EP1403891B2 - Disjoncteur - Google Patents

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EP1403891B2
EP1403891B2 EP02405825.7A EP02405825A EP1403891B2 EP 1403891 B2 EP1403891 B2 EP 1403891B2 EP 02405825 A EP02405825 A EP 02405825A EP 1403891 B2 EP1403891 B2 EP 1403891B2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
volume
wall
opening
exhaust
circuit breaker
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02405825.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1403891B1 (fr
EP1403891A1 (fr
Inventor
Max Dr. Claessens
Stephan Grob
Ye Dr. Xiangyang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Schweiz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=31970513&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1403891(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by ABB Schweiz AG filed Critical ABB Schweiz AG
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Priority to AT02405825T priority patent/ATE388478T1/de
Priority to DE50211839T priority patent/DE50211839D1/de
Priority to US10/660,532 priority patent/US6872907B2/en
Priority to JP2003327600A priority patent/JP4351009B2/ja
Priority to CNB031597378A priority patent/CN1296951C/zh
Priority to CN200610163689.5A priority patent/CN1983487B/zh
Publication of EP1403891A1 publication Critical patent/EP1403891A1/fr
Priority to US11/062,556 priority patent/US7202435B2/en
Publication of EP1403891B1 publication Critical patent/EP1403891B1/fr
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Publication of EP1403891B2 publication Critical patent/EP1403891B2/fr
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H2033/888—Deflection of hot gasses and arcing products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/76—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid wherein arc-extinguishing gas is evolved from stationary parts; Selection of material therefor

Definitions

  • the invention is based on a method and a power switch according to the preamble of the independent claims.
  • EP 0 836 209 A2 is a circuit breaker known that can be used in a high voltage electrical network.
  • This circuit breaker has a rotationally symmetrical formed quenching chamber, which is filled with an electronegative gas, for example with SF 6 gas as extinguishing and insulating medium.
  • an electronegative gas for example with SF 6 gas as extinguishing and insulating medium.
  • a switching pin bridges the distance between the two, in this type of switch a fixed distance having, main contacts of the quenching chamber.
  • the switching pin moves axially in one direction and the two main contacts together in the opposite direction.
  • the switching pin then initiates an arc between the two main contacts, which burns until extinguished in an arcing space located between the main contacts.
  • the hot and ionized gases produced in the arc chamber are removed, a part of which is stored in a heating volume and later used in a known manner to assist in the extinguishing process.
  • the remaining hot gases are discharged axially on both sides through the tubular main contacts through into an exhaust volume.
  • These axial, guided in the tubular channels gas streams usually lead the majority of the hot, interspersed with conductive switching residues gases from the arc chamber, so that after the expiration of the arc no charge carriers are present, which could favor a re-ignition of the arc between the main contacts ,
  • the tubular channels are, in order to ensure an effective flow, designed as streamlined as possible. In addition, it is thus avoided that too much back pressure from the exhaust volume re-acts in the arcing area and adversely affects the extinguishing process.
  • This circuit breaker has a comparatively high breaking capacity.
  • a high-voltage circuit breaker has two contact pieces and a gas outflow channel for quenching gas heated by the arc and a cooling device for cooling the quenching gas.
  • the cooling device comprises a metal body arranged in the flow path with passage openings and an insulating body arranged in the flow path in front of the metal body. On the insulating body of the hot quenching gas is removed by evaporation of material heat energy. Subsequently, the precooled gas flows through the metal body and gives off heat energy to it by convective laminar heat transfer.
  • the insulating body is formed as an inner, open-ended hollow cylinder and the metal body as a spaced, on its entire lateral surface large-area perforated outer cylinder.
  • the hot extinguishing gas flows largely laminar along the lateral surface of the insulating material to the open end, where it is deflected due to the pressure gradient and then flows laminar in the radial direction through the entire perforated lateral surface of the metal heat sink.
  • IsolierstoffMech and metal body represent two independent mechanisms for quenching gas cooling.
  • the large outflow surfaces at the end of the insulating material and the large perforated surface area of the metal cylinder ensures that the pressure along the flow path is continuously reduced and a laminar as possible flow is maintained.
  • the invention solves the problem of providing a circuit breaker with significantly increased turn-off power by simple means, which can be created inexpensively.
  • the invention in a first aspect, relates to a method of cooling hot gases in a circuit breaker having a quench chamber filled with an insulating gas and extending along a longitudinal arc chamber containing at least two power contacts, at least one of the power contacts being movable or fixed tubular Hollow contact is formed, which is provided for the discharge of hot gases from the arc chamber in an exhaust volume, which is enclosed by a wall limiting the exhaust volume and is connected by at least one second opening with a quenching chamber volume, wherein between the hollow contact and the exhaust volume at least one Intermediate volume is present, which is enclosed by a wall and is connected by at least one radially aligned opening with the exhaust volume, wherein the circuit breaker consider with a on the arcing space arranged side of the hollow contact arranged, at least a first opening of the hollow contact cooperating deflection for the radial deflection of the hot gases is provided in the exhaust volume, through the outflow in the radial direction of the resulting gas jet impinges on the wall of the intermediate
  • the invention relates to a circuit breaker comprising at least one extinguishing chamber filled with an insulating gas and extending along a longitudinal axis and containing an arcing space having at least two power contact pieces, wherein at least one of the power contact pieces is formed as a movable or fixed tubular hollow contact, which for the Derivation of hot gases from the arc chamber is provided in an exhaust volume which is enclosed by a wall bounding the exhaust volume and connected by at least one second opening with a quenching chamber volume, wherein between the hollow contact and the exhaust volume at least one intermediate volume is present, through a Wall is enclosed and is connected by at least one radially aligned opening with the exhaust volume, wherein the circuit breaker ang with an on the side facing away from the arc chamber side of the hollow contact ang eordneten, with at least a first opening of the hollow contact cooperating deflection for the radial deflection of the hot gases is provided in the exhaust volume, the wall of the intermediate volume has an impact
  • the circuit breaker has at least one extinguishing chamber, which is filled with an insulating gas and extends along a longitudinal axis and has a radially symmetrical design, an arc chamber containing at least two power contact pieces.
