WO2007016797A1 - Selbstblasschalter mit steuerkörper - Google Patents

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WO2007016797A1
WO2007016797A1 PCT/CH2005/000468 CH2005000468W WO2007016797A1 WO 2007016797 A1 WO2007016797 A1 WO 2007016797A1 CH 2005000468 W CH2005000468 W CH 2005000468W WO 2007016797 A1 WO2007016797 A1 WO 2007016797A1
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switch
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arc
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PCT/CH2005/000468
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Martin Seeger
Lutz Niemeyer
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Abb Research Ltd
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Definitions

  • the invention relates to a self-blowing switch according to the preamble of claim 1, in particular for high or medium voltage.
  • a self-blow switch of known type is described in DE 198 59 764. It has a rod-shaped inner contact (contact pin) and a ring-shaped outer contact (contact tulip). When the switch is broken, gas heated by the arc flows into a quenching chamber, from which it is later blown back into the arc zone and helps to extinguish the arc.
  • the arc carries material from the insulating walls, thereby increasing the pressure so that heated gas drains into the quenching chamber and can later be used as quenching gas.
  • the pressure build-up P is approximately given by
  • C is a constant
  • L is the length of the switch nozzle
  • j is the current density.
  • the pressure build-up is an important factor for the interruption of the arc.
  • the length L can not be increased arbitrarily, since it has an influence on the switching speed and switching energy.
  • the current density is limited to the top, since the inner contact must find space in the arc zone.
  • a narrow switching nozzle allows a smaller number of switching Operations, since the removal of mass leads to a cross-sectional enlargement, which has a strong percentage effect on small nozzle cross sections.
  • a control body insulated against the contacts is arranged on the inner contact (contact pin). This extends from the contact area of the inner contact along the axis of the contacts against or in the outer contact (contact tulip).
  • the arc zone created when the switch is broken surrounds the control body.
  • the arc zone has approximately the shape of a hollow cylinder, which improves the energy transfer to the walls.
  • the energy can be delivered both to the inner wall (i.e., the control body) and to the outer wall. As a result, the radiation load on the walls is halved for a given arc intensity.
  • the removal rate dm / dt of the wall material is against
  • ⁇ is the fraction of the arc energy striking the walls
  • h is the enthalpy of evaporation of the insulating wall material
  • U and I are the stress and Current
  • ⁇ depends strongly on the temperature profile of the arc, as well as on the gas temperature outside the arc and the material in which the arc burns. Typical values of ⁇ are 0.5 for conventional switches, while ⁇ is much larger for a hollow cylindrical arc zone. Thus, faster material can be removed and pressure built up. Also, the material removal takes place on two walls, whereby the removal rate can be increased.
  • the geometrical change of the arc chamber associated with the removal of material is relatively small, in percentage terms, so that the life of the switch is high.
  • the contact areas can have a large diameter without increasing the diameter of the switching nozzle and thus the pressure loss. Large contact diameters are more stable against contact erosion.
  • the control body has sections of different diameters which, when the switch is broken, pass the mouth of the quenching channel
  • the control body acts as a variable valve, and the flow resistance between the arc zone and the quenching chamber and in the axial direction can be varied over time, which allows further optimization of the process.
  • a magnetic field source for generating a magnetic field in the arc zone. This magnetic field is to be arranged so that it has a radial component in the arc zone with respect to the axis of the switch, so that the charged particles of the arc are deflected transversely to the axis. This allows the charged particles to be forced into helical paths, which increases the effective arc length and improves turn-off capability.
  • a material having a dielectric constant ⁇ >> 1, in particular a ferroelectric is arranged in the control body.
  • FIGS. 1 shows a section through a switch in the switched-on state
  • FIG. 2 shows the switch according to FIG. 1 in a first phase when the switch is interrupted
  • FIG. 3 shows the switch according to FIG. 1 in a second phase when the switch is interrupted
  • Fig. 5 shows a third embodiment of a switch
  • Fig. 6 shows a fourth embodiment of a switch
  • Fig. 7 shows a fifth embodiment of a switch.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the switch in the on (i.e., conducting) state.
  • the switch has a (generally) moved, first or outer contact 2 (contact tulip), which extends annularly around the axis 1, and a (usually) resting second or inner contact 3 (pin), in the rule is rod-shaped or tubular.
  • the two contacts 2, 3 are displaceable relative to one another in the axial direction.
