EP3926654B1 - Schutzschalter mit feldableitungselement - Google Patents

Schutzschalter mit feldableitungselement Download PDF

Info

Publication number
EP3926654B1
EP3926654B1 EP20180415.0A EP20180415A EP3926654B1 EP 3926654 B1 EP3926654 B1 EP 3926654B1 EP 20180415 A EP20180415 A EP 20180415A EP 3926654 B1 EP3926654 B1 EP 3926654B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conductive element
circuit breaker
main nozzle
towards
contact
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.)
Active
Application number
EP20180415.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3926654A1 (de
Inventor
Andreas Blaszczyk
Bernardo Galletti
Martin Kriegel
Martin Seeger
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.)
Hitachi Energy Ltd
Original Assignee
Hitachi Energy Ltd
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 Hitachi Energy Ltd filed Critical Hitachi Energy Ltd
Priority to EP20180415.0A priority Critical patent/EP3926654B1/de
Publication of EP3926654A1 publication Critical patent/EP3926654A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3926654B1 publication Critical patent/EP3926654B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7069—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by special dielectric or insulating properties or by special electric or magnetic field control properties
    • 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
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/24—Means for preventing discharge to non-current-carrying parts, e.g. using corona ring
    • H01H33/245—Means for preventing discharge to non-current-carrying parts, e.g. using corona ring using movable field electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7023—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle

Definitions

  • the utility model DE 20 2017 103 766 U1 proposes a design of the nozzle system with a main nozzle and an auxiliary nozzle, designed to avoid an alternative path of the discharge.
  • the nozzle has a first channel zone opening into the breaker's arcing zone; and the main or auxiliary nozzle has an extension section in a direction parallel to the central axis bridging the first channel zone.
  • the extension section is designed in such a way that the inner jacket of the auxiliary nozzle and the inner jacket of the main nozzle are connected to each other in a direction parallel to the central axis without interruption or substantially without interruption.
  • openings connecting the arcing zone with the channel are provided.
  • a method for operating a gas-insulated high or medium voltage circuit breaker comprises deflecting an electrical discharge which propagates from a pin contact along an inner surface of a main nozzle towards a second contact of the circuit breaker in an arcing region, wherein at least one conductive element is embedded as a floating electrode in the insulating material of the main nozzle around the arcing region and is configured to generate an electrical field due to the presence of the electrical discharge in the arcing region, and wherein the electrical field is configured for deflecting the electrical discharge (e.g., towards the second contact and/or towards a center axis of the breaker).
  • Fig. 2B shows a situation when the discharge head 165 has already moved along second portion 310 of conductive element 320. Due to the discharge head 165 being a part of the electrical discharge 160 and thus having positive polarity, the discharge head is pushed away from the second portion 310 due to the positive charge of the second portion 310. Consequently, as the electrical discharge 160 moves constantly towards the second contact 130 of the circuit breaker 100 (as shown in Fig. 1 ), every part of the electrical discharge - differently expressed, every ion comprised therein - is pushed away by the positive charge accumulated in second portion 310 of the conductive element, resulting in the situation as depicted in Fig. 2B and in Fig. 1 .
  • the at least one conductive element 360 has a first portion 300 (see e.g. FIG 2A ) protruding towards the longitudinal axis 190.
  • the at least one conductive element 360 also has a second portion 310 (see e.g. FIG 2A ), protruding towards the longitudinal axis 190.
  • the at least one conductive element 360 typically also has a third portion 320.
  • the third portion 320 is typically arranged recessed with respect to the first 300 and/or second 310 portion.
  • the at least one conductive element 360 may have a solid structure, thus may comprise a solid material.
  • the conductive element 360 may also be implemented in the main nozzle 110 as a hollow structure with a conductive surface. This hollow space may have conductive walls, wherein the conductivity may be provided by conductive paint or other ways of surface metallization.
  • a minimum distance between a surface of the at least one conductive element 360 and an inner surface 175 of the main nozzle 110 may typically be greater than a minimum distance between the surface of the at least one conductive element 360 and the entrance 145 of the heating channel 140.

