EP1675145A1 - Hochleistungsschalter mit Dichtung gegen Heissgas - Google Patents

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Publication number
EP1675145A1
EP1675145A1 EP04405797A EP04405797A EP1675145A1 EP 1675145 A1 EP1675145 A1 EP 1675145A1 EP 04405797 A EP04405797 A EP 04405797A EP 04405797 A EP04405797 A EP 04405797A EP 1675145 A1 EP1675145 A1 EP 1675145A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas flow
hot gas
flow
circuit breaker
partial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04405797A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
David Saxl
Stephan Grob
Markus Vestner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Technology AG
Original Assignee
ABB Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Technology AG filed Critical ABB Technology AG
Priority to EP04405797A priority Critical patent/EP1675145A1/de
Priority to JP2007547140A priority patent/JP2008525946A/ja
Priority to AT05812904T priority patent/ATE400885T1/de
Priority to PCT/CH2005/000750 priority patent/WO2006066429A1/de
Priority to DE502005004684T priority patent/DE502005004684D1/de
Priority to CN200580044563XA priority patent/CN101088135B/zh
Priority to EP05812904A priority patent/EP1829076B1/de
Publication of EP1675145A1 publication Critical patent/EP1675145A1/de
Priority to US11/812,729 priority patent/US7732727B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H2033/888—Deflection of hot gasses and arcing products

Definitions

  • the invention relates to the field of high voltage switch technology. It relates to a high power switch and a method for protecting a hot gas and / or gas pressure sensitive element of a high power switch from a hot gas flow according to the preamble of the independent claims.
  • Arc-extinguishing high-power switches are known from the prior art.
  • a flow of gas heated by the arc quenching gas, typically SF 6
  • Such hot gas flow can create significant pressures and, if it encounters a hot gas and / or gas sensitive element that may be present in the high power switch, can damage or destroy such. Damage or destruction of a such element can lead to malfunction of the high-power switch to failure.
  • the high-performance switch according to the invention in which a hot gas flow can form as a result of an electric arc burning during a switching operation, has a hot-gas and / or gas pressure-sensitive element and is characterized in that a seal is provided to protect the element from the hot gas flow.
  • the hot gas flow can be reduced in pressure and / or temperature, so that the element is protected from damage by the hot gas flow.
  • Pressures and temperatures that are present in hot gas flows may be greater than 10 bar and greater than 20 bar or above 1500 K and above 2000 K.
  • the seal is a movable non-contact seal. This makes it possible to protect elements that interact with moving parts of the high power switch.
  • the seal has a partial flow generating means for generating a partial hot gas flow of the hot gas flow and, downstream of this, a mass flow reducing agent for reducing the mass flow of the partial hot gas flow and an expansion means for volume expansion of the partial hot gas flow.
  • Such a seal has the advantage that the mass flow reducing agent can produce a reduced pressure compared with the pressure of the hot gas flow, resulting in a reduced pressure loading of the element, and the expander can reduce the temperature of the partial hot gas flow relative to the temperature of the hot gas flow become. Due to the interaction of the parts of the seal a very effective cooling and pressure reduction is achieved, so that a very effective protection of the element is achieved from damage by the hot gas flow.
  • the gas flow to which the element is exposed is of lower pressure and lower temperature than the hot gas flow.
  • the expansion medium is arranged downstream of the mass flow reducing agent.
  • a partial hot-gas flow reduced in pressure by the mass flow reducing agent is reduced in its temperature by expansion in the expansion medium.
  • it may also be the mass flow reducing agent downstream of the expansion means.
  • the protection of a hot gas and / or gas pressure-sensitive element of a high-power circuit breaker in front of a Hot gas flow between the hot gas flow and the element arranged a seal is protected from a hot gas flow.
  • a partial hot-gas flow is coupled out of the hot-gas flow in the seal, the mass flow of the partial-hot-gas flow is reduced and the partial-hot-gas flow expands in terms of volume.
  • the mass flow of the partial hot gas flow is caused substantially by the generation of internal friction within the partial hot gas flow. This is done advantageously by the partial hot gas flow is presented to a flowing through the cross section, which is small. In this way, the mass flow reduction is realized in a simple way. Further, this provides the advantage that parts of the high power switch adjacent to the mass flow reducer can receive heat from the partial hot gas flow so that the mass flow reducer also acts as a means for reducing the temperature of the partial hot gas flow.
  • the partial flow-generating means has a gap or is merely a gap.
  • the gap may also be part of the mass flow reducing agent or the expansion agent.
  • the partial flow generating means is realized in a simple way.
  • the mass flow reducing agent has a channel.
  • a channel is advantageously elongated and extends advantageous tight.
  • the channel can be extended along an axis and, in an advantageous embodiment, can be designed as an annular channel.
  • the partial flow generating means may also be integrated in the expansion medium or in the mass flow reducing agent.
  • the mass flow reducing means may be formed as a duct and the partial flow generating means as the hot gas flow side end of the duct.
  • the expansion means has a pressure relief space open to the element or is formed by such.
  • the partial hot-gas flow is presented with an increasing cross-sectional area upon entry into the expansion means.
  • the partial hot gas flow flows through a cross sectional area of a certain size, and the cross sectional area presented to the partial hot gas flow in the expansion means is larger than this. This leads to a volumetric expansion of the partial hot-gas flow, which in turn leads to a reduction in the temperature of the partial hot-gas flow.
  • the expansion means at least one pressure relief opening, through which the expansion means is connected to a reservoir volume containing gas whose temperature is at most as high as the temperature of the hot gas flow and / or its pressure is at most as large as the pressure of the hot gas flow.
  • the temperature and / or pressure in the reservoir volume is less than the temperature and pressure in the hot gas flow.
  • the element can also have a combined function. For example, it may simultaneously act as a guide and have a sealing function.
  • a seal according to the invention can be used in the case of very high relative speeds between such first and second parts of the heavy-duty circuit breaker; For example, if at least one of the parts is coupled to the drive motion for switching the switch, in which case relative speeds of over 10 m / s and over 15 m / s may occur between the first and second parts.
  • the first part of the high power switch may be at least partially extending along an axis.
  • the mass flow reducing agent can be extended along an axis.
  • the mass flow reducing agent and / or the expansion agent are adjacent to the first part.
  • a holder for holding the element. This can advantageously contribute at least partially to the formation of a further channel connecting the element to the expansion means (pressure relief space).