  • the outer contact 2 is arranged in a ring around the central axis (axis 1) of the inner contact 3.
  • a switch body 4 is arranged, in which a quenching chamber 5 is provided.
  • the quenching chamber 5 may, as shown in Fig. 1, be a simple chamber with fixed volume.
  • the quenching chamber 5 communicates via a
  • a control body 9 is arranged at the inner contact 3 according to the invention. It extends from the contact region 8 of the inner contact 3 along the axis 1. In the switched-on state of the switch, it extends into the outer contact 2. In the interrupted state of the switch, which will be described below, it extends, depending on the length, still in the outer contact 2 in, or at least from the inner contact 3 against the outer contact 2 out.
  • the control body 9 preferably consists at least on its outside of the same insulating material as the insulating material nozzle or the inside of the switch body -4.
  • a plastic is preferably used, in particular PTFE.
  • the entire control body 9 made of PTFE.
  • the use of plastic, in particular PTFE has the advantage that material removed from the arc contributes to the abovementioned pressure buildup and can be used as quenching gas.
  • the control body 9 has two sections 9a, 9b with different diameters.
  • the first portion 9a has a first diameter and is located at the end facing away from the inner contact 3 of the control body 9.
  • the second portion 9b has a second diameter which is greater than the first diameter. It is arranged on the inner contact 2 side facing the first portion 9a.
  • the operation of the switch of FIG. 1 is apparent from the turn-off operation shown in Fig. 2 and 3.
  • the outer contact 2 with the switch body 4 along the axis 1 from the inner contact 3 with the control pulled body 9 away.
  • an arc zone 10 between the contacts extends around the control body 9 and thus has approximately the shape of a hollow cylinder. To the outside it is bounded by the inside of the switch body 4, inwardly from the control body 9.
  • the arc carries from both bodies of material, resulting in a pressure build-up. Since the mouth 11 of the quenching channel 6 is arranged at the arc zone 10, gas can flow from the arc zone 10 into the quenching chamber 5.
  • the second section 9b of the control body 9 is located in the region of the arc zone 10 and the sweet contact 2.
  • the flow resistance in the axial direction is away from the arc zone 10 and in particular at the contact region of the arc Outside contact 2 over relatively high, so that the pressure build-up in the arc zone 10 is correspondingly strong and the pressure is discharged primarily into the quenching chamber 5.
  • the first portion 9a of the control body 9 comes into the region of the mouth 11, as shown in Fig. 3. Since the first portion 9a has a smaller diameter than the second portion 9b, the flow resistance of the arc zone 10 is reduced in the axial direction against the first contact 2, as well as the flow resistance in the region of the mouth 11, which is the now onset of reflux of quenching gas the arc zone 10 facilitates. The extinguishing gas cools the arc and the power is interrupted.
  • the gas pressure buildup can thus be supported.
  • the metal vapor in the heating volume can be reduced by making the flow of metal vapor from the electrodes into the quenching chamber 5 more difficult.
  • the gas flow into and out of the arc zone 10 was controlled by means of the shaping of the surface of the control body 9.
  • control body 9 additionally has a third section 9c, which is arranged on the side of the second section 9b facing the inner contact 3.
  • the diameter of the third portion is smaller than that of the second portion 9b.
  • This embodiment is particularly suitable for high currents, in which at the beginning of the interruption process, when the third section 9c is in the region of the mouth 11, a rapid pressure build-up can take place.
  • the second section (which may have a slightly larger diameter than that shown in FIGS. 1-3) in the region of the mouth 11, makes it more difficult for the extinguishing gas to escape at an early stage.
  • the first section 9a reaches the orifice, so that the quenching gas can escape virtually unhindered and extinguish the arc.
  • the gas flow into and out of the arc zone 10 is time-dependent controlled, whereby the pressure build-up and the extinguishing process can be optimized.
  • a material insert 13 with a dielectric constant r >> 1 is arranged in the control body 9, for example of a dielectric or ferroelectric. He influences the electrical Field distribution with arc extinguished and allows effective field control.
  • Fig. 7 shows a further advantageous embodiment.
  • a magnetic field source 14 arranged in the form of a permanent magnet.
  • the magnetic field source 14 generates a magnetic field 15 whose field lines are partially drawn in FIG. 7.
  • the field vectors of this field have a component which is radian with respect to axis 1.
