WO2011067122A1 - Leistungsschalteranordnung - Google Patents

Leistungsschalteranordnung Download PDF

Info

Publication number
WO2011067122A1
WO2011067122A1 PCT/EP2010/067739 EP2010067739W WO2011067122A1 WO 2011067122 A1 WO2011067122 A1 WO 2011067122A1 EP 2010067739 W EP2010067739 W EP 2010067739W WO 2011067122 A1 WO2011067122 A1 WO 2011067122A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
switching
circuit
cooling medium
breaker arrangement
gas
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/067739
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shibani Bose
Lutz-Rüdiger JÄNICKE
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to EP10784747A priority Critical patent/EP2507811A1/de
Priority to CN2010800627982A priority patent/CN102741962A/zh
Priority to US13/513,738 priority patent/US20120261383A1/en
Publication of WO2011067122A1 publication Critical patent/WO2011067122A1/de

Links

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
    • H01H33/72—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid having stationary parts for directing the flow of arc-extinguishing fluid, e.g. arc-extinguishing chamber
    • H01H33/74—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid having stationary parts for directing the flow of arc-extinguishing fluid, e.g. arc-extinguishing chamber wherein the break is in gas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/90—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
    • H01H33/901—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism making use of the energy of the arc or an auxiliary arc
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H2033/888—Deflection of hot gasses and arcing products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/90—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
    • H01H33/901—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism making use of the energy of the arc or an auxiliary arc
    • H01H33/903—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism making use of the energy of the arc or an auxiliary arc and assisting the operating mechanism

Definitions

  • Circuit breaker arrangement The invention relates to a circuit breaker assembly having a switching path and a forther ⁇ leaders of the switching path exhaust port for accumulating in the switching path of the switching gas.
  • a circuit breaker arrangement is known for example from German Patent DE 197 02 822 Bl.
  • a circuit breaker assembly is described, which has a heating chamber for temporarily storing switching gas.
  • the heating chamber is followed by a compression space which compresses extinguishing gas in the course of a switch-off movement by a driven compression piston within a compression cylinder of the compression space.
  • extinguishing gas ⁇ pressure in the compression chamber is higher than the pressure in the upstream boiler room, extinguishing gas flows through a valve in the boiler room. From there, the previously compressed extinguishing gas enters a switching path and blows a possibly burning there arc.
  • a direct blowing of the arc is provided in order to cool it or to prevent it from reigniting after a successful extinction of the arc.
  • the switching path is generally one of the thermally most heavily loaded areas within a circuit breaker arrangement.
  • the arc heats switching gas and generates a plasma.
  • hard gas is additionally generated by burning insulating materials. Due to the resulting overheating in the switching path and pressure increase is a correspondingly strong blowing ei ⁇ nes extinguishing medium necessary.
  • the compression cylinder of the known compression space is to be dimensioned sufficiently large volume.
  • a correspondingly large-volume design leads to an increase in the required drive energy for the compression piston.
  • An increased drive power is to be provided by an enlarged drive device. Any enlargement of a drive device leads to unfavorable circuit breaker arrangements.
  • a switching path is formed for example between relatively zuein ⁇ other movable switching contact pieces.
  • the switching contact pieces are brought into galvanic contact with each other.
  • the switching contact pieces are brought into galvanic contact with each other.
  • Circuit breaker arrangements are dimensioned such that currents occurring in the respective current path are governed by the circuit breaker arrangement, ie can also be switched off. So power switching devices rated currents, for example, that currents corresponding to the rated current of being shuttered ⁇ Tenden current path switch. However, circuit breaker assemblies are also capable of short circuit currents reliably interrupt. Short-circuit currents amount to a multiple of a rated current of the current path. At a
  • Switching operation of a circuit breaker assembly occurs depending on the time of galvanic separation of the switching contact pieces, if necessary, to the emergence of an arc.
  • a driving voltage is so great that even after the galvanic separation of the switching contact pieces from each other, a current is driven through an example in the switching path befindliches fluid medium.
  • Within the fluid medium an electrical ⁇ shear flow is maintained in the form of an arc. In order to draw such an arc and to contain this is preferably at least temporarily a fluid flow out ⁇ sets.
  • an arc fluid medium such.
  • the dissipated volume devises regardless of its composition and state, whether liquid or gaseous or plasmatic etc. as a switching gas designated net.
  • About an exhaust passage enters the switching path at ⁇ falling switching gas at least partially in other of The switchgear gap remote areas of creschaltanord ⁇ tion via the exhaust passage, the switching gas from the
  • Switching circuit located sucked switching gas and accelerated ⁇ nigt is led out of the switching path.
  • Asdemedi ⁇ um is the electrically insulating medium which flows through the interrupter unit and flows around.
  • the current path may be isolated by a gasdeme ⁇ dium should be designed as a gas. Should be in the
  • the cooling medium should act vorteilhafterwei ⁇ se electrically insulative, so that in addition to an acceleration of the flow in the exhaust passage at a
  • a compression device is connected to the cooling medium injection opening.
  • a compression device is able at certain times vorzuhal ⁇ certain amounts of cooling media vorzuhal ⁇ or generate and release them, if necessary, and initiate thedemedieneinblasö réelle in the exhaust duct. Compression increases the cooling medium in its pressure. Compression limits the space required to maintain a given amount of cooling medium. In this case, the compression device can act differently. So it is for example possible to use a force acting to me ⁇ chanical procedures compression device, ie the compression device operates in the manner of a mechanical pump. In this case, the compression device can cause a continuous pressure increase, for example by a continuous compressor operation. However, it can also be provided that the compression device provides a certain amount of compressed cooling medium only temporarily during a switch-off ⁇ process or a switch-on.
  • thermodynamic compression device is used, d. H. due to a change in temperature and associated volume change of the cooling medium can in a closed space a
  • thermodynamic compression device When using a thermodynamic compression device is to ensure that the temperature of the cooling medium is not exaggerated in order to exert a sufficient cooling effect of the cooling medium on the generally superheated switching gas can.
  • the switching path is arranged in a switching vessel and the exhaust channel opens outside the switching vessel.
  • serves a shoveschalteranord ⁇ voltage of the circuit currents ie it is carried out an open / production of a current path through the power scarf ⁇ teranssen.
  • the circuit breaker arrangements can be shaped differently.
  • the use of multi-phase electric power transmission systems is provided in the industrial sector.
  • a power switching apparatus in this case include several interrupter units, wherein the interrupter units are in each case the interruption of a specific assigned Neten current path of said multiphase Elektroenergyübertra ⁇ supply system.
  • the breaker units of the plurality of current paths are