Landscapes

  • Circuit Breakers (AREA)

Claims (11)

  1. Gasisolierter Leistungsschalter (100) für Hoch- oder Mittelspannung, der Folgendes umfasst:
    einen Stiftkontakt (120) und einen zweiten Kontakt (130), die dazu ausgelegt sind, mit Bezug aufeinander entlang einer Längsachse (190) des Leistungsschalters (100) zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Auslegung des Leistungsschalters (100) bewegbar zu sein, wobei der Stiftkontakt (120) und der zweite Kontakt (130) einen Lichtbogenbereich (180) definieren, in dem während eines Stromunterbrechungsvorgangs eine elektrische Entladung (160) gebildet wird; und
    eine Zusatzdüse (150), die ein elektrisches Isoliermaterial umfasst und den zweiten Kontakt (130) mindestens teilweise umgibt, eine Hauptdüse (110), die ein elektrisches Isoliermaterial umfasst und die Zusatzdüse (150) mindestens teilweise umschließt und einen Heizkanal (140), der zwischen der Zusatzdüse (150) und der Hauptdüse (110) bereitgestellt ist, wobei der Heizkanal (140) die Zusatzdüse (150) axial und radial von der Hauptdüse (100) trennt und zwischen der Lichtbogenzone (180) und einem stromaufwärtigen Druckvolumen (155) eine Fluidkommunikation ermöglicht,
    wobei
    mindestens ein leitfähiges Element (360) in das Isoliermaterial der Hauptdüse (110) eingebettet und elektrisch potenzialfrei ist,
    das mindestens eine leitfähige Element (360) um den Lichtbogenbereich (180) angeordnet und dazu ausgelegt ist, aufgrund des Vorhandenseins einer elektrischen Entladung (160) im Lichtbogenbereich (180) ein elektrisches Feld zu erzeugen, wobei das elektrische Feld zum Ableiten der elektrischen Entladung (160), die sich vom Stiftkontakt (120) entlang einer Innenfläche (175) der Hauptdüse (110) zum zweiten Kontakt (130) ausbreitet, ausgelegt ist und
    sich das leitfähige Element (360) neben dem Heizkanaleingang (145) auf einer Seite des Heizkanaleingangs (145) zum Stiftkontakt (120) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Element (360) im Wesentlichen ringförmig geformt ist, insbesondere ein durchgehender Ring sein kann oder ein segmentierter Ring oder eine Ringstruktur mit Segmenten entlang eines Umfangspfads sein kann und eine Ausnehmung aufweist, die zur Innenfläche (175) der Hauptdüse (110) gerichtet ist.
  2. Leistungsschalter (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei mindestens zwei leitfähige Elemente (360) entlang eines Kreispfads angeordnet sind, wobei die leitfähigen Elemente (360) im Wesentlichen gleich beabstandet sind und der Kreispfad im Wesentlichen konzentrisch um den Lichtbogenbereich (180) liegt.
  3. Leistungsschalter (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine leitfähige Element (360) eine massive Struktur oder eine hohle Struktur mit einer leitfähigen Fläche aufweist.
  4. Leistungsschalter (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Mindestabstand zwischen der Fläche des mindestens einen leitfähigen Elements (360) und einer Innenwand der Hauptdüse (110) größer ist als ein Mindestabstand zwischen der Fläche des mindestens einen leitfähigen Elements (360) und dem Eingang (145) des Heizkanals (140).
  5. Leistungsschalter (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine leitfähige Element einen ersten Abschnitt (300) aufweist, der zur Längsachse (190) vorsteht.
  6. Leistungsschalter (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine leitfähige Element (360) einen zweiten Abschnitt (310) aufweist, der zur Längsachse (190) vorsteht.
  7. Leistungsschalter (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine leitfähige Element (360) einen dritten Abschnitt (320) aufweist, der mit Bezug auf den ersten (300) Abschnitt und/oder den zweiten (310) Abschnitt vertieft ist.
  8. Leistungsschalter (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Querschnitt des mindestens einen leitfähigen Elements (360) zur Längsachse (190) konkav ist.
  9. Leistungsschalter (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Querschnitt des mindestens einen leitfähigen Elements (360) im Wesentlichen "C"-förmig ist und seine konkave Öffnung zur Längsachse (190) gerichtet ist.
  10. Leistungsschalter (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine axiale Länge des mindestens einen leitfähigen Elements (360) größer als 15 mm ist.
  11. Verfahren zum Betreiben eines gasisolierten Leistungsschalters (100) für Hoch- oder Mittelspannung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
    Ableiten einer elektrischen Entladung (160), die sich von einem Stiftkontakt (120) entlang einer Innenfläche (175) einer Hauptdüse (110) zu einem zweiten Kontakt (130) des Leistungsschalters (100) in einem Lichtbogenbereich (180) ausbreitet, wobei
    mindestens ein leitfähiges Element (360) als eine potenzialfrei Elektrode in das Isoliermaterial der Hauptdüse (110) um den Lichtbogenbereich (180) eingebettet und dazu ausgelegt ist, aufgrund des Vorhandenseins einer elektrischen Entladung (160) im Lichtbogenbereich (180) ein elektrisches Feld zu erzeugen, und wobei das elektrische Feld zum Ableiten der elektrischen Entladung (160) ausgelegt ist und
    sich das mindestens eine leitfähige Element (360) neben dem Heizkanaleingang (145) auf einer Seite des Heizkanaleingangs (145) zum Stiftkontakt (120) befindet,
    dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Element (360) im Wesentlichen ringförmig geformt ist, insbesondere ein durchgehender Ring sein kann oder ein segmentierter Ring oder eine Ringstruktur mit Segmenten entlang eines Umfangspfads sein kann und eine Ausnehmung aufweist, die zur Innenfläche (175) der Hauptdüse (110) gerichtet ist.
EP20180415.0A 2020-06-17 2020-06-17 Schutzschalter mit feldableitungselement Active EP3926654B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20180415.0A EP3926654B1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Schutzschalter mit feldableitungselement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20180415.0A EP3926654B1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Schutzschalter mit feldableitungselement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3926654A1 EP3926654A1 (de) 2021-12-22
EP3926654B1 true EP3926654B1 (de) 2023-12-06