  • This causes the charged plasma particles, which move between the inner electrode 3 and the outer electrode 2, to be accelerated in a tangential direction (ie perpendicular to the axis 1 and perpendicular to their radials), thereby causing the particles, as already explained a helical path around the control body 11 are forced around. This lengthens the effective length of the arc, making it easier to extinguish it.

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Abstract

Bei einem Selbstblasschalter ist der innere Kontakt (3) mit einem Steuerkörper (9) ausgerüstet, der sich in bzw. gegen den äusseren Kontakt (2) erstreckt. Der Steuerkörper (9) zwingt den Lichtbogen in eine Lichtbogenzone (10) in der Form eines Hohlzylinders. Dadurch wird ein schnellerer Druckaufbau erzielt, wodurch die Beschickung der Löschkammer (5) des Schalters mit Löschgas 10 verbessert werden kann. Durch geeignete Formgebung des Steuerkörpers (9) kann der Gasfluss aus der bzw. in die Lichtbogenzone (10) optimiert werden.

Description

Selbstblasschalter mit Steuerkörper
BESCHREIBUNG
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Selbstblasschalter gemäss Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere für Hoch- oder Mittelspannung.
Stand der Technik
Ein Selbstblasschalter bekannter Art ist in DE 198 59 764 beschrieben. Er besitzt einen stabförmigen inneren Kontakt (Kontaktstift) und einen ringförmigen äus- seren Kontakt (Kontakttulpe) . Beim Unterbrechen des Schalters strömt vom Lichtbogen erhitztes Gas in eine Löschkammer, von welcher es später in die Lichtbogenzone zurück geblasen wird und zum Löschen des Lichtbogens beiträgt.
Bei derartigen Schaltern trägt der Lichtbogen Material von den isolierenden Wänden ab, wodurch sich der Druck erhöht, so dass erhitztes Gas in die Löschkammer abfliesst und später als Löschgas verwendet werden kann. Der Druckaufbau P ist näherungsweise gegeben durch
P = C-L-j2,
wobei C eine Konstante, L die Länge der Schalterdüse und j die Stromdichte ist. Der Druckaufbau ist eine wichtige Grosse für die Unterbrechung des Lichtbogens . Die Länge L kann nicht beliebig erhöht werden, da sie auf die Schaltgeschwindigkeit und Schaltenergie Einfluss hat. Auch die Stromdichte ist nach oben beschränkt, da der innere Kontakt in der Lichtbogenzone Platz finden muss. Zudem erlaubt eine enge Schaltdüse eine kleinere Zahl von Schalt- Vorgängen, da die Abtragung von Masse zu einer Quer- schnittsvergrösserung führt, die sich bei kleinen Düsenquerschnitten prozentual stark auswirkt.
Eine alternative Möglichkeit zum Löschen des Lichtbogens wird in US 6 207 919, US' 6 215 082 und US 6 281 460 beschrieben. Bei den in diesen Dokumenten beschriebenen Mittelspannungs-Schaltern ist am inneren Kontakt ein als „trailing end portion" bezeichnetes Endstück angeordnet, welches beim Unterbrechen des Schalters in die Lichtbogenzone eintritt.
Darstellung der Erfindung
Es stellt sich die Aufgabe, einen Schalter der eingangs genannten Art mit gutem Abschaltverhalten bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird vom Schalter gemäss Anspruch 1 erfüllt. Hierzu ist am inneren Kontakt (Kontaktstift) ein gegen die Kontakte isolierter Steuerkörper an- geordnet. Dieser erstreckt sich vom Kontaktbereich des inneren Kontakts entlang der Achse der Kontakte gegen bzw. in den äusseren Kontakt (Kontakttulpe) . Die beim Unterbrechen des Schalters entstehende Lichtbogenzone umgibt den Steuerkörper. Somit hat die Lichtbogenzone ungefähr die Form eines Hohlzylinders , was die Energieübertragung auf die Wände verbessert. Die Energie kann sowohl an die innere Wand (d.h. den Steuerkörper), als auch an die äussere Wand abgegeben werden. Dadurch wird bei gegebener Lichtbogenintensität die Strahlungslast auf die Wände halbiert. Die Abtragungsrate dm/dt des Wandmaterials ist gegen durch
dm/dt = υ-U-I/h,
wobei υ der Anteil der auf die Wände auftreffenden Lichtbogenenergie ist, h die Verdampfungsenthalpie des isolierenden Wandmaterials und U und I die Spannung und der Strom, υ hängt stark vom Temperaturprofil des Lichtbogens ab, sowie von der Gastemperatur ausserhalb des Lichtbogens und dem Material, in welchem der Lichtbogen brennt. Typische Werte von υ betragen 0.5 für konventionelle Schalter, während υ für eine hohlzylindrische Lichtbogenzone wesentlich grösser ist. Somit kann schneller Material abgetragen und Druck aufgebaut werden. Auch findet die Materialabtragung an zwei Wänden statt, wodurch die Abtragungsrate erhöht werden kann. Die mit der Abtragung von Material einher gehende geometrische Änderung der Lichtbogenkammer ist aber, prozentual gesehen, relativ klein, so dass die Lebensdauer des Schalters hoch ist.
