt zwischen den feststehenden Schaltstücken im Verlauf des Ausschaltvorganges vermindernden Isolierstoffkörper versehen ist.

Ein derartiger Druckgasschalter ist beispielsweise aus der DE-AS 24 38 017 bekannt. Hierbei ist der Isolierstoffkörper als raantelseitig gelochtes Isolierstoffrohr ausgebildet, das während der Löschphase den Lichtbogenbrennraum unmittelbar umschließt. Das Isolierstoff- rohr ist einerseits mit dem das feststehende Schaltstück umschließenden Blaszylinderboden und andererseits mit dem freien Ende des überbrückungsschaltstückes verbunden. Das mantelseitig gelochte Isolierstoffrohr unterteilt die auf den Lichtbogen einwirkende Löschgasströ- mung in mehrere einzelne Gasströme, so daß sich eine tür· bulente Beströmung des Lichtbogens ergibt (Turbulenzgitter). Dadurch wird der zwischen den Kontakten gezogene Lichtbogen in seiner Lage stabilisiert, ohne daß der Verbrauch an Druckgas gesteigert werden muß.

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- 2 - VPA 81 P 3782 DE

Bei einem weiteren bekannten Druckgasschalter der eingangs genannten Art weist der Isolierstoffkörper eine axiale Erstreckung auf, die geringer als die Länge der Trennstrecke zwischen den feststehenden Schaltstücken ist. Er ist etwa in der Mitte zwischen dem Zylinderboden und dem freien Ende des beweglichen SchaltstUckes angeordnet, so daß der Gasdurchsatz im Anströmgebiet der Trennstrecke so gesteuert wird, daß die radiale Strömungsgeschwindigkeit des Löschgases in der Trennstrecke und die axiale Strömungsgeschwindigkeit in den düsenförmigen Schaltstücken unter Berücksichtigung der Dichteänderung während des Ausschaltvorganges annähernd gleich sind. Damit ist unter Beibehaltung guter dielektrischer Festigkeiten der Trennstrecke das Schaltverhalten bei kapazitiven und induktiven Strömen verbessert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Länge der^rennstrecke zwischen den beiden feststehenden düsenförmigen Schaltstücken zur Beherrschung größerer Nennspannungen wesentlich vergrößert werden kann, ohne den Durchsatz von Druckgas zu steigern bei gleichzeitiger Erhöhung der radialen Anströmgeschwindigkeit.

Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß der Isolierstoffkörper von mehreren radial gerichteten Lamellen gebildet ist, die über achsparallele Kanäle mit dem Kompressionsraum der Blaseinrichtung verbunden und in dem zwischen dem überbrückungsschaltstück und dem Zylinderboden liegenden Blasbereich derart angeordnet sind, daß sie mindestens eine Radialströmungsführung begrenzen.

Durch Anwendung der Erfindung ist es möglich, den gesamten Blasbereich mit Lamellen zu benetzen, die zu einer Steuerung des Gasstromes in mehreren scheibenförmigen Gasführungs-

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- 3 - VFA 81 P 3782 DE

räumen dienen. Der Verbrauch an Druckgas wird durch eine Unterteilung des die Trennstrecke beblasenden Gasstromes in mehrere Gasscheiben mit axialem Abstand untereinander optimiert. Außerdem wird durch die höhere radiale Anströmgeschwindigkeit, da der Anströmquerschnitt verkleinert wird, der Bogen besser geführt und gekühlt.

Der Isolierstoffkörper kann mit dem Zylinderboden vorteilhaft eine bauliche Einheit bilden, die mit dem Zylinder· mantel starr verbunden ist. Eine erste vorteilhafte Ausführungsform dieser Art hat eine geradlinige Kontur der scheibenförmigen Lamellen. Es ist aber auch möglich, daß die Lamellen einen sich nach innen verjüngenden Querschnitt aufweisen. Die Lamellen können auch abgerundete Kanten haben, wenn die Turbulenz der Gasströmung gering gehalten werden soll. Ein besonders günstiges Ergebnis des Druckgasverbrauchs während der Löschphase ergibt sich ι wenn der Abstand zwischen den Lamellen etwa gleich der Lamellendicke ist. Die Gestaltung der Konturen (abgerundet oder eckig) macht es möglich, den Turbulenzgrad der radialen Anströmung zu verändern und damit die Kühlung den Lichtbogens zu beeinflussen.

