EP1548780A1 - Extinguishing chamber and high power circuit breaker with a strongly blown arc - Google Patents

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EP1548780A1
EP1548780A1 EP03405922A EP03405922A EP1548780A1 EP 1548780 A1 EP1548780 A1 EP 1548780A1 EP 03405922 A EP03405922 A EP 03405922A EP 03405922 A EP03405922 A EP 03405922A EP 1548780 A1 EP1548780 A1 EP 1548780A1
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EP
European Patent Office
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volume
compression
extinguishing chamber
expansion
pressure
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EP03405922A
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German (de)
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Andreas Nohl
Timo Kehr
Oliver Cossalter
Michael Pohle
Joachim Stechbarth
Cornelia Zachaeus
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ABB Technology AG
Original Assignee
ABB Technology AG
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Publication date
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Priority to AT03405922T priority patent/ATE388479T1/en
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Priority to PCT/CH2004/000740 priority patent/WO2005062330A1/en
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    • H01H33/903—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 this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism making use of the energy of the arc or an auxiliary arc and assisting the operating mechanism

Definitions

  • the invention relates to the field of high-power switch technology. It refers to a quenching chamber according to the preamble of Patent claim 1 and a corresponding high-power switch.
  • Such a quenching chamber and a corresponding high-power switch are known for example from the published patent application DE 195 36 673 A1.
  • This switch has at least one cylindrically formed quenching chamber on which with a fixed contact, with a movable Contact and provided with a deletion zone between the two contacts is.
  • a shaft of the movable contact is fixed with a heating volume connected, which fixed contact side by one of at least one Heating channel interspersed insulating nozzle is completed.
  • the extinguishing chamber has a first compression volume, which corresponds to the heating volume and a second compression volume is in operative connection. Between the first and second compression volumes are movable Auxiliary piston provided, which via a deflection device with the movable contact is connected.
  • the auxiliary piston antiparallel to the direction of movement of the movable Contact piece moves so that the first compression volume first is compressed while the second compression volume clean Extinguishing gas sucks. Thereafter, the auxiliary piston is parallel to the Moving direction of the movable contact piece moves, so that the first compression volume with clean extinguishing gas from the second Compression volume is supplied. This will make a reinforced Blowing of the arc, especially with relatively clean extinguishing gas, reached.
  • the high-performance switch described has the disadvantage that it is a Deflection device for achieving the relatively complicated Auxiliary piston movement is required.
  • first and the second Compression volume separately arranged expansion volume is present, which is arranged such that at a Enlargement of the total volume of the first and the second Compression volume is reduced in volume and at a reduction the total volume of first and second compression volumes its volume increased.
  • the expansion volume allows effective enlargement of the Beblasung of the arc available extinguishing gas, which is in the two compression volumes. Because of the two volumes of compression formed total volume does not have be constant, but may turn off during a turn-off in favor of the expansion volume. This can be beneficial Expansion volume with a reservoir volume (tank volume) or a Abströmkanal be connected, so that an enlargement of the Expansion volume during a turn-off is not significant Additional load for a movable contact piece driving Drive represents.
  • the expansion volume and the second compression volume is arranged such that a Volume change of the second compression volume a opposite equal large volume change of the expansion volume causes.
  • This can increase the expansion volume and the second Compression volume share the same space (same total volume), and a piston of a piston-cylinder arrangement enclosing the expansion volume may be the same as a piston of a second Compression volume including piston-cylinder arrangement.
  • a simple construction of the quenching chamber is possible.
  • the Extinguishing chamber may have a low volume.
  • the first Compression volume with the second compression volume by a Inflow channel connected together.
  • the Extinguishing chamber on an axis and the first compression volume is with the second compression volume through a parallel to the axis elongated inflow channel interconnected.
  • This can a series arrangement of the two compression volumes with respect the axis can be realized, which is a slim design of the quenching chamber allows (low volume of the extinguishing chamber).
  • that is from The volume required for the inflow channel is small if it is elongate is formed so that at given extinguishing chamber volume by Compression of compression volumes available for blowing Gas quantity can be large.
  • a pressure regulating valve is advantageously arranged in the inflow channel for opening the inflow channel if a pressure p 2 prevails in the second compression volume which is greater than a pressure p 1 in the first compression volume by at least one presettable pressure difference ⁇ p ⁇ 0 and otherwise closes the inflow channel ,
  • a pressure p 2 prevails in the second compression volume which is greater than a pressure p 1 in the first compression volume by at least one presettable pressure difference ⁇ p ⁇ 0 and otherwise closes the inflow channel ,
  • two different pressures in the two compression volumes can be realized. It can be achieved by a two-stage and partially extended Beblasung the arc. It can also be achieved an improved mixing of clean and contaminated extinguishing gas.
  • At least one of Contact pieces penetrated by a discharge channel, and that Expansion volume is connected to the discharge channel. That's it possible that extinguishing gas heated by the arc in the extinguishing zone passes through the outflow channel in the expansion volume and thus the Enlargement of the expansion volume during a switch-off process simplified.
  • a drive support is achieved: The from a drive driving the movable contact piece energy to be expended can be reduced by that in the Expansion volume inflowing extinguishing gas, which in the Expansion volume against the piston of an expansion volume leg-end piston-cylinder arrangement presses.
  • the piston of a second compression volume including piston-cylinder arrangement so does the piston one
  • that is of the expansion volume niesstomme gas contaminated extinguishing gas, so that in further Switching operations Gas of greater cleanliness for arc blowing is available.
  • An opening of the expansion volume to the discharge channel may also cause the formation of negative pressures in the expansion volume prevent it from being enlarged during a shutdown process. One such negative pressure would add to the load on the drive to lead.
  • the quenching chamber has a reservoir volume (tank volume), and the expansion volume is connected to the reservoir volume.
  • This allows clean extinguishing gas to be sucked into the expansion volume be and / or quenching gas, in particular contaminated quenching gas from the Expansion volume are discharged into the reservoir volume.
  • a Opening the expansion volume to the reservoir volume can increase the formation prevent from suppressions in the expansion volume.
  • the reservoir volume in an insulating quenching chamber housing contain.
  • Valve provided for closing the connection between the Expansion volume and the discharge channel at a switch-on and to open the connection between the expansion volume and the Outflow channel at a switch-off.
  • Valve can be sleeve-shaped (sleeve valve), advantageously so that it on a cylindrical, the outflow channel-containing outflow pipe slides.
  • the valve may be configured to pass through Pressure differences is switchable, or that it depends on the Drive movement is switchable.
  • the two said valves are exhibited.
  • the piston is the second compression volume-containing piston-cylinder arrangement rigidly connected to the movable contact piece.
  • This piston and the piston show the second Compression volume-containing piston-cylinder arrangement rectified and possibly also equal movements.
  • the piston of the second compression volume including piston-cylinder assembly rigid with the movable Contact piece connected.
  • the heating volume with the first Compression volume identical. This essentially becomes one Buffer switch realized. This has a very good switching ability.
  • a reheating valve is arranged between the heating volume and the first compression volume for separating the first compression volume from the heating volume in the event that a pressure p H prevails in the heating volume that is greater than a pressure p 1 in the first compression volume , and for connecting the heating volume with the first compression volume, if in the heating volume, a pressure p H prevails, which is smaller than a pressure p 1 in the first compression volume.
  • a self-blow switch is essentially realized. This advantageously has the above-mentioned pressure control valve.
  • a self-blow switch is already switchable with low drive power, so it only needs a small drive.
  • An inventive high-power switch includes a Inventive quenching chamber and has the corresponding advantages on.
  • a high-power switch can be gas-insulated (arranged in a dust-filled grounded chamber) or as an outdoor switch be formed (with a shield on the quenching chamber housing). If the high-performance switch is gas-insulated, it may be switched on Löschhuntgeophuse be omitted, the reservoir volume of the Extinguishing chamber is then identical to a reservoir volume of the gas insulated high power switch.
  • An inventive extinguishing chamber Of course, together with others Interruption units or switches, for example with a Vacuum switch, combined used in a high power switch become.
  • Fig. 1 shows schematically a partial section through an inventive Extinguishing chamber, which is advantageously used in a buffer switch.
  • the upper half marked O indicates the open state, the lower, marked with C half, the closed switching state.
  • the quenching chamber is constructed essentially rotationally symmetrical and has an axis A.
  • the quenching chamber contains an extinguishing gas, for example SF 6 or optionally also N 2 , advantageously under pressure, and is enclosed here by an electrically insulating quenching chamber housing 16, which contains a reservoir volume 17.
  • the housing 16 is typically terminated at both ends by non-illustrated metallic terminal flanges. If the circuit breaker is used in a metal-enclosed gas-insulated high-voltage system, it may be possible to dispense with the housing 16; In this case, the metallic encapsulation of the high-voltage system could limit the quenching chamber. A generally existing rated current path is not shown in favor of a better vividness.
  • the quenching chamber has an electrically conductive first, fixed Contact 1 and an electrically conductive movable contact 2 on.
  • the contact 1 is also designed to be movable.
  • the moving contact 2 has a cylindrically shaped metallic shank, which is in extending the fixed contact 1 opposite direction and forms a discharge pipe 12, which inside a cylindrically shaped Outflow channel 13 includes.
  • the movable contact 2 does at one Switching movement a movement along the axis A. He is driven by a non-illustrated drive.
  • the first Compression volume 7 By the drive, a first compression volume 7, which in the shown case equal to a heating volume 5, reduced.
  • the first Compression volume 7 has an annular cylinder bottom B1, Cylinder walls Z1 and an annular piston K1.
  • the latter will formed in the illustrated embodiment by the insulating nozzle 11 a. in the In general, an embodiment of the insulating nozzle 1 1 a and piston K1 as separate, preferably contiguous parts preferred.
  • a second piston-cylinder arrangement consisting of the second, annular piston K2, a second, annular Cylinder bottom B2 and cylinder walls Z2, includes a second Compression volume 8.
  • a switch-off is the second Reduced compression volume.
  • About an inflow channel 9 are the first and the second compression volume 1,2 connected together.
  • Extinguishing gas resulting pressure is reduced by the heating channel 6 and serves in this way the blowing of the arc 4, which thereby is deleted.
  • the available for arc quenching Gas quantity is thus determined by the amount of gas, that of the two Compression volumes 7.8 is provided together.
  • the two compression volumes 7, 8 are relative to the axis A. arranged one behind the other, creating a slim design of the Extinguishing chamber is reached.
  • the length of a quenching chamber is in general provided by a maximum for the quenching chamber Tension is given, which rests between the contact pieces.
  • a small extinguishing chamber diameter is a small extinguishing chamber diameter, as he did by the arrangement of the two Compression volume 7.8 is reached, desirable.
  • the second piston K2 is also a third volume, which is referred to as expansion volume 10, changed.
  • the Expansion volume 10 is in a third piston-cylinder arrangement arranged, which is formed by a third piston K3, which here is identical to the second piston K2, and a third cylinder bottom B3, which is formed essentially by the cylinder bottom B1, and third cylinder walls Z3, which are substantially identical to the Cylinder walls Z2 are.
  • a volume change of the second Compression volume 8 has an opposite volume change of Expansion volume 10 result, which in the case shown in the Amount is the same.
  • the expansion volume 10 shares with the second compression volume 8 substantially the same physical Room.
  • the expansion volume 10 by means a connection opening 14 to the discharge channel 13 out. she will for example, through an opening or multiple openings in the Outflow formed. During a shutdown process can be due to the Connection opening 14 Gas, in particular contaminated gas from the Outflow channel 13 flow into the expansion volume 10. It will not only ensures that in the expansion volume 10 no negative pressure arises, which would additionally burden the drive, but it can even one Drive support can be achieved by the out of the extinguishing zone 3 abund in the expansion volume 10 incoming heated gas.
  • connection opening 14th Gas is sucked out of the extinguishing zone 3, whereby polluted gas from the extinguishing zone 3 is sucked off and more gas for blowing the Arc 4 can flow through the heating channel 6 in the extinguishing zone.
  • the outflow channel 13 in the outflow pipe 12 openings to, reservoir volume 17 provided.
  • These can be present at the connection opening 14th be made smaller or may be omitted altogether, whereby an improved drive support can be achieved.
  • Outflow opening 15 is provided which the expansion volume 10 with the Reservoir volume 17 connects and which channel-shaped as an outlet channel 15 is formed.
  • the inflow channel 9 crossing and the outlet channel 15 forming individual channels provided.
  • the expansion volume 10 serves as a Exhaust volume and the discharge opening 15 as an exhaust.
  • the discharge opening 15 may additionally or alternatively to the Connection opening 14 may be provided.
  • the gas streams are in and out of the expansion volume 10 adjustable, so for example more or less Drive support is achieved by the gas flow or a reinforced Discharge of contaminated gas in the reservoir volume 17th
  • the contact piece 2 moves as well as the three pistons K1, K2, K3 so that the compression volume increases 7.8 and the expansion volume 10 is reduced.
  • a Inlet valve 22 clean extinguishing gas in the compression volumes 7.8 be sucked in, so clean for a later turn-off Gas is present for the arc blowing.
  • This valve 22 is how also the others in Figs. 1.2 valves shown schematically represented by openings covered by a valve disc can be, with most still one the stroke of the valve disc limiting stop is shown. From the expansion volume 10 is the contaminated gas through the outlet channel 15 in the reservoir volume 17 and / or through the connection opening 14 in the outflow 13th pushed out.
  • the discharge opening 15 and the Connection opening 14 dimensioned so that the majority of the from the expansion volume 10 expelled gas in the Reservoir volume 17 passes.
  • the inlet valve 22 is not in the vicinity of the discharge opening 15th arranged, as shown in Fig. 1. This will be an intake avoided by contaminated gas through the inlet valve 22.
  • Fig. 1 the main gas flows are indicated by dashed lines indicated. Above, in open state O, for turning on, below, in closed state C, for switching off.
  • an optional pressure control valve 20 is provided, which is arranged in the inflow channel 9. Without the pressure valve 20, the inflow channel 9 is constantly open as a connection of the two compression volumes 7 and 8.
  • the pressure regulating valve 20 opens the inflow channel 9 only if a pressure p 2 prevailing in the second compression volume 8 is greater by at least one presettable differential pressure ⁇ p ⁇ 0 than a pressure p 1 prevailing in the first compression volume 7 (where p 1 equals p H , is the pressure in the heating volume 5, which is equal to the first compression volume 7 in the buffer switch shown in Fig.1).
  • a spring is shown between the valve disc and the stop of the pressure control valve 20 shown schematically, which endeavors to close the valve 20.
  • Fig. 2 is a further advantageous embodiment of the invention shown. It is an extinguishing chamber for a self-blowing switch. These Extinguishing chamber largely corresponds to that shown in Fig. 1 Extinguishing chamber and is described starting from it. Also the Representations of the extinguishing chambers in Figs. 1 and 2 correspond to each other.
  • the quenching chamber in Fig. 2 has a remindingil 21.
  • the reminditesventil 21 separates when it is closed, the first compression volume 7 of the reminditesvolumen 5. It is designed so that it opens when the pressure pi in the first compression volume 7 is greater than the pressure p H in the heating volume 5. As a result, the queuing of greater pressures, such as those resulting from the ignition of the arc 4, on the piston K1 is avoided. And the quenching chamber can be operated with a smaller drive, so with less drive energy.
  • a sleeve valve 18 formed valve 18 and at the discharge opening 15th an exhaust valve 19 is provided.
  • These valves are single or advantageous can be used together.
  • the respective valve 18, 19 can also be used if only one of the two openings 14.1 5 are provided. That or the Valves 18, 19 are also advantageous with a buffer switch (see FIG. 1) used.
  • the valve 18 opens during a shutdown the connection between discharge channel 13 and expansion volume 10.
  • the Drive through the resulting gas flow contaminated gas be supported against the piston K3.
  • a switch-on process closes the valve 18 this connection, so that in the Expansion volume 10 available contaminated extinguishing gas during the Reduction of the expansion volume 10 by the movement of the piston K3 not in the outflow channel 13, but only in the reservoir volume 17th is ejected. Accordingly passes through the discharge channel 13 less or no contaminated gas into the quenching zone 3, so that improved switching properties be achieved.
  • the valve 18 is designed as a sleeve valve 18, which in consists essentially of a sleeve 18 which is substantially tubular is formed and is slidably mounted on the outlet pipe 12.
  • the sleeve 18 is located on the piston K3 or a non-illustrated Stop and closes the connection opening 14th Only during a turn-off operation, the connection opening 14 released because the sleeve 18 stops up due to its inertia, while the discharge pipe 12 moves down.
  • sleeve 18 At the end of Ausschaltzi then moves down the sleeve 18 (due to the Gravity) and closes the connection opening 14.
  • the sleeve can be realized for example by a spring which endeavors to move the sleeve into the position in which the connection opening 14th closed is.
  • Sleeve valves are also available in other switches and / or Can be used where it applies, one or more openings in a cylindrical part of the switch to open and close.
  • the Sleeve can, as shown, outside on the cylindrical part (like for example, on the outflow pipe 12) or also be arranged therein.
  • a sleeve valve is not on circular cross sections limited, but also usable, if the part of the switch to which the has closing openings, an oval or square cross-section or has another substantially prismatic shape.
  • the valve 18 may also be designed as a rattle valve.
  • the outlet valve 19 serves to the outflow opening 15 during a Close shutdown and during a power up to to open. It can work advantageously stroke- or pressure-dependent, so that a optimal exhaust pressure can be adjusted. It is also possible that Exhaust valve 19, similar to the valve 18, as a sleeve form.
  • a pressure control valve 20th provided, as in Fig. 1.
  • the use of such a valve 20 is also possible in a Doubleblasschalter.
  • a particularly simple quenching chamber results when there is no Connection opening 14 and thus also no valve 18, and although is still dispensed with an outlet valve 19, so that the discharge opening 15 is always open.
  • the piston K2, K3 then does not act as a Differential piston, and the Antrieber does not support.
  • the illustrated extinguishing chambers include a first piston K1 a first piston-cylinder arrangement, which is the first compression volume 7, and a second piston K2 of a second piston-and-cylinder arrangement, which includes the second compression volume 8.
  • the two compression volumes 7,8 are arranged and connected to each other, that is a change of one of the two Compression volumes 7.8 an equal change of the Compression volume causes 7.8 total volume formed. This can, As shown, can be achieved without an opposite movement of the Both pistons K1, K2 would be necessary.
  • the pistons K1, K2, K3 move in the embodiments discussed above in parallel and with the same Speed and only in one direction. They move continuously during a switching process. It is also possible, others Provide movements that one or more of these properties do not have, in particular movements, with various types Speeds for different pistons, for example, generated by means Geared, translations or scenes. Also opposing movements of pistons, in particular of the pistons K1 and K2 are possible.
  • the inner Cylinder wall of the substantially hollow cylindrical inflow channel 9 in essentially formed by the outer wall of the hollow cylinder Z2. It is also possible to make the extinguishing chamber such that the inner Cylinder wall of the inflow channel 9 is formed by the outflow pipe 12 and the outer cylinder wall of the inflow channel 9 through the outer wall of the hollow cylinder Z2.
  • the discharge opening 15 could then be as simple Opening in the outer wall of the hollow cylinder Z2 be formed instead as a channel.
  • Such an embodiment is advantageous, for example if no connection opening 14 is provided.