Die Kontaktbereiche können bei der erfin- dungsgemässen Anordnung einen grossen Durchmesser haben, ohne dass der Durchmesser der Schaltdüse und somit der Druckverlust erhöht- wird. Grosse Kontaktdurchmesser sind gegenüber Kontaktabbrand stabiler.
Weiter wird die Kühlung des Lichtbogens verbessert . Der Einsatz eines solchen Systems in einem
Selbstblasschalter mit Löschkammer führt zu wichtigen Synergien. Während in den Systemen gemäss US 6 207 919, US _ 6 215 082 und US 6 281 460 die „trailing end portion" letztlich nur der Löschung des Lichtbogens dient, wird in der vorliegenden Erfindung der Steuerkörper eingesetzt, um die Form der Lichtbogenzone zu modifizieren, so dass ein hoher Druck erreicht wird, was ein effizientes Aufladen der Löschkammer erlaubt . Der Lichtbogen wird durch das aus der Löschkammer kommende Gas gelöscht . Vorzugsweise besitzt der Steuerkörper Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern, welche beim Unterbrechen des Schalters an der Mündung des Löschkanals vorbei geführt werden. Dadurch wirkt der Steuerkörper als variables Ventil, und der Strömungswiderstand zwischen Lichtbogenzone und Löschkammer sowie in achsialer Richtung kann zeitabhängig variiert werden, was eine weitere Optimierung des Prozesses erlaubt. Vorteilhaft ist auch die Anordnung einer Magnetfeldquelle zum Erzeugen eines Magnetfeldes in der Lichtbogenzone. Dieses Magnetfeld ist so anzuordnen, dass es in der Lichtbogenzone eine im Bezug zur Achse des Schalters radiale Komponente aufweist, so dass die geladenen Teilchen des Lichtbogens quer zur Achse abgelenkt werden. Dadurch können die geladenen Teilchen auf helix- förmige Bahnen gezwungen werden, was die effektive Länge des Lichtbogens erhöht und das Abschaltvermögen verbes- sert .
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird im Steuerkörper ein Material mit einer dielektrischen Konstante ε >> 1, insbesondere ein Ferroelektrikum, angeordnet. Dadurch kann der Feldverlauf bei unterbroche- nem Schalter beeinflusst werden. Insbesondere können Feldspitzen vermieden werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Schalter in eingeschaltetem Zustand,
Fig. 2 den Schalter nach Fig. 1 in einer ersten Phase beim Unterbrechen des Schalters,
Fig. 3 den Schalter nach Fig. 1 in einer zweiten Phase beim Unterbrechen des Schalters,
Fig. 4 eine zweite Ausführung eines Schalters,
Fig. 5 eine dritte Ausführung eines Schalters , Fig. 6 eine vierte Ausführung eines Schalters und Fig. 7 eine fünfte Ausführung eines Schalters .
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind jeweils im wesentlichen rotationssymmetrisch um ihre Achse 1 aufgebaut, weshalb jeweils nur die Hälfte des jeweiligen Schnitts dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführung des Schalters in eingeschaltetem (d.h. leitendem Zustand). Der Schalter besitzt einen (in der Regel) bewegten, ersten oder äusseren Kontakt 2 (Kontakttulpe) , der sich ringför- mig um die Achse 1 erstreckt, sowie einen (in der Regel) ruhenden zweiten oder inneren Kontakt 3 (Kontaktstift) , der in der Regel stabförmig oder rohrförmig aufgebaut ist. Die beiden Kontakte 2,3 sind relativ zueinander in achsialer Richtung verschiebbar. Der äussere Kontakt 2 ist ringförmig um die Mittelachse (Achse 1) des inneren Kontakts 3 angeordnet .