Wenn, wie bei der Erfindung vorgesehen ist, die Lamellen aus einem unter Lichtbogeneinwirkung Löschgas abgebenden Isolierstoff bestehen, kann der Verbrauch an Druckgas bei schweren Kurzschlußstromabschaltungen gering gehalten werden. In allen Fällen ist es vorteilhaft, wenn der Gasströmungsquerschnitt aller Lamellenzwischenräume d<?m Durchtrittsquerschnitt beider feststehenden düsenförmlgen SchaltstUcke entspricht. Die Lamellen verhindern in allen Fällen ein Austreiben des Lichtbogens, weil er auf die LH>mellenkanten stößt und weil die erhöhte Radial« geschwindigkeit den Strömungsdruck vergrößert.

Anhand der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben xxni die Wirkungsweise erläutere.

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- A - VPA 81 P 3782 DE

In Fig. 1 ist in einem Halbschnitt schematisch ein Druckgasschalter nach der Erfindung beschrieben.

Die Figur 2 zeigt eine weitere AusfUhrungsform des Druckgasschalters nach der Erfindung schematisch in einem Halbschnitt.

Die Figur 3 zeigt eine dritte Ausbildung des Erfindungsgedankens bei einem Druckgasschalter.

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In Fig. A ist in einem Halbschnitt eine weitere Aus.ührungsform eines Druckgasschalters nach der Erfindung schematisch dargestellt.

\- 15 Der in der Figur 1 dargestellte Druckgasschalter weist zwei feststehende SchaltstUcke 1, 2 auf, die dUsenförmig ausgebildet sind und auf einer gemeinsamen Achse 3 liegen. Die Stirnseiten der Schaltstücke 1, 2 begrenzen zwischen sich eine Trennstrecke T, die in der Einschalt« stellung durch ein hohlzylindrisches bewegliches Schaltstück 4 überbrückt ist. Ferner weist der uruckgaschalter einen nicht weiter dargestellten starren Kolben und einen beweglichen Zylinder 5 auf, die gemeinsam die Blaseinrichtung bilden. Der Zylinder 5 ist mit dem beweg liehen Schaltstück A gekoppelt.

\\ Im Verlauf des Ausschaltvorganges läuft das überbrückungs-

h schaltstück A vom feststehenden Schaltstück 2 ab, so

daß zwischen dem Schaltstück A und dem Schaltstück 2 ein Lichtbogen unter Last gezogen wird. Der Lichtbogen kommutiert im Verlauf der weiteren Ausschalthandlung auf das feststehende Schaltstück 1, so daß der Lichtbogen in der Trennstrecke T brennt. Der Lichtbogen wird von Druckgas, insbesondere Schwefelhexafluorid, beblasen, 3S das in dem zwischen dem Zylinder 5 und dem Kolben gebildeten Kompressionsraum 6 verdichtet wird und in das Innere der Düsen 1, 2 strömt. Der Zylinder 5 trägt einen Zylinderboden 7, der in der Einschaltstellung das fest-

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- 5 - VPA 81 P 3782 DE

stehende Schaltstück 2 umgibt und in der Ausschaltstellung soweit in Pfeilrichtung 8 bewegt ist, daß die Trennstrecke T frei von Isolierstoffteilen ist.

Der Anströmquerschnitt zwischen den feststehenden Schaltstücken 2, 3 ist von einem Isolierstoffkörper vermindert, der aus mehreren Lamellen 9 gebildet ist. Die Lamellen sind radial gerichtet und haben achsparallele Kanäle 10, die im Kompr-essionsraum 6 münden. Ersichtlich sind die Lamellen 9 derart über dem zwischen ^en überbrückungsschaltstück 4 und dem Zylinderboden 7 liegenden Blasbereich

angeordnet, daß sie mindestens eine, vorzugsweise jedoch mehrere Radialströmungsführungen 11 bilden. Der die Lamellen 9 enthaltende Isolierstoffkörper bildet mit dem Zylinderboden 7 eine bauliche Einheit, die mit dem Zylindermantel 5a starr verbunden ist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Lamellen 9 einen sich nach innen verjüngenden Querschnitt auf.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel haben die scheibenförmigen Lamellen 9 eine geradlinige Kontur. Die gleiche geradlinige Kontur, jedoch mit abgerundeten Kanten, weisen die Ausführungsbeispiele nach den Figuren

3 und 4 auf. Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 4 ist der Abstand zwischen den Lamellen etwa gleich der Lamellendicke.