Landscapes

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Abstract

First (1) and second (2) contact pieces (CP) move in relation to each other via a drive mechanism. During a switch-off process, an electric arc (EA) (4) forms between the CP in a quenching zone (3) between the CP. A heating volume (5) retains a quenching gas heated by the EA. There are first (7) and second (8) compression volumes. An independent claim is also included for a.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Hochleistungsschaltertechnik. Sie bezieht sich auf eine Löschkammer gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen entsprechenden Hochleistungsschalter.The invention relates to the field of high-power switch technology. It refers to a quenching chamber according to the preamble of Patent claim 1 and a corresponding high-power switch.

Stand der TechnikState of the art

Eine derartige Löschkammer und ein entsprechender Hochleistungsschalter sind beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 195 36 673 A1 bekannt. Dieser Schalter weist mindestens eine zylindrisch ausgebildete Löschkammer auf, welche mit einem feststehenden Kontakt, mit einem beweglichen Kontakt und mit einer Löschzone zwischen den beiden Kontakten versehen ist. Ein Schaft des beweglichen Kontakts ist mit einem Heizvolumen fest verbundenen, welches festkontaktseitig durch eine von mindestens einem Heizkanal durchsetzte Isolierdüse abgeschlossen wird. Die Löschkammer weist ein erstes Kompressionsvolumen auf, welches mit dem Heizvolumen und einem zweiten Kompressionsvolumen in Wirkverbindung steht. Zwischen dem ersten und dem zweiten Kompressionsvolumen ist ein beweglicher Hilfskolben vorgesehen, welcher über eine Umlenkungsvorrichtung mit dem beweglichen Kontakt verbunden ist. Während eines Ausschaltvorgangs wird der Hilfskolben antiparallel zu der Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktstücks bewegt, so dass das erste Kompressionsvolumen zunächst komprimiert wird, während das zweite Kompressionsvolumen sauberes Löschgas ansaugt. Danach wird der Hilfskolben parallel zu der Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktstücks bewegt, so dass das erste Kompressionsvolumen mit sauberem Löschgas aus dem zweiten Kompressionsvolumen versorgt wird. Dadurch wird eine verstärkte Beblasung des Lichtbogens, insbesondere mit relativ sauberem Löschgas, erreicht.Such a quenching chamber and a corresponding high-power switch are known for example from the published patent application DE 195 36 673 A1. This switch has at least one cylindrically formed quenching chamber on which with a fixed contact, with a movable Contact and provided with a deletion zone between the two contacts is. A shaft of the movable contact is fixed with a heating volume connected, which fixed contact side by one of at least one Heating channel interspersed insulating nozzle is completed. The extinguishing chamber has a first compression volume, which corresponds to the heating volume and a second compression volume is in operative connection. Between the first and second compression volumes are movable Auxiliary piston provided, which via a deflection device with the movable contact is connected. During a shutdown process is the auxiliary piston antiparallel to the direction of movement of the movable Contact piece moves so that the first compression volume first is compressed while the second compression volume clean Extinguishing gas sucks. Thereafter, the auxiliary piston is parallel to the Moving direction of the movable contact piece moves, so that the first compression volume with clean extinguishing gas from the second Compression volume is supplied. This will make a reinforced Blowing of the arc, especially with relatively clean extinguishing gas, reached.