Um die Kontakte 2,3 ist ein Schalterkörper 4 angeordnet, in welchem eine Löschkammer 5 vorgesehen ist. Die Löschkammer 5 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, eine einfache Kammer mit festen Volumen sein. Wie aus dem
Stand der Technik bekannt, kann sie aber auch ein variables Volumen haben. Insbesondere beim Schalten von kleinen Strömen kann ihr Volumen während des Unterbrechens des Schalters reduziert werden, um den Druckaufbau zu verbessern.
Die Löschkammer 5 kommuniziert über einen
Löschkanal 6 in der Isolierstoffdüse mit einem Innenraum 7 des Schalterkörpers 4, in welchem beim Unterbrechen des Schalters eine weiter unten beschriebene Lichtbogenzone entsteht. Im eingeschalteten Zustand nach Fig. 1 steht ein Kontaktbereich 8 des inneren Kontakts 3 mit dem äu- sseren Kontakt 2 in Verbindung.
Am inneren Kontakt 3 ist erfindungsgemäss ein Steuerkörper 9 angeordnet. Er erstreckt sich vom Kontaktbereich 8 des inneren Kontakts 3 entlang der Achse 1. Im eingeschalteten Zustand des Schalters erstreckt er sich in den äusseren Kontakt 2 hinein. Im unterbrochenen Zustand des Schalters, der weiter unten beschrieben wird, erstreckt er sich, je nach Länge, immer noch in den äusseren Kontakt 2 hinein, oder zumindest vom inneren Kontakt 3 gegen den äusseren Kontakt 2 hin.
Der Steuerkörper 9 besteht vorzugsweise zumindest an seiner Aussenseite aus dem gleichen isolieren- den Material wie die Isolierstoffdüse bzw. die Innenseite des Schalterkörpers -4. Bevorzugt wird hierzu ein Kunststoff eingesetzt, insbesondere PTFE. In der Ausführung nach Fig. 1 besteht der gesamte Steuerkörper 9 aus PTFE. Die Verwendung von Kunststoff, insbesondere PTFE, hat den Vorteil, dass vom Lichtbogen abgetragenes Material zum oben erwähnten Druckaufbau beiträgt und als Löschgas verwendet werden kann.
In der Ausführung nach Fig. 1 besitzt der Steuerkörper 9 zwei Abschnitte 9a, 9b mit unterschiedli- chen Durchmessern. Der erste Abschnitt 9a besitzt einen ersten Durchmesser und befindet sich an dem dem inneren Kontakt 3 abgewandten Ende des Steuerkörpers 9. Der zweite Abschnitt 9b besitzt einen zweiten Durchmesser, der grösser als der erste Durchmesser ist. Er ist an der dem inneren Kontakt 2 zugewandten Seite des ersten Abschnitts 9a angeordnet.
Die Funktionsweise des Schalters nach Fig. 1 erschliesst sich aus dem in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausschaltvorgang . Zum Unterbrechen bzw. Ausschalten des Schalters wird der äussere Kontakt 2 mit dem Schalterkörper 4 entlang der Achse 1 vom inneren Kontakt 3 mit dem Steuer- körper 9 weg gezogen. Dabei entsteht, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, eine Lichtbogenzone 10 zwischen den Kontakten. Die Lichtbogenzone 10 erstreckt sich um den Steuerkörper 9 herum und hat somit ungefähr die Form eines Hohlzylinders . Nach aussen wird sie von der Innenseite des Schalterkörpers 4 begrenzt, nach innen vom Steuerkörper 9. Der Lichtbogen trägt von beiden Körpern Material ab, was zu einem Druckaufbau führt. Da die Mündung 11 des Löschkanals 6 bei der Lichtbogenzone 10 angeordnet ist, kann Gas von der Lichtbogenzone 10 in die Löschkammer 5 fliessen .
Während der in Fig. 2 dargestellten ersten Phase beim Unterbrechen des Schalters befindet sich der zweite Abschnitt 9b des Steuerkörpers 9 im Bereich der Lichtbogenzone 10 und des Süsseren Kontakts 2. Dadurch ist der Strömungswiderstand in achsialer Richtung aus der Lichtbogenzone 10 weg und insbesondere am Kontaktbereich des äusseren Kontakts 2 vorbei relativ hoch, so dass der Druckaufbau in der Lichtbogenzone 10 entsprechend stark ist und der Druck sich primär in die Löschkammer 5 entlädt.
