EP3039703B1

EP3039703B1 - Gasisolierter hochspannungsschalter

Info

Publication number: EP3039703B1
Application number: EP14747655.0A
Authority: EP
Inventors: Arthouros Iordanidis; Martin Seeger; Vincent Dousset; Bernardo Galletti; Emmanouil Panousis; Joerg Lehmann; Franceso PISU; Mahesh DHOTRE; Daniel Over; Lukas Zehnder; Stefan Arndt
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2018-05-02
Anticipated expiration: 2034-08-05
Also published as: EP3039703A2; WO2015028264A3; WO2015028264A2

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen gasisolierten Hochspannungsschalter nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Der Schalter der eingangs genannten Art ermöglicht im Nennspannungsbereich von ca. 10 kV bis zu mehreren hundert kV, wie beispielsweise 123 kV oder 365 kV, das Abschalten hoher, im allgemeinen bis 63 kA, betragender Kurzschlussströme. Der Schalter enthält ein isoliergasgefülltes Gehäuse und eine im Gehäuse eingeschlossenen Kontaktanordnung, die in koaxialer Anordnung zwei längs einer Achse relativ zueinander bewegliche Lichtbogenkontakte, nämlich eine Kontakttulpe und einen Kontaktstift, aufweist sowie zwei Isolierdüsen, die in axialer Richtung mit Abstand zueinander gehalten sind, und von denen die erste einen längs der Achse geführten ersten Strömungskanal mit einer ersten Verengung und die zweite einen längs der Achse geführten zweiten Strömungskanal mit einer zweiten Verengung aufweist. Bei diesem Schalter ist die Kontakttulpe in einem stromabwärts der ersten Verengung angeordneten Abströmabschnitt des ersten Strömungskanals angeordnet. In der Einschaltposition ist der Kontaktstift in elektrisch leitender Weise in eine Verengung der Kontakttulpe eingefahren. Beim Ausschalten wird der Kontaktstift entlang der Achse verschoben. Dabei bildet sich eine Lichtbogenzone und werden die erste und nachfolgend die zweite Verengung freigegeben. An einem in der Lichtbogenzone gebildeten Staupunkt zweigen dann zwei entgegengesetzt gerichtete Löschgasströmungen ab, von denen die erste durch den ersten und die zweite durch den zweiten Strömungskanal geführt wird.
Um den Durchgang des Kontaktstifts durch die Verengungen der beiden Isolierdüsen zu erleichtern, weisen die beiden Verengungen im allgemeinen jeweils einen typischerweise wenige Millimeter grösseren Innendurchmesser auf als der Aussendurchmesser des Kontaktstifts. Um bei geschlossenem Schalter einen guten elektrischen Kontakt zwischen der Kontakttulpe und dem dann in die Kontakttulpe eingefahrenen Kontaktstift zu erreichen, erweitert sich der Innendurchmesser einer Verengung der Kontakttulpe bei geöffnetem Schalter typischerweise um wenige Millimeter, um so einen Innendurchmesser zu erreichen, der dem Aussendurchmesser des Kontaktstifts entspricht. Daher ist der Innendurchmesser der Kontakttulpe bei geöffnetem Schalter mehrere, typischerweise 4 bis 6 Millimeter, kleiner als der Innendurchmesser der Verengung jeder der beiden Isolierdüsen. Da die Kontakttulpe im allgemeinen jedoch einen Kranz von Kontaktfingern aufweist, deren freien Enden bei geschlossenem Schalter unter Bildung von Kontaktkraft auf dem Kontaktstift aufliegen und bei geöffnetem Schalter unter Bildung der Verengung radial nach innen einfedern, umfasst der wirksame Strömungsquerschnitt der Kontakttulpe neben dem Strömungsquerschnitt seiner Verengung auch noch die durch Schlitze zwischen den Kontaktfingern gebildeten Strömungsquerschnitte.
Die beim Unterbrechen eines Stroms einen Schaltlichtbogen aufnehmende Lichtbogenzone ist in axialer Richtung von den beiden Lichtbogenkontakten und in radialer Richtung von den beiden Isolierdüsen begrenzt. Durch den Schaltlichtbogen in der Hochstromphase des abzuschaltenden Stroms gebildetes Lichtbogenplasma wird bei Annäherung des Stroms an einen Nulldurchgang als Löschgas zur Beblasung des Schaltlichtbogens in die Lichtbogenzone geführt.
Die von der dielektrischen Festigkeit der Schaltkammer bestimmte Ausschaltleistung eines mit dieser Schaltkammer ausgerüsteten Hochspannungsschalters hängt von der Dichte des Löschgases ab, d.h. von Druck und Temperatur des in der Lichtbogenzone wirkenden Löschgases. Treten in diesem Gas beim Löschen des Lichtbogens unerwünschte Dichteschwankungen auf, so kann dies gegebenenfalls zu einer unerwünschten Rückzündung führen.