Der beschriebene Hochleistungsschalter hat den Nachteil, dass er einer Umlenkungsvorrichtung zum Erreichen der relativ komplizierten Hilfskolbenbewegung bedarf.The high-performance switch described has the disadvantage that it is a Deflection device for achieving the relatively complicated Auxiliary piston movement is required.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Löschkammer und einen Hochleistungsschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile nicht aufweisen. Insbesondere soll eine starke Beblasung des Lichtbogens und somit ein sichereres Schalten, auch in schwierigen Schaltfällen, erreicht werden, wobei es keiner Umlenkungsvorrichtung bedürfen soll. Zusätzlich soll die Beblasung mittels möglichst sauberem Gas erfolgen. It is therefore an object of the invention, a quenching chamber and a To provide high-performance switch of the type mentioned, which the not have the above disadvantages. In particular, a strong Blowing the arc and thus a safer switching, even in difficult switching cases, where there is none Need to redirecting device. In addition, the blowing is meant by as clean as possible gas.

Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung und mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches.This task triggers a device and with the features of independent claim.

Die erfindungsgemässe Löschkammer für einen Hochleistungsschalter ist gefüllt mit einem Löschgas und weist auf:

  • ein erstes Kontaktstück und ein zweites Kontaktstück, von welchen mindestens eines ein bewegliches Kontaktstück ist, und welche mittels eines Antriebs relativ zueinander beweglich sind,
  • eine zwischen den beiden Kontaktstücken angeordnete Löschzone, in welcher bei einem Ausschaltvorgang ein Lichtbogen zwischen den beiden Kontaktstücken ausbildbar ist, und
  • ein Heizvolumen zur Aufnahme von durch den Lichtbogen erhitztem Löschgas, mittels welchem der Lichtbogen beblasbar ist, wobei ein erstes Kompressionsvolumen vorhanden ist, welches derart angeordnet ist, dass es bei einem Ausschaltvorgang verkleinert wird, so dass Löschgas aus dem ersten Kompressionsvolumen in die Löschzone geleitet wird, und
  • ein zweites Kompressionsvolumen.
The inventive extinguishing chamber for a high-power switch is filled with an extinguishing gas and has:
  • a first contact piece and a second contact piece, of which at least one is a movable contact piece, and which are movable relative to one another by means of a drive,
  • an extinguishing zone arranged between the two contact pieces, in which case an arc can be formed between the two contact pieces during a switch-off operation, and
  • a heating volume for receiving arcing gas heated by the arc, by means of which the arc is inflatable, wherein a first compression volume is provided, which is arranged such that it is reduced at a Ausschaltvorgang so that quenching gas is passed from the first compression volume in the quenching zone , and
  • a second compression volume.

Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem ersten und dem zweiten Kompressionsvolumen getrennt angeordnetes Expansionsvolumen vorhanden ist, welches derart angeordnet ist, dass sich bei einer Vergrösserung des Gesamtvolumens von erstem und dem zweitem Kompressionsvolumen sein Volumen verkleinert und bei einer Verkleinerung des Gesamtvolumens von erstem und dem zweitem Kompressionsvolumen sein Volumen vergrössert.It is characterized in that one of the first and the second Compression volume separately arranged expansion volume is present, which is arranged such that at a Enlargement of the total volume of the first and the second Compression volume is reduced in volume and at a reduction the total volume of first and second compression volumes its volume increased.

Das Expansionsvolumen erlaubt eine effektive Vergrösserung des zur Beblasung des Lichtbogens zur Verfügung stehenden Löschgases, welches sich in den beiden Kompressionsvolumina befindet. Denn das von den beiden Kompressionsvolumina gebildete Gesamtvolumen muss nicht konstant sein, sondern kann sich während eines Ausschaltvorgangs zugunsten des Expansionsvolumens verkleinern. Vorteilhaft kann das Expansionsvolumen mit einem Reservoirvolumen (Tankvolumen) oder einem Abströmkanal verbunden sein, so dass eine Vergrösserung des Expansionsvolumens während eines Ausschaltvorgangs keine nennenswerte Zusatzbelastung für einen das bewegliche Kontaktstück antreibenden Antrieb darstellt.The expansion volume allows effective enlargement of the Beblasung of the arc available extinguishing gas, which is in the two compression volumes. Because of the two volumes of compression formed total volume does not have be constant, but may turn off during a turn-off in favor of the expansion volume. This can be beneficial Expansion volume with a reservoir volume (tank volume) or a Abströmkanal be connected, so that an enlargement of the Expansion volume during a turn-off is not significant Additional load for a movable contact piece driving Drive represents.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind das Expansionsvolumen und das zweite Kompressionsvolumen derart angeordnet, dass eine Volumenänderung des zweiten Kompressionsvolumens eine entgegengesetzt gleich grosse Volumenänderung des Expansionsvolumens bewirkt. Dadurch können sich das Expansionsvolumen und das zweite Kompressionsvolumen denselben Raum (dasselbe Gesamtvolumen) teilen, und ein Kolben einer das Expansionsvolumen einschliessenden Kolben-Zylinder-Anordnung kann identisch sein mit einem Kolben einer das zweite Kompressionsvolumen einschliessenden Kolben-Zylinder-Anordnung. Dadurch ist ein einfacher Aufbau der Löschkammer möglich. Und die Löschkammer kann ein geringes Bauvolumen aufweisen.In an advantageous embodiment, the expansion volume and the second compression volume is arranged such that a Volume change of the second compression volume a opposite equal large volume change of the expansion volume causes. This can increase the expansion volume and the second Compression volume share the same space (same total volume), and a piston of a piston-cylinder arrangement enclosing the expansion volume may be the same as a piston of a second Compression volume including piston-cylinder arrangement. As a result, a simple construction of the quenching chamber is possible. And the Extinguishing chamber may have a low volume.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das erste Kompressionsvolumen mit dem zweiten Kompressionsvolumen durch einen Zuströmkanal miteinander verbunden. Besonders vorteilhaft weist die Löschkammer eine Achse auf, und das erste Kompressionsvolumen ist mit dem zweiten Kompressionsvolumen durch einen parallel zu der Achse länglich erstreckten Zuströmkanal miteinander verbunden. Dadurch kann eine Hintereinanderanordnung der beiden Kompressionsvolumina bezüglich der Achse realisiert werden, welche eine schlanke Bauform der Löschkammer ermöglicht (geringes Bauvolumen der Löschkammer). Ausserdem ist das von dem Zuströmkanal beanspruchte Volumen klein, wenn dieser länglich ausgebildet ist, so dass bei gegebenem Löschkammervolumen die durch Komprimierung der Kompressions-volumina zur Beblasung verfügbare Gasmenge gross sein kann.In a further advantageous embodiment, the first Compression volume with the second compression volume by a Inflow channel connected together. Particularly advantageous, the Extinguishing chamber on an axis, and the first compression volume is with the second compression volume through a parallel to the axis elongated inflow channel interconnected. This can a series arrangement of the two compression volumes with respect the axis can be realized, which is a slim design of the quenching chamber allows (low volume of the extinguishing chamber). Moreover, that is from The volume required for the inflow channel is small if it is elongate is formed so that at given extinguishing chamber volume by Compression of compression volumes available for blowing Gas quantity can be large.

Vorteilhaft ist in dem Zuströmkanal ein Druckregelventil angeordnet zum Öffnen des Zuströmkanals, wenn im zweiten Kompressionsvolumen ein Druck p2 herrscht, der um mindestens eine vorgebbare Druckdifferenz Δp ≥ 0 grösser ist als ein Druck p1 in dem ersten Kompressionsvolumen, und zum Verschliessen des Zuströmkanals anderenfalls. Dadurch sind zwei verschiedene Drücke in den beiden Kompressionsvolumina realisierbar. Es kann dadurch eine zweistufige und teilweise verlängerte Beblasung des Lichtbogens erreicht werden. Auch kann dadurch eine verbesserte Durchmischung von sauberem und verunreinigtem Löschgas erreicht werden.A pressure regulating valve is advantageously arranged in the inflow channel for opening the inflow channel if a pressure p 2 prevails in the second compression volume which is greater than a pressure p 1 in the first compression volume by at least one presettable pressure difference Δp ≥ 0 and otherwise closes the inflow channel , As a result, two different pressures in the two compression volumes can be realized. It can be achieved by a two-stage and partially extended Beblasung the arc. It can also be achieved an improved mixing of clean and contaminated extinguishing gas.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens eines der Kontaktstücke von einem Abströmkanal durchsetzt, und das Expansionsvolumen ist mit dem Abströmkanal verbunden. Dadurch ist es möglich, dass durch den Lichtbogen in der Löschzone erhitztes Löschgas durch den Abströmkanal in das Expansionsvolumen gelangt und somit die Vergrösserung des Expansionsvolumens während eines Ausschaltvorgangs vereinfacht. Auf diese Weise wird eine Antriebsunterstützung erreicht: Die von einem das bewegliche Kontaktstück antreibenden Antrieb aufzuwendende Energie kann verringert werden durch das in das Expansionsvolumen einströmende Löschgas, welches in dem Expansionsvolumen gegen den Kolben einer das Expansionsvolumen beinaltenden Kolben-Zylinder-Anordnung drückt. Ist dieser Kolben gleichzeitig der Kolben einer das zweite Kompressionsvolumen beinhaltenden Kolben-Zylinder-Anordnung, so stellt der Kolben einen Differentialkolben dar. Ausserdem ist das von dem Expansionsvolumen aufgenomme Gas verunreinigtes Löschgas, so dass bei weiteren Schaltvorgängen Gas von grösserer Sauberkeit zur Lichtbogenbeblasung verfügbar ist. Eine Öffnung des Expansionsvolumens zum Abströmkanal kann ausserdem die Bildung von Unterdrücken in dem Expansionsvolumen verhindern, wenn es während eines Ausschaltvorgangs vergrössert wird. Ein solcher Unterdruck würde zu einer zusätzlichen Belastung des Antriebs führen.In a particularly advantageous embodiment, at least one of Contact pieces penetrated by a discharge channel, and that Expansion volume is connected to the discharge channel. That's it possible that extinguishing gas heated by the arc in the extinguishing zone passes through the outflow channel in the expansion volume and thus the Enlargement of the expansion volume during a switch-off process simplified. In this way, a drive support is achieved: The from a drive driving the movable contact piece energy to be expended can be reduced by that in the Expansion volume inflowing extinguishing gas, which in the Expansion volume against the piston of an expansion volume leg-end piston-cylinder arrangement presses. Is this piston at the same time the piston of a second compression volume including piston-cylinder arrangement, so does the piston one In addition, that is of the expansion volume aufgestomme gas contaminated extinguishing gas, so that in further Switching operations Gas of greater cleanliness for arc blowing is available. An opening of the expansion volume to the discharge channel may also cause the formation of negative pressures in the expansion volume prevent it from being enlarged during a shutdown process. One such negative pressure would add to the load on the drive to lead.