Wird der innere Kontakt 3 weiter bewegt, so kommt der erste Abschnitt 9a des Steuerkörpers 9 in den Bereich der Mündung 11, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Da der erste Abschnitt 9a einen kleineren Durchmesser als der zweite Abschnitt 9b besitzt, wird der Strömungswiderstand von der Lichtbogenzone 10 in achsialer Richtung gegen den ersten Kontakt 2 reduziert, sowie auch der Strömungswiderstand im Bereich der Mündung 11, was den nun einsetzenden Rückfluss von Löschgas in die Lichtbogenzone 10 erleichtert. Das Löschgas kühlt den Lichtbogen aus und der Strom ist unterbrochen.
Dank dem gezielt gewählten Durchmesserverlauf des Steuerkörpers kann somit der Gasdruckaufbau unter- stützt werden. Gleichzeitig kann der Metalldampf im Heizvolumen reduziert werden, indem der Fluss von Metalldampf von den Elektroden in die Löschkammer 5 erschwert wird. In der Ausführung nach Fig. 1 bis 3 wurde der Gasfluss in und aus der Lichtbogenzone 10 mittels der Formgebung der Oberfläche des Steuerkörpers 9 gesteuert. Es ist jedoch auch denkbar, im Steuerkörper 9 einen oder mehrere Abflusskanäle 12 anzuordnen, ' wie dies bei der zweiten Ausführung nach Fig. 4 dargestellt ist. Mit derartigen Abflusskanälen 12, welche z.B. die Form von Tunnels oder Nuten im Steuerkörper 9 haben können, wird es möglich, zu bestimmten Zeiten im Ausschaltvorgang gezielt Gas aus einzelnen Bereichen des Lichtbogenzone 10 abzuführen .
Eine weitere Variante des Schalters ist in Fig. 5 dargestellt. Hier besitzt der Steuerkörper 9 zusätzlich einen dritten Abschnitt 9c, der auf der dem in- neren Kontakt 3 zugewandten Seite des zweiten Abschnitts 9b angeordnet ist. Der Durchmesser des dritten Abschnitts ist kleiner als jener des zweiten Abschnitts 9b. Diese Ausführung eignet sich vor allem für hohe Ströme, bei welchem am Anfang des Unterbrechungsvorgangs, wenn sich der dritte Abschnitt 9c im Bereich der Mündung 11 befindet, ein schneller Druckaufbau stattfinden kann. In einer nächsten Phase befindet sich der zweite Abschnitt (der einen etwas grosseren Durchmesser als jener gemäss Fig. 1 - 3 besitzen kann) im Bereich der Mündung 11 und er- schwert ein frühzeitiges Austreten des Löschgases. In einer letzten Phase erreicht der erste Abschnitt 9a die Mündung, so dass das Löschgas praktisch ungehindert austreten und den Lichtbogen löschen kann.
In den bisher gezeigten Ausführungen wird mit der Formgebung des Steuerkörpers 9 der Gasfluss in die bzw. aus der Lichtbogenzone 10 zeitabhängig gesteuert, wodurch der Druckaufbau und der Löschvorgang optimiert werden können.
In der Ausführung nach Fig. 6 ist im Steuer- körper 9 ein Materialeinsatz 13 mit einer dielektrischen Konstante r >> 1 angeordnet, z.B. aus einem Dielektrikum oder Ferroelektrikum. Er beeinflusst die elektrische Feldverteilung bei gelöschtem Lichtbogen und erlaubt eine effektive Feldsteuerung.
Fig. 7 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführung. Hier ist z.B. im inneren Kontakt 3 eine Magnet- feldquelle 14 in Form eines Permanentmagneten eingeordnet. Die Magnetfeldquelle 14 erzeugt ein magnetisches Feld 15, dessen Feldlinien in Fig. 7 teilweise eingezeichnet ist. Die Feldvektoren dieses Feldes haben im Bereich der Lichtbogenzone 10 eine bezüglich Achse 1 radia- Ie Komponente. Diese bewirkt, dass die geladenen Plasmateilchen, welche sich zwischen der inneren Elektrode 3 und der äusseren Elektrode 2 bewegen, in tangentialer Richtung (d.h. senkrecht zur Achse 1 und senkrecht zu deren Radialen) beschleunigt werden, wodurch die Teilchen, wie eingangs bereits erklärt, auf einen helixförmigen Pfad um den Steuerkö-rper 11 herum gezwungen werden. Dadurch verlängert sich die effektive Länge des Lichtbogens, was ein Löschen desselben erleichtert.