  • a holder for holding the element is provided, which is formed integrally with the seal together. This simplifies the manufacture of these high-performance switch components and can ensure a defined fixed arrangement of these high-performance switch components.
  • two or more seals can be provided, which are arranged one behind the other (in series).
  • a seal having a partial flow generating means and, downstream thereof, a mass flow reducing agent and an expanding agent.
  • a gasket may be used in a high power switch or in any other device in which hot gas flows occur and an element is to be protected from such hot gas flow.
  • Advantageous embodiments are possible in the manner described above.
  • Fig. 1 shows schematically and in section a detail of a substantially rotationally symmetrical high-power switch with an axis A.
  • Ein Outflow pipe 30, which is movable relative to a second part 40 of the high-performance switch along the axis A, by a hot gas flow 8 (symbolized by arrows) flows through. Through an opening 31, the hot gas can flow out of the outflow pipe.
  • a guide 10 arranged outside the outflow pipe 30 is provided, for example a hollow cylindrical piece of PTFE with additives or another polymer. The guide is held in a holder 11.
  • seal 1 is provided between the opening 31 and the guide 10, which is formed in a sealing body 1 a.
  • the seal 10 has a longitudinally extending and formed due to the rotational symmetry as an annular channel channel 2, through which the hot gas flow 8 facing end 2a, a partial hot gas flow 8a from the hot gas flow 8 is separated.
  • the partial hot-gas flow 8a flows through the narrow channel 2 and enters a pressure-relief space 3, which adjacent to the channel 2 has an optional funnel-shaped opening of the pressure relief space 3.
  • the flow rate of the partial hot gas flow 8a is limited by the sonic velocity of the hot gas, and because of the small cross section available to the partial hot gas flow 8a in the passage 2, there is considerable internal friction in the gas of the partial hot gas flow 8a. As a result, the mass flow of the partial hot gas flow 8a in the channel 2 is considerably reduced. At the pressure relief chamber side end of the channel 2 is thus opposite the hot gas pressure of the hot gas flow 8 significantly reduced hot gas pressure before.
  • the mass of the pressure reduction of the partial hot-gas flow 8a caused by the channel 2 can be achieved.
  • a further effect is that, due to the contact of the partial hot-gas flow 8a with the sealing body 1a and the outflow pipe 30, which both delimit the channel 2 and generally have a significantly lower temperature than the partial hot-gas flow 8a, the temperature of the part -Heissgasströmung 8a is reduced.
  • This effect can also be varied by varying the length of the channel 2 and its cross section.
  • the partial hot-gas flow 8a has an enlarged cross-sectional area to be flowed through (for example with a continuously increasing cross section, as in the subspace 3a shown in the figure).
  • the hot gas is expanded. Due to the expansion of the hot gas in the pressure relief chamber 3, there is a cooling of the hot gas.
  • the reduction in the temperature of the hot gas can be varied by varying the volume of the pressure relief space 3 and / or the cross-sectional area increase in the transition from channel 2 to the pressure relief space 3.
  • the pressure relief chamber 3 is connected to the guide 10.
  • Another function of the subspace 3a is to widen or fan out the flow profile of the part-hot-gas flow emerging from the channel 2, so that a lower pressure is exerted on the further channel 5 opposite the channel 2 than would be the case without the sub-space 3a ,
  • the guide 10 is exposed to a lower pressure of hot gas of lower temperature than would be the case in the hot gas flow 8.
  • the seal 10 does not touch the discharge pipe 30 and is insofar a non-contact seal. It is therefore in the case of very large relative speeds between parts 30,40 usable.
  • At least one pressure relief opening 4 is provided, through which the pressure relief chamber 3 is connected to an exhaust volume 20 serving as a reservoir volume 20.
  • the space in which the hot gas flow 8 impinges on the channel 2 can be completely separated from the reservoir volume 20 or connected to it via a more or less large opening. A stronger separation allows a greater pressure drop from the pressure relief chamber 3 to the reservoir volume 20, so that the pressure relief opening 4 can be effective even at lower pressures.
  • the seal 1 can also cause less hot gas and thus less contaminants to the seal 1 and in a space 90 arranged beyond the seal 1 reach. This may be particularly important if in this space 90 electrically insulating parts form a Isolierrange, over which it could come in the case of contamination of the insulating parts to flashovers and corresponding switch malfunction.
  • the guide 10 also has a sealing effect.
  • the seal especially by the choice of their dimensions, dimensioned so that on the one hand, the temperature to which the element 10 to be protected (guide) is exposed, is so low that it is not damaged, and on the other hand, the pressure, which Guide 10 is exposed, so low that the guide 10 has a sufficient sealing effect for the underlying space 90.
  • the sealing body 1 a (at least in the region of the channel 2) made of a temperature-resistant material such as ceramic, tungsten, tungsten carbide or steel.
  • Fig. 2 shows a larger section of a high-performance switch in the open state, which is constructed similar to the high-power switch shown in Fig. 1.
  • the seal 1 is integrally formed in this case with the part 40 of the heavy-duty circuit breaker.
  • the high-power switch also has a first arcing contact piece 51 and a second arcing contact piece 52, between which a few milliseconds to a few tens or a few are switched off during a switching-off operation 100 ms an arc 50 burns.
  • the contact piece 51 is surrounded by an auxiliary nozzle 55.
  • a main nozzle 56 forms with the auxiliary nozzle a connection of the arc space to a heating volume 80, which receives a portion of heated by the arc 50 gas. Another part of the heated gas flows in the direction away from the second contact piece 52 through the outflow pipe 30.
  • a boiler 22 limits a mixing volume 21, in which the hot gas of the hot gas flow 8 can mix with cooler, clean gas.
  • the space bounded by the boiler 22 may also be referred to as the flow-in space 21, since it also has the function of limiting the space in which the hot gas flow 8 flowing in against the seal 1 is present.
  • the mixing volume 21 is connected to the reservoir volume 20.
  • pressure (and also temperature) in the reservoir volume 20 can be kept smaller than in the mixing volume 21 at least for a certain period of time. This favors the pressure-limiting effect of the pressure relief opening (s) 4 for the pressure relief space third
  • the discharge pipe 30 is coupled by means of a hinge 71 to an insulating rod 70, which in turn is connected to a drive, not shown.
  • the guide 10 ensures a linear, along the axis A directed movement of the discharge pipe 30, while the insulating rod 70 angled movement in the A axis level.