Vorteilhaft weist die Löschkammer ein Reservoirvolumen (Tankvolumen) auf, und das Expansionsvolumen ist mit dem Reservoirvolumen verbunden. Dadurch kann sauberes Löschgas in das Expansionsvolumen eingesaugt werden und/oder Löschgas, insbesondere verunreinigtes Löschgas, aus dem Expansionsvolumen in das Reservoirvolumen abgegeben werden. Eine Öffnung des Expansionsvolumens zum Reservoirvolumen kann die Bildung von Unterdrücken in dem Expansionsvolumen verhindern. Typischerweise ist das Reservoirvolumen in einem isolierenden Löschkammergehäuse enthalten.Advantageously, the quenching chamber has a reservoir volume (tank volume), and the expansion volume is connected to the reservoir volume. This allows clean extinguishing gas to be sucked into the expansion volume be and / or quenching gas, in particular contaminated quenching gas from the Expansion volume are discharged into the reservoir volume. A Opening the expansion volume to the reservoir volume can increase the formation prevent from suppressions in the expansion volume. Typically is the reservoir volume in an insulating quenching chamber housing contain.

In dem Fall, dass das Expansionsvolumen sowohl mit dem Abströmkanal als auch mit dem Reservoirvolumen verbunden ist, ist besonders vorteilhaft ein Ventil vorgesehen zum Verschliessen der Verbindung zwischen dem Expansionsvolumen und dem Abströmkanal bei einem Einschaltvorgang und zum Öffnen der Verbindung zwischen dem Expansionsvolumen und dem Abströmkanal bei einem Ausschaltvorgang. Auf diese Weise wird bei einem Ausschaltvorgang verunreinigtes Löschgas von dem Expansionsvolumen aufgenommen und bei einem Einschaltvorgang an das Reservoirvolumen abgegeben. Verunreinigtes Löschgas wird auf diese Weise bei jedem Schaltzyklus effektiv aus der Löschzone entfernt, wodurch eine dauerhaft gute Schaltwirkung der Löschkammer erreicht wird. Vorteilhaft kann das Ventil hülsenförmig ausgebildet sein (Hülsenventil), vorteilhaft so, dass es auf einem zylindrischen, den Abströmkanal beinhaltenden Abströmrohr gleitet. Das Ventil kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass es durch Druckdifferenzen schaltbar ist, oder dass es in Abhängigkeit von der Antriebsbewegung schaltbar ist.In the case that the expansion volume with both the outflow channel as Also connected to the reservoir volume is particularly advantageous Valve provided for closing the connection between the Expansion volume and the discharge channel at a switch-on and to open the connection between the expansion volume and the Outflow channel at a switch-off. This way, at a Switching off contaminated extinguishing gas from the expansion volume taken and at a power up to the reservoir volume issued. Contaminated extinguishing gas is in this way at each Switching cycle effectively removed from the extinguishing zone, creating a permanent good switching effect of the quenching chamber is achieved. This can be beneficial Valve be sleeve-shaped (sleeve valve), advantageously so that it on a cylindrical, the outflow channel-containing outflow pipe slides. For example, the valve may be configured to pass through Pressure differences is switchable, or that it depends on the Drive movement is switchable.

In dem Fall, dass das Expansionsvolumen sowohl mit dem Abströmkanal als auch mit dem Reservoirvolumen verbunden ist, ist besonders vorteilhaft ein Ventil vorgesehen zum Verschliessen der Verbindung zwischen dem Expansionsvolumen und dem Reservoirvolumen bei einem Ausschaltvorgang und zum Öffnen der Verbindung zwischen dem Expansionsvolumen und dem Reservoirvolumen bei einem Einschaltvorgang. Dadurch wird die oben beschriebene Wirkung des Differentialkolbens sichergestellt.In the case that the expansion volume with both the outflow channel as Also connected to the reservoir volume is particularly advantageous Valve provided for closing the connection between the Expansion volume and the reservoir volume at a switch-off and to open the connection between the expansion volume and the reservoir volume at a power-up. This will make the top described effect of the differential piston ensured.

Besonders vorteilhaft werden die beiden genannten Ventile aufgewiesen.Particularly advantageous, the two said valves are exhibited.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Kolben der das zweite Kompressionsvolumen beinhaltenden Kolben-Zylinder-Anordnung starr mit dem beweglichen Kontaktstück verbunden. Dies ist eine besonders einfache und robuste Realisierung der Bewegung dieses Kolbens. Dadurch kann ein getriebe- und kulissenfreier Antrieb des Kolbens erreicht werden. Vorteilhaft zeigen dieser Kolben und der Kolben der das zweite Kompressionsvolumen beinhaltenden Kolben-Zylinder-Anordnung gleichgerichtete und gegebenenfalls auch gleich grosse Bewegungen. Mit Vorteil ist auch der Kolben der das zweite Kompressionsvolumen beinhaltenden Kolben-Zylinder-Anordnung starr mit dem beweglichen Kontaktstück verbunden.In a particularly preferred embodiment, the piston is the second compression volume-containing piston-cylinder arrangement rigidly connected to the movable contact piece. This is a special one simple and robust realization of the movement of this piston. Thereby it is possible to achieve a transmission of the piston which is free of gears and gears. Advantageously, this piston and the piston show the second Compression volume-containing piston-cylinder arrangement rectified and possibly also equal movements. With Advantage is also the piston of the second compression volume including piston-cylinder assembly rigid with the movable Contact piece connected.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Heizvolumen mit dem ersten Kompressionsvolumen identisch. Auf diese Weise wird im wesentlichen ein Pufferschalter realisiert. Dieser hat eine sehr gute Schaltfähigkeit. In an advantageous embodiment, the heating volume with the first Compression volume identical. This essentially becomes one Buffer switch realized. This has a very good switching ability.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen dem Heizvolumen und dem ersten Kompressionsvolumen ein Rückheizventil angeordnet zum Separieren des ersten Kompressionsvolumens von dem Heizvolumen in dem Fall, dass in dem Heizvolumen ein Druck pH herrscht, der grösser ist als ein Druck p1 in dem ersten Kompressionsvolumen, und zum Verbinden des Heizvolumens mit dem ersten Kompressionsvolumen, falls in dem Heizvolumen ein Druck pH herrscht, der kleiner ist als ein Druck p1 in dem ersten Kompressionsvolumen. Dadurch wird im wesentlichen ein Selbstblasschalter realisiert. Dieser weist vorteilhaft das oben erwähnte Druckregelventil auf. Ein Selbstblasschalter ist bereits mit geringer Antriebsenergie schaltbar, bedarf also nur eines kleinen Antriebs.In another advantageous embodiment, a reheating valve is arranged between the heating volume and the first compression volume for separating the first compression volume from the heating volume in the event that a pressure p H prevails in the heating volume that is greater than a pressure p 1 in the first compression volume , and for connecting the heating volume with the first compression volume, if in the heating volume, a pressure p H prevails, which is smaller than a pressure p 1 in the first compression volume. As a result, a self-blow switch is essentially realized. This advantageously has the above-mentioned pressure control valve. A self-blow switch is already switchable with low drive power, so it only needs a small drive.

Ein erfindungsgemässer Hochleistungsschalter beinhaltet eine erfindungsgemässe Löschkammer und weist die entsprechenden Vorteile auf. Ein solcher Hochleistungsschalter kann gasisoliert sein (angeordnet in einer löschgasgefüllten geerdeten Kammer) oder auch als Freiluftschalter (mit einer Beschirmung auf dem Löschkammergehäuse) ausgebildet sein. Wenn der Hochleistungsschalter gasisoliert ist, kann gegebenenfalls auf ein Löschkammergehäuse verzichtet werden, wobei das Reservoirvolumen der Löschkammer dann identisch ist mit einem Reservoirvolumen des gasisolierten Hochleistungsschalters. Eine erfindungsgemässe Löschkammer kann selbstverständlich auch zusammen mit weiteren Unterbrechungseinheiten oder Schaltern, beispielsweise mit einem Vakuumschalter, kombiniert in einem Hochleistungsschalter eingesetzt werden.An inventive high-power switch includes a Inventive quenching chamber and has the corresponding advantages on. Such a high-power switch can be gas-insulated (arranged in a dust-filled grounded chamber) or as an outdoor switch be formed (with a shield on the quenching chamber housing). If the high-performance switch is gas-insulated, it may be switched on Löschkammergehäuse be omitted, the reservoir volume of the Extinguishing chamber is then identical to a reservoir volume of the gas insulated high power switch. An inventive extinguishing chamber Of course, together with others Interruption units or switches, for example with a Vacuum switch, combined used in a high power switch become.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Vorteile gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und den Figuren hervor. Further preferred embodiments and advantages will be apparent from the dependent claims and the figures.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1
eine Schnittfläche durch einen erfindungsgemässen Hochleistungsschalter als Pufferschalter, oben in geöffnetem, unten in geschlossenem Zustand;
Fig. 2
eine Schnittfläche durch einen erfindungsgemässen Hochleistungsschalter als Selbstblasschalter, oben in geöffnetem, unten in geschlossenem Zustand;
In the following, the subject invention will be explained in more detail with reference to preferred embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. They show schematically:
Fig. 1
a sectional area through a high-performance switch according to the invention as a buffer switch, at the top in the open state, at the bottom in the closed state;
Fig. 2
a sectional area through a high-performance switch according to the invention as a self-blowing switch, at the top in the open, at the bottom in the closed state;

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele stehen beispielhaft für den Erfindungsgegenstand und haben keine beschränkende Wirkung.The reference numerals used in the drawings and their meaning are listed in the list of references summarized. in principle are in the figures the same or equivalent parts with the same Provided with reference numerals. The described embodiments are exemplary of the subject invention and have no limiting Effect.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

Fig. 1 zeigt schematisch einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemässe Löschkammer, die vorteilhaft in einem Pufferschalter zum Einsatz kommt. Die obere, mit O gekennzeichnete Hälfte zeigt den geöffneten Zustand, die untere, mit C gekennzeichnete Hälfte, den geschlossenen Schaltzustand. Fig. 1 shows schematically a partial section through an inventive Extinguishing chamber, which is advantageously used in a buffer switch. The upper half marked O indicates the open state, the lower, marked with C half, the closed switching state.

Die Löschkammer ist im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut und weist eine Achse A auf. Die Löschkammer beinhaltet ein Löschgas, beispielsweise SF6 oder gegebenenfalls auch N2, vorteilhaft unter Druck, und ist hier umschlossen von einem elektrisch isolierenden Löschkammergehäuse 16, welches ein Reservoirvolumen 17 beinhaltet. Das Gehäuse 16 wird typischerweise an beiden Enden von nicht dargestellten, metallischen Anschlussflanschen abgeschlossen. Wird der Leistungsschalter in einer metallgekapselten gasisolierten Hochspannungsanlage eingesetzt, so kann gegebenenfalls auf das Gehäuse 16 verzichtet werden; in diesem Fall könnte die metallische Kapselung der Hochspannungsanlage die Löschkammer begrenzen. Eine in der Regel vorhandene Nennstrombahn ist zugunsten einer besseren Anschaulichkeit nicht dargestellt.The quenching chamber is constructed essentially rotationally symmetrical and has an axis A. The quenching chamber contains an extinguishing gas, for example SF 6 or optionally also N 2 , advantageously under pressure, and is enclosed here by an electrically insulating quenching chamber housing 16, which contains a reservoir volume 17. The housing 16 is typically terminated at both ends by non-illustrated metallic terminal flanges. If the circuit breaker is used in a metal-enclosed gas-insulated high-voltage system, it may be possible to dispense with the housing 16; In this case, the metallic encapsulation of the high-voltage system could limit the quenching chamber. A generally existing rated current path is not shown in favor of a better vividness.