STAND DER TECHNIK

Ein Schalter der eingangs genannten Art ist beschrieben in US 4,774,388 A . Dieses Dokument wird als nächstliegender Stand der Technik angesehen. Bei diesem Schalter werden beim Ausschalten zwei Teilgasströmungen gebildet, von denen die erste durch eine Kontakttulpe geführt wird und die zweite durch einen von der Kontakttulpe innen und einer Isolierhifsdüse aussen begrenzten Strömungskanal und Öffnungen in der Isolierhilfsdüse in ein Teilvolumen einer Kolben-Zylinder Kompressionsvorrichtung. Beim Ausschalten baut daher die zweite Teilgasströmung im Teilvolumen Druck auf, welcher den Schalterantrieb beim Ausschalten unterstützt. Da das Teilvolumen gegenüber dem von einem isoliergasgefüllten Gehäuse des Schalters umschlossenen Volumen klein ist, kann beim Unterbrechen grosser Ströme der Druck im Teilvolmen und damit auch stromabwärts der Isolierhilfsdüse Werte erreichen, welche das thermische Schaltverhalten des Schalters beeinträchtigen.
Ein weiterer Schalter der eingangs genannten Art ist in WO 2009/049669A1 offenbart: Dieser Schalter weist eine von einer Isolierhilfsdüse umgebene Kontakttulpe, ein Heizvolumen zur Aufnahme von lichtbogenaufgeheiztem Löschgas und ein Überdruckventil auf. Das Überdruckventil dient dem Begrenzen des Drucks des Löschgases in einer den Schaltlichtbogen aufnehmenden Lichtbogenzone durch Öffnen eines in einen Expansionsraum mündenden Entlastungskanals. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 ist der Ventilkörper des Überdruckventils als axial ausgerichtete Hülse ausgebildet. Diese Hülse ist mit dem Differenzdruck belastet, der sich beim Öffnen des Schalters zwischen einem stromaufwärts des Überdruckventils angeordneten Abschnitt des Entlastungskanals und einem Kolben-Zylinder-Kompressionsraum einer Vorrichtung zur Erzeugung einer geringen Zusatzmenge an Löschgas bildet.
Ein Öffnen und ein Offenhalten des Überdruckventils wird dann erreicht, wenn der Gasdruck im Kanalabschnitt höher als im Kompressionsraum ist. Der Gasdruck stromabwärts der Isolierhilfsdüse erreicht dann Werte, welche das thermische Schaltverhalten des Schalters beeinträchtigen.
DE 102 26 044 A1 beschreibt einen Druckgasschalter mit einer von einer zylindrischen Abdeckung umgebenen Kontakttulpe. Die Abdeckung begrenzt zusammen mit einer Isolierdüse einen durch eine Trennwand in zwei Teilräume unterteilten Gasspeicherraum, welcher der Bereitstellung von lichtbogenkomprimiertem Löschgas dient.
Ein in EP 1 630 841 B1 beschriebener Schalter weist eine für ein Unterbrechen von Strömen unterschiedlicher Grösse und unterschiedlichen Verhaltens vorteilhaftes Design der Isolierdüse auf mit einer gegenüber dem Durchmesser grossen zylinderförmigen Verengung. Durch rasche Trennung zweier gegenläufig bewegter Lichtbogenkontakte werden eine hohe Trenngeschwindigkeit und ein hoher Löschgasdruck erreicht und wird so durch Zusammenwirken mit der langen Engstelle der Isolierdüse eine gute Ausschaltleistung auch beim Unterbrechen kritischer, typischerweise kapazitiver, Ströme erzielt.
EP 0 836 209 B1 beschreibt einen zum Unterbrechen hoher Ströme im Mittelspannungsbereich geeigneten Leistungsschalter. Dieser Schalter enthält eine Schaltstelle und ein Heizvolumen. Das Heizvolumen ist koaxial um zwei entlang der Achse relativ zueinander verschiebbare Abbrandkontaktanordnungen der Schaltstelle geführt. Beim Unterbrechen eines Stroms wird das Heizvolumen über einen radial ausgerichteten Kanal mit der Lichtbogenzone verbunden. Der Kanal wird von zwei axial ausgerichteten Kappen begrenzt, von denen mindestens eine aus einem temperaturbeständigen Isoliermaterial besteht. Jede Kappe nimmt eine von zwei Kontakttulpen der beiden Abbrandkontaktanordnungen auf. Diese Kontaktanordnungen sind bei geschlossenem Schalter über einen längs der Achse verschiebbaren Kontaktstift elektrisch leitend miteinander verbunden. Beim Öffnen des Schalters wird ein zunächst auf einer ersten der beiden Kontakttulpen und der Spitze des Kontaktstifts fussender Schaltlichtbogen von Kontaktstift auf die zweite Kontakttulpe übertragen. Der Schaltlichtbogen kann dann bei Annäherung des Stroms an einen Nulldurchgang mit Löschgas aus dem Heizvolumen beblasen und der Strom unterbrochen werden.
Ein in EP 0 228 099 B1 veröffentlichter Hochspannungsschalter weist eine weitgehend axialsymmetrische Lichtbogenkontaktanordnung mit einer Kontakttulpe und einem Kontaktstift sowie mit zwei axial voneinander mit Abstand gehaltenen Isolierdüsen auf. Die Kontakttulpe ist geschlitzt ausgebildet und weist durch axial geführte Schlitze voneinander getrennte Kontaktfinger auf, welche bei geöffnetem Schalter mit ihren freien Enden eine Verengung der Kontakttulpe bilden. An dem von den freien Enden der Kontaktfinger abgewandten Ansatz der Schlitze an der Kontakttulpe sind Öffnungen vorgesehen, welche beim Ausschalten Unterdruck in einer Zone erzeugen, in der ein Schaltlichtbogen an der Kontakttulpe gebildet wird, und welche dieser Zone Wärme entziehen.
In beiden Figuren von DE 199 02 835 A1 ist ein Hochspannungsleistungsschalter dargestellt mit einem axial ausgerichteten Strömungskanal für axial nach unten führbares Löschgas. Dieser Kanal ist radial nach aussen durch eine nicht bezeichnete Isolierhilfsdüse und eine Kontakttulpe 3 begrenzt. Der Schalter weist ferner einen Ringraum auf, der von der Kontakttulpe 3 radial nach innen und von der Isolierhilfsdüse radial nach aussen begrenzt ist. Der Ringraum beginnt am oberen Ende der Kontakttulpe und setzt sich bis zum unteren Ende der Kontakttulpe nach unten fort. Funktion und Bemessung dieses Ringraums sind nicht beschrieben.
US 4,393,291 beschreibt einen Druckgasschalter, bei dem zwei ringförmige Lichtbogenkontakte 4, 7 und eine die beiden Kontakte bei geschlossenem Schalter umgebende, elektrisch isolierende Öffnung 11 koaxial angeordnet sind. Beim Ausschalten fusst ein Schaltlichtbogen zunächst auf den beiden Kontakten 4, 7. Da anschliessend der Lichtbogen mit Druckgas beblasen wird, welches in axialer Richtung durch die Öffnung 11 nach unten geführt wird, kommutiert der zuvor auf dem Kontakt 7 gehaltene Fusspunkt des Lichtbogens auf einen axial ausgerichteten Kontaktstift 8 und wird bis zum Erlöschen axial mit Druckgas beblasen. Das Druckgas wird anschliessend durch eine radial ausgerichtete Gasöffnung in einen Expansionsraum ausgestossen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen gasisolierten Hochspannungsschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich durch eine gute Ausschaltleistung und eine hohe Betriebssicherheit auszeichnet.
Gemäss der Erfindung wird ein gasisolierter Hochspannungsschalter der eingangs genannten Art bereitgestellt mit einem isoliergasgefüllten Gehäuse und einer im Gehäuse eingeschlossenen Kontaktanordnung, die in koaxialer Anordnung zwei längs einer Achse relativ zueinander bewegliche Lichtbogenkontakte, von denen ein erster als erste Kontakttulpe und ein zweiter als Kontaktstift ausgebildet ist, enthält sowie zwei Isolierdüsen, die in axialer Richtung mit Abstand zueinander gehalten sind, und von denen die erste einen längs der Achse geführten ersten Strömungskanal mit einer ersten Verengung aufweist und die zweite einen längs der Achse geführten zweiten Strömungskanal mit einer zweiten Verengung.
Dabei weist die erste Kontakttulpe einen symmetrisch um die Achse geführten Kranz von axial ausgerichteten Kontaktfingern auf, die beim Ausschalten mit freiliegenden Enden die Verengung der Kontakttulpe bilden.
Dabei ist die erste Kontakttulpe in einem stromabwärts der ersten Verengung angeordneten Abströmabschnitt des ersten Strömungskanals angeordnet, ist der Kontaktstift in der Einschaltposition in eine den Kontaktstift elektrisch leitend kontaktierende Verengung der ersten Kontakttulpe eingefahren und ist der Kontaktstift beim Ausschalten entlang der Achse verschiebbar, wobei unter Bildung einer Lichtbogenzone zunächst die erste und nachfolgend die zweite Verengung freigebbar ist, und wobei beim Ausschalten von einem in der Lichtbogenzone gebildeten Staupunkt zwei entgegengesetzt gerichtete Löschgasströmungen abzweigen, von denen die erste durch den ersten und die zweite durch den zweiten Strömungskanal in einen Auspuffraum führbar ist.
Bei diesem Schalter ist die Summe der Strömungsquerschnitte der Verengung der Kontakttulpe und einer im Abströmabschnitt angeordneten dritten Verengung grösser als der Strömungsquerschnitt der ersten Verengung, wobei durch die Verengung der ersten Kontakttulpe eine erste Teilströmung der ersten Löschgasströmung und durch die dritte Verengung eine parallel zur ersten Teilströmung gerichtete, den verbleibenden Teil der ersten Löschgasströmung aufnehmende zweite Teilströmung führbar ist.
Dabei weist der Strömungsquerschnitt der dritten Verengung mindestens die zwei nachfolgend aufgelisteten Strömungsquerschnitte auf, nämlich

einen ersten Strömungsquerschnitt, der durch die Summe der Strömungsquerschnitte gebildet ist, die auf die Mantelfläche der ersten Kontakttulpe geführte Schlitze zwischen je zwei der im Kranz aufeinanderfolgenden Kontaktfinger bilden, und
einen zweiten Strömungsquerschnitt eines um die Achse geführten, ringförmigen Gasauslasses, der an einem vom geschlitzt ausgebildeten Ende abgewandten Abschnitt der ersten Kontakttulpe zwischen der ersten Kontakttulpe und der ersten Isolierdüse angeordnet und durch axial ausgerichtete Materialausnehmungen gebildet ist.

Beim Schalter nach der Erfindung ist sichergestellt, dass durch geeignete Bemessung der Strömungsquerschnitte der Verengungen von erster Isolierdüse und von erster Kontakttulpe und der im Abströmkanal der ersten Isolierdüse angeordneten dritten Verengung ein Rückstau der ersten Löschgasströmung an der einen erheblich kleineren Strömungsquerschnitt als die Verengung der ersten Isolierdüse aufweisenden Verengung der Kontakttulpe vermieden wird. Daher wird beim Ausschalten im erfindungsgemässen Schalter stromabwärts der Verengung der ersten Isolierdüse eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der ersten Löschgasströmung erreicht. Dies führt zu einem schnellen und effizienten Abführen des Lichtbogenplasmas stromaufwärts der Kontakttulpe, verbessert die dielektrische Wiederverfestigung einer Trennstrecke in einem sich stromaufwärts der Kontakttulpe erstreckenden Bereich der Lichtbogenzone und erhöht so die Ausschaltleistung und die Betriebssicherheit des Schalters. Es entfallen zugleich die mechanische Festigkeit der Kontaktanordnung beeinträchtigende konstruktive Massnahmen, wie ein in der ersten Isolierdüse geführter Bypass-Kanal oder wie Durchgangslöcher in der ersten Kontakttulpe.
Ein Strömungsquerschnitt eines um die Achse geführten, axial ausgerichteten Ringspalts, der radial nach innen von einem geschlitzt ausgebildeten Ende der ersten Kontakttulpe und radial nach aussen von der ersten Isolierdüse begrenzt ist, ist mit Vorteil grösser ist als die Summe des ersten und des zweiten Strömungsquerschnitts. Bei einer solchen Ausführungsform des erfindungsgemässen Schalters sind der Druck und damit auch die Dichte des Löschgases beim Ausschalten in dem mit starken elektrischen Feldern belasteten Raum zwischen der Mantelfläche der ersten Kontakttulpe und der ersten Isolierdüse gegenüber dem Druck und der Dichte des im Innenraum der ersten Kontakttulpe befindlichen Löschgases vergleichsweise hoch. Dadurch werden beim Ausschalten die dielektrische Festigkeit des Schalters und damit auch das Schaltvermögen und die Betriebssicherheit des Schalters zusätzlich erhöht.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Schalters ist ein als zweite Kontakttulpe ausgebildeter dritter Lichtbogenkontakt in einem stromabwärts der zweiten Verengung angeordneten Abströmabschnitt des zweiten Strömungskanals angeordnet und weist einen symmetrisch um die Achse geführten Kranz von axial ausgerichteten Kontaktfingern auf, die beim Ausschalten mit freiliegenden Enden die Verengung der zweiten Kontakttulpe bilden. Dabei ist die Summe der Strömungsquerschnitte einer Verengung der zweiten Kontakttulpe und einer im Abströmabschnitt des zweiten Strömungskanals angeordneten vierten Verengung grösser als der Strömungsquerschnitt der zweiten Verengung und ist der Strömungsquerschnitt der vierten Verengung von mindestens zwei der nachfolgend aufgelisteten Strömungsquerschnitte gebildet:

(a') ein Strömungsquerschnitt eines um die Achse geführten, radial nach aussen ausgerichteten Ringspalts, der axial begrenzt ist von einer ringförmigen, sich von der zweiten Verengung radial nach aussen erstreckenden Fläche der zweiten Isolierdüse und einem der zweiten Verengung zugewandten, geschlitzt ausgeführten Ende der zweiten Kontakttulpe,
(b') ein Strömungsquerschnitt, der durch die Summe der Strömungsquerschnitte gebildet ist, die auf das freie Ende der zweiten Kontakttulpe geführte Schlitze zwischen je zwei der im Kranz aufeinanderfolgenden Kontaktfinger bilden,
(c') ein Strömungsquerschnitt, der durch die Summe der Strömungsquerschnitte gebildet ist, die auf die Mantelfläche der zweiten Kontakttulpe geführte Schlitze zwischen je zwei der im Kranz aufeinanderfolgenden Kontaktfinger bilden,
(d') ein Strömungsquerschnitt eines um die Achse geführten, axial ausgerichteten Ringspalts, der radial nach innen von einem geschlitzt ausgebildeten Ende der zweiten Kontakttulpe und radial nach aussen von der zweiten Isolierdüse begrenzt ist, und
(e') ein Strömungsquerschnitt eines um die Achse geführten, ringförmigen Gasauslasses, der an einem vom geschlitzt ausgebildeten Ende abgewandten Abschnitt der zweiten Kontakttulpe angeordnet ist,