  • At least one of the power contact pieces is formed as a tubular hollow contact, which is provided for the discharge of hot gases from the arc chamber in an exhaust volume, arranged on the side facing away from the arc gap side of the hollow contact, with at least a first opening of the hollow contact cooperating deflection for the radial Redirecting the hot gases in the exhaust volume, which is connected by at least one second opening with a quenching chamber volume.
  • At least one intermediate volume is provided between the hollow contact and the exhaust volume.
  • the at least one first intermediate volume is bounded by a first wall against the exhaust volume, wherein the first wall has at least one third, radially aligned opening which connects the intermediate volume with the exhaust volume.
  • This first wall consists of a good heat-conducting material, in particular of a metal.
  • a plastic would have a particularly favorable effect at this point, which in addition to good heat conduction properties would have the property of slightly evaporating on the arrival of the hot gases, whereby heat energy would be withdrawn from the gases.
  • Another advantage would be if the vaporized plastic contained dissociating and / or electronegative gases.
  • V 1 / A 1 0 . 1 to 0 . 5 m .
  • V 2 / A 2 0 . 1 to 0 . 5 m .
  • V 3 / A 3 1 . 0 to 2 . 5 m
  • V 1 is the volume inside the hollow contact and A 1 is the cross section of the first opening
  • V 2 is the volume of the intermediate volume and A 2 is the cross section of the third opening
  • V 3 is the volume of the exhaust volume
  • a 3 is the cross section of the second opening.
  • a second embodiment of the circuit breaker has at least a second, referred to as additional volume, intermediate volume between the first intermediate volume and the exhaust volume.
  • This at least one additional volume is delimited by a second wall against the exhaust volume, wherein the second wall has at least a fourth, radially oriented opening which connects the additional volume with the exhaust volume.
  • the second wall consists of a good heat-conducting material, in particular of a metal or a plastic, as described in connection with the first wall.
  • a circuit breaker may have one or more series-connected, filled with an insulating gas extinguishing chambers that operate according to one of the conventional switching principles, so for example as a self-baffle, as a self-baffle with at least one additional compression piston assembly or as a simple compression piston switch.
  • the circuit breaker can, for example, an arrangement of the power contacts, similar to the font EP 0 836 209 A2 However, it is also possible that one or both power contacts are designed to be movable.
  • the circuit breaker may be designed, for example, as an outdoor switch, as part of a metal-enclosed gas-insulated switchgear or as a dead tank breaker.
  • the FIG. 1 shows a highly simplified and schematically illustrated partial section through the exhaust area of a quenching chamber of a first embodiment of a circuit breaker.
  • This first embodiment of the quenching chamber is rotationally symmetrical and extends along a longitudinal axis 1.
  • the quenching chamber has an arc chamber, not shown here, in which an arc burns during the turn-off between two power contacts.
  • the arc heats the insulating gas in the arc chamber in a known manner.
  • a portion of this heated, pressurized gas flows out of the arc chamber through one of the power contacts, which is formed as a tubular hollow contact 2.
  • An arrow 3 indicates the direction of flow of this hot gas from the arc chamber to the exhaustion region.
  • the hollow contact 2 has a volume V 1 in the interior.
  • the indicated by the arrow 3 gas flow is deflected by an approximately cone-shaped deflection 4, as indicated by an arrow 5, in a predominantly radial direction.
  • the gas flow passes through openings 6 provided in the outer wall of the hollow contact 2 into an intermediate volume 7, which is arranged concentrically with respect to the hollow contact 2 and has a volume V 2 .
  • the openings 6 in the outer wall of the hollow contact have a common cross section A 1 . In the intermediate volume 7, the gases swirl.
  • the intermediate volume 7 is enclosed by a wall 8, which is preferably made of metal, such as steel or copper, but it may also consist of a comparatively good heat-conducting plastic. Particularly favorable at this point would affect a plastic, which would have the property in addition to good heat conduction properties, to evaporate slightly upon impact of hot gases, whereby the gases heat energy would be withdrawn. Another advantage would be if the vaporized plastic contained dissociating and / or electronegative gases.
  • the wall 8 has at least one opening 9, which allows the passage of the turbulent gases in the radial direction in a concentrically arranged exhaust volume 10.
  • the at least one opening 9 in the wall 8 has a cross section A 2 . In general, the openings 6 and 9, as out Fig.
  • openings 9 are optimally configured in terms of shape, size, arrangement and number and matched to the respective operating requirements.
  • the exhaust volume 10 is defined to the outside of a metallic wall 11, which is supported on the one hand on the hollow contact 2 and on the other hand on a connected to the electrical connection of the quenching chamber metallic connector 12.
  • the deflection 4 is formed as a part of this connector 12.
  • the exhaust volume 10 has a volume V 3 .
  • the at least one opening 13 is arranged offset axially relative to the at least one opening 9.