Die Löschkammer weist einen elektrisch leitenden ersten, feststehenden Kontakt 1 und einen elektrisch leitenden beweglichen Kontakt 2 auf. Bei bestimmten Leistungsschaltertypen ist es jedoch möglich, dass der Kontakt 1 ebenfalls beweglich ausgebildet ist. Im geschlossenen Zustand liegt der bewegliche Kontakt 2 mit seinem dem feststehenden Kontakt 1 zugewandten Ende federnd auf dem feststehenden Kontakt 1 auf. Der bewegliche Kontakt 2 weist einen zylindrisch ausgebildeten metallischen Schaft auf, der sich in die dem feststehenden Kontakt 1 entgegengesetzte Richtung erstreckt und ein Abströmrohr 12 bildet, welches innen einen zylindrisch ausgebildeten Abströmkanal 13 beinhaltet. Der bewegliche Kontakt 2 macht bei einer Schaltbewegung eine Bewegung entlang der Achse A. Er ist angetrieben durch einen nicht-dargestellten Antrieb.The quenching chamber has an electrically conductive first, fixed Contact 1 and an electrically conductive movable contact 2 on. at However, certain circuit breaker types it is possible that the contact 1 is also designed to be movable. In the closed state is the movable contact 2 with its fixed contact 1 facing End resiliently on the fixed contact 1. The moving contact 2 has a cylindrically shaped metallic shank, which is in extending the fixed contact 1 opposite direction and forms a discharge pipe 12, which inside a cylindrically shaped Outflow channel 13 includes. The movable contact 2 does at one Switching movement a movement along the axis A. He is driven by a non-illustrated drive.

Werden die beiden Kontaktstücke 1,2 mittels des Antriebs voneinander getrennt (Ausschaltvorgang), so bildet sich zwischen ihnen ein Lichtbogen 4 aus, welcher das in einer zwischen den Kontaktstücken 1,2 angeordneten Löschzone 3 vorhandene Gas erhitzt und verunreinigt. Dieses Gas kann zwischen einer Isolierdüse 11a und dem Festkontakt 1 entweichen, ebenso kann das Gas in die dem Festkontakt 1 abgewandte Richtung in den Abströmkanal 13 expandieren, und es kann durch einen Heizkanal 6 entweichen, welcher gebildet wird durch einen Zwischenraum zwischen der Isolierdüse 11a und einer an dem beweglichen Kontaktstück 2 angeordneten Hilfsdüse 11b.Be the two contacts 1,2 by means of the drive from each other disconnected (switch-off), an arc 4 is formed between them from, which arranged in a between the contact pieces 1.2 Extinguishing zone 3 existing gas heated and contaminated. This gas can escape between an insulating nozzle 11a and the fixed contact 1, as well can the gas in the fixed contact 1 facing away from the direction Outflow channel 13 expand, and it can by a heating channel. 6 escape, which is formed by a gap between the Isolierdüse 11 a and one arranged on the movable contact piece 2 Auxiliary nozzle 11b.

An die Bewegung des zweiten Kontaktstücks 2 ist auch die Bewegung der Düsen 1 1 a, 1 1 b und die Bewegung eines Kolbens K2 gekoppelt. Die Kopplung zwischen beweglichem Kontakt 2 und Isolierdüse 11a ist durch eine Wirkungslinie 23 veranschaulicht. Im dargestellten Fall liegt bei diesen Kopplungen eine mechanische starre Kopplung vor. Es sind aber beispielsweise auch Getriebe dazwischenschaltbar. An Stellen, wo es zu gegenseitigen Berührungen zwischen bewegten und feststehenden Teilen (oder zwischen verschiedenartig bewegten Teilen) kommt, sind druckdichte Lagerungen vorzusehen, welche auf eine der bekannten Arten ausführbar sind und durch schwarze Kreise veranschaulicht sind.To the movement of the second contact piece 2 is also the movement of the Nozzle 1 1 a, 1 1 b and the movement of a piston K2 coupled. The Coupling between the movable contact 2 and the insulating nozzle 11a is through a line of action 23 illustrates. In the case illustrated lies with these Couplings before a mechanical rigid coupling. But they are For example, gear in between switchable. In places where it is too mutual contact between moving and stationary parts (or between variously moving parts) are, are pressure-tight Provide storage, which executable in one of the known types are and are illustrated by black circles.

Durch den Antrieb wird ein erstes Kompressionsvolumen 7, welches im dargestellten Falle gleich einem Heizvolumen 5 ist, verkleinert. Das erste Kompressionsvolumen 7 weist einen kreisringförmigen Zylinderboden B1, Zylinderwände Z1 und einen kreisringförmigen Kolben K1 auf. Letzterer wird in der dargestellten Ausführungsform durch die Isolierdüse 11 a gebildet. Im allgemeinen ist eine Ausführung von Isolierdüse 1 1 a und Kolben K1 als separate, vorzugsweise aneinandergrenzende Teile bevorzugt.By the drive, a first compression volume 7, which in the shown case equal to a heating volume 5, reduced. The first Compression volume 7 has an annular cylinder bottom B1, Cylinder walls Z1 and an annular piston K1. The latter will formed in the illustrated embodiment by the insulating nozzle 11 a. in the In general, an embodiment of the insulating nozzle 1 1 a and piston K1 as separate, preferably contiguous parts preferred.

Eine zweite Kolben-Zylinder-Anordnung, bestehend aus dem zweiten, kreisringförmigen Kolben K2, einem zweiten, kreisringförmigen Zylinderboden B2 und Zylinderwänden Z2, beinhaltet ein zweites Kompressionsvolumen 8. Bei einem Ausschaltvorgang wird auch das zweite Kompressionsvolumen verkleinert. Über einen Zuströmkanal 9 sind das erste und das zweite Kompressionsvolumen 1,2 miteinander verbunden. Löschgas, das bei Verkleinerung des Kompressionsvolumens 8 in den Zuströmkanal 9 gedrückt wird, wird zuvor am Boden B2 umgelenkt. Der durch die Kompression des in den beiden Kompressionsvolumina 1,2 vorhandenen Löschgases entstehende Überdruck wird durch den Heizkanal 6 abgebaut und dient auf diese Weise der Beblasung des Lichtbogens 4, welcher dadurch gelöscht wird. Die zur Lichtbogenlöschung zur Verfügung stehende Gasmenge wird also durch die Gasmenge bestimmt, die von den beiden Kompressionsvolumina 7,8 zusammen zur Verfügung gestellt wird.A second piston-cylinder arrangement, consisting of the second, annular piston K2, a second, annular Cylinder bottom B2 and cylinder walls Z2, includes a second Compression volume 8. When a switch-off is the second Reduced compression volume. About an inflow channel 9 are the first and the second compression volume 1,2 connected together. Extinguishing gas, in the reduction of the compression volume 8 in the inflow 9 is pressed, is previously deflected at the bottom B2. The one by the Compression of existing in the two compression volumes 1.2 Extinguishing gas resulting pressure is reduced by the heating channel 6 and serves in this way the blowing of the arc 4, which thereby is deleted. The available for arc quenching Gas quantity is thus determined by the amount of gas, that of the two Compression volumes 7.8 is provided together.

Die beiden Kompressionsvolumina 7,8 sind bezüglich der Achse A hintereinander angeordnet, wodurch eine schlanke Bauform der Löschkammer erreicht wird. Die Länge einer Löschkammer ist im allgemeinen durch eine maximal für die Löschkammer vorgesehene Spannung gegeben, die zwischen den Kontaktstücken anliegt. Zum Erzielen eines vorteilhaften geringen Bauvolumens ist ein geringer Löschkammerdurchmesser, wie er durch die Hintereinanderanordnung der beiden Kompressionsvolumina 7,8 erreicht wird, wünschenswert.The two compression volumes 7, 8 are relative to the axis A. arranged one behind the other, creating a slim design of the Extinguishing chamber is reached. The length of a quenching chamber is in general provided by a maximum for the quenching chamber Tension is given, which rests between the contact pieces. To achieve an advantageous small construction volume is a small extinguishing chamber diameter, as he did by the arrangement of the two Compression volume 7.8 is reached, desirable.

Durch die Bwegung des zweiten Kolbens K2 wird auch ein drittes Volumen, welches als Expansionsvolumen 10 bezeichet ist, verändert. Das Expansionsvolumen 10 ist in einer dritten Kolben-Zylinder-Anordnung angeordnet, welche gebildet wird von einem dritten Kolben K3, welcher hier identisch ist mit dem zweiten Kolben K2, und einem dritten Zylinderboden B3, welcher im wesentlichen von dem Zylinderboden B1 gebildet wird, und von dritten Zylinderwänden Z3, welche im wesentlichen identisch mit den Zylinderwänden Z2 sind. Eine Volumenänderung des zweiten Kompressionsvolumens 8 hat eine entgegengesetzte Volumenänderung des Expansionsvolumens 10 zur Folge, welche im dargestellten Fall auch im Betrag gleich gross ist. Das Expansionsvolumens 10 teilt sich mit dem zweiten Kompressionsvolumen 8 im wesentlichen denselben physikalischen Raum.By Bwegung the second piston K2 is also a third volume, which is referred to as expansion volume 10, changed. The Expansion volume 10 is in a third piston-cylinder arrangement arranged, which is formed by a third piston K3, which here is identical to the second piston K2, and a third cylinder bottom B3, which is formed essentially by the cylinder bottom B1, and third cylinder walls Z3, which are substantially identical to the Cylinder walls Z2 are. A volume change of the second Compression volume 8 has an opposite volume change of Expansion volume 10 result, which in the case shown in the Amount is the same. The expansion volume 10 shares with the second compression volume 8 substantially the same physical Room.

In der dargestellten Ausführungsform ist das Expansionsvolumen 10 mittels einer Verbindungsöffnung 14 zum Abströmkanal 13 hin geöffnet. Sie wird beispielsweise durch eine Öffnung oder mehrere Öffnungen in dem Abströmrohr gebildet. Während eines Ausschaltvorgangs kann durch die Verbindungsöffnung 14 Gas, insbesondere verunreinigtes Gas, aus dem Abströmkanal 13 in das Expansionsvolumen 10 strömen. Dadurch wird nicht nur gewährleistet, dass im Expansionsvolumen 10 kein Unterdruck entsteht, der den Antrieb zusätzlich belasten würde, sondern es kann sogar eine Antriebsunterstützung erreicht werden durch das aus der Löschzone 3 abund in das Expansionsvolumen 10 einströmende erhitzte Gas. Zudem wird eine verbesserte Beblasung erreicht, weil durch die Verbindungsöffnung 14 Gas aus der Löschzone 3 abgesaugt wird, wodurch verunreinigtes Gas aus der Löschzone 3 abgesaugt wird und mehr Gas zur Beblasung des Lichtbogens 4 durch den Heizkanal 6 in die Löschzone strömen kann.In the illustrated embodiment, the expansion volume 10 by means a connection opening 14 to the discharge channel 13 out. she will for example, through an opening or multiple openings in the Outflow formed. During a shutdown process can be due to the Connection opening 14 Gas, in particular contaminated gas from the Outflow channel 13 flow into the expansion volume 10. It will not only ensures that in the expansion volume 10 no negative pressure arises, which would additionally burden the drive, but it can even one Drive support can be achieved by the out of the extinguishing zone 3 abund in the expansion volume 10 incoming heated gas. In addition, will achieved an improved blowing, because through the connection opening 14th Gas is sucked out of the extinguishing zone 3, whereby polluted gas from the extinguishing zone 3 is sucked off and more gas for blowing the Arc 4 can flow through the heating channel 6 in the extinguishing zone.