Durch geeignete Anordnung und Ausbildung der zweiten Kontakttulpe im Abströmkanal der zweiten Isolierdüse werden die dielektrische Wiederverfestigung der Trennstrecke und damit auch die Ausschaltleistung und die Betriebssicherheit des Schalters verbessert. Zudem verringert sich auch nach mehrmaligem Abschalten und einer daraus resultierenden Vergrösserung des Durchmessers der zweiten Verengung infolge von Materialabbrand der Druckaufbau bei einem weiteren Abschaltvorgang nur in zulässiger Weise. Dies ist dadurch bedingt, dass die zweite Kontakttulpe gegenüber der zweiten Isolierdüse einen vernachlässigbaren Materialabbrand aufweist und so beim Abschaltvorgang einen dielektrisch vorteilhaften Druckaufbau in der zweiten Verengung gewährleistet. Zugleich kann die zweite Kontakttulpe einem einfachen Abgreifen des Schalterstroms an einem der beiden Stromanschlüsse des Schalters dienen.
Um während des gesamten Ausschaltvorgang ein schnelles Wegführen des Lichtbogenplasmas aus der Lichtbogenzone zu gewährleisten, ist der Strömungsquerschnitt der zweiten Kontakttulpe mit Vorteil kleiner als der Strömungsquerschnitt eines nach Freigabe der zweiten Kontakttulpe gebildeten Ringkanals zwischen der zweiten Kontakttulpe und dem Kontaktstift.
Um die dielektrische Festigkeit des erfindungsgemässen Schalters im Bereich der zweiten Kontakttulpe zu erhöhen, kann der Strömungsquerschnitt nach (d') grösser sein als die Summe der Strömungsquerschnitte nach (c') und nach (e').
Um eine gute Ausschaltleistung des erfindungsgemässen Schalters auch bei Nennspannungen grösser 70 kV zu erreichen, kann die zweite Verengung längs der Achse zylinderförmig erstreckt sein und einen Durchmesser aufweisen, der kleiner ist ihre axiale Erstreckung.
Da bei einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Schalters mit der ersten und der zweiten Kontakttulpe die Löschgeometrie im Bereich der beiden Fusspunkte des Schaltlichtbogens spiegelsymmetrisch ist, kann das Schaltvermögen dieses Schalters gut vorherbestimmt werden.
Am Schalter kann auch eine äussere Abschirmung vorgesehen sein, welche im Bereich des Abströmkanals ringförmig um die zweite Isolierdüse herumgeführt ist und vor allem der Steuerung des elektrischen Feldes im Bereich kritischer Tripelpunkte, aber auch der Abschirmung des an der zweiten Tulpe wirkenden elektrischen Feldes dient.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Hochspannungsschalters nach der Erfindung kann die erste Kontakttulpe an einem in den ersten Strömungskanal geführten Ende eines hohlen Kontaktträgers befestigt sein, kann in den Kontaktträger ein Verbindungskanal eingeformt sein, und kann ein von der ersten Isolierdüse nach aussen und von der ersten Kontakttulpe nach innen begrenztes, ringförmig um die Achse geführtes Teilvolumen des ersten Strömungskanals über den Verbindungskanal mit dem Inneren des Kontaktträgers verbunden sein. Bei dieser Ausführungsform können die erste Kontakttulpe und die erste Isolierdüse jeweils als handelsübliches, standardisiertes Bauteil ausgebildet sein. Hierdurch werden zum einen die Kosten bei der Fertigung und Wartung des erfindungsgemässen Schalters trotz eines verbesserten Schaltvermögens gering gehalten. Zum anderen werden durch den Einsatz standardisierter Bauteile und dadurch, dass eine mechanische Anpassung der ersten Kontakttulpe und der Isolierdüse entfällt, auch eine unerwünschte Reduktion der mechanischen Festigkeit der Kontaktanordnung und damit auch der Betriebsdauer des Schalters vermieden.
In fertigungstechnisch vorteilhafter Weise kann der Kontaktträger in koaxialer Anordnung ein innenliegendes Rohr und eine aussenliegende Hülse, welche die erste Isolierdüse trägt, aufweisen, kann ein durch die Hülse geführter erster Abschnitt des Verbindungskanals mindestens zwei parallel geschaltete Teilkanäle enthalten und kann ein zweiter Abschnitt des Verbindungskanals durch die Wand des Rohrs geführt sein.
Der Kontaktträger kann ferner eine Schraubverbindung zum Festsetzen der Hülse auf dem Rohr aufweisen sowie eine ringförmig um die Achse geführte Nut, welche den ersten und den zweiten Abschnitt des Verbindungskanals miteinander verbindet.
Die Hülse kann einstückig ausgebildet sein und ein Ende der ersten Kontakttulpe mit einer von der Schraubverbindung aufgebrachten Klemmkraft auf einer Stirnfläche des Rohrs festsetzen.
Die Hülse kann zwei durch axial geführte Schrauben miteinander verbundene Hülsenteile aufweisen, und beide Hülsenteile können ein Ende der ersten Kontakttulpe mit einer von den axial geführten Schrauben aufgebrachten Klemmkraft am Kontaktträger festsetzen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Anhand von Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig.1: eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt durch einen oberhalb einer Achse liegenden Teil einer stark vereinfacht dargestellten Ausführungsform eines Hochspannungsschalters beim Öffnen,
Fig.2: eine von rechts in Richtung der Achse geführte Aufsicht auf einen als Kontakttulpe ausgeführten Lichtbogenkontakt des Hochspannungsschalters nach Fig.1,
Fig.3: eine Draufsicht auf die Kontakttulpe nach Fig.2,
Fig.4: eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt durch einen oberhalb der Achse liegenden Teil einer stark vereinfacht dargestellten ersten Ausführungsform des Hochspannungsschalters nach der Erfindung bei geöffneter Schaltstelle,
Fig.5: eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt durch einen oberhalb der Achse liegenden Teil einer stark vereinfacht dargestellten Ausführungsform eines Hochspannungsschalters bei geöffneter Schaltstelle,
Figuren 6 und 7: jeweils eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt durch einen oberhalb der Achse liegenden Teil einer zweiten Ausführungsform des Hochspannungsschalters nach der Erfindung bei geschlossener Schaltstelle resp. beim Ausschalten,
Figuren 8 und 9: jeweils eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt durch einen oberhalb der Achse liegenden Teil einer dritten und einer vierten Ausführungsform des Hochspannungsschalters nach der Erfindung, und
Fig.10: eine in Richtung von zwei Pfeilen geführte Aufsicht auf einen längs X-X geführten Schnitt durch den Schalter nach Fig.9.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In allen Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Teile. Die in den Figuren 1 bis 7 dargestellten vier Ausführungsformen eines Hochspannungsschalters sind bezüglich einer Achse A im wesentlichen axialsymmetrisch aufgebaut und enthalten jeweils ein lediglich in den Ausführungsformen gemäss den Figuren 1, 6 und 7 dargestelltes metallenes oder elektrisch isolierendes Gehäuse 10, das mit einem komprimierten Isoliergas, typischerweise auf der Basis von Schwefelhexafluorid, Stickstoff, Kohlendioxid, Luft oder von Mischungen dieser Gase untereinander, gefüllt ist. Das Gehäuse nimmt eine Kontaktanordnung auf, die in koaxialer Anordnung zwei Lichtbogenkontakten 20 und 30 und zwei Isolierdüsen 40 und 50 enthält sowie einen lediglich in den Figuren 1, 6 und 7 dargestellten Druckraum 60 zur Aufnahme von Löschgas über einen Heizkanal 62. Weitere vom Gehäuse aufgenommene Elemente, wie Steuerventile, zwei Stromanschlüsse und zwei den Druckraum 60, die beiden Isolierdüsen 40, 50 und die beiden Lichtbogenkontakte 20, 30 koaxial umgebende Nennstromkontakte der Kontaktanordnung sind nicht dargestellt.
Der Lichtbogenkontakt 20 ist als Kontakttulpe ausgeführt und ist in ein Ende eines nicht dargestellten, als Rohr ausgebildeten metallenen Kontaktträgers integriert. Der Lichtbogenkontakt 30 ist als entlang der Achse A ausgerichteter Kontaktstift ausgebildet.
Aus den Figuren 2 und 3 ist ersichtlich, dass die Kontakttulpe 20 einen konzentrisch um die Achse A geführten Kranz von weitgehend achsparallel angeordneten Kontaktfingern 21 aufweist. Die Kontaktfinger 21 weisen jeweils ein freies Ende 22 auf, welches bei geschlossenem Schalter (vgl.Fig.6) unter Bildung von Kontaktkraft federnd auf einem Ende 31 des Kontaktstifts 30 aufliegt und beim Öffnen des Schalters nach dem Trennen der beiden Kontakte 20, 30 nach innen einfedert, wodurch der Kontaktfingerkranz eine Verengung der Kontakttulpe 20 mit einem Strömungsquerschnitt A_K bildet. Ersichtlich sind die Kontaktfinger 21 durch axial erstreckte Schlitze 23 voneinander mit Abstand im Kranz gehalten. Durch die Schlitze 23 wird ein aus Fig.2 ersichtlicher Strömungsquerschnitt A_{s, ax} für ein den Kranz der Kontaktfinger 21 axial anströmendes Gas und ein aus Fig.3 ersichtlicher Strömungsquerschnitt A_{s, rad} für ein diesen Kranz radial von aussen nach innen anströmendes Gas gebildet.
Die Kontakttulpe 20 und der Kontaktstift 30 sind aus einem Werkstoff mit einer hohen Federkraft bei zugleich hoher elektrischer Leitfähigkeit, wie typischerweise einer Kupfer-Chrom-Zirkon-Legierung, gebildet. Die Enden 22 der Kontaktfinger resp. das Ende 31 des Kontaktstifts ist aus einem gegenüber der Wirkung von Schaltlichtbögen beständigen, elektrisch leitenden Werkstoff, wie typischerweise einer Wolfram-Kupfer-Legierung, gebildet.
Die Kontakttulpe 20, die beiden Isolierdüsen 40 und 50 und der Druckraum 60 sind Teil einer Baueinheit B, die vom einem Schalterantrieb D in Richtung der Achse A nach rechts oder nach links verschiebbar ist. Der Kontaktstift 30 ist Teil einer zweiter Baueinheit C, welche feststehend oder zum Ermöglichen einer gegenläufigen Doppelbewegung der beiden Baueinheiten aber auch beweglich sein kann.
Wie aus den Figuren 1, 4 bis 7 ersichtlich ist, sind zwei einander gegenüberstehende Stirnseiten der beiden Isolierdüsen 40 und 50 voneinander mit Abstand gehalten und begrenzen so einen vorwiegend radial ausgerichteten und ringförmig um die Achse A geführten Mündungsabschnitt 61 des Heizkanals 62. Der Heizkanal 62 ist lediglich in den Figuren 1, 6 und 7 dargestellt und verbindet den Druckraum 60 beim Ausschalten mit einer zu Beginn des Ausschaltvorgangs von der Kontakttulpe 20 und dem dann freien Ende 31 des Kontaktstifts 30 axial begrenzten Lichtbogenzone L. Die beiden Isolierdüsen 40 und 50 enthalten gegenläufig entlang der Achse A geführt jeweils einen am Mündungsabschnitt 61 ansetzenden Strömungskanal 41 resp. 51. Eine ringförmige Verengung 42 bildet einen minimalen Strömungsquerschnitt A_n des Strömungskanals 41. Eine zylinderförmige Verengung 52 bildet einen minimalen Strömungsquerschnitt A_n' des Strömungskanals 51.
Die beiden Isolierdüsen 40 und 50 sind aus einem bei der Einwirkung eines Schaltlichtbogens S Löschgas abgebenden Material gefertigt, wie insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE).
In einem vom Mündungsabschnitt 61 abgewandten, an die Verengung 42 bzw. 52 anschliessenden Abströmabschnitt 43 resp. 53 vergrössert sich der Strömungsquerschnitt des Strömungskanals 41 resp. 51. Bei allen Ausführungsformen ist die Kontakttulpe 20 stromabwärts der Verengung 42 im Abströmabschnitt 43 des Strömungskanals 41 angeordnet.
Der nur in den beiden Figuren 1, 6 und 7 dargestellte Druckraum 60 ist als Heizvolumen ausgebildet. Das Heizvolumen speichert beim Öffnen des Schalters komprimiertes Löschgas, welches in einer Hochstromphase eines zu unterbrechenden Stroms von dem in der Lichtbogenzone L brennenden Schaltlichtbogen S erzeugt wird und welches beim Stromnulldurchgang aus dem Druckraum 60 über den Heizkanal 62 gegenläufig in die beiden Strömungskanäle 41, 51 einströmt.
Das Heizvolumen kann über ein Steuerventil mit einem Kompressionsraum einer vom Hub der Baueinheit B gesteuerten Kolben-Zylinder-Kompressionsvorrichtung des Druckraums 60 verbunden sein. Alternativ kann das Heizvolumen auch in den Kompressionsraum der vom Hub der Baueinheit B gesteuerten Kolben-Zylinder-Kompressionsvorrichtung unter Bildung des Druckraums 60 integriert sein.
In der (nur aus Fig.6 ersichtlichen) Einschaltposition ist der Kontaktstift 30 in die Kontakttulpe 20 eingefahren und kontaktieren die lichtbogenfesten Enden 22 der nun federnd aufgespreizten Kontaktfinger 21 den Kontaktstift 30 mit einer definierten Kontaktkraft in elektrisch leitender Weise.
Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 5 sind die Kontakttulpe 20 und der Kontaktstift 30 permanent mit jeweils einem der beiden Stromanschlüsse des Schalters verbunden. Bei diesen Ausführungsformen führt der Schalter daher bei geschlossener Kontaktanordnung Strom, der in einem Stromkreis fliesst, welcher sich von einem der beiden Stromanschlüsse des Schalters über die Kontakttulpe 20 und den Kontaktstift 30 zum anderen der beiden Stromanschlüsse des Schalters erstreckt.
Zum Unterbrechen eines Fehlerstroms wird die Baueinheit B durch den Antrieb D nach links bewegt. Hierbei trennen sich die Kontakttulpe 20 und der Kontaktstift 30 voneinander unter Bildung einer von den Enden 22 der Kontaktfinger 21 und dem Ende 31 des Kontaktstifts 30 begrenzten Trennstrecke und wird der auf den Enden 22, 31 fussende, aus Fig.1 ersichtliche Schaltlichtbogen S gezogen. Dieser Schaltlichtbogen befindet sich in dem durch die Verengungen 42 und 52 radial und durch die Kontakttulpe 20 und den Kontaktstift 30 axial begrenzten Lichtbogenraum L und erzeugt dabei durch Wechselwirkung mit dem Isoliermaterial der Düsen 40 und 50 komprimiertes Lichtbogenplasma.
In einer Halbwelle des abzuschaltenden Stroms ist der Druck in der Lichtbogenzone L im allgemeinen höher als in dem als Heizvolumen ausgebildeten Teil des Druckraums 60, in dem kühles Isoliergas gespeichert ist, welches zunächst nur den im Gehäuse 10 herrschenden Fülldruck aufweist. Wenn der Kontaktstift 30 den Mündungsabschnitt 61 freigibt, strömt daher ein Teil des Lichtbogenplasmas ins Heizvolumen und vermischt sich dort mit dem bereits vorhandenen kühlen Isoliergas zu einem gegenüber dem Fülldruck Überdruck aufweisenden Löschgas.
Lässt nun die Heizwirkung des Lichtbogens S bei Annäherung an den Nulldurchgang des Stroms nach, so erfolgt eine Strömungsumkehr. Im Druckraum 60 gespeichertes Löschgas strömt als Löschgasströmung L₀ über den Mündungsabschnitt 61 in radialer Richtung in die Lichtbogenzone L. An einem Staupunkt SP der Löschgasströmung L₀ bilden sich zwei entgegengesetzt gerichtete Löschgasströmungen L₁ und L₂. Die Löschgasströmung L₁ wird über den Strömungskanal 41 und damit durch die Verengung 42 in einen im Inneren des Gehäuses 10 gelegenen Auspuffraum 11 geführt. Die Löschgasströmung L₂ wird über den Strömungskanal 51 in den Auspuffraum 11 geführt. Die beiden Löschgasströmungen beblasen den Schaltlichtbogen bis dieser im Stromnulldurchgang gelöscht und der abzuschaltende Strom unterbrochen ist.
Für eine wirkungsvolle Beblasung des Schaltlichtbogens und damit für eine erfolgversprechende Stromunterbrechung ist es erforderlich, dass das vom Lichtbogen gebildete heisse Plasma rasch aus der Lichtbogenzone L entfernt und in dielektrisch unkritische Bereich befördert wird. Dies ist jedoch nur möglich, wenn die beim Ausschalten nach Freigabe der Verengungen 42, 52 für die Löschgasströmungen L₁ und L₂ wirksam werdenden Strömungsquerschnitte in den Abströmabschnitten 43, 53 geeignet bemessen sind.
Im Abströmabschnitt 53 der Isolierdüse 50 vergrössert sich der Strömungsquerschnitt kontinuierlich, wodurch das heisse Lichtbogenplasma mit hoher Geschwindigkeit über die Engstelle 52 und den Abströmquerschnitt 53 in dielektrisch unkritische Bereiche befördert wird.
Im Abströmabschnitt 43 der Isolierdüse 40 ist jedoch stromabwärts der Verengung 42 die Kontakttulpe 20 angeordnet. Um eine rasches Entfernen des heissen Plasmas aus der Lichtbogenzone L zu gewährleisten, sollte die Summe des Strömungsquerschnitts A_K der Verengung der Kontakttulpe 20 und eines nachfolgend definierten Strömungsquerschnitts A_Σ grösser sein als der Strömungsquerschnitt A_n der Verengung 42 der Isolierdüse 40. A_Σ ist der Strömungsquerschnitt einer im Abströmabschnitt 43 des Strömungskanals 41 angeordneten weiteren Verengung. Durch die Verengung der Kontakttulpe 20 wird eine Teilströmung L₁₁ der Löschgasströmung L₁ und durch die weitere Verengung eine parallel zur Teilströmung L₁₁ gerichtete, den verbleibenden Teil der Löschgasströmung L₁ aufnehmende Teilströmung L₁₂ geführt. Es wird so stromabwärts der Verengung 42 noch vor Bildung der beiden Teilströmungen eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der Löschgasströmung L₁ erreicht. Dies führt zu einem schnellen und effizienten Abführen des stromaufwärts der Kontakttulpe 20 befindlichen Lichtbogenplasmas und verbessert die dielektrische Wiederverfestigung der Trennstrecke in einem sich stromaufwärts der Kontakttulpe 20 erstreckenden Bereich der Lichtbogenzone L.
Der Abstand zwischen dem Staupunkt SP und der Kontakttulpe 20 kann in vorteilhafter Weise im Bereich zwischen 15 bis 35 mm liegen, ohne die dielektrische Wiederverfestigung der Trennstrecke und damit auch das Schaltvermögen des Schalters nachteilig zu verändern.
Der Strömungsquerschnitt A_Σ der weiteren Verengung umfasst mindestens die beiden Strömungsquerschnitte (c) und (e) der nachfolgend aufgelisteten Strömungsquerschnitte:

(a) ein Strömungsquerschnitt A₁ eines um die Achse A geführten, radial nach aussen ausgerichteten Ringspalts, der axial begrenzt ist von einer ringförmigen, sich von der Verengung 42 radial nach aussen erstreckenden Fläche der Isolierdüse 40 und einem der Verengung 42 zugewandten, geschlitzt ausgeführten Ende der Kontakttulpe 20,
(b) der Strömungsquerschnitt A_s,ax, der durch die Summe der Strömungsquerschnitte gebildet ist, die auf das freie Ende der Kontakttulpe 20 geführten Schlitze 23 zwischen je zwei der im Kranz aufeinanderfolgenden Kontaktfinger 21 bilden,
(c) der Strömungsquerschnitt A_s,rad, der durch die Summe der Strömungsquerschnitte gebildet ist, die auf die Mantelfläche der Kontakttulpe 20 geführte Schlitze 23 zwischen je zwei der im Kranz aufeinanderfolgenden Kontaktfinger 21 bilden,
(d) ein Strömungsquerschnitt A₂ eines um die Achse A geführten, axial ausgerichteten Ringspalts, der radial nach innen von dem geschlitzt ausgebildeten Ende der Kontakttulpe 20 und radial nach aussen von der Isolierdüse 40 begrenzt ist, und
(e) ein Strömungsquerschnitt A₃, eines um die Achse A geführten, ringförmigen Gasauslasses, der an einem vom geschlitzt ausgebildeten Ende abgewandten Abschnitt der Kontakttulpe 20 angeordnet ist. Hierbei kann der Gasauslass durch axial ausgerichtete Materialausnehmungen, die typischerweise bananen- oder kreisscheibenförmig ausgebildet und im allgemeinen zwischen der Isolierdüse 40 und der Kontakttulpe 20 angeordnet sind, und/oder durch radial ausgerichtete, durch die Kontakttulpe 20 von aussen nach innen geführten Durchlässe gebildet werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig.1 sitzt das ungeschlitzte Ende der Kontakttulpe 20 spaltfrei auf Isolierdüse 40 auf. Daher ist der Strömungsquerschnitt A_Σ der weiteren Verengung durch die Strömungsquerschnitte A₁, A_s,ax, und A_s,rad bestimmt.
Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist das ungeschlitzte Ende der Kontakttulpe 20 durch den Gasauslass mit dem Strömungsquerschnitt A₃ von der Isolierdüse 40 beabstandet. Der Strömungsquerschnitt A_Σ der weiteren Verengung ist durch die Strömungsquerschnitte A_s,ax, A_s,rad und A₃ bestimmt, falls A₃ kleiner A₂.
Bei den zuvor beschriebenen beiden Ausführungsformen des Schalters ist der Strömungsquerschnitt A₂ des axial ausgerichteten Ringraums grösser als die Summe der Strömungsquerschnitte A_s,rad + A₃. Der Druck des Löschgases ausserhalb der Kontakttulpe 20 kann so in dielektrisch vorteilhafter Weise vergleichsweise hoch gehalten werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig.5 nimmt die Isolierdüse 40 einen Bypass-Kanal 44 auf, im dem die parallel zur Teilströmung L₁₁ gerichtete, den verbleibenden Teil der Löschgasströmung L₁ aufnehmende Teilströmung L₁₂ geführt ist. Die Teilströmung L₁₂ ist durch eine Blockiervorrichtung 45 geführt, welche die Ausbildung der Teilströmung L₁₂ im Bypass-Kanal 44 zu Beginn des Ausschaltens verhindert. Es wird so der Aufbau eines wünschenswert hohen Gasdrucks im Druckraum 60 vor dem Nulldurchgang des abzuschaltenden Stroms begünstigt.
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 6 und 7 ist im Unterschied zu den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 5 der Kontaktstift 30 über eine Kontakttulpe 80 mit einem der beiden Stromanschlüsse verbunden. Die Kontakttulpe 80 ist im Abströmabschnitt 53 angeordnet und ist analog der Kontakttulpe 20 aufgebaut. Die Kontakttulpe 80 weist einen konzentrisch um die Achse A geführten Kranz von weitgehend achsparallel angeordneten Kontaktfingern 81 auf. Die Kontaktfinger 81 enthalten jeweils ein freies Ende 82, welches bei geschlossenem Schalter (vgl.Fig.6) unter Bildung von Kontaktkraft federnd auf der Mantelfläche des Kontaktstifts 30 aufliegt. Beim Öffnen des Schalters federn nach dem Trennen der beiden Kontakte 30, 80 die Enden 82 nach innen, wodurch der Kontaktfingerkranz eine Verengung der Kontakttulpe 80 mit einem Strömungsquerschnitt A'_K bildet. Ersichtlich sind die Kontaktfinger 81 durch axial erstreckte Schlitze 83 voneinander mit Abstand im Kranz gehalten. Durch die Schlitze 83 wird analog der Kontakttulpe 20 ein Strömungsquerschnitt A'_{s, ax} für ein den Kranz der Kontaktfinger 81 axial anströmendes Gas und ein Strömungsquerschnitt A'_{s, rad} für ein diesen Kranz radial von aussen nach innen anströmendes Gas gebildet.
Bei dieser Ausführungsform führt der Schalter daher bei geschlossener Kontaktanordnung Strom in einem von einem der beiden Stromanschlüsse über die Kontakttulpe 20, den Kontaktstift 30 und die Kontakttulpe 80 zum anderen der beiden Stromanschlüsse erstreckten Stromkreis. Der Kontaktstift 30 überbrückt daher in der Einschaltposition eine vom axialen Abstand der beiden Kontakttulpen 20 und 80 bestimmte Trennstrecke, deren dielektrische Festigkeit nach dem Löschen des Schaltlichtbogens S ausreicht, um die wiederkehrenden Spannung auch bei besonders kritischen Schaltvorgängen, wie dem Unterbrechen eines kapazitiven Stroms oder eines schweren Kurzschlusstroms oder beim Ausschalten in Phasenopposition, rückzündungsfrei zu halten.
Zum Unterbrechen eines Fehlerstroms wird die Baueinheit B durch den Antrieb D nach links bewegt. Hierbei trennen sich die Kontakttulpe 20 und der Kontaktstift 30 voneinander und wird entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ein auf den Enden 22 der Kontaktfinger 21 und dem Ende 31 des Kontaktstifts 30 fussender Schaltlichtbogen S gezogen. Dieser Schaltlichtbogen befindet sich in dem zunächst durch die Verengungen 42 und 52 radial und durch die Kontakttulpe 20 und den Kontaktstift 30 axial begrenzten Lichtbogenraum L und erzeugt dabei durch Wechselwirkung mit dem Isoliermaterial der Düse 40 komprimierte Lichtbogenplasma. Dieses Plasma wird zunächst durch die Kontakttulpe 20 in den vom Gehäuse 10 umschlossenen Auspuffraum 11 geführt.
Wenn der Kontaktstift 30 den Mündungsabschnitt 61 des Heizkanals 62 freigibt, strömt ein Teil des Plasmas durch den Heizkanal 62 ins Heizvolumen 60 und vermischt sich dort mit dem bereits vorhandenen kühlen Isoliergas zu einem gegenüber dem Fülldruck Überdruck aufweisenden Löschgas.
Sobald der Kontaktstift 30 die einen Strömungsquerschnitt A'_n aufweisende Verengung 52 der Isolierdüse 50 verlässt, strömt ein weiterer Teil des Plasmas durch einen von den Passungstoleranzen der Paarung Isolierdüse 50 und Kontakttulpe 80 und vom Design der Kontaktfinger 81 bestimmten Kanal mit einer weiteren Verengung in den Auspuffraum 11.
Kurz danach gibt der Kontaktstift 30 auch die Verengung der Kontakttulpe 80 frei, die von den lichtbogenfesten Enden 82 der nun radial nach innen eingefederten Kontaktfinger 81 bestimmt ist. Der auf dem freien Ende 31 des Kontaktstifts 30 gehaltene Fusspunkt des Schaltlichtbogens S wird zum einen auf die Enden 82 der Kontaktfinger 81 übertragen, so dass der abzuschaltende Strom nun in einem von den beiden Kontakttulpen 20, 80 und dem Schaltlichtbogen bestimmten Stromkreis fliesst. Zum anderen strömt nun ein Teil des Lichtbogenplasmas durch die einen Strömungsquerschnitt A'_k aufweisende Verengung der Kontakttulpe 80 in den Auspuffraum 11.
Lässt nun die Heizwirkung des Lichtbogens S bei Annäherung an den Nulldurchgang des Stroms nach, so erfolgt wie bereits bei den Ausführungsbeispielen gemäss den Figuren 1 bis 5 erörtert wurde eine Strömungsumkehr. Das im Druckraum 60 gespeicherte Löschgas strömt als Löschgasströmung L₀ über den Mündungsabschnitt 61 in radialer Richtung in die Lichtbogenzone L und es bilden sich am Staupunkt SP die zwei entgegengesetzt gerichteten Löschgasströmungen L₁ und L₂ aus. Die Löschgasströmung L₁ wird durch den Strömungskanal 41 mit der Verengung 42 in den Auspuffraum 11 geführt, die Löschgasströmung L₂ hingegen durch den Strömungskanal 51 mit der Verengung 52 in den Auspuffraum 11. Beide Löschgasströmungen beblasen den Schaltlichtbogen bis dieser im Stromnulldurchgang gelöscht und der abzuschaltende Strom unterbrochen ist.
Um auch beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6 und 7 das bereits bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 bis 5 angestrebte rasche Entfernen des vom Schaltlichtbogen S gebildeten heissen Plasmas aus der Lichtbogenzone zu erreichen, ist auch der nach Freigabe der Verengung 52 für die Löschgasströmung L₂ wirksam werdende Strömungsquerschnitt im Abströmabschnitt 53 geeignet zu bemessen.
Im Abströmabschnitt 53 der Isolierdüse 50 ist jedoch stromabwärts der Verengung 52 die Kontakttulpe 80 angeordnet. Um eine rasches Entfernen des heissen Plasmas aus der Lichtbogenzone L zu gewährleisten, sollte die Summe des Strömungsquerschnitts A'_K der Verengung der Kontakttulpe 80 und eines nachfolgend definierten Strömungsquerschnitts A'_Σ grösser sein als der Strömungsquerschnitt A'_n der Verengung 52 der Isolierdüse 50. Der Strömungsquerschnitt A'_Σ ist der Strömungsquerschnitt einer weiteren im Abströmabschnitt 53 des Strömungskanals 51 angeordneten Verengung. Durch die Verengung der Kontakttulpe 80 wird eine Teilströmung L₂₁ der Löschgasströmung L₂ und durch die weitere Verengung eine parallel zur Teilströmung L₂₁ gerichtete, den verbleibenden Teil der Löschgasströmung L₂ aufnehmende Teilströmung L₂₂ geführt. Es wird so stromabwärts der Verengung 52 noch vor Bildung der beiden Teilströmungen L₂₁ und L₂₂ eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der Löschgasströmung L₂ erreicht. Dies führt zu einem schnellen und effizienten Abführen des Plasmas stromaufwärts der Kontakttulpe 80 und verbessert so die dielektrische Wiederverfestigung der Trennstrecke in einem stromaufwärts der Kontakttulpe 80 befindlichen Bereich der Lichtbogenzone L.
Der Strömungsquerschnitt A'_Σ der weiteren Verengung kann von mindestens zwei der nachfolgend aufgelisteten Strömungsquerschnitte gebildet sein:

(a') ein Strömungsquerschnitt A'₁ eines um die Achse A geführten, radial nach aussen ausgerichteten Ringspalts, der axial begrenzt ist von einer ringförmigen, sich von der Verengung 52 radial nach aussen erstreckenden Fläche der Isolierdüse 50 und einem der Verengung 52 zugewandten, geschlitzt ausgeführten Ende der Kontakttulpe 80,
(b') der Strömungsquerschnitt A'_s,ax, der durch die Summe der Strömungsquerschnitte gebildet ist, die auf das freie Ende der Kontakttulpe 80 geführte Schlitze 83 zwischen je zwei der im Kranz aufeinanderfolgenden Kontaktfinger 81 bilden,
(c') der Strömungsquerschnitt A'_s,rad, der durch die Summe der Strömungsquerschnitte gebildet ist, die auf die Mantelfläche der Kontakttulpe 80 geführte Schlitze 83 zwischen je zwei der im Kranz aufeinanderfolgenden Kontaktfinger 81 bilden,
(d') ein Strömungsquerschnitt A'₂ eines um die Achse A geführten, axial ausgerichteten Ringspalts, der radial nach innen von dem geschlitzt ausgebildeten Ende der Kontakttulpe 80 und radial nach aussen von der Isolierdüse 50 begrenzt ist, und
(e') ein Strömungsquerschnitt A₃', eines um die Achse A geführten, ringförmigen Gasauslasses, der an einem vom geschlitzt ausgebildeten Ende abgewandten Abschnitt der Kontakttulpe 80 angeordnet ist. Hierbei kann der Gasauslass durch axial ausgerichtete Materialausnehmungen, die typischerweise bananen- oder kreisscheibenförmig ausgebildet und im allgemeinen zwischen der Isolierdüse 50 und der Kontakttulpe 80 angeordnet sind, und/oder durch radial ausgerichtete, durch die Kontakttulpe 80 von aussen nach innen geführten Durchlässe gebildet werden.