  • the extinguishing chamber volume 14 is, if the extinguishing chamber is provided for example for outdoor installation, outwardly sealed by a quenching chamber insulator 15 pressure-tight.
  • the hollow contact 2 is moved together with the connector 12 when turning off the circuit breaker in the direction of arrow 3 to the left.
  • the intermediate volume 7 and the exhaust volume 10 are arranged in the interior of the quenching chamber insulator 15 stationary.
  • the switch-off position of the hollow contact 2 is shown.
  • the intermediate volume 7 with the hollow contact 2 and the connecting piece 12 forms a common assembly, so that when switching off the intermediate volume 7 with the hollow contact 2 is moved together by the stationary arranged exhaust volume 10.
  • the exhaust volume 10 is combined with the intermediate volume 7, the hollow contact 2 and the connector 12 to a common assembly that moves when turned off as a whole by the quenching chamber volume 14 to the left.
  • the gas flow whose energy before the deflection 4, due to the length of the hollow contact 2 is slightly reduced, charged by the deflection in the radial direction and the swirling in the intermediate volume 7 again slightly energetic.
  • an arrow 19 indicates the gas flow and its impact on the wall 8 of the intermediate volume 7.
  • Two small arrows 20 leading away from the point of impact indicate swirling of the gas flow. This impact and the subsequent swirling effect a particularly good heat transfer to the wall 8, whereby the volume of the swirling gas is advantageously reduced.
  • the pressure in the intermediate volume 7 is the larger.
  • the still fairly hot gas flows through the at least one opening 9 into the exhaust volume 10.
  • V 1 / A 1 0 . 1 to 0 . 5 m
  • V 2 / A 2 0 . 1 to 0 . 5 m
  • V 3 / A 3 1 . 0 to 2 . 5 m
  • the volumes V 1,2,3 are measured in cubic meters and the cross sections A 1,2,3 in square meters.
  • FIG. 2 shows a highly simplified and schematically illustrated partial section through the exhaust area of a quenching chamber of a second embodiment of a circuit breaker.
  • This second embodiment of the quenching chamber is also constructed as a rule rotationally symmetrical and corresponds to the first embodiment substantially.
  • a second additional volume 16 is provided which has a volume V 4 .
  • the additional volume 16 is limited by a wall 17, it surrounds the intermediate volume 7 concentrically.
  • the opening 9 in the wall 8 of the intermediate volume 7 opens into this additional volume 16.
  • the wall 17 is preferably made of metal, such as steel or copper, but it can also consist of a good heat-conducting plastic, as described earlier ,
  • the wall 17 has at least one opening 18, which allows the passage of the turbulent gases in the radial direction in the concentrically arranged exhaust volume 10.
  • the at least one opening 18 in the wall 17 has a cross section A 4 .
  • This opening 18 can also be provided with a diaphragm-like cover, as in connection with the opening. 9 has been described. In general, the openings 9 and 18, as from the Fig. 2 and 4 seen axially offset from one another, so that the swirled, flowing in the radial direction gases, not directly through the openings 18 can flow into the exhaust volume 10. However, it is also conceivable that the openings 9 and 18 overlap at least partially.
  • the additional volume 16 is in the Fig. 2 drawn only in the upper half of the drawing. It may, as in Fig. 2 shown extend only to a portion of the circumference of the intermediate volume 7, or, as in Fig. 4 represented, the entire intermediate volume 7 concentrically enclose.
  • the hollow contact 2 is moved together with the connector 12 when turning off the circuit breaker in the direction of arrow 3 to the left.
  • the intermediate volume 7, additional volume 16 and the exhaust volume 10 are arranged in the interior of the quenching chamber insulator 15 stationary.
  • the switch-off position of the hollow contact 2 is shown.
  • the intermediate volume 7 and the additional volume 16 with the hollow contact 2 and the connecting piece 12 form a common assembly, so that when switching off the intermediate volume 7 and the additional volume 16 with the hollow contact 2 is moved together by the stationarily arranged exhaust volume 10 , It is also possible that the exhaust volume 10 is combined with the intermediate volume 7 and the additional volume 16, the hollow contact 2 and the connector 12 to a common assembly that moves to the left as a whole by the quenching chamber volume 14 when turned off.
  • an arrow 23 indicates the gas flow from the intermediate volume 7 and its impact on the wall 17 of the additional volume 16 at.
  • Two small arrows 24 leading away from the point of impact indicate the swirling of the gas jet. This intense vortex formation causes a particularly good heat transfer to the wall 17, whereby the volume of the swirling gas is advantageously reduced.
  • the fluidized gas then flows through the openings 18 in the exhaust volume 10, as the arrow 21 indicates.
  • an impact of the gas jet connected with an intensive turbulence as already described.
  • the hot gas is cooled particularly well, since a further impact of the gas on the additional wall 17 and, associated therewith, an even better cooling effect than in the first embodiment variant is provided.
  • the mode of operation of the second embodiment corresponds essentially to that of the first embodiment, but in this case the gas jet flowing out of the intermediate volume 7 in the radial direction impinges on the wall 17 of the additional volume 16 and is deflected by the latter under intense vortex formation.
  • This vortex formation causes a particularly good heat transfer to the wall 17, whereby the volume of the swirling gas is again advantageously reduced.
  • the gas flows through the at least one opening 18 into the exhaust volume 10. This outflow takes place in the radial direction.
  • the resulting gas jet impinges on the wall 11 of the exhaust volume 10 and is deflected by this under an intense vortex formation.