Bezugszeichenliste
1 Achse
2 erster Kontakt, äusserer Kontakt (z. B. Kontaktulpe)
3 zweiter Kontakt, innerer Kontakt (z. B. Kontaktstift) 4 Schalterkörper (inkl. Isolierstoffdüse)
5 Löschkammer
6 Löschkanal
7 Innenraum
8 Kontaktbereich 9 Steuerkörper
9a erster Abschnitt 9b zweiter Abschnitt 9c dritter Abschnitt 10 Lichtbogenzone 11 Mündung
12 Abflusskanal
13 Material mit ε >> 1, Dielektrikum
14 Magnetfeldquelle
15 magnetisches Feld.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Selbstblasschalter mit einem inneren Kontakt (3) und einem äus- seren Kontakt (2), wobei der äussere1 Kontakt (2) um eine Mittelachse des inneren Kontakts (3) angeordnet ist, wobei bei eingeschaltetem Schalter der äussere Kontakt (2) mit einem Kontaktbereich (8) des inneren Kontakts (3) in Kontakt steht, wobei zum Unterbrechen des Schalters der innere Kontakt (3) und/oder der äussere Kontakt (2) entlang einer Achse (1) bewegbar ist oder sind derart, dass zwischen den Kontakten eine Lichtbogenzone (10) entsteht, und mit einer Löschkammer (5), welche über minde- stens einen Löschkanal (6) mit der Lichtbogenzone (10) in Kontakt steht, derart dass Gas zwischen der Lichtbogenzone (10) und der Löschkammer (5) hin- und her bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass am inneren Kontakt (3) ein gegen die Kontakte (2, 3) isolierter Steuer- körper (9) angeordnet ist, der sich vom Kontaktbereich
(8) des inneren Kontakts (3) entlang der Achse (1) gegen bzw. in den äusseren Kontakt (2) erstreckt, wobei sich die Lichtbogenzone (10) um den Steuerkörper (9) erstreckt .
2. Selbstblasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Unterbrechen des Schalters der Löschkanal (6) in die um den Steuerkörper (9) angeordnete Lichtbogenzone (10) mündet.
3. Selbstblasschalter nach einem der voran- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
Steuerkörper (9) Abschnitte (9a, 9b, 9c) mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist.
4. Selbstblasschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkörper (9) einen ersten Ab- schnitt (9a) mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Abschnitt (9b) mit einem zweiten Durchmesser aufweist, wobei der zweite Abschnitt (9b) auf einer dem inneren Kon- takt (3) zugewandten Seite des ersten Abschnitts (9a) angeordnet ist, derart dass beim Unterbrechen des Schalters zuerst der zweite (9b) und dann der erste (9a) Abschnitt eine Mündung (11) des Löschkanals (6) erreicht.
5. Selbstblasschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkörper (9) einen dritten Abschnitt (9c) mit einem dritten Durchmesser kleiner als der zweite Durchmesser aufweist, wobei der dritte Abschnitt (9c) auf einer dem inneren Kontakt (3) zugewandten Seite des zweiten Abschnitts (9b) angeordnet ist.
6. Selbstblasschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aus- senseite des Steuerkörpers (9) aus Kunststoff, insbesondere PTFE, ist.
7. Selbstblasschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aus- senseite des Steuerkörpers (9) aus dem gleichen Material besteht wie eine Innenseite eines die Lichtbogenzone (10) umgebenden Schalterkörpers (4) .
8. Selbstblasschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Magnetfeldquelle (14) zum Erzeugen eines Magnetfeldes (15) in der Lichtbogenzone (10) , wobei das Magnetfeld (15) in der Lichtbogenzone (10) eine im Bezug zur Achse (1) radiale Komponente aufweist, derart, dass mit dem Magnetfeld (15) geladene Teilchen im Lichtbogen quer zur Achse (1) ablenkbar sind.
9. Selbstblasschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Steu- erkörper (9) ein Material (13) mit einer dielektrischen Konstante ε >> 1, insbesondere ein Ferroelektrikum, angeordnet ist .
10. Selbstblasschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Steu- erkörper (9) mindestens ein Abflusskanal (12) zum Zu- und/oder Abführen von Gas in die bzw. aus der Lichtbogenzone (10) angeordnet ist.
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