Ist der Strömungsquerschnitt A'₂ grösser als die Summe der Strömungsquerschnitte A'_s,rad und A'₃, so kann der Druck des Löschgases ausserhalb der Kontakttulpe 80 in dielektrisch vorteilhafter Weise relativ hoch gehalten werden.
Wird der Strömungsquerschnitt A'_K der Kontakttulpe 80 kleiner gewählt als der Strömungsquerschnitt A'₄ eines nach Freigabe der Verengung der Kontakttulpe 80 gebildeten Ringkanals zwischen der Kontakttulpe 80 und dem Kontaktstift 30, so ist sichergestellt, dass das Lichtbogenplasma weiterhin rasch aus der Lichtbogenzone L in dielektrisch unkritische Bereiche befördert wird.
Die Abschirmung 70 ist im Bereich des Abströmabschnitts 53 ringförmig um die Isolierdüse 50 herumgeführt und dient vor allem der Steuerung des elektrischen Feldes im Bereich kritischer Tripelpunkte, die sich insbesondere im Bereich der lichtbogenfesten Enden 82 der Kontaktfinger 81 befinden, sowie der Abschirmung des an der Kontakttulpe 80 wirkenden elektrischen Feldes.
Durch geeignete Anordnung und Ausbildung der Kontakttulpe 80 im Abströmkanal 53 wird die dielektrische Wiederverfestigung der Trennstrecke und damit das Schaltvermögen des erfindungsgemässen Schalters nach den Figuren 6 und 7 verbessert. Zudem verringert sich auch nach mehrmaligem Abschalten und einer daraus resultierenden Vergrösserung des Durchmessers der Verengung 52 infolge von Materialabbrand der Druckaufbau bei einem weiteren Abschaltvorgang nur in zulässiger Weise. Die Kontakttulpe 80 weist ja gegenüber der Isolierdüse 50 einen vernachlässigbaren Materialabbrand auf und gewährleistet so beim Abschaltvorgang einen dielektrisch vorteilhaften Druckaufbau in der Verengung 52. Zugleich kann die Kontakttulpe 80 einem einfachen Abgreifen des Schalterstroms an einen der beiden Stromanschlüsse des Schalters dienen.
Da die als Zylinder ausgebildete Verengung 52 den Durchmesser der Isolierdüse 50 im allgemeinen um das 1,5- bis 2-fache übertrifft, resultiert ein grosser axialer Abstand von typischerweise 10 bis 12 cm zwischen den die Fusspunkte des Schaltlichtbogens S tragenden Enden 22 und 82 der Kontaktfinger 21 und 81. Ein solcher Schalter kann daher in einem für Nennspannungen von mehreren hundert kV ausgelegten Hochspannungsnetz mit grosser Sicherheit betrieben werden. Da die Länge des Schaltlichtbogen S durch den axialen Abstand der beiden Kontakttulpen 20 und 80 bestimmt ist, kann die dielektrische Wiederverfestigung der Trennstrecke und damit das Schaltvermögen dieses Hochspannungsschalters gut vorherbestimmt werden und können so Entwicklungskosten erheblich reduziert werden.
Bei den beiden in den Figuren 8 bis 10 dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemässen Hochspannungsschalters ist die Kontakttulpe 20 an einem in den Strömungskanal 41 der Isolierdüse 40 geführen Ende eines hohlen Kontaktträgers 90 befestigt. In den Kontaktträger 90 ist ein Verbindungskanal 91 eingeformt. Ein von der Isolierdüse 40 radial nach aussen und von der Kontakttulpe 20 radial nach innen begrenztes, ringförmig um die Achse A geführtes Teilvolumen 46 des Strömungskanals 41 der Isolierdüse 40 ist über den Verbindungskanal 91 mit dem Inneren des hohlen Kontaktträgers 90 verbunden.
Der Kontaktträger 90 weist in koaxialer Anordnung ein innenliegendes Rohr 92 und eine aussenliegende Hülse 93 auf. Die Hülse trägt die Isolierdüse 40, welche ersichtlich mit einem von deren Verengung 42 abgewandten Fussende in ein Ende der Hülse 93 formschlüssig eingesetzt ist. Ein in der Hülse 93 geführter Abschnitt 91a des Verbindungskanals 91 enthält mindestens zwei zueinander parallel verlaufende und in Umfangsrichtung gleichmässig um die Achse A verteilte Teilkanäle 91a'. Diese Teilkanäle verbinden das Teilvolumen 46 mit einer ringförmig um die Achse A geführten Nut 94, welche ebenfalls einen Abschnitt des Verbindungskanals 91 bildet. Ein im Rohr 92 geführter Abschnitt 91b des Verbindungskanals 91 weist mehrere die Wand des Rohrs 12 durchbrechende Öffnungen auf und verbindet das Innere des Rohrs 92 mit der Ringnut 94 und damit auch das Innere des Rohrs 92 über die Ringnut 94 und die Teilkanäle 91a' mit dem Teilvolumen 46. Der Kontaktträger 90 weist ferner eine Schraubverbindung 95 auf, welche die Hülse 93 auf dem Rohr 92 festsetzt.
Der Verbindungskanal 91 dient der Führung zumindest eines Teils der Löschgasströmung L₁₂. Ist die Summe der Strömungsquerschnitte der Engstelle der Kontakttulpe 20, des Verbindungskanals 91 und der Schlitze 23 zwischen den gegebenenfalls vorhandenen Kontaktfingern 21 (vgl. z.B. Figuren 2 und 3) grösser als der Strömungsquerschnitt der Engstelle 42 der Isolierdüse 40, so wird die Löschgasströmung L₁ in dem stromabwärts an die Engstelle 42 anschliessenden Abströmabschnitt 43 des Strömungskanals 41 stark beschleunigt und kann je nach Dauer und Grösse des abzuschaltenden Stroms die Schallgeschwingigkeit des Löschgases ganz wesentlich überschreiten. Im Bereich eines Nulldurchgangs des abzuschaltenden Stroms bewirkt das stark beschleunigte Löschgas eine erhebliche Verbesserung der dielektrischen Festigkeit und damit auch des thermischen Schaltvermögens des Schalters. Im Unterschied zu den bereits beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Schalters wird die Löschgasströmung L₁₂ aus dem Teilvolumen 46 durch den in den Kontaktträger 90 eingeformten Verbindungskanal 91 ins Innere des Kontakträgers 90 und damit in den Auspuffraum geführt. Es entfallen daher die mechanische Festigkeit der Kontaktanordnung beeinträchtigende konstruktive Massnahmen, wie der in der Isolierdüse 40 geführte Bypass-Kanal 44 oder wie Durchgangslöcher in der Kontakttulpe 20.
Bei der Ausführungsform nach Fig.8 ist die Hülse 93 einstückig ausgebildet und ist ein ungeschlitzt ausgebildetes Fussende der Kontakttulpe 20 mit einer von der Schraubverbindung 95 aufgebrachten und von der Hülse 93 übertragenen Klemmkraft auf einer Stirnfläche des Rohrs 92 festgesetzt. Da beim Verklemmen der Kontakttulpe 20 die Hülse 93 und das Rohr 92 gegeneinander verdreht werden, verhindert die Ringnut 94 eine Drosselung der Löschgasströmung L₁₂ beim Übergang von den parallel geführten Teilkanälen 91a' in die den Kanalabschnitt 91b bildenden Öffnungen des Rohrs 12.
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 9 und 10 weist die Hülse 93 zwei durch axial geführte Schrauben 96 (nur in Fig.10 dargestellt) miteinander verbundene Hülsenteile 93a und 93b auf. Das Hülsenteil 93a ragt nach rechts über das Fussende der Kontakttulpe 20 hinaus. Der überragende Bereich des Hülsenteils 93a und die Isolierdüse 40 begrenzen das Teilvolumen 46 radial nach aussen. In das Hülsenteil 93a ist ein Teil des Kanalabschnitts 91a eingeformt, welcher einen ersten Abschnitt der parallel geführten Teilkanäle 91a' enthält. Ein in den überragenden Bereich der Hülse 93 eingeformter, radial nach aussen weisender Auslass führt die Löschgasströmung L₁₂ aus dem Teilvolumen 46 in den Kanalabschnitt 91a. In das Hülsenteil 93b ist ein Teil des Kanalabschnitts 91a eingeformt, welcher die Ringnut 94 und einen zweiten Abschnitt der parallel geführten Teilkanäle 91a' enthält. Das Hülsenteil 93b ist mit Hilfe der Schraubverbindung 95 am Rohr 92 des Kontaktträgers 90 befestigt. Durch Anziehen der axial geführten Schrauben 96 werden zum einen die Unterabschnitte der Teilkanäle 91a' fluchtend miteinander verbunden und wird die Kontakttulpe 20 zum anderen durch Verklemmen zwischen den beiden Hülsenhälften 93a und 93b am Kontaktträger 90 befestigt.

BEZUGSZEICHENLISTE

10: Gehäuse
11: Auspuffraum
20: Lichtbogenkontakt, Kontakttulpe
21: in Form eines Kranzes angeordnete Kontaktfinger
22: Enden der Kontaktfinger 21
23: Schlitze zwischen den Kontaktfingern 21
30: Lichtbogenkontakt, Kontaktstift
31: freies Ende des Kontaktstifts
40: Isolierdüse
41: Strömungskanal der Isolierdüse 40
42: Verengung des Strömungskanals 41
43: Abströmabschnitt des Strömungskanals 41
44: Bypass-Kanal
45: Blockiervorrichtung
46: Teilvolumen
50: Isolierdüse
51: Strömungskanal der Isolierdüse 50
52: Verengung des Strömungskanals 51
53: Abströmabschnitt des Strömungskanals 52
60: Druckraum
61: Mündungsabschnitt
62: Heizkanal
70: Abschirmung
80: Lichtbogenkontakt, Kontakttulpe
81: Kontaktfinger
82: Enden der Kontaktfinger
83: Schlitze zwischen den Kontaktfingern 81
90: Kontaktträger
91: Verbindungskanal
91a, 91b: Abschnitte des Verbindungskanals 91
91a': Teilkanäle des Verbindungskanals 91
92: Rohr
93: Hülse
93a, 93b: Abschnitte der Hülse 93
94: Ringnut
95: Schraubverbindung
96: Schrauben
A: Achse
A_n: Strömungsquerschnitt der Verengung 42 der Isolierdüse 40
A_k: Strömungsquerschnitt einer Verengung der Kontakttulpe 20
A_{s, ax}: axialer Strömungsquerschnitt der Schlitze 23 der Kontakttulpe 20
A_{s, rad}: radialer Strömungsquerschnitt der Schlitze 23 der Kontakttulpe 20
A₁: Strömungsquerschnitt eines radial ausgerichteten Ringspalts
A₂: Strömungsquerschnitt eines axial ausgerichteten Ringspalts
A₃: Strömungsquerschnitt eines Gasauslasses
A_Σ: Strömungsquerschnitt einer Verengung im Abströmabschnitt 43
A'_n: Strömungsquerschnitt der Verengung 52 der Isolierdüse 50
A'_K: Strömungsquerschnitt einer Verengung der Kontakttulpe 80
A'_s, _ax: axialer Strömungsquerschnitt der Schlitze 83 der Kontakttulpe 80
A'_s, _rad: radialer Strömungsquerschnitt der Schlitze 83 der Kontakttulpe 80
A'₁: Strömungsquerschnitt eines radial ausgerichteten Ringspalts
A'₂: Strömungsquerschnitt eines axial ausgerichteten Ringspalts
A'₃: Strömungsquerschnitt eines Gasauslasses
A'₄: Strömungsquerschnitt zwischen Stift 30 und Tulpe 80
A'_Σ: Strömungsquerschnitt einer Verengung im Abströmabschnitt 53
B, C: Baueinheiten
D: Schalterantrieb
L: Lichtbogenzone
L₀, L₁, L₂: Löschgasströmungen
L₁₁, L₁₂: Teilströmungen von L₁
L₂₁, L₂₂: Teilströmungen von L₂
S: Schaltlichtbogen
SP: Staupunkt

Claims

Gasisolierter Hochspannungsschalter mit einem isoliergasgefüllten Gehäuse (10) und einer im Gehäuse eingeschlossenen Kontaktanordnung, enthaltend in koaxialer Anordnung:
zwei längs einer Achse (A) relativ zueinander bewegliche Lichtbogenkontakte (20, 30), von denen ein erster als erste Kontakttulpe (20) und ein zweiter als Kontaktstift (30) ausgebildet ist, und

zwei Isolierdüsen (40, 50), die in axialer Richtung mit Abstand zueinander gehalten sind, und von denen die erste (40) einen längs der Achse (A) geführten ersten Strömungskanal (41) mit einer ersten Verengung (42) aufweist und die zweite (50) einen längs der Achse (A) geführten zweiten Strömungskanal (51) mit einer zweiten Verengung (52),

bei dem die erste Kontakttulpe (20) in einem stromabwärts der ersten Verengung (42) angeordneten Abströmabschnitt (43) des ersten Strömungskanals (41) angeordnet ist,

bei dem der Kontaktstift (30) in der Einschaltposition in eine den Kontaktstift (30) elektrisch leitend kontaktierende Verengung der ersten Kontakttulpe (20) eingefahren ist und beim Ausschalten entlang der Achse (A) verschiebbar ist, wobei unter Bildung einer Lichtbogenzone (L) zunächst die erste (42) und nachfolgend die zweite Verengung (52) freigebbar sind, und