  • This vortex formation causes, as already described, a particularly good heat transfer to the wall 11, whereby the volume of the swirling gas is again advantageously reduced.
  • the cooled gas now flows to the axially offset opening 13 in the wall 11. This flow is within the exhaust volume 10 spirally around the longitudinal axis 1, wherein the gas is further withdrawn heat. From this opening 13, the cooled gas flows into the quenching chamber volume 14, it is then available for further switching operations.
  • V 1 / A 1 0 . 1 to 0 . 5 m
  • V 2 / A 2 0 . 1 to 0 . 5 m
  • V 3 / A 3 1 . 0 to 2 . 5 m .
  • V 3 / A 3 ⁇ V 4 / A 4 ⁇ V 2 / A 2 In this case, for example, the volumes V 1,2,3,4 are measured in cubic meters and the cross sections A 1,2,3,4 in square meters.
  • the Fig. 5 shows a highly simplified and schematically illustrated partial section through the exhaust area of a quenching chamber of a third embodiment of a circuit breaker.
  • This third embodiment of the quenching chamber is also constructed rotationally symmetrical to the longitudinal axis 1 and corresponds to the first embodiment substantially.
  • the dotted line 25 indicates the outer contour of the hollow contact 2, wherein the openings between the interior of the hollow contact 2 and the intermediate volume 7 are not shown.
  • This third embodiment differs from the first embodiment by the formation of the opening 9. It is provided here, for example, the openings 9 by means of a perforated plate-like design Aperture provided with a plurality of apertures 9a, 9b, etc. is provided to close, so as to achieve a plurality of radially directed gas jets. These gas jets then impinge on the wall 11 and swirl at a plurality of impact points, so that there takes place a particularly intensive cooling of the hot gas and, associated therewith, a particularly effective volume reduction of the gas.
  • the cross section A 2 of the opening 9 of the first embodiment is here on a plurality of circular holes 9 a, 9 b, etc. distributed.
  • the holes 9a, 9b, etc. Show here, like that FIGS. 5 and 6 can be seen, a uniform diameter D on. However, it is also possible different diameters D for the individual holes 9a, 9b, etc. provided.
  • the holes 9a, 9b, etc. have here in the axial direction, for example, a center distance S on. However, it is also possible to provide different center distances S.
  • the holes 9a, 9b, etc. are generally cylindrical and have cylindrical side walls 26.
  • H is provided between the outside of the wall 8 of the intermediate volume 7 and the inside of the opposite wall 11 of the exhaust volume 10.
  • Decisive for the efficiency of the cooling of the through the holes 9a, 9b, etc. flowing hot gas is the ratio H / D.
  • H / D is normally desired.
  • a value of H / D 2 has proven to be particularly favorable.
  • the bores 9a, 9b, etc. in terms of shape, size, arrangement and number optimally designed and matched to the respective operating requirements.
  • a particularly good cooling performance is achieved when, as in the Fig. 5 shown at the bore 9c, the side wall 27 is made chamfered, wherein the bore 9c widens in the flow direction of the hot gases.
  • a bevel at 45 ° tilt with respect to the central axis of each hole has been found to be particularly effective.
  • This type of construction according to the described third embodiment can also be used for the modification of the second embodiment of the circuit breaker, namely in this case both the wall 8 and the wall 17 together with their structural environment can be configured accordingly with bores. But it is also possible to design only one of the two walls 8 or 17 accordingly.
  • the embodiments described so far are basically rotationally symmetrical. However, if the available space conditions require, it is readily possible to deviate from the rotationally symmetrical design and, for example, in the first embodiment, the intermediate volume 7 be formed as a separate assembly, which is arranged wholly or partially deviating from the rotational symmetry.
  • the additional volume 16 as a separate, completely or partially outside the rotational symmetry module are formed.
  • both the intermediate volume 7 and the additional volume 16 to be designed as separate assemblies which deviate from the rotational symmetry.
  • care must be taken in all these variants that the relationships described above between the individual volumes V 1,2,3,4 and the cross sections A 1,2,3,4 of the openings 6,9 and 18 between the corresponding volumes be respected.
  • the cross sections of the openings 6,9 and 18 between the corresponding volumes can be designed in a very different way. Here are given only a few embodiments. Likewise, the arrangement of these openings to a variety of variants. If, for example, the extinguishing chamber is operated lying, these openings can be arranged predominantly in the upper part of the exhaust area, in order to ensure that fixed switching residues settle in the lower part of the respective volume, where they are harmless.
  • the embodiments of the circuit breaker described so far each have only one power contact piece per extinguishing chamber, which is designed as a tubular hollow contact 2.
  • the geometrical design of the exhaustion region of the first hollow contact 2 opposite second power contact piece is designed similar to the already described embodiments, so that on the way of the on the side of the second power contact piece from the arc chamber in the direction Exhaust volume 10 discharged hot gases one similarly effective radial deflection and at least one intermediate volume according to the invention can be arranged. If the geometrical conditions given above are also taken into account on this page, a similarly effective cooling of the hot gases and, associated therewith, a further advantageous reduction of the gas volume are obtained.
  • a circuit breaker whose extinguishing chamber or extinguishing chambers are provided on both sides with this improved guidance and cooling of the hot gases, has a much higher cut-off power than a conventional circuit breaker with the same dimensions.