Bei allen Ausführungsbeispielen entspricht der Gasströmungsquerschnitt aller Lamellenzwischenräume dem Durchtrittsquerschnitt beider feststehender düsenförmiger Schaltstücke 1, 2, so daß die Länge der Trennstrecke T gegenüber einer Ausführungsform ohne Lamellen nahezu verdoppelt werden kann, ohne die Löschfähigkeit zu vermindern, was einer Verdoppelung der Nennspannung der Unterbrechereinheit entspricht. Die Lamellen aller Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 bis 4 können vorteilhaft aus einem unter Lichtbogeneinwirkung Löschgas abgebenden Isolierstoff, z. B. PTFE, bestehen.

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- 8 - VPA 81 P 3782 DE Zusammenfassung

Druckgasschalter

Bei einem Druckgasschalter mit zwei feststehenden düsenförraigen Schaltstücken (1, 2) sind diese in der Einschaltstellung durch ein hohlzylindrisches bewegliches Schaltstück (4) überbrückt. Zur Beblasung des Lichtbogens ist eine aus einem Kolben und einem beweglichen Zylinder (5) bestehende Blaseinrichtung vorgesehen. Der Zylinder (5) ist mit dem beweglichen Schaltstück (A) gekoppelt und läuft im Verlauf des Ausschaltvorganges von einem der feststehenden Schaltstücke (2) ab. Ferner ist voraussetzungsgemäß ein den Anströmquerschnitt zwischen den feststehenden Schaltstücken (1, 2) im Verlauf des Ausschaltvorganges vermindernder Isolierstoffkörper vorgesehen.

Zur Vergrößerung der Trennstrecke T zwischen den beiden feststehenden düsenförmigen Schaltstücken (1, 2) bzw. zur Vergrößerung der Nennspannungen bei gleichzeitiger Erhöhung der radialen Anströmgeschwindigkeit ist erfindungsgemäß der Isolierstoffkörper von mehreren radial gerichteten Lamellen (9) gebildet, die über achsparallele Kanäle (10) mit dem Kompressionsraum (6) der Blaseinrichtung verbunden und in dem zwischen dem Uberbrückungsschaltstück (4) und dem Zylinderboden (7) liegenden Blasbereich derart angeordnet sind, daß sie mindestens eine Radialströmungsführung (11) begrenzen.

(Fig. 1)

Claims

- 6 - VPA 81 P 3782 DE

1. Druckgasschalter mit zwei feststehenden düsenförmigen Schaltstücken, die in der Einschaltstellung durch ein hohlzylindrisches bewegliches Schaltstück überbrücke sind, und mit einer aus einan Kolben und einem beweglichen Zylinder bestehenden Blaseinrichtung, wobei
der Zylinder mit dem beweglichen Schaltstück gekoppelt ist und im Verlauf des Ausschaltvorganges von einem

der feststehenden Schaltstücke abläuft und mit einem den Anströmquerschnitt zwischen den feststehenden Schaltstücken im Verlauf des Ausschaltvorganges vermindernden Isolierstoffkörper versehen ist, dadurch
gekennzeichnet , daß der Isolierstoffkörper von mehreren radial gerichteten Lamellen (9)
gebildet ist, die 'iber achsparallele Kanäle (10) mit dem Kompi'ess^onsraum (6) der Blaseinrichtung verbunden und in dem zwischen dem Überbrückungssc'naltstück (4) und dem Zylinderboden (7) liegenden Blasbereich derart angeordnet sind, daß sie mindestens eine Radialströmungsführung (11) begrenzen.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Isolierstoffkörper (9) mit dem Zylinderboden (7) eine bauliche Einheit bildet, die mit dem Zylindermantel (5a) starr verbunden ist c

3. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine geradlinige Kontur der scheibenförmigen Lamellen (9).

4. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Lamellen (9)

einen sich nach innen verjüngenden Querschnitt aufweisen.

- 7 - VPA 81 P 3-782 DE

5. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (S) abgerundete Kanten haben.

6. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Lamellen (9) etwa gleich der Lamellendicke ist.

7. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder einem eier folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (9) aus einem unter Lichtbogeneinwirkung Löschgas abgebenden Isolierstoff bestehen.

8. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasströmungsquerschnitt aller Lamellenzwischenräume (11) dem Durchtrittsquerschnitt beider feststehenden düsenförmigen Schaltstücke (1, 2) entspricht.