Im allgemeinen sind an dem dem erste Kontaktstück 1 abgewandten Ende des Abströmkanals 13 im Abströmrohr 12 Öffnungen zu, Reservoirvolumen 17 vorgesehen. Diese können bei vorhandener Verbindungsöffnung 14 kleiner dimensionsiert werden oder eventuell ganz weggelassen werden, wodurch eine verbesserte Antriebsunterstützung erreicht werden kann.In general, at the end facing away from the first contact piece 1 the outflow channel 13 in the outflow pipe 12 openings to, reservoir volume 17 provided. These can be present at the connection opening 14th be made smaller or may be omitted altogether, whereby an improved drive support can be achieved.

Ausserdem ist in der Ausführungsform gemäss Fig. 1 noch eine Abströmöffnung 15 vorgesehen, welche das Expansionsvolumen 10 mit dem Reservoirvolumen 17 verbindet und welche kanalförmig als ein Auslasskanal 15 ausgebildet ist. Es sind typischerweise mehrere solche, den Zuströmkanal 9 kreuzende und den Auslasskanal 15 bildende einzelne Kanäle vorgesehen. In addition, in the embodiment according to FIG. 1 there is one more Outflow opening 15 is provided which the expansion volume 10 with the Reservoir volume 17 connects and which channel-shaped as an outlet channel 15 is formed. There are typically several such, the inflow channel 9 crossing and the outlet channel 15 forming individual channels provided.

Bei einem Abschaltvorgang kann durch den Auslasskanal 15 verunreinigtes Gas aus dem Expansionsvolumen 10 in das Reservoirvolumen 17 ausgestossen werden. Das Expansionsvolumen 10 dient insofern als ein Auspuffvolumen und die Abströmöffnung 15 als Auspuff.In a shutdown can be contaminated by the outlet channel 15 Gas from the expansion volume 10 in the reservoir volume 17th be ejected. The expansion volume 10 serves as a Exhaust volume and the discharge opening 15 as an exhaust.

Die Abströmöffnung 15 kann zusätzlich oder alternativ zu der Verbindungsöffnung 14 vorgesehen sein. Durch entsprechende Dimensionierung der Abströmöffnung 15 und der Verbindungsöffnung 14 sind die Gasströme in das Expansionsvolumen 10 und aus diesem heraus regulierbar, so dass beispielsweise mehr oder weniger Antriebsunterstützung durch den Gasstrom erreicht wird oder ein verstärkter Ausstoss verunreinigten Gases in das Reservoirvolumen 17.The discharge opening 15 may additionally or alternatively to the Connection opening 14 may be provided. By appropriate Dimensioning of the outflow opening 15 and the connection opening 14 the gas streams are in and out of the expansion volume 10 adjustable, so for example more or less Drive support is achieved by the gas flow or a reinforced Discharge of contaminated gas in the reservoir volume 17th

Während eines Einschaltvorgangs bewegt sich das Kontaktstück 2 sowie die drei Kolben K1, K2, K3 so, dass die Kompressionsvolumina 7,8 vergrössert und das Expansionsvolumen 10 verkleinert wird. Vorteilhaft kann durch ein Einlassventil 22 sauberes Löschgas in die Kompressionsvolumina 7,8 eingesaugt werden, so dass für einen späteren Ausschaltvorgang sauberes Gas für die Lichtbogenbeblasung vorhanden ist. Dieses Ventil 22 ist, wie auch die weiteren in den Figs. 1,2 dargestellten Ventile, schematisch dargestellt durch Öffnungen, die mittels einer Ventilscheibe abgedeckt werden können, wobei meistens noch ein den Hub der Ventilscheibe begrenzender Anschlag dargestellt ist. Aus dem Expansionsvolumen 10 wird das verunreinigte Gas durch den Auslasskanal 15 in das Reservoirvolumen 17 und/oder durch die Verbindungsöffnung 14 in den Abströmkanal 13 ausgestossen. Vorteilhaft werden die Abströmöffnung 15 und die Verbindungsöffnung 14 so dimensioniert, dass der überwiegende Teil des aus dem Expansionsvolumen 10 ausgestossenen Gases in das Reservoirvolumen 17 gelangt. During a switch-on, the contact piece 2 moves as well as the three pistons K1, K2, K3 so that the compression volume increases 7.8 and the expansion volume 10 is reduced. Advantageously, by a Inlet valve 22 clean extinguishing gas in the compression volumes 7.8 be sucked in, so clean for a later turn-off Gas is present for the arc blowing. This valve 22 is how also the others in Figs. 1.2 valves shown schematically represented by openings covered by a valve disc can be, with most still one the stroke of the valve disc limiting stop is shown. From the expansion volume 10 is the contaminated gas through the outlet channel 15 in the reservoir volume 17 and / or through the connection opening 14 in the outflow 13th pushed out. Advantageously, the discharge opening 15 and the Connection opening 14 dimensioned so that the majority of the from the expansion volume 10 expelled gas in the Reservoir volume 17 passes.

Vorteilhaft ist das Einlassventil 22 nicht in der Nähe der Abströmöffnung 15 angeordnet, wie es auch in Fig. 1 dargestellt ist. Dadurch wird ein Einsaugen von verunreinigtem Gas durch das Einlassventil 22 vermieden.Advantageously, the inlet valve 22 is not in the vicinity of the discharge opening 15th arranged, as shown in Fig. 1. This will be an intake avoided by contaminated gas through the inlet valve 22.

In Fig. 1 sind die wesentlichen Gasströme durch gestrichelte Linien angedeutet. Oben, im geöffneten Zustand O, für das Einschalten, unten, im geschlossenen Zustand C, für das Ausschalten.In Fig. 1, the main gas flows are indicated by dashed lines indicated. Above, in open state O, for turning on, below, in closed state C, for switching off.

In der Löschkammer in Fig. 1 ist noch ein optionales Druckregelventil 20 vorgesehen, welches in dem Zuströmkanal 9 angeordnet ist. Ohne das Druckventil 20 ist der Zuströmkanal 9 als Verbindung der beiden Kompressionsvolumina 7 und 8 ständig geöffnet. Das Druckregelventil 20 öffnet den Zuströmkanal 9 nur dann, wenn ein in dem zweiten Kompressionsvolumen 8 herrschender Druck p2 um mindestens einen vorgebbaren Differenzdruck Δp ≥ 0 grösser ist als ein in dem ersten Kompressionsvolumen 7 herrschender Druck p1 (wobei hier p1 gleich pH, dem Druck in dem Heizvolumen 5 ist, welches bei dem in Fig.1 dargestellten Pufferschalter gleich dem ersten Kompressionsvolumen 7 ist). Zur Veranschaulichung dessen ist zwischen der Ventilscheibe und dem Anschlag des schematisch dargestellten Druckregelventils 20 eine Feder dargestellt, welche das Ventil 20 zu schliessen bestrebt ist.In the quenching chamber in Fig. 1, an optional pressure control valve 20 is provided, which is arranged in the inflow channel 9. Without the pressure valve 20, the inflow channel 9 is constantly open as a connection of the two compression volumes 7 and 8. The pressure regulating valve 20 opens the inflow channel 9 only if a pressure p 2 prevailing in the second compression volume 8 is greater by at least one presettable differential pressure Δp ≥ 0 than a pressure p 1 prevailing in the first compression volume 7 (where p 1 equals p H , is the pressure in the heating volume 5, which is equal to the first compression volume 7 in the buffer switch shown in Fig.1). To illustrate this, a spring is shown between the valve disc and the stop of the pressure control valve 20 shown schematically, which endeavors to close the valve 20.

In Fig. 2 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es ist eine Löschkammer für einen Selbstblasschalter. Diese Löschkammer entspricht weitgehend der in Fig. 1 dargestellten Löschkammer und wird ausgehend davon beschrieben. Auch die Darstellungen der Löschkammern in den Figs. 1 und 2 entsprechen einander.In Fig. 2 is a further advantageous embodiment of the invention shown. It is an extinguishing chamber for a self-blowing switch. These Extinguishing chamber largely corresponds to that shown in Fig. 1 Extinguishing chamber and is described starting from it. Also the Representations of the extinguishing chambers in Figs. 1 and 2 correspond to each other.

Die Löschkammer in Fig. 2 weist ein Rückheizventil 21 auf. Das Rückheizventil 21 separiert, wenn es geschlossen ist, das erste Kompressionsvolumen 7 von dem Rückheizvolumen 5. Es ist so gestaltet, dass es sich öffnet, wenn der Druck pi im ersten Kompressionsvolumen 7 grösser als der Druck pH in dem Heizvolumen 5 ist. Dadurch wird das Anstehen grösser Drücke, wie sie durch das Entflammen des Lichtbogens 4 entstehen, an dem Kolben K1 vermieden. Und die Löschkammer kann mit einem kleineren Antrieb, also mit geringerer Antriebsenergie betrieben werden.The quenching chamber in Fig. 2 has a Rückheizventil 21. The Rückheizventil 21 separates when it is closed, the first compression volume 7 of the Rückheizvolumen 5. It is designed so that it opens when the pressure pi in the first compression volume 7 is greater than the pressure p H in the heating volume 5. As a result, the queuing of greater pressures, such as those resulting from the ignition of the arc 4, on the piston K1 is avoided. And the quenching chamber can be operated with a smaller drive, so with less drive energy.

Weiterhin sind in Fig. 2 noch an der Verbindungsöffnung 14 ein vorteilhaft als Hülsenventil 18 ausgebildetes Ventil 18 und an der Abströmöffnung 15 ein Auslassventil 19 vorgesehen. Diese Ventile sind einzeln oder vorteilhaft zusammen einsetzbar. Das jeweilige Ventil 18,19 ist auch dann einsetzbar, wenn nur eine der zwei Öffnungen 14,1 5 vorgesehen sind. Das oder die Ventile 18,19 sind ebenfalls bei einem Pufferschalter (siehe Fig. 1) vorteilhaft einsetzbar.Furthermore, in Fig. 2 still at the connection opening 14 an advantageous as a sleeve valve 18 formed valve 18 and at the discharge opening 15th an exhaust valve 19 is provided. These valves are single or advantageous can be used together. The respective valve 18, 19 can also be used if only one of the two openings 14.1 5 are provided. That or the Valves 18, 19 are also advantageous with a buffer switch (see FIG. 1) used.