Landscapes

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Claims (30)

  1. Procédé de refroidissement de gaz chauds (3, 5) dans un disjoncteur, qui présente au moins une chambre d'extinction remplie de gaz isolant, s'étendant le long d'un axe longitudinal (1) et contenant un espace d'arc électrique, avec au moins deux éléments de contact de puissance, au moins l'un des éléments de contact de puissance étant réalisé en tant que contact creux mobile ou fixe (2) de forme tubulaire, qui est prévu pour évacuer les gaz chauds (3, 5) hors de l'espace d'arc électrique dans un volume d'échappement (10), qui est enfermé par une paroi (11) limitant le volume d'échappement (10) et qui est connecté par au moins une deuxième ouverture (13) à un volume de chambre d'extinction (14), entre le contact creux (2) et le volume d'échappement (10) étant prévu au moins un volume intermédiaire (7, 16) qui est enfermé par une paroi (8, 17) et qui est connecté au volume d'échappement (10) par au moins une ouverture (9, 18) orientée radialement,
    a) le disjoncteur étant pourvu d'une déviation (4) disposée du côté du contact creux (2) opposé à l'espace d'arc électrique, coopérant avec au moins une première ouverture (6) du contact creux (2), pour la déviation radiale des gaz chauds (3, 5) dans le volume d'échappement (10),
    b) du fait de la sortie dans la direction radiale, le jet de gaz (19, 21, 23) ainsi produit venant frapper la paroi (8, 17) du volume intermédiaire (7, 16) et étant dévié par celle-ci avec une formation de tourbillon intense, et
    c) du fait du tourbillonnement, un très bon transfert thermique à la paroi (8, 17) du volume intermédiaire (7, 16) étant produit et le volume du gaz entraîné en tourbillon (20, 22, 24) étant réduit, caractérisé en ce que l'on respecte les rapports suivants : V 1 / A 1 = 0 , 1 à 0 , 5 m ,
    Figure imgb0032
     V 2 / A 2 = 0 , 1 à 0 , 5 m ,
    Figure imgb0033
     V 3 / A 3 = 1 , 0 à 2 , 5 m ,
    Figure imgb0034
     V1 étant le volume à l'intérieur du contact creux (2) et A1 étant la section transversale de la première ouverture (6) du contact creux (2), V2 le volume du volume intermédiaire (7) et A2 la section transversale d'une ou de la troisième ouverture (9) qui relie le volume intermédiaire (7) au volume d'échappement (10), et V3 étant le volume du volume d'échappement (10) et A3 la section transversale de la deuxième ouverture (13).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que
    a) l'au moins une première ouverture (6) et au moins une troisième ouverture radiale (9) dans la paroi (8) du volume intermédiaire (7) sont disposées de manière décalée l'une par rapport à l'autre, de sorte que les gaz en tourbillon (19, 21, 23) s'écoulant dans la direction radiale ne puissent pas s'écouler directement à travers les troisièmes ouvertures (9) dans le volume d'échappement (10) et
    b) notamment en ce qu'au moins une troisième ouverture radiale (9) est disposée complètement ou partiellement en alignement avec l'une des premières ouvertures (6), afin de garantir un écoulement direct partiel ou total depuis la première ouverture (6) dans le volume d'échappement (10).
  3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que
    a) entre la pression dans la partie d'extrémité du contact creux (2) et la pression dans le volume intermédiaire (7) s'établit une différence de pression, la pression dans le volume intermédiaire (7) étant la plus grande, et
    b) entre la pression dans la partie d'extrémité du contact creux (2) et la pression dans le volume intermédiaire (7) pour des coupures de court-circuit, il se crée une différence de pression de l'ordre de 0,4 à 1 bar.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que
    a) la paroi (8, 17) du volume intermédiaire (7) ou d'un volume supplémentaire (16) se compose d'un matériau conducteur de la chaleur, notamment d'un métal, ou d'un plastique, qui présente en plus de bonnes propriétés de conduction thermique, la propriété de s'évaporer faiblement sous l'impact des gaz chauds, de sorte que l'on puisse prélever de l'énergie thermique des gaz, et
    b) en particulier en ce que des gaz se dissociant et/ou électronégatifs sont contenus dans le plastique évaporé.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que
    a) l'écoulement de gaz (23) s'écoule hors du volume intermédiaire (7) dans la direction radiale dans un deuxième volume intermédiaire désigné par volume supplémentaire (16), vient frapper sur la paroi (17) du volume supplémentaire (16) et est dévié par celle-ci en formant un tourbillonnement intense,
    b) du fait du jet de gaz (24) en tourbillon au point d'impact, un très bon transfert thermique à la paroi (17) du volume supplémentaire (16) étant produit et le volume du gaz entraîné en tourbillon (24) étant réduit et
    c) après un temps de séjour dans le volume supplémentaire (16), le gaz s'écoulant à travers au moins une quatrième ouverture (18) orientée radialement dans la paroi (17) du volume supplémentaire (16) dans le volume d'échappement (10),
    d) cette sortie s'effectuant dans la direction radiale et le jet de gaz (21) ainsi créé venant frapper la paroi (11) du volume d'échappement (10), étant déviée par celle-ci avec une formation de tourbillon intense, et du fait du jet de gaz (22) en tourbillon au point d'impact, un très bon transfert thermique à la paroi (11) du volume d'échappement (10) étant produit et le volume du gaz entraîné en tourbillon (22) étant réduit.