Family

ID=71105318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20180415.0A Active EP3926654B1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Schutzschalter mit feldableitungselement

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP3926654B1 (de)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH652528A5 (de) * 1980-10-31 1985-11-15 Bbc Brown Boveri & Cie Druckgasschalter.
EP2362407B1 (de) * 2010-02-23 2012-10-03 ABB Research Ltd. Buse pour disjoncteur et disjoncteur doté d'une telle buse
DE202017103766U1 (de) 2017-06-23 2017-07-18 Abb Schweiz Ag Hochspannungs-Leistungsschalter

Also Published As

Publication number Publication date
EP3926654A1 (de) 2021-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9269514B2 (en) Device for protection against particles generated by an electric switching arc
AU2011208822B2 (en) Vacuum switch tube
US11756756B2 (en) Vacuum interrupter with double live shield
EP3926654B1 (de) Schutzschalter mit feldableitungselement
US10347446B2 (en) Gas blast switch comprising an optimized gas storage chamber
US8901447B2 (en) Circuit breaker with parallel rated current paths
US3424884A (en) Contact arrangement for gas-blast circuit breakers
EP3586349B1 (de) Schaltkammer für einen gasisolierten leistungsschalter mit einem optimierten wärmekanal
KR101455324B1 (ko) 가스 차단기
US9012800B2 (en) Gas circuit breaker
CN108028149B (zh) 真空开关装置及其电触头
EP3739609A1 (de) Düse für einen leistungsschalter, leistungsschalter und verfahren zum 3d-drucken einer düse für einen leistungsschalter
RU2749031C1 (ru) Экранная система для высоковольтной вакуумной дугогасительной камеры
EP3370246B1 (de) Leistungsschalter und blende davon
EP3132461B1 (de) Elektrische schaltvorrichtungshilfsdüse
US9018557B2 (en) Gas-insulated circuit breaker with nominal contact shielding arrangement
JP2015159030A (ja) ガス遮断器
RU2562246C1 (ru) Контактная система вакуумной дугогасительной камеры
WO2023135639A1 (ja) ガス遮断器
US20150357135A1 (en) Circuit breaker provided with means that reduce the switching arc between permanent contacts
JP2015023006A (ja) ガス遮断器
JP5908268B2 (ja) ガス遮断器
WO2019150655A1 (ja) ガス遮断器
JP2016213146A (ja) 電力用遮断器
EP3091547B1 (de) Schutzschalter

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

B565 Issuance of search results under rule 164(2) epc

Effective date: 20201126

RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: HITACHI ENERGY SWITZERLAND AG

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220621

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230527

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20230704

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: HITACHI ENERGY LTD

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 602020022195

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240307

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20231206

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231206

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231206

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231206

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240307

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231206

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240306

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MK05

Ref document number: 1639227

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20231206

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231206