  • the guide 10 has a sealing function intended to prevent the penetration of hot gas into the space 90, so that no flashovers occur in the field-loaded area near the insulating rod. Such flashovers may be favored by adsorption of impurities present in the hot gas on the surface of the insulating rod 70 as well as lack of dielectric strength of the gas present in the region of the insulating rod (pressure, temperature, impurities).
  • the hot gas flow 8 is essentially caused by a pressure surge and thus of a correspondingly short duration.
  • the seal 10 is particularly well suited.
  • Fig. 3 shows schematically and in section a further embodiment of the invention.
  • a hot gas flow 8 to be protected element 10 either a seal 10 or a contacting element 10 is provided.
  • Figure 3 is interpretable in at least these two ways.
  • a bushing 30 ' is shown, which may be part of a high-power switch, but also in other devices, such as other high-voltage devices may be provided.
  • the part 30 ' may for example also be a preferably movable contact piece of a high-power switch. In this case, the part 30 'does not necessarily require insulation as provided on the part 30' in Fig. 3.
  • the contacting element 10 may, for example, comprise contact blades.
  • the seal 1 in the case of a switch with two movable contact pieces, for example an arcing contact piece 30 'and a (not shown in FIG. 3) Kontkttulpe.
  • the movable contacting element 10 is then protected from the hot gas flow generated by an arc on the arcing contact 30 '.
  • the mutual mobility of the two parts 30, 40 '(or 30, 40) does not have to be a linear mobility, but may, for example, also be a rotatability or simply be a mutual mobility in the sense of a game or adjustability.
  • the element 10 is a seal
  • this may for example be made of a polymer and prevent penetration of gas or liquid into the region of the hot gas flow 8 and / or the escape of hot gas of the hot gas flow 8.
  • the seal 1 is provided, which is constructed substantially the same and has the same operating principle as that shown in Fig. 1.
  • the element 10 is a contacting element 10
  • it may for example be a multi-contact ring 10 or a spiral spring contact element 10 and serve to establish a releasable electrical contact between the (electrical) feedthrough 30 'and the second part 40.
  • the seal 1 has substantially the same structure and the same operating principle as that shown in Fig. 1.
  • Hot gas flow through the seal may be understood to reduce the temperature and / or pressure of a gas through the seal.
  • the hot gas flow may be continuous (permanent) or, as in the in connection with Figs. 1 and 2 described embodiments in the case of a heavy-duty circuit breaker, short-lived and pressure surge.
  • high-power switch applications are due to the hot gas pressure surge during typically 10 ms to 200 ms pressures of typically 10 bar to 25 bar and temperatures of 1000 K to 2500 K before.
  • other applications of the seal also smaller and larger pressures and temperatures are conceivable.
  • the gasket of the present invention may also be referred to as a high-pressure gas protection device, a high-temperature gas protection device or a high-pressure gas high-temperature gas protection device; or as a protective device against high-pressure gas pulses or as a protective device against gas pulses, in particular high-pressure gas pulses of high temperature.

Landscapes

  • Circuit Breakers (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

Der Hochleistungsschalter mit Lichtbogenbeblasung weist ein heissgas- und/oder gasdruckempfindliches Element (10) auf, das mittels einer Dichtung (1) vor einer Heissgasströmung (8) geschützt ist. Vorteilhaft ist die Dichtung (10) eine bewegbare berührungslose Dichtung (10). Bevorzugt weist die Dichtung (10) ein Teilströmungserzeugungsmittel (2a) zur Erzeugung einer Teil-Heissgasströmung (8a) der Heissgasströmung (3) sowie, diesem nachgeschaltet, ein Massenstromreduziermittel (2) zur Verringerung des Massenstroms der Teil-Heissgasströmung (8a) und ein Expansionsmittel (3) zur volumenmässigen Expansion der Teil-Heissgasströmung (8a) auf. Das Massenstromreduziermittel (2) ist vorteilhaft als ein Kanal (2) ausgebildet. Das Expansionsmittel (3) ist vorteilhaft als ein Druckentlastungsraum (3) ausgebildet. Das Element (10) kann beispielsweise ein Führungselement, ein Kontaktierungselement oder ein Dichtungselement sein.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Hochspannungsschaltertechnik. Sie bezieht sich auf einen Hochleistungsschalter und ein Verfahren zum Schutz eines heissgas-und/oder gasdruckempfindlichen Elementes eines Hochleistungsschalters vor einer Heissgasströmung gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
    • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik sind lichtbogenlöschende Hochleistungsschalter bekannt. In einem solchen Hochleistungsschalter kann eine Strömung von durch den Lichtbogen erhitztem Gas (Löschgas, typischerweise SF6) entstehen. Eine solche Heissgasströmung kann erhebliche Drücke erzeugen und, wenn sie auf ein möglicherweise im Hochleistungsschalter vorhandenes heissgas- und/oder gasdruckempfindliches Element trifft, ein solches beschädigen oder zerstören. Eine Beschädigung oder Zerstörung eines solchen Elementes kann zu Fehlfunktionen des Hochleistungsschalters bis zum Ausfall führen.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Hochleistungsschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher die oben genannten Nachteile nicht aufweist, sowie ein Verfahren zum Schutz eines heissgas- und/oder gasdruckempfindlichen Elementes eines Hochleistungsschalters vor einer Heissgasströmung zu schaffen.
  • Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
  • Der erfindungsgemässe Hochleistungsschalter, in welchem sich durch einen gegebenenfalls bei einem Schaltvorgang brennenden Lichtbogen eine Heissgasströmung ausbilden kann, weist ein heissgas- und/oder gasdruckempfindliches Element auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Schutz des Elementes vor der Heissgasströmung eine Dichtung vorgesehen ist.
  • Durch die Dichtung kann die Heissgasströmung in Druck und/oder Temperatur reduziert werden, so dass das Element vor Beschädigung durch die Heissgasströmung geschützt ist.
  • Drücke und Temperaturen, die in Heissgasströmungen vorliegen, können grösser als 10 bar und grösser als 20 bar sein beziehungsweise oberhalb von 1500 K und oberhalb von 2000 K liegen.
  • Vorteilhaft ist die Dichtung eine bewegbare berührungslose Dichtung. Dadurch ist es möglich, Elemente zu schützen, die mit beweglichen Teilen des Hochleistungsschalters zusammenwirken.