  6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que
    a) l'au moins une quatrième ouverture (18) dans la paroi (17) du volume supplémentaire (7) est décalée au niveau de la périphérie et/ou dans la direction axiale par rapport à l'au moins une troisième ouverture (9) dans la paroi (8) du volume intermédiaire (7), de telle sorte qu'un écoulement rectiligne orienté radialement des gaz chauds (19, 21, 23) à travers le volume supplémentaire (7) ne soit pas possible, ou
    b) en ce que l'au moins une quatrième ouverture (18) dans la paroi (17) du volume supplémentaire (16) est disposée par rapport à l'au moins une troisième ouverture (9) dans la paroi (8) du volume intermédiaire (7) de telle sorte qu'au moins pour une partie des gaz chauds (19, 21, 23), un écoulement rectiligne orienté radialement à travers le volume supplémentaire (16) soit possible.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de la sortie d'un volume intermédiaire (7, 16) au niveau de l'au moins une ouverture (9, 18) vers le volume d'échappement (10) ou vers un deuxième volume intermédiaire appelé volume supplémentaire (16), au moyen d'un diaphragme de type tôle perforée, qui est pourvue d'une pluralité d'alésages (9a, 9b, 9c), une pluralité de jets de gaz orientés radialement soit produite et vienne frapper la paroi (11, 17) du volume d'échappement (10) ou du volume supplémentaire (16) et tourbillonne au niveau d'une pluralité de points d'impact, de sorte qu'il se produise à ces endroits un refroidissement particulièrement intense du gaz chaud et par conséquent aussi une réduction particulièrement efficace du volume du gaz.
  8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une distance axiale entre centres entre les alésages (9a, 9b, 9c) et une autre rangée d'alésages déplacés sur la périphérie, est déterminée de telle sorte que les points d'impact des jets de gaz s'écoulant à travers les alésages se trouvent à une distance S de tous les côtés sur la paroi opposée respective, de sorte qu'il est garanti, lorsque la distance n'est pas inférieure à cette distance S, que les tourbillons produits autour des points d'impact n'auront pas d'effet négatif les uns sur les autres et qu'un refroidissement efficace du gaz sera assuré.
  9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une distance verticale H est prévue entre le côté extérieur de la paroi (8, 17) du volume intermédiaire (7) ou du volume supplémentaire (16) et le côté intérieur de la paroi (11) du volume d'échappement (10) qui lui est opposé, les alésages (9a, 9b, 9c) présentant à chaque fois un diamètre D et un rapport H/D de l'ordre de 5 à 1,5 est choisi, notamment H/D = 2.
  10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une distance axiale entre centres S entre les alésages (9a, 9b, 9c), avec un diamètre unitaire D, satisfait à la relation S = 1,4 * H, H étant une distance verticale entre le côté extérieur de la paroi (8, 17) du volume intermédiaire (7) ou du volume supplémentaire (16) et le côté intérieur de la paroi (11) du volume d'échappement (10) opposé à celui-ci.
  11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz refroidi s'écoule vers une deuxième ouverture (13) orientée radialement, décalée axialement, dans la paroi (11) du volume d'échappement (10), et cet écoulement s'étend en spirale autour d'un axe longitudinal 1 de la chambre d'extinction, de la chaleur supplémentaire étant extraite du gaz.
  12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la région d'échappement du deuxième élément de contact de puissance qui est opposé au premier contact creux (2), est réalisée de telle sorte que sur la trajectoire des gaz chauds qui sont évacués du côté du deuxième élément de contact de puissance depuis l'espace d'arc électrique dans la direction du volume d'échappement (10), sont prévus une déviation radiale et au moins un volume intermédiaire, de sorte que le disjoncteur présente un guidage et un refroidissement des gaz chauds améliorés des deux côtés, et une plus grande puissance de coupure pour des dimensions identiques.
  13. Disjoncteur, qui présente au moins une chambre d'extinction remplie de gaz isolant, s'étendant le long d'un axe longitudinal (1) et contenant un espace d'arc électrique, avec au moins deux éléments de contact de puissance, au moins l'un des éléments de contact de puissance étant réalisé en tant que contact creux mobile ou fixe (2) de forme tubulaire, qui est prévu pour évacuer les gaz chauds (3, 5) hors de l'espace d'arc électrique dans un volume d'échappement (10), qui est enfermé par une paroi (11) limitant le volume d'échappement (10) et qui est connecté par au moins une deuxième ouverture (13) à un volume de chambre d'extinction (14), entre le contact creux (2) et le volume d'échappement (10) étant prévu au moins un volume intermédiaire (7, 16) qui est enfermé par une paroi (8, 17) et qui est connecté au volume d'échappement (10) par au moins une ouverture (9, 18) orientée radialement,
    a) le disjoncteur étant pourvu d'une déviation (4) disposée du côté du contact creux (2) opposé à l'espace d'arc électrique, coopérant avec au moins une première ouverture (6) du contact creux (2), pour la déviation radiale des gaz chauds (3, 5) dans le volume d'échappement (10),
    b) la paroi (8, 17) du volume intermédiaire (7, 16) présentant un point d'impact pour entraîner en tourbillon l'écoulement de gaz (19, 21, 23) s'écoulant dans la direction radiale, et
    c) du fait du tourbillonnement, un très bon transfert thermique à la paroi (8, 17) du volume intermédiaire (7, 16) étant produit et de ce fait le volume du gaz entraîné en tourbillon (20, 22, 24) étant réduit, caractérisé en ce que l'on respecte les rapports suivants : V 1 / A 1 = 0 , 1 à 0 , 5 m ,
    Figure imgb0035
     V 2 / A 2 = 0 , 1 à 0 , 5 m ,
    Figure imgb0036
     V 3 / A 3 = 1 , 0 à 2 , 5 m ,
    Figure imgb0037
     V1 étant le volume à l'intérieur du contact creux (2) et A1 étant la section transversale de la première ouverture (6) du contact creux (2), V2 le volume du volume intermédiaire (7) et A2 la section transversale d'une troisième ouverture (9) orientée radialement qui relie le volume intermédiaire (7) au volume d'échappement (10), et V3 étant le volume du volume d'échappement (10) et A3 la section transversale de la deuxième ouverture (13), et en particulier en ce que V1 = 0,33 litre, A1 = 1850 mm carrés, V2 = 0,7 litre, A2 = 3800 mm carrés, V3 = 8 litres et A3 = 4000 mm carrés.