Das Ventil 18 öffnet während eines Ausschaltvorgangs die Verbindung zwischen Abströmkanal 13 und Expansionsvolumen 10. Somit kann der Antrieb durch die dadurch entstehende Gasströmung verunreinigten Gases gegen den Kolben K3 unterstützt werden. Während eines Einschaltvorgangs verschliesst das Ventil 18 diese Verbindung, so dass das im Expansionsvolumen 10 vorhandene verunreinigte Löschgas während der Verringerung des Expansionsvolumens 10 durch die Bewegung des Kolbens K3 nicht in den Abströmkanal 13, sondern nur in das Reservoirvolumen 17 ausgestossen wird. Entsprechend gelangt über den Abströmkanal 13 weniger oder kein verunreinigtes Gas in die Löschzone 3, so dass verbesserte Schalteigenschaften erreicht werden.The valve 18 opens during a shutdown the connection between discharge channel 13 and expansion volume 10. Thus, the Drive through the resulting gas flow contaminated gas be supported against the piston K3. During a switch-on process closes the valve 18 this connection, so that in the Expansion volume 10 available contaminated extinguishing gas during the Reduction of the expansion volume 10 by the movement of the piston K3 not in the outflow channel 13, but only in the reservoir volume 17th is ejected. Accordingly passes through the discharge channel 13 less or no contaminated gas into the quenching zone 3, so that improved switching properties be achieved.

Vorteilhaft ist das Ventil 18 als ein Hülsenventil 18 ausgebildet, welches im wesentlichen aus einer Hülse 18 besteht, welche im wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist und auf dem Abströmrohr 12 gleitend gelagert ist. Im Falle einer vertikal gelagerten Löschkammer (vertikal mit der Gravitation nach unten gerichtete Bewegung des beweglichen Kontaktstücks 2 beim Ausschalten) liegt die Hülse 18 an dem Kolben K3 oder einem nicht-dargestellten Anschlag an und verschliesst die Verbindungsöffnung 14. Einzig während eines Ausschaltvorgangs wird die Verbindungsöffnung 14 freigegeben, weil die Hülse 18 aufgrund ihrer Trägheit oben stehen bleibt, während das Abströmrohr 12 sich nach unten bewegt. Am Ende der Ausschaltbewegung bewegt sich dann die Hülse 18 herunter (aufgrund der Gravitation) und verschliesst die Verbindungsöffnung 14. Im Falle von horizontal ausgerichteten Löschkammern kann die entsprechende Bewegung der Hülse beispielsweise durch eine Feder realisiert werden, die bestrebt ist, die Hülse in die Position zu bewegen, in der die Verbindungsöffnung 14 geschlossen ist. Hülsenventile sind auch in anderen Schaltern und/oder Löschkammern einsetzbar, bei denen es gilt, eine oder mehrere Öffnungen in einem zylindrischen Teil des Schalters zu öffnen und zu verschliessen. Die Hülse kann, wie dargestellt, aussen auf dem zylindrischen Teil (wie beispielsweise auf dem Abströmrohr 12) oder auch darin angeordnet sein. Selbstverständlich ist ein Hülsenventil nicht auf kreisförmige Querschnitte beschränkt, sondern auch einsetzbar, wenn der Teil des Schalters, der die zu verschliessenden Öffnungen aufweist, einen ovalen oder eckigen Querschnitt aufweist oder eine sonstige im wesentlichen prismatische Form aufweist.Advantageously, the valve 18 is designed as a sleeve valve 18, which in consists essentially of a sleeve 18 which is substantially tubular is formed and is slidably mounted on the outlet pipe 12. In the event of a vertically mounted quenching chamber (vertically with the gravitational to directed downward movement of the movable contact piece 2 at Turn off), the sleeve 18 is located on the piston K3 or a non-illustrated Stop and closes the connection opening 14th Only during a turn-off operation, the connection opening 14 released because the sleeve 18 stops up due to its inertia, while the discharge pipe 12 moves down. At the end of Ausschaltbewegung then moves down the sleeve 18 (due to the Gravity) and closes the connection opening 14. In the case of horizontally aligned extinguishing chambers can be the appropriate movement the sleeve can be realized for example by a spring which endeavors to move the sleeve into the position in which the connection opening 14th closed is. Sleeve valves are also available in other switches and / or Can be used where it applies, one or more openings in a cylindrical part of the switch to open and close. The Sleeve can, as shown, outside on the cylindrical part (like for example, on the outflow pipe 12) or also be arranged therein. Of course, a sleeve valve is not on circular cross sections limited, but also usable, if the part of the switch to which the has closing openings, an oval or square cross-section or has another substantially prismatic shape.

Das Ventil 18 kann aber auch als ein Klapperventil ausgebildet sein.The valve 18 may also be designed as a rattle valve.

Das Auslassventil 19 dient dazu, die Abströmöffnung 15 während eines Ausschaltvorgangs zu verschliessen und während eines Einschaltvorgangs zu öffnen. Es kann vorteilhaft hub- oder druckabhängig arbeiten, so dass ein optimaler Auspuffdruck eingestellt werden kann. Es ist auch möglich, das Auslassventil 19, ähnlich wie das Ventil 18, als eine Hülse auszubilden. The outlet valve 19 serves to the outflow opening 15 during a Close shutdown and during a power up to to open. It can work advantageously stroke- or pressure-dependent, so that a optimal exhaust pressure can be adjusted. It is also possible that Exhaust valve 19, similar to the valve 18, as a sleeve form.

Während eines Ausschaltvorgangs verhindert das Auslassventil 19, dass der durch die Verbindungsöffnung 14 in das Expansionsvolumen 10 eindringende Gasstrom in das Reservoirvolumen 17 austreten kann. Auf diese Weise kann eine maximale Antriebsunterstützung erreicht werden. Während eines Einschaltvorgangs kann verunreinigtes Gas durch die Abströmöffnung 15 in das Reservoirvolumen 17 abgegeben werden, so dass die Löschzone 3 durch das verunreinigte Gas nicht verunreinigt wird. Vorteilhaft öffnet das Auslassventil 19 die Abströmöffnung 15 erst im offenen Zustand O, also wenn der Antrieb das bewegliche Kontaktstück 2 nicht mehr antreibt.During a turn-off operation prevents the exhaust valve 19 that the through the connection opening 14 in the expansion volume 10th penetrating gas flow can escape into the reservoir volume 17. On In this way, maximum drive assistance can be achieved. During a switch-on process, contaminated gas may leak through the Abströmöffnung 15 are discharged into the reservoir volume 17, so that the extinguishing zone 3 is not contaminated by the contaminated gas. Advantageously, the outlet valve 19 opens the discharge opening 15 only in open state O, so if the drive is the movable contact piece. 2 no longer drives.

In der in Fig. 2 dargestellten Löschkammer ist kein Druckregelventil 20 vorgesehen, wie in Fig. 1. Der Einsatz eines solchen Ventils 20 ist aber auch in einem Selbstblasschalter möglich.In the quenching chamber shown in Fig. 2 is not a pressure control valve 20th provided, as in Fig. 1. However, the use of such a valve 20 is also possible in a Selbstblasschalter.

Eine besonders einfache Löschkammer ergibt sich, wenn es keine Verbindungsöffnung 14 gibt und somit auch kein Ventil 18, und wenn auch noch auf ein Auslassventil 19 verzichtet wird, so dass die Abströmöffnung 15 stets geöffnet ist. Der Kolben K2,K3 wirkt dann nicht als ein Differentialkolben, und der Antrieberhält keine Unterstüzung.A particularly simple quenching chamber results when there is no Connection opening 14 and thus also no valve 18, and although is still dispensed with an outlet valve 19, so that the discharge opening 15 is always open. The piston K2, K3 then does not act as a Differential piston, and the Antrieber does not support.

Die dargestellten Löschkammern beinhalten einen ersten Kolben K1 einer ersten Kolben-Zylinder-Anordnung, welche das erste Kompressionsvolumen 7 beinhaltet, und einen zweiten Kolben K2 einer zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung, welche das zweite Kompressionsvolumen 8 beinhaltet. Die beiden Kompressionsvolumina 7,8 sind dabei derart angeordnet und miteinander verbunden, dass eine Veränderung eines der beiden Kompressionsvolumina 7,8 eine gleich grosse Veränderung des von den Kompressionsvolumina 7,8 gebildeten Gesamtvolumens bewirkt. Dies kann, wie dargestellt, erreicht werden, ohne dass eine gegenläufige Bewegung der beiden Kolben K1, K2 notwendig wäre.The illustrated extinguishing chambers include a first piston K1 a first piston-cylinder arrangement, which is the first compression volume 7, and a second piston K2 of a second piston-and-cylinder arrangement, which includes the second compression volume 8. The two compression volumes 7,8 are arranged and connected to each other, that is a change of one of the two Compression volumes 7.8 an equal change of the Compression volume causes 7.8 total volume formed. This can, As shown, can be achieved without an opposite movement of the Both pistons K1, K2 would be necessary.

Während eines Schaltvorganges bewegen sich die Kolben K1, K2, K3 in den oben diskutierten Ausführungsformen parallel und mit derselben Geschwindigkeit und nur in eine Richtung. Sie bewegen sich kontinuierlich während eines Schaltvorganges. Es ist aber auch möglich, andere Bewegungen vorzusehen, welche eine oder mehrere dieser Eigenschaften nicht aufweisen, insbesondere Bewegungen, mit verschiedenartigen Geschwindigkeiten für verschiedene Kolben, beispielsweise erzeugt mittels Getrieben, Übersetzungen oder Kulissen. Auch gegensinnige Bewegungen von Kolben, insbesondere von den Kolben K1 und K2 sind möglich.During a switching operation, the pistons K1, K2, K3 move in the embodiments discussed above in parallel and with the same Speed and only in one direction. They move continuously during a switching process. It is also possible, others Provide movements that one or more of these properties do not have, in particular movements, with various types Speeds for different pistons, for example, generated by means Geared, translations or scenes. Also opposing movements of pistons, in particular of the pistons K1 and K2 are possible.

In den oben dargestellten Ausführungsbeispielen wird die innere Zylinderwand des im wesentlichen hohlzylinderförmigen Zuströmkanals 9 im wesentlichen von der äusseren Wand des Hohlzylinders Z2 gebildet. Es ist auch möglich, die Löschkammer derart zu gestalten, dass die innere Zylinderwand des Zuströmkanals 9 durch das Abströmrohr 12 gebildet wird und die äussere Zylinderwand des Zuströmkanals 9 durch die äussere Wand des Hohlzylinders Z2. Die Abströmöffnung 15 könnte dann als einfache Öffnung in der äusseren Wand des Hohlzylinders Z2 ausgebildet sein statt als ein Kanal. Eine solche Ausführungsform ist vorteilhaft, beispielsweise wenn keine Verbindungsöffnung 14 vorgesehen ist.In the embodiments shown above, the inner Cylinder wall of the substantially hollow cylindrical inflow channel 9 in essentially formed by the outer wall of the hollow cylinder Z2. It is also possible to make the extinguishing chamber such that the inner Cylinder wall of the inflow channel 9 is formed by the outflow pipe 12 and the outer cylinder wall of the inflow channel 9 through the outer wall of the hollow cylinder Z2. The discharge opening 15 could then be as simple Opening in the outer wall of the hollow cylinder Z2 be formed instead as a channel. Such an embodiment is advantageous, for example if no connection opening 14 is provided.