  • Besonders vorteilhaft weist die Dichtung ein Teilströmungserzeugungsmittel zur Erzeugung einer Teil-Heissgasströmung der Heissgasströmung sowie, diesem nachgeschaltet, ein Massenstromreduziermittel zur Verringerung des Massenstroms der Teil-Heissgasströmung und ein Expansionsmittel zur volumenmässigen Expansion der Teil-Heissgasströmung auf.
  • Eine solche Dichtung hat den Vorteil, dass durch das Massenstromreduziermittel ein gegenüber dem Druck der Heissgasströmung reduzierter Druck erzeugt werden kann, woraus eine reduzierte Druckbelastung des Elementes resultiert, und durch das Expansionsmittel kann eine Reduktion der Temperatur der Teil-Heissgasströmung gegenüber der Temperatur der Heissgasströmung erreicht werden. Durch das Zusammenwirken der Teile der Dichtung wird eine sehr effektive Abkühlung und Druckreduktion erreicht, so dass ein sehr effektiver Schutz des Elementes vor Schädigung durch den Heissgasströmung erreicht wird. Die Gasströmung, welcher das Element ausgesetzt ist, ist von geringerem Druck und geringerer Temperatur als die Heissgasströmung.
  • Vorteilhaft ist das Expansionsmittel dem Massenstromreduziermittel nachgeordnet. In diesem Fall wird eine durch das Massenstromreduziermittel druckreduzierter Teil-Heissgasströmung durch Expansion in dem Expansionsmittel in seiner Temperatur reduziert. Es kann aber auch das Massenstromreduziermittel dem Expansionsmittel nachgeordnet sein.
  • Erfindungsgemäss wird zum Schutz eines heissgas- und/oder gasdruckempfindlichen Elementes eines Hochleistungsschalters vor einer Heissgasströmung zwischen der Heissgasströmung und dem Element eine Dichtung angeordnet. In anderen Worten wird das heissgas- und/oder gasdruckempfindliche Element ducrh eine Dichtung vor einer Heissgasströmung geschützt.
  • Bevorzugt wird in der Dichtung aus der Heissgasströmung eine Teil-Heissgasströmung ausgekoppelt, der Massenstrom der Teil-Heissgasströmung reduziert und die Teil-Heissgasströmung volumenmässig expandiert. Mit Vorteil in der genannten Reihenfolge.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird in dem Massenstromreduziermittel der Massenstrom der Teil-Heissgasströmung im wesentlichen durch Erzeugung von innerer Reibung innnerhalb der Teil-Heissgasströmung hervorgerufen. Dies geschieht vorteilhaft, indem der Teil-Heissgasströmung ein zur durchströmender Querschnitt dargeboten wird, der klein ist. Auf diese Weise wird die Massenstromreduktion auf einfache Art realisiert. Fernerhin ist dadurch der Vorteil gegeben, dass Teile des Hochleistungsschalters, die an das Massenstromreduziermittel angrenzen, Wärme der Teil-Heissgasströmung aufnehmen können, so dass das Massenstromreduziermittel gleichzeitig auch als ein Mittel zur Reduktion der Temperatur der Teil-Heissgasströmung wirkt.
  • Vorteilhaft weist das Teilströmungserzeugungsmittel einen Spalt auf oder ist lediglich ein Spalt. Der Spalt kann auch Bestandteil des Massenstromreduziermittels oder des Expansionsmittels sein. Auf diese Weise wird das Teilströmungserzeugungsmittel auf einfache Art realisiert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Massenstromreduziermittel einen Kanal auf. Ein solcher Kanal ist vorteilhaft länglich erstreckt und vorteilhaft eng. Der Kanal kann entlang einer Achse erstreckt sein und kann in einer vorteilhaften Ausführungsform als Ringkanal ausgeführt sein.
  • Das Teilströmungserzeugungsmittel kann auch in das Expansionsmittel oder in das Massenstromreduziermittel integriert sein. Insbesondere kann das Massenstromreduziermittel als ein Kanal und das Teilströmungserzeugungsmittel als das heisgasströmungsseite Ende des Kanals ausgebildet sein.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Expansionsmittel einen zum Element hin geöffneten Druckentlastungsraum auf oder ist durch einen solchen gebildet.
  • Mit Vorteil wird der Teil-Heissgasströmung beim Eintritt in das Expansionsmittel eine sich vergrössernde Querschnittsfläche dargeboten. Beim Austritt aus dem Teilströmungserzeugungsmittel oder dem Massenstromreduziermittels strömt die Teil-Heissgasströmung durch eine Querschnittsfläche einer bestimmten Grösse, und die der Teil-Heissgasströmung in dem Expansionsmittel dargebotenen Querschnittsfläche ist grösser als diese. Dadurch kommt es zu einer volumenmässigen Expansion der Teil-Heissgasströmung, die wiederum zu einer Reduktion der Temperatur der Teil-Heissgasströmung führt.
  • Mit Vorteil weist das Expansionsmittel mindestens eine Druckentlastungsöffnung auf, durch welche das Expansionsmittel mit einem Reservoirvolumen verbunden ist, welches Gas enthält, dessen Temperatur höchstens so gross ist wie die Temperatur der Heissgasströmung und/oder dessen Druck höchstens so gross ist wie der Druck der Heissgasströmung. Mit Vorteil sind Temperatur und/oder Druck im Reservoirvolumen kleiner als Temperartur und Druck in der Heissgasströmung.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Element
    • ein Führungselement zum mechanischen Führen eines ersten Teiles (des Hochleistungsschalters), welches gegenüber einem zweiten Teil (des Hochleistungsschalters) beweglich ist, oder
    • ein Kontaktierungselement zum elektrischen Kontaktieren eines ersten Teiles (des Hochleistungsschalters), welches gegenüber einem zweiten Teil (des Hochleistungsschalters) beweglich ist, oder
    • ein Dichtungselement zum Dichten eines ersten Teiles (des Hochleistungsschalters) gegenüber einem zweiten Teil (des Hochleistungsschalters), wobei das erste Teil gegenüber dem zweiten Teil beweglich ist.
  • Das Element kann auch eine kombinierte Funktion aufweisen. Beispielsweise kann es gleichzeitig als eine Führung wirken und eine Dichtungsfunktion haben.
  • Eine erfindungsgemässe Dichtung kann im Falle sehr hoher Relativgeschwindigkeiten zwischen solchen ersten und zweiten Teilen des Hochleistungsschalters eingesetzt werden; beispielsweise wenn mindestens eines der Teile an die Antriebsbewegung zum Schalten des Schalters gekoppelt ist, in welchem Falle Relativgeschwindigkeiten von über 10 m/s und über 15 m/s zwischen dem ersten und dem zweiten Teil auftreten können.
  • Das erste Teil des Hochleistungsschalters kann zumindest teilweise entlang einer Achse erstreckt sein. Mit Vorteil kann das Massenstromreduziermittel entlang einer Achse erstreckt sein.
  • Mit Vorteil sind das Massenstromreduziermittel und/oder das Expansionsmittel an das erste Teil angrenzend.
  • Es kann eine Halterung zur Halterung des Elementes vorgesehen sein. Diese kann mit Vorteil zumindest teilweise zu der Bildung eines das Element mit dem Expansionsmittel (Druckentlastungsraum) verbindenden weiteren Kanals beitragen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Halterung zur Halterung des Elementes vorgesehen, welche mit der Dichtung zusammen einstückig ausgebildet ist. Dies vereinfacht die Herstellung dieser Hochleistungsschalterbestandteile und kann eine definierte fixe Anordnung dieser Hochleistungsschalterbestandteile sicherstellen.
  • Im Falle von besonders heissgas- und/oder gasdruckempfindlicher Elementen oder wenn Heissgasströmungen von besonders hoher Temperatur und/oder besonders grossem Druck auftreten, können vorteilhaft zwei oder mehr Dichtungen vorgesehen werden, die hintereinander (in Serie) angeordnet sind.
  • Es ist auch möglich, die Erfindung in der Schaffung einer Dichtung mit einem Teilströmungserzeugungsmittel sowie, diesem nachgeschaltet, einem Massenstromreduziermittel und einem Expansionsmittel zu schaffen. Eine solche Dichtung kann in einem Hochleistungsschalter verwendet werden oder auch in beliebigen anderen Vorrichtungen, in denen Heissgasströmungen auftreten und ein Element vor einer solchen Heissgasströmung zu schützen ist. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in der oben beschriebenen Art möglich.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Vorteile gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und den Figuren hervor.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch:
    • Fig. 1
    ein Detail eines Hochleistungsschalters mit Führung und erfindungsgemässer Dichtung, geschnitten;
    Fig. 2
    einen grösseren Teil eines Hochleistungsschalters mit Führung und erfindungsgemässer Dichtung, geschnitten;
    Fig. 3
    eine Durchführung mit Kontaktierungs- und/oder Dichtungselement und mit einer erfindungsgemässen Dichtung.
  • 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 oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Für das Verständnis der Erfindung nicht wesentliche Teile sind zum Teil nicht dargestellt. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele stehen beispielhaft für den Erfindungsgegenstand und haben keine beschränkende Wirkung.
    • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Fig. 1 zeigt schematisch und geschnitten ein Detail eines im wesentlichen rotationssymmetrischen Hochleistungsschalters mit einer Achse A. Ein Abströmrohr 30, das gegenüber einem zweiten Teil 40 des Hochleistungsschalters entlang der Achse A ist beweglich, wird von einer Heissgasströmung 8 (symbolisiert durch Pfeile) durchströmt. Durch eine Öffnung 31 kann das Heissgas aus dem Abströmrohr herausströmen. Zur Führung (Zentrierung) des Teiles 40 gegenüber dem Abströmrohr 30 ist eine ausserhalb des Abströmrohres 30 angeordnete Führung 10 vorgesehen, beispielsweise ein hohlzylindrisches Stück aus PTFE mit Zusatzstoffen oder einem anderen Polymer. Die Führung ist in einer Halterung 11 gehalten.
  • Zum Schutz der Führung 10 vor Degradation durch die aus dem Abströmrohr ausgetretene Heissgasströmung 8 ist zwischen der Öffnung 31 und der Führung 10 eine an die Halterung 11 anschliessende Dichtung 1 vorgesehen, welche in einem Dichtungskörper 1 a gebildet ist. Die Dichtung 10 weist einen länglich erstreckten und aufgrund der Rotationssymmetrie als Ringkanal ausgebildeten Kanal 2 auf, durch dessen der Heissgasströmung 8 zugewandtem Ende 2a eine Teil-Heissgasströmung 8a aus der Heissgasströmung 8 separiert wird.
  • Die Teil-Heissgasströmung 8a durchströmt den engen Kanal 2 und gelangt in einen Druckentlastungsraum 3, welcher angrenzend an den Kanal 2 einen optionalen, sich trichterförmig öffnenden Teilraum 3a des Druckentlastungsraumes 3 aufweist.
  • Die Strömungsgeschwindigkeit der Teil-Heissgasströmung 8a ist begrenzt durch die Schallgeschwindigkeit des Heissgases, und aufgrund des kleinen, der Teil-Heissgasströmung 8a in dem Kanal 2 zum Durchströmen zur Verfügung stehenden Querschnittes gibt es erhebliche innere Reibung in dem Gas des Teil-Heissgasströmung 8a. Dadurch wird der Massenstrom der Teil-Heissgasströmung 8a in dem Kanal 2 erheblich reduziert. Am druckentlastungsraumseitigen Ende des Kanals 2 liegt somit ein gegenüber dem Heissgasdruck der Heissgasströmung 8 deutlich reduzierter Heissgasdruck vor.
  • Durch Variation der Länge des Kanals 2 und dessen Querschnitts kann das Mass der durch den Kanal 2 hervorgerufenen Druckreduktion der Teil-Heissgasströmung 8a erreicht werden.
  • Als weiterer Effekt kommt hinzu, dass durch den Kontakt der Teil-Heissgasströmung 8a mit dem Dichtungskörper 1 a und dem Abströmrohr 30, welche beide den Kanal 2 begrenzen und im allgemeinen eine deutlich geringere Temperatur aufweisen als die Teil-Heissgasströmung 8a, die Temperatur der Teil-Heissgasströmung 8a reduziert wird. Auch dieser Effekt kann durch Variation der Länge des Kanals 2 und dessen Querschnitts variiert werden.
  • Beim Übergang von dem Kanal 2 zu dem Druckentlastungsraum 3 steht der Teil-Heissgasströmung 8a eine vergrösserte zu durchströmende Querschnittsfläche zur Verfügung (zum Beispiel mit sich kontinuierlich vergrösserndem Querschnitt, wie in dem in der Figur dargestellten Teilraum 3a.). Das Heissgas wird expandiert. Durch die Expansion des Heissgases in dem Druckentlastungsraum 3 kommt es zu einer Abkühlung des Heissgases. Die Reduktion der Temperatur des Heissgases kann variiert werden, indem das Volumen des Druckentlastungsraumes 3 und/oder die Querschnittsflächenvergrösserung beim Übergang von Kanal 2 zum Druckentlastungsraum 3 variiert wird .
  • Durch einen weiteren Kanal 5, welcher in dem in Fig. 1 dargestelltem Ausführungsbeispiel durch die Führung 11 und einen Teil des Dichtungskörpers 1 a gebildet ist, ist der Druckentlastungsraum 3 mit der Führung 10 verbunden.
  • Eine weitere Funktion des Teilraumes 3a ist es, das Strömungsprofil der aus dem Kanal 2 austretenden Teil-Heissgasströmung zu verbreitern oder aufzufächern, so dass auf den dem Kanal 2 gegenüberliegenden weiteren Kanal 5 ein geringerer Druck ausgeübt wird als es ohne den Teilraum 3a der Fall wäre.
  • Die Führung 10 wird einem geringeren Druck von Heissgas geringerer Temperatur ausgesetzt als es in der Heissgasströmung 8 der Fall wäre.
  • Die Dichtung 10 berührt das Abströmrohr 30 nicht und ist insofern eine berührungsfreie Dichtung. Sie ist darum im Falle sehr grosser Relativgeschwindigkeiten zwischen Teilen 30,40 verwendbar.
  • Um ein übermässig starkes Ansteigen des Druckes in dem Druckentlastungsraum 3 zu verhindern, ist mindestens eine Druckentlastungsöffnung 4 vorgesehen, durch welche der Druckentlastungsraum 3 mit einem als Reservoirvolumen 20 dienenden Auspuffvolumen 20 verbunden ist. Der Raum, in welchem die Heissgasströmung 8 auf den Kanal 2 trifft, kann von dem Reservoirvolumen 20 vollständig separiert sein oder über eine mehr oder weniger grosse Öffnung mit diesem verbunden sein. Eine stärkere Separation ermöglicht einen grösseren Druckabfall von Druckentlastungsraum 3 zum Reservoirvolumen 20, so dass die Druckentlastungsöffnung 4 schon bei geringeren Drücken wirksam werden kann.
  • Es können vorteilhaft mehrere über den Umfang des Dichtungskörpers 1 a verteilte Druckentlastungsöffnungen 4 vorgesehen werden.
  • Ausser der Verringerung der Gefahr einer Beschädigung der Führung durch die Heissgasströmung 8 kann die Dichtung 1 auch bewirken, dass weniger Heissgas und somit weniger Verunreinigungen zu der Dichtung 1 und in einen jenseits der Dichtung 1 angeordneten Raum 90 gelangen. Dies kann insbesondere dann wichtig sein, wenn in diesem Raum 90 elektrisch isolierende Teile eine Isolierstrecke bilden, über welcher es im Falle von Verunreinigungen der isolierenden Teile zu Überschlägen und entsprechenden Schalter-Fehlfunktionen kommen könnte. Die Führung 10 hat auch eine Dichtungswirkung.
  • Vorteilhaft ist die Dichtung, vor allem durch die Wahl ihrer Abmessungen, so dimensioniert, dass einerseits die Temperatur, welcher das zu schützende Element 10 (Führung) ausgesetzt ist, so gering ist, dass diese nicht beschädigt wird, und andererseits der Druck, welchem die Führung 10 ausgesetzt ist, so gering ist, dass die Führung 10 eine ausreichende Dichtungswirkung für den dahinterliegenden Raum 90 hat.
  • Vorteilhaft ist der Dichtungskörper 1 a (zumindest im Bereich des Kanals 2) aus einem temperaturbeständigen Material wie beispielsweise Keramik, Wolfram, Wolframkarbid oder Stahl.
  • Fig. 2 zeigt einen grösseren Ausschnitt aus einem Hochleistungsschalter in geöffnetem Zustand, welcher ähnlich aufgebaut ist wie der in Fig. 1 dargestellte Hochleistungsschalter. Die Dichtung 1 ist in diesem Fall einstückig ausgebildet mit dem Teil 40 des Hochleistungsschalters.
  • Der Hochleistungsschalter weist ausser einem Nennstromkontaktsystem 61,62 noch ein erstes Lichtbogenkontaktstück 51 und ein zweites Lichtbogenkontaktstück 52 auf, zwischen welchen bei einem Ausschaltvorgang für einige Millisekunden bis einige zehn oder wenige 100 ms ein Lichtbogen 50 brennt. Das Kontaktstück 51 ist von einer Hilfsdüse 55 umgeben. Eine Hauptdüse 56 bildet mit der Hilfsdüse eine Verbindung des Lichtbogenraumes zu einem Heizvolumen 80, welches einen Teil von durch den Lichtbogen 50 erhitztem Gas aufnimmt. Ein anderer Teil des erhitzten Gases strömt in die dem zweiten Kontaktstück 52 abgewandte Richtung durch das Abströmrohr 30.
  • Begünstigt durch einen das Abströmrohr 30 verschliessenden Gasströmungsumlenker 35 wird zumindest ein Teil der Heissgasströmung 8 durch die Öffnung 31 und gegen die Dichtung 1 strömen. Die Funktion und Details der Dichtung 1 entsprechen im wesentlichen dem weiter oben geschriebenen. Ein Kessel 22 begrenzt ein Durchmischvolumen 21, in welchem sich das Heissgas der Heissgasströmung 8 mit kühlerem, sauberen Gas durchmischen kann. Der von dem Kessel 22 begrenzte Raum kann auch als Anströmraum 21 bezeichnet werden, da er auch die Funktion hat, den Raum zu begrenzen, in dem die die Dichtung 1 anströmende Heissgasströmung 8 vorhanden ist. Durch eine Öffnung 24 ist das Durchmischvolumen 21 mit dem Reservoirvolumen 20 verbunden. Durch die weitgehende Separation des Anströmvolumnes 21 von dem Reservoirvolumen 20 können Druck (und auch Temperatur) in dem Reservoirvolumen 20 zumindest für eine gewisse Zeitspanne kleiner gehalten werden als in dem Durchmischvolumen 21. Dies begünstigt die druckbegrenzende Wirkung der Druckentlastungsöffnung(en) 4 für den Druckentlastungsraum 3.
  • Das Abströmrohr 30 ist mittels eines Gelenkes 71 an eine Isolierstange 70 gekoppelt, welche wiederum mit einem nicht-dargestellten Antrieb verbunden ist. Die Führung 10 stellt eine lineare, entlang der Achse A gerichtete Bewegung des Abströmrohres 30 sicher, während die lsolierstange 70 eine gewinkelte Bewegung in einer die Achse A enthaltenden Ebene durchführt. Die Führung 10 hat darüberhinaus eine Dichtungsfunktion, die ein Eindringen von Heissgas in den Raum 90 verhindern soll, damit in dem feldbelasteten Bereich nahe der Isolierstange keine Überschläge auftreten. Solche Überschläge können begünstigt sein durch Adsorption von im Heissgas vorhandenen Verunreinigungen an der Oberfläche der Isolierstange 70 sowie durch mangelnde dielektrische Festigkeit des im Bereich der Isolierstange vorhandenen Gases (Druck, Temperatur, Verunreinigungen).
  • Aufgrund der Kurzzeitigkeit des Lichtbogens und der grossen ebi der Lichtbogenlöschung freiwerdenden Energien ist die Heissgasströmung 8 im wesentlichen durch einen Druckstoss hervorgerufen und somit von entsprechend kurzer Dauer. Zum Schutz gegen derartige Heissgas-Druckstösse 8 ist die Dichtung 10 besonders gut geeignet.
  • Fig. 3 zeigt schematisch und geschnitten eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Als vor einer Heissgasströmung 8 zu schützendes Element 10 ist entweder eine Dichtung 10 oder ein Kontaktierungselement 10 vorgesehen. Die Figur 3 ist auf mindestens diese zwei Arten interpretierbar. Es ist eine Durchführung 30' dargestellt, die Teil eines Hochleistungsschalters sein kann, aber auch in anderen Vorrichtungen, beispielsweise anderen Hochspannungsgeräten, vorgesehen sein kann. Das Teil 30' kann beispielsweise auch ein vorzugsweise bewegliches Kontaktstück eines Hochleistungsschalters sein. In diesem Fall bedarf das Teil 30' nicht notwendigerweise einer Isolierung, wie sie in Fig. 3 an dem Teil 30' vorgesehen ist. Das Kontaktierungselement 10 kann beispielsweise Kontaktlamellen aufweisen. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der Dichtung 1 im Falle eines Schalters mit zwei bewegbaren Kontaktstücken, beispielsweise einem Lichtbogenkontaktstück 30' und einer (in Fig. 3 nicht dargestellten) Kontkttulpe. Das bewegbare Kontaktierungselement 10 wird dann vor der durch einen auf dem Lichtbogenkontaktstück 30' fussenden Lichtbogen erzeugten Heissgasströmung geschützt.
  • Die gegenseitige Bewegbarkeit der zwei Teile 30,40' (oder 30,40) muss nicht eine lineare Bewegbarkeit sein, sondern kann beispielsweise auch eine Drehbarkeit sein oder einfach nur eine gegenseitige Bewegbarkeit im Sinne eines Spiels oder Justierbarkeit sein.
  • In dem Falle, dass das Element 10 eine Dichtung ist, kann diese beispielsweise aus einem Polymer sein und ein Eindringen von Gas oder Flüssigkeit in den Bereich der Heissgasströmung 8 und/oder das Austreten von Heissgas des Heissgasströmung 8 verhindern. Zum Schutz des Dichtungselementes 10 ist die Dichtung 1 vorgesehen, welche im wesentlichen gleich aufgebaut ist und das gleiche Funktionsprinzip hat wie die in Fig. 1 dargestellte.
  • In dem Falle, dass das Element 10 ein Kontaktierungselement 10 ist, kann es beispielsweise ein Multikontaktring 10 oder ein Spiralfederkontaktelement 10 sein und der Erstellung eines lösbaren elektrischen Kontaktes zwischen der (elektrischen) Durchführung 30' und dem zweiten Teil 40 dienen. Auch in diesem Fall hat die Dichtung 1 im wesentlichen den gleichen Aufbau und das gleiche Funktionsprinzip wie die in Fig. 1 dargestellte.
  • "Schutz von einer Heissgasströmung" durch die Dichtung kann so verstanden werden, dass die Temperatur und/oder der Druck eines Gases durch die Dichtung verringert wird. Die Heissgasströmung kann kontinuierlich (dauerhaft) sein oder, wie in den im Zusammenhang mit den Figs. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen im Falle eines Hochleistungsschalters, von kurzer Dauer und druckstossartig sein. In Hochleistungsschalter-Anwendungen liegen durch den Heissgas-Druckstoss während typischerweise 10 ms bis 200 ms Drücke von typischerweise 10 bar bis 25 bar und Temperaturen von 1000 K bis 2500 K vor. Im Falle anderer Anwendungen der Dichtung sind auch kleinere und grössere Drücke und Temperaturen denkbar.
  • Die erfindungsgemässe Dichtung kann auch bezeichnet werden als eine Schutzvorrichtung vor Gas hohen Drucks, als Schutzvorrichtung vor Gas hoher Temperatur oder als Schutzvorrichtung vor Gas hohen Druckes und hoher Temperatur; oder als Schutzvorrichtung vor Hochdruckgaspulsen oder als Schutzvorrichtung vor Gaspulse, insbesondere Hochdruckgaspulsen hoher Temperatur.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Dichtung
    1a
    Dichtungskörper
    2
    Massenstromreduziermittel, Kanal
    2a
    Teilströmungserzeugungsmittel, Spalt
    3
    Expansionsmittel, Druckentlastungsraum
    3a
    Teilraum, trichterartiger Raum, Raum mit sich schrittweise oder kontinuierlich vergrössernder Querschnittsfläche
    4
    Druckentlastungsöffnung
    5
    weiterer Kanal
    8
    Heissgasströmung, Heissgas-Druckstoss
    8a
    Teil-Heissgasströmung
    10
    Element, heissgasempfindliches Element, gasdruckempfindliches Element, Führung, Kontaktierungselement, Spiralkontaktring, Dichtungselement, Dichtung
    11
    Halterung
    20
    Reservoirvolumen, Auspuffvolumen
    21
    Anströmraum, Durchmischvolumen
    22
    Kessel (bildend den Anströmraum; beinhaltend das Durchmischvolumen)
    25
    Öffnung im Kessel, Öffnung zwischen Reservoirvolumen und Anströmvolumen
    30
    erster Teil, erster Teil des Hochleistungsschalters, Abströmrohr
    30'
    erster Teil, Durchführungsleiter
    31
    Öffnung im ersten Teil (des Hochleistungsschalters), Öffnung im Abströmrohr
    35
    Gasströmungsumlenker
    40
    zweiter Teil, zweiter Teil des Hochleistungsschalters
    50
    Lichtbogen
    51
    erstes Kontaktstück, Lichtbogenkontaktstück, bewegliches Kontaktstück
    52
    zweites Kontaktstück, Lichtbogenkontaktstück, feststehendes Kontaktstück
    55
    Hilfsdüse
    56
    Düse, Hauptdüse
    61
    Nennstromkontaktstück
    62
    Nennstromkontaktstück
    70
    lsolierstange, Antriebsstange, Schaltstange
    71
    Kopplung zwischen Isolierstange und Abströmrohr, Gelenk
    80
    Heizvolumen
    90
    Raum
    A
    Achse

Claims (19)

  1. Hochleistungsschalter, in welchem sich durch einen gegebenenfalls bei einem Schaltvorgang brennenden Lichtbogen (50) eine Heissgasströmung (8) ausbilden kann, aufweisend ein heissgas- und/oder gasdruckempfindliches Element (10),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zum Schutz des Elementes (10) vor der Heissgasströmung (8) eine Dichtung (1) vorgesehen ist.
  2. Hochleistungsschalter gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (10) eine bewegbare berührungslose Dichtung (10) ist.
  3. Hochleistungsschalter gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (10) ein Teilströmungserzeugungsmittel (2a) zur Erzeugung einer Teil-Heissgasströmung (8a) der Heissgasströmung (3) sowie, diesem nachgeschaltet, ein Massenstromreduziermittel (2) zur Verringerung des Massenstroms der Teil-Heissgasströmung (8a) und ein Expansionsmittel (3) zur volumenmässigen Expansion der Teil-Heissgasströmung (8a) aufweist.
  4. Hochleistungsschalter gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Massenstromreduziermittel (2) der Massenstrom der Teil-Heissgasströmung (8a) im wesentlichen durch Erzeugung von innerer Reibung in der Teil-Heissgasströmung (8a) hervorgerufen ist.
  5. Hochleistungsschalter gemäss Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilströmungserzeugungsmittel (2a) einen Spalt (2a) aufweist.
  6. Hochleistungsschalter gemäss einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenstromreduziermittel (2) einen Kanal (2) aufweist.
  7. Hochleistungsschalter gemäss einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilströmungserzeugungsmittel (2a) und das Massenstromreduziermittel (2) durch einen zur Heissgasströmung (8) hin geöffneten Kanal (2) gebildet sind.
  8. Hochleistungsschalter gemäss einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsmittel (3) einen zum Element (10) hin geöffneten Druckentlastungsraum (3) aufweist.
  9. Hochleistungsschalter gemäss einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil-Heissgasströmung (8a) beim Eintritt in das Expansionsmittel (3) eine sich vergrössernde Querschnittsfläche dargeboten ist.
  10. Hochleistungsschalter gemäss Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckentlastungsraum (3) einen Teilraum (3a) aufweist, durch welchen der Teil-Heissgasströmung (8a) eine sich kontinuierlich oder schrittweise vergrössernde Querschnittsfläche dargeboten ist.
  11. Hochleistungsschalter gemäss einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsmittel (3) mindestens eine Druckentlastungsöffnung (4) aufweist, durch welche das Expansionsmittel (3) mit einem Reservoirvolumen (20) verbunden ist, welches Gas enthält, dessen Temperatur höchstens so gross ist wie die Temperatur der Heissgasströmung (8) und/oder dessen Druck höchstens so gross ist wie der Druck der Heissgasströmung (8).
  12. Hochleistungsschalter gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (10)
    - ein Führungselement (10) zum mechanischen Führen eines ersten Teiles (30) des Hochleistungsschalters ist, welches gegenüber einem zweiten Teil (40) des Hochleistungsschalters beweglich ist, oder
    - ein Kontaktierungselement (10) zum elektrischen Kontaktieren eines ersten Teiles (30') des Hochleistungsschalters ist, welches gegenüber einem zweiten Teil (40) des Hochleistungsschalters beweglich ist, oder
    - ein Dichtungselement (10) zum Dichten eines ersten Teiles (30') des Hochleistungsschalters gegenüber einem zweiten Teil (40) des Hochleistungsschalters ist, wobei das erste Teil (30') gegenüber dem zweiten Teil (40) beweglich ist.
  13. Hochleistungsschalter gemäss Anspruch 12 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (30,30') des Hochleistungsschalters zumindest teilweise entlang einer Achse (A) erstreckt ist und das Massenstromreduziermittel (2) entlang dieser Achse (A) erstreckt ist.
  14. Hochleistungsschalter gemäss Anspruch 12 und Anspruch 3, oder gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenstromreduziermittel (2) und/oder das Expansionsmittel (3) an das erste Teil (30,30') angrenzend sind.
  15. Hochleistungsschalter gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halterung (11) zur Halterung des Elementes (10) vorgesehen ist, welche zumindest teilweise zu der Bildung eines das Element (10) mit dem Expansionsmittel (3) verbindenden weiteren Kanals (5) beiträgt.
  16. Hochleistungsschalter gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halterung (11) zur Halterung des Elementes (10) vorgesehen ist, welche mit der Dichtung (1) zusammen einstückig ausgebildet ist.
  17. Hochleistungsschalter gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei solche Dichtungen (1) in serieller Anordnung vorhanden sind.
  18. Verfahren zum Schutz eines heissgas- und/oder gasdruckempfindlichen Elementes (10) eines Hochleistungsschalters vor einer Heissgasströmung (8), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Heissgasströmung (8) und dem Element (10) eine Dichtung (1) angeordnet wird.
  19. Verfahren gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Dichtung (1) aus der Heissgasströmung (3) eine Teil-Heissgasströmung (8a) ausgekoppelt wird, dass der Massenstrom der Teil-Heissgasströmung (8a) reduziert wird, und dass die Teil-Heissgasströmung (8a) volumenmässig expandiert wird.
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