  14. Disjoncteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que
    a) l'au moins une première ouverture (6) et au moins une troisième ouverture radiale (9) dans la paroi (8) du volume intermédiaire (7) sont disposées de manière décalée l'une par rapport à l'autre, de sorte que les gaz en tourbillon (19, 21, 23) s'écoulant dans la direction radiale ne puissent pas s'écouler directement à travers les troisièmes ouvertures (9) dans le volume d'échappement (10) et
    b) notamment en ce qu'au moins une troisième ouverture radiale (9) est disposée complètement ou partiellement en alignement avec l'une des premières ouvertures (6), afin de garantir un écoulement direct partiel ou total de la première ouverture (6) dans le volume d'échappement (10).
  15. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que
    a) entre la pression dans la partie d'extrémité du contact creux (2) et la pression dans le volume intermédiaire (7) s'établit une différence de pression, la pression dans le volume intermédiaire (7) étant la plus grande, et
    b) entre la pression dans la partie d'extrémité du contact creux (2) et la pression dans le volume intermédiaire (7) pour des coupures de court-circuit, il se crée une différence de pression de l'ordre de 0,4 à 1 bar.
  16. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que du fait de la déviation dans la direction radiale et du tourbillonnement dans le premier volume intermédiaire (7), l'écoulement de gaz est chargé en énergie.
  17. Disjoncteur selon la revendication 16, caractérisé en ce que
    a) la déviation (4) est réalisée en forme de cône et/ou
    b) la déviation (4) est connectée à un élément de raccordement (12) de la chambre d'extinction.
  18. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisé en ce que
    a) la deuxième ouverture (13) dans la paroi (11) du volume d'échappement (10) est orientée radialement et est décalée axialement par rapport à au moins une ouverture radiale (9, 18) dans le volume d'échappement (10) et
    b) l'écoulement du gaz refroidi vers la deuxième ouverture (13) s'étend à l'intérieur du volume d'échappement (10) en forme de spirale autour d'un axe longitudinal 1 de la chambre d'extinction, de la chaleur supplémentaire étant extraite du gaz.
  19. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 13 à 18, caractérisé en ce que
    a) au moins un deuxième volume intermédiaire désigné par volume supplémentaire (16) est prévu entre le premier volume intermédiaire (7) et le volume d'échappement (10), ce volume supplémentaire (16) étant limité par la paroi (8) du volume intermédiaire (7) vers le volume intermédiaire (7) et par une paroi (17) du volume supplémentaire (16) vers le volume d'échappement (10), la paroi (17) du volume supplémentaire (16) présentant une quatrième ouverture (18) qui relie le volume supplémentaire (16) au volume d'échappement (10) et
    b) la paroi (17) du volume supplémentaire (16) présente un point d'impact pour entraîner en tourbillon l'écoulement de gaz (23), un très bon transfert thermique à la paroi (17) du volume supplémentaire (16) étant provoqué par le tourbillonnement et de ce fait le volume du gaz en tourbillon (24) étant réduit.
  20. Disjoncteur selon la revendication 19, caractérisé en ce que
    a) l'au moins une quatrième ouverture (18) dans la paroi (17) du volume supplémentaire (7) est décalée au niveau de la périphérie et/ou dans la direction axiale par rapport à l'au moins une troisième ouverture (9) dans la paroi (8) du volume intermédiaire (7), de telle sorte qu'un écoulement rectiligne orienté radialement des gaz chauds (19, 21, 23) à travers le volume supplémentaire (16) ne soit pas possible, ou
    b) en ce que l'au moins une quatrième ouverture (18) dans la paroi (17) du volume supplémentaire (7) est disposée par rapport à l'au moins une troisième ouverture (9) dans la paroi (8) du volume intermédiaire (7) de telle sorte qu'au moins pour une partie des gaz chauds (19, 21, 23), un écoulement rectiligne orienté radialement à travers le volume supplémentaire (16) soit possible.
  21. Disjoncteur selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'on respecte les rapports suivants : V 1 / A 1 = 0 , 1 à 0 , 5 m ,
    Figure imgb0038
     V 2 / A 2 = 0 , 1 à 0 , 5 m ,
    Figure imgb0039
     V 3 / A 3 = 1 , 0 à 2 , 5 m
    Figure imgb0040
     V 3 / A 3 ≥ V 4 / A 4 ≥ V 2 / A 2 ,
    Figure imgb0041
     V1 étant le volume à l'intérieur du contact creux (2) et A1 étant la section transversale de la première ouverture (6) du contact creux (2), V2 le volume du volume intermédiaire (7) et A2 la section transversale d'une troisième ouverture (9) qui relie le volume intermédiaire (7) au volume d'échappement (10), et V3 étant le volume du volume d'échappement (10) et A3 la section transversale de la deuxième ouverture (13), et V4 étant le volume du volume supplémentaire (16) et A4 la section transversale de la quatrième ouverture (18) dans la paroi (17) du volume supplémentaire (16).
  22. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 13 à 21, caractérisé en ce que
    a) les ouvertures (9, 18) vers le volume d'échappement (10) ou vers le volume supplémentaire (16) sont fermées au moyen d'un diaphragme de type tôle perforée,
    b) le diaphragme est pourvu d'une pluralité d'alésages (9a, 9b, 9c) pour produire une pluralité de jets de gaz orientés radialement, et
    c) la paroi (11, 17) du volume d'échappement (10) ou du volume supplémentaire (16) présente une pluralité de points d'impact, de sorte qu'il se produise à ces endroits un refroidissement particulièrement intense du gaz chaud et par conséquent aussi une réduction particulièrement efficace du volume du gaz.
  23. Disjoncteur selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'une distance axiale entre centres entre les alésages (9a, 9b, 9c) et une autre rangée d'alésages déplacés sur la périphérie, est déterminée de telle sorte que les points d'impact des jets de gaz s'écoulant à travers les alésages se trouvent à une distance S de tous les côtés sur la paroi opposée respective, de sorte qu'il soit garanti, lorsque la distance n'est pas inférieure à cette distance S, que les tourbillons produits autour des points d'impact n'aient pas d'effet négatif les uns sur les autres et qu'un refroidissement efficace du gaz soit assuré.
  24. Disjoncteur selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'une distance verticale H est prévue entre le côté extérieur de la paroi (8, 17) du volume intermédiaire (7) ou du volume supplémentaire (16) et le côté intérieur de la paroi (11) du volume d'échappement (10) qui lui est opposé, les alésages (9a, 9b, 9c) présentant à chaque fois un diamètre D et un rapport H/D de l'ordre de 5 à 1,5 est choisi, notamment H/D = 2.
  25. Disjoncteur selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'une distance axiale entre centres S entre les alésages (9a, 9b, 9c), avec un diamètre unitaire D, satisfait à la relation S = 1,4 * H, H étant une distance verticale entre le côté extérieur de la paroi (8, 17) du volume intermédiaire (7) ou du volume supplémentaire (17) et le côté intérieur de la paroi (11) du volume d'échappement (10) opposé à celui-ci.
  26. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 13 à 25, caractérisé en ce que le volume intermédiaire (7) est disposé concentriquement par rapport au contact creux (2), et/ou le volume intermédiaire (7) est disposé concentriquement à une déviation (4), et/ou le volume supplémentaire (16) entoure concentriquement le volume intermédiaire (7) ou s'étend sur seulement une partie de la périphérie du volume intermédiaire (7), et/ou le volume d'échappement (10) est disposé concentriquement.
  27. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 13 à 26, caractérisé en ce que
    a) l'au moins un volume intermédiaire (7) est disposé fixement dans le volume d'échappement (10) et celui-ci est disposé de manière stationnaire à l'intérieur d'un isolant de chambre d'extinction (15) limitant le volume de la chambre d'extinction (14), le contact creux (2) étant déplaçable conjointement avec un élément de raccordement (12) par rapport à eux, ou
    b) l'au moins un volume intermédiaire (7) est connecté fixement au contact creux (2) et à l'élément de raccordement (12) et est déplaçable conjointement avec ceux-ci à travers le volume d'échappement (10) disposé de manière stationnaire, par rapport à celui-ci, ou
    c) l'au moins un volume intermédiaire (7) est connecté fixement au contact creux (2) et à un élément de raccordement (12) et au volume d'échappement (10), et est déplaçable conjointement avec ceux-ci à travers le volume de la chambre d'extinction (14) par rapport à celui-ci.
  28. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 13 à 27, caractérisé en ce que la région d'échappement du deuxième élément de contact de puissance qui est opposé au premier contact creux (2), est réalisé de telle sorte que sur la trajectoire des gaz chauds qui sont évacués du côté du deuxième élément de contact de puissance depuis l'espace d'arc électrique dans la direction du volume d'échappement (10), une déviation radiale et au moins un volume intermédiaire soient présents, de sorte que le disjoncteur présente un guidage et un refroidissement des gaz chauds améliorés des deux côtés et une plus grande puissance de coupure pour des dimensions identiques.
  29. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 13 à 28, caractérisé en ce que
    a) la paroi (8, 17) du volume intermédiaire (7) ou d'un volume supplémentaire (16) se compose d'un matériau conducteur de la chaleur, notamment de métal, ou d'un plastique, qui présente, outre des bonnes propriétés thermoconductrices, également la propriété de s'évaporer faiblement lors de l'impact des gaz chauds, de sorte que l'on puisse prélever de l'énergie thermique des gaz et
    b) en particulier en ce que des gaz se dissociant et/ou électronégatifs sont contenus dans le plastique évaporé.
  30. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 13 à 29, caractérisé en ce que
    a) le disjoncteur est réalisé sous forme de commutateur en plein air, en tant que partie d'une installation de commutation isolée par gaz à encapsulage métallique ou sous forme de Dead Tank Breaker, et/ou
    b) la chambre d'extinction du disjoncteur est une chambre auto-soufflante, une chambre auto-soufflante avec au moins un agencement de piston de compression supplémentaire ou un disjoncteur à piston de compression et/ou
    c) l'au moins un volume intermédiaire (7, 16) est réalisé de telle sorte qu'il puisse être ultérieurement incorporé dans des disjoncteurs déjà en fonctionnement.
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