bei dem beim Ausschalten von einem in der Lichtbogenzone (L) gebildeten Staupunkt (SP) zwei entgegengesetzt gerichtete Löschgasströmungen (L₁, L₂) abzweigen, von denen die erste (L₁) durch den ersten (41) und die zweite (L₂) durch den zweiten Strömungskanal (51) führbar sind,

wobei die Summe der Strömungsquerschnitte (A_K, A_Σ) der Verengung der ersten Kontakttulpe (20), einer im Abströmabschnitt (43) angeordneten dritten Verengung und/oder eines am Abströmabschnitt (43) abzweigenden Bypass-Kanals (44) grösser ist als der Strömungsquerschnitt (A_n) der ersten Verengung (42), wobei durch die Verengung der ersten Kontakttulpe (20) eine erste Teilströmung (L₁₁) der ersten Löschgasströmung (L₁) und durch die dritte Verengung und/oder durch den Bypass-Kanal (44) eine parallel zur ersten Teilströmung (L₁₁) gerichtete, den verbleibenden Teil der ersten Löschgasströmung (L₁) aufnehmende zweite Teilströmung (L₁₂) führbar ist, wobei die Kontakttulpe (20) einen symmetrisch um die Achse (A) geführten Kranz von axial ausgerichteten Kontaktfingern (21) aufweist, die beim Ausschalten mit freiliegenden Enden (22) die Verengung der Kontakttulpe (20) bilden, wobei der Strömungsquerschnitt (A_Σ) der dritten Verengung von mindestens zwei der nachfolgend aufgelisteten Strömungsquerschnitte gebildet ist:
(a) ein Strömungsquerschnitt (A₁) eines um die Achse (A) geführten, radial nach aussen ausgerichteten Ringspalts, der axial begrenzt ist von einer ringförmigen, sich von der ersten Verengung (42) radial nach aussen erstreckenden Fläche der ersten Isolierdüse (40) und einem der ersten Verengung (42) zugewandten, geschlitzt ausgeführten Ende der ersten Kontakttulpe (20),

(b) ein Strömungsquerschnitt (A_s,ax), der durch die Summe der Strömungsquerschnitte gebildet ist, die auf das freie Ende der ersten Kontakttulpe (20) geführte Schlitze (23) zwischen je zwei der im Kranz aufeinanderfolgenden Kontaktfinger (21) bilden,

(c) ein Strömungsquerschnitt (A_s,rad), der durch die Summe der Strömungsquerschnitte gebildet ist, die auf die Mantelfläche der ersten Kontakttulpe (20) geführte Schlitze (23) zwischen je zwei der im Kranz aufeinanderfolgenden Kontaktfinger (21) bilden,

(d) ein Strömungsquerschnitt (A₂) eines um die Achse (A) geführten, axial ausgerichteten Ringspalts, der radial nach innen von einem geschlitzt ausgebildeten Ende der ersten Kontakttulpe (20) und radial nach aussen von der ersten Isolierdüse (40) begrenzt ist, und

(e) ein Strömungsquerschnitt (A₃) eines um die Achse (A) geführten, ringförmigen Gasauslasses, der an einem vom geschlitzt ausgebildeten Ende abgewandten Abschnitt der ersten Kontakttulpe (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt (A₂) nach (d) grösser ist als die Summe der Strömungsquerschnitte (A_s,rad, A₃) nach (c) und nach (e).
Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass-Kanal (44) durch eine Blockiervorrichtung (45) geführt ist, welche die Ausbildung der zweiten Teilströmung (L₂₂) im Bypass-Kanal (44) zu Beginn des Ausschalten verhindert.
Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein als zweite Kontakttulpe (80) ausgebildeter dritter Lichtbogenkontakt in einem stromabwärts der zweiten Verengung (52) angeordneten Abströmabschnitt (53) des zweiten Strömungskanals (51) angeordnet ist, und dass die Summe der Strömungsquerschnitte (A'_K, A'_Σ) einer Verengung der zweiten Kontakttulpe (80) und einer im Abströmabschnitt (53) des zweiten Strömungskanals (51) angeordneten vierten Verengung grösser ist als der Strömungsquerschnitt (A'_n) der zweiten Verengung (52), wobei durch die Verengung der zweiten Kontakttulpe (80) eine erste Teilströmung (L₂₁) der zweiten Löschgasströmung (L₂) und durch die vierte Verengung eine parallel zur ersten Teilströmung (L₂₁) gerichtete, den verbleibenden Teil der zweiten Löschgasströmung (L₂) aufnehmende zweite Teilströmung (L₂₂) führbar ist, wobei die zweite Kontakttulpe (80) einen symmetrisch um die Achse (A) geführten Kranz von axial ausgerichteten Kontaktfingern (81) aufweist, die beim Ausschalten mit freiliegenden Enden (82) die Verengung der zweiten Kontakttulpe (80) bilden, und dass der Strömungsquerschnitt (A'_Σ) der vierten Verengung von mindestens zwei der nachfolgend aufgelisteten Strömungsquerschnitte gebildet ist:
(a') ein Strömungsquerschnitt (A'₁) eines um die Achse geführten, radial nach aussen ausgerichteten Ringspalts, der axial begrenzt ist von einer ringförmigen, sich von der zweiten Verengung (52) radial nach aussen erstreckenden Fläche der zweiten Isolierdüse (50), und einem der zweiten Verengung (52) zugewandten, geschlitzt ausgeführten Ende der zweiten Kontakttulpe (80),

(b') ein Strömungsquerschnitt (A'_s,ax), der durch die Summe der Strömungsquerschnitte gebildet ist, die auf das freie Ende der zweiten Kontakttulpe (80) geführte Schlitze (83) zwischen je zwei der im Kranz aufeinanderfolgenden Kontaktfinger (81) bilden,

(c') ein Strömungsquerschnitt (A'_s,rad), der durch die Summe der Strömungsquerschnitte gebildet ist, die auf die Mantelfläche der zweiten Kontakttulpe (80) geführte Schlitze (83) zwischen je zwei der im Kranz aufeinanderfolgenden Kontaktfinger (81) bilden,

(d') ein Strömungsquerschnitt (A'₂) eines um die Achse (A) geführten, axial ausgerichteten Ringspalts, der radial nach innen von einem geschlitzt ausgebildeten Ende der zweiten Kontakttulpe (80) und radial nach aussen von der zweiten Isolierdüse (50) begrenzt ist, und

(e') ein Strömungsquerschnitt (A₃') eines um die Achse (A) geführten, ringförmigen Gasauslasses, der an einem vom geschlitzt ausgebildeten Ende abgewandten Abschnitt der zweiten Kontakttulpe (80) angeordnet ist.
Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt (A'_K) der zweiten Kontakttulpe (80) kleiner ist als der Strömungsquerschnitt (A'₄) eines nach Freigabe der zweiten Kontakttulpe (80) gebildeten Ringkanals zwischen der zweiten Kontakttulpe (80) und dem Kontaktstift (30).
Schalter nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt (A'₂) nach (d') grösser ist als die Summe der Strömungsquerschnitte (A'_s,rad, A'₃) nach (c') und nach (e').
Schalter nach einem der Ansprüche 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verengung (52) längs der Achse (A) zylinderförmig erstreckt ist und einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist ihre axiale Erstreckung, und dass Durchmesser und axiale Erstreckung so aufeinander abgestimmt sind, dass die durchschnittliche Geschwindigkeit der zweiten Löschgasströmung (L₂) zwischen Staupunkt (SP) und vom Staupunkt abgewandten Ende der zweiten Verengung (52) nahezu Schallgeschwindigkeit erreicht.
Schalter nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine äussere Abschirmung (70) vorgesehen ist, welche im Bereich des zweiten Abströmkanals (81) ringförmig um die zweite Isolierdüse (80) herumgeführt ist.
Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontakttulpe (20) an einem in den ersten Strömungskanal (41) geführten Ende eines hohlen Kontaktträgers (90) befestigt ist, dass in den Kontaktträger (90) ein Verbindungskanal (91) eingeformt ist, und dass ein von der ersten Isolierdüse (40) nach aussen und von der ersten Kontakttulpe (20) nach innen begrenztes, ringförmig um die Achse (A) geführtes Teilvolumen (46) des ersten Strömungskanals (41) über den Verbindungskanal (91) mit dem Inneren des Kontaktträgers (90) kommuniziert.
chalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (90) in koaxialer Anordnung ein innenliegendes Rohr (92) und eine aussenliegende Hülse (93), welche die erste Isolierdüse (40) trägt, aufweist, dass ein durch die Hülse geführter erster Abschnitt (91a) des Verbindungskanals (91) mindestens zwei parallel geschaltete Teilkanäle (91a') enthält, und dass ein zweiter Abschnitt (91b) des Verbindungskanals durch die Wand des Rohrs (12) geführt ist.
Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (90) ferner eine Schraubverbindung (95) zum Festsetzen der Hülse (93) auf dem Rohr (92) aufweist sowie eine ringförmig um die Achse (A) geführte Nut (94), welche den ersten (91a) und den zweiten Abschnitt (91b) des Verbindungskanals (91) miteinander verbindet.
Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (93) einstückig ausgebildet ist und ein Ende der ersten Kontakttulpe (20) mit einer von der Schraubverbindung (95) aufgebrachten Klemmkraft auf einer Stirnfläche des Rohrs (92) festsetzt.
Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (90) zwei durch axial geführte Schrauben (96) miteinander verbundene Hülsenteile (93a, 93b) aufweist, und dass die beiden Hülsenteile ein Ende der ersten Kontakttulpe (20) mit einer von den axial geführten Schrauben (96) aufgebrachten Klemmkraft am Kontaktträger (90) festsetzen.