Durch das Variieren der Totvolumina der ersten und der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung ist es möglich, auch ohne ein Druckregelventil 20 in den beiden Kompressionsvolumina 7,8 verschieden grosse Drücke pi, p2 zu erzielen. By varying the dead volumes of the first and the second piston-cylinder arrangement, it is possible, without a pressure control valve 20 in the two compression volumes 7.8 different pressures pi, p 2 to achieve.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
erstes Kontaktstück (feststehendes Kontaktstück)first contact piece (fixed contact piece)
22
zweites Kontaktstück (bewegliches Kontaktstück)second contact piece (movable contact piece)
33
Löschzoneextinguishing zone
44
LichtbogenElectric arc
55
Heizvolumenheating volume
66
Heizkanalheating duct
77
erstes Kompressionsvolumenfirst compression volume
88th
zweites Kompressionsvolumensecond compression volume
99
Zuströmkanalinflow
1010
Expansionsvolumenexpansion volume
11a11a
Düse, IsolierdüseNozzle, insulating nozzle
11b11b
Düse, HilfsdüseNozzle, auxiliary nozzle
1212
Abströmrohroutflow pipe
1313
Abströmkanaloutflow channel
1414
Verbindungsöffnung (zwischen Expansionsvolumen und Abströmkanal)Connection opening (between expansion volume and outflow channel)
1515
Abströmöffnung, Auslasskanal (zwischen Expansionsvolumen und Reservoirvolumen)Outlet opening, outlet channel (between expansion volume and Reservoir volume)
1616
Löschkammergehäuse, IsoliergehäuseExtinguishing chamber housing, insulating housing
1717
Reservoirvolumen, TankvolumenReservoir volume, tank volume
1818
Ventil, HülsenventilValve, sleeve valve
1919
Ventil, AuslassventilValve, exhaust valve
2020
Ventil, DruckregelventilValve, pressure control valve
2121
Ventil, Rückheizventil, KlapperventilValve, reheat valve, rattle valve
2222
Ventil, EinlassventilValve, inlet valve
2323
Wirkungslinieline of action
AA
Achse der LöschkammerAxle of the quenching chamber
B1B1
Zylinderboden der ersten Kolben-Zylinder-AnordnungCylinder bottom of the first piston-cylinder arrangement
B2B2
Zylinderboden der zweiten Kolben-Zylinder-AnordnungCylinder bottom of the second piston-cylinder arrangement
B3B3
Zylinderboden der dritten Kolben-Zylinder-AnordnungCylinder bottom of the third piston-cylinder arrangement
CC
geschlossen (closed)closed
K1K1
Kolben der ersten Kolben-Zylinder-AnordnungPiston of the first piston-cylinder arrangement
K2K2
Kolben der zweiten Kolben-Zylinder-AnordnungPiston of the second piston-cylinder arrangement
K3K3
Kolben der dritten Kolben-Zylinder-AnordnungPiston of the third piston-cylinder arrangement
OO
geöffnet (open)opened (open)
P1 P 1
Druck im ersten KompressionsvolumenPressure in the first compression volume
P2 P 2
Druck im zweiten KompressionsvolumenPressure in the second compression volume
PH P H
Druck im HeizvolumenPressure in the heating volume
ΔpAp
Differenzdruck p2 - p1Differential pressure p 2 - p1
Z1Z1
Zylinderwand der ersten Kolben-Zylinder-AnordnungCylinder wall of the first piston-cylinder arrangement
Z2Z2
Zylinderwand der zweiten Kolben-Zylinder-AnordnungCylinder wall of the second piston-cylinder arrangement
Z3Z3
Zylinderwand der dritten Kolben-Zylinder-AnordnungCylinder wall of the third piston-cylinder arrangement

Claims (12)

Löschkammer für einen Hochleistungsschalter, gefüllt mit einem Löschgas, aufweisend ein erstes Kontaktstück (1) und ein zweites Kontaktstück (2), von welchen mindestens eines ein bewegliches Kontaktstück (2) ist, und welche mittels eines Antriebs relativ zueinander beweglich sind, eine zwischen den beiden Kontaktstücken (1,2) angeordnete Löschzone (3), in welcher bei einem Ausschaltvorgang ein Lichtbogen (4) zwischen den beiden Kontaktstücken (1,2) ausbildbar ist, ein Heizvolumen (5) zur Aufnahme von durch den Lichtbogen (4) erhitztem Löschgas, mittels welchem der Lichtbogen (4) beblasbar ist, wobei ein erstes Kompressionsvolumen (7) vorhanden ist, welches derart angeordnet ist, dass es bei einem Ausschaltvorgang verkleinert wird, so dass Löschgas aus dem ersten Kompressionsvolumen (7) in die Löschzone (3) geleitet wird, und ein zweites Kompressionsvolumen (8), dadurch gekennzeichnet, dass
ein von dem ersten (7) und dem zweiten (8) Kompressionsvolumen getrennt angeordnetes Expansionsvolumen (10) vorhanden ist, welches derart angeordnet ist, dass sich bei einer Vergrösserung des Gesamtvolumens von erstem (7) und dem zweitem (8) Kompressionsvolumen sein Volumen verkleinert und bei einer Verkleinerung des Gesamtvolumens von erstem (7) und dem zweitem (8) Kompressionsvolumen sein Volumen vergrössert.Extinguishing chamber for a high-power switch, filled with a quenching gas, comprising a first contact piece (1) and a second contact piece (2), of which at least one is a movable contact piece (2), and which are movable relative to each other by means of a drive, an extinguishing zone (3) arranged between the two contact pieces (1, 2) in which, in the case of a switch-off operation, an arc (4) can be formed between the two contact pieces (1, 2), a heating volume (5) for receiving quenching gas heated by the arc (4), by means of which the arc (4) is inflatable, there being a first compression volume (7) which is arranged such that it is reduced in a switching-off operation, so that quenching gas from the first compression volume (7) is passed into the quenching zone (3), and a second compression volume (8), characterized in that
there is an expansion volume (10) arranged separately from the first (7) and second (8) compression volumes and arranged such that its volume decreases as the total volume of the first (7) and second (8) compression volumes increases and increases its volume as the total volume of the first (7) and second (8) compression volumes decreases. Löschkammer gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsvolumen (10) und das zweite Kompressionsvolumen (8) derart angeordnet sind, dass eine Volumenänderung des zweiten Kompressionsvolumens (8) eine entgegengesetzt gleich grosse Volumenänderung des Expansionsvolumens (10) bewirkt.Extinguishing chamber according to claim 1, characterized in that the expansion volume (10) and the second compression volume (8) are arranged such that a change in volume of the second compression volume (8) causes an opposite equal volume change of the expansion volume (10). Löschkammer gemäss Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschkammer eine Achse (A) aufweist, und dass das erste (7) und das zweite (8) Kompressionsvolumen über einen parallel zu der Achse (A) länglich erstreckten Zuströmkanal (9) miteinander verbunden sind.Extinguishing chamber according to claim 1 or claim 2, characterized in that the extinguishing chamber has an axis (A), and that the first (7) and the second (8) compression volume via a parallel to the axis (A) elongated inflow channel (9) connected to each other. Löschkammer gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zuströmkanal (9) ein Druckregelventil (20) angeordnet ist zum Öffnen des Zuströmkanals (9), wenn im zweiten Kompressionsvolumen (8) ein Druck p2 herrscht, der um mindestens eine vorgebbare Druckdifferenz Δp ≥ 0 grösser ist als ein Druck pi in dem ersten Kompressionsvolumen (7) und zum Verschliessen des Zuströmkanals (9) anderenfalls.Extinguishing chamber according to claim 3, characterized in that in the inflow channel (9) a pressure control valve (20) is arranged to open the inflow channel (9) when in the second compression volume (8) a pressure p 2 prevails, the at least a predetermined pressure difference .DELTA.p ≥ 0 is greater than a pressure pi in the first compression volume (7) and for closing the inflow channel (9) otherwise. Löschkammer gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Kontaktstücke (1,2) von einem Abströmkanal (13) durchsetzt ist, und dass das Expansionsvolumen (10) mit dem Abströmkanal (13) verbunden ist.Extinguishing chamber according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the contact pieces (1,2) is penetrated by a discharge channel (13), and that the expansion volume (10) is connected to the discharge channel (13). Löschkammer gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschkammer ein Reservoirvolumen (16) aufweist, und dass das Expansionsvolumen (10) mit dem Reservoirvolumen (17) verbunden ist.Extinguishing chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the extinguishing chamber has a reservoir volume (16), and in that the expansion volume (10) is connected to the reservoir volume (17). Löschkammer gemäss Anspruch 5 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (18) vorgesehen ist zum Verschliessen der Verbindung (14) zwischen dem Expansionsvolumen (10) und dem Abströmkanal (13) bei einem Einschaltvorgang und zum Öffnen der Verbindung (14) zwischen dem Expansionsvolumen (10) und dem Abströmkanal (13) bei einem Ausschaltvorgang.Extinguishing chamber according to claim 5 and claim 6, characterized in that a valve (18) is provided for closing the connection (14) between the expansion volume (10) and the outflow channel (13) during a switch-on and for opening the connection (14) between the expansion volume (10) and the discharge channel (13) at a switch-off. Löschkammer gemäss Anspruch 5 und Anspruch 6 oder gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (19) vorgesehen ist zum Verschliessen der Verbindung (14) zwischen dem Expansionsvolumen (10) und dem Reservoirvolumen (17) bei einem Ausschaltvorgang und zum Öffnen der Verbindung (14) zwischen dem Expansionsvolumen (10) und dem Reservoirvolumen (17) bei einem Einschaltvorgang.Extinguishing chamber according to claim 5 and claim 6 or according to claim 7, characterized in that a valve (19) is provided for closing the connection (14) between the expansion volume (10) and the reservoir volume (17) at a switch-off and to open the connection (14) between the expansion volume (10) and the reservoir volume (17) at a switch-on. Löschkammer gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kolben (K1) einer zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung, welche das zweite Kompressionsvolumen (8) beinhaltet, starr mit dem beweglichen Kontaktstück (2) verbunden ist.Extinguishing chamber according to one of the preceding claims, characterized in that a second piston (K1) of a second piston-cylinder arrangement, which includes the second compression volume (8) is rigidly connected to the movable contact piece (2). Löschkammer gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizvolumen (5) mit dem ersten Kompressionsvolumen (8) identisch ist.Extinguishing chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the heating volume (5) with the first compression volume (8) is identical. Löschkammer gemäss einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Heizvolumen (5) und dem ersten Kompressionsvolumen (7) ein Rückheizventil (21) angeordnet ist zum Separieren des ersten Kompressionsvolumens (7) von dem Heizvolumen (5) in dem Fall, dass in dem Heizvolumen (5) ein Druck pH herrscht, der grösser ist als ein Druck p1 in dem ersten Kompressionsvolumen (7), und zum Verbinden des Heizvolumens (5) mit dem ersten Kompressionsvolumen (7), falls in dem Heizvolumen (5) ein Druck pH herrscht, der kleiner ist als ein Druck pi in dem ersten Kompressionsvolumen (7). Extinguishing chamber according to one of claims 1-9, characterized in that between the heating volume (5) and the first compression volume (7) a return heating valve (21) is arranged for separating the first compression volume (7) from the heating volume (5) in the case in that the heating volume (5) has a pressure p H which is greater than a pressure p 1 in the first compression volume (7) and for connecting the heating volume (5) to the first compression volume (7), if in the heating volume (5) there is a pressure p H which is less than a pressure pi in the first compression volume (7). Hochleistungsschalter, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Löschkammer gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche beinhaltet.High-power switch, characterized in that it includes a quenching chamber according to one of the preceding claims.
EP03405922A 2003-12-22 2003-12-22 Extinguishing chamber and high power circuit breaker with a strongly blown arc Expired - Lifetime EP1548780B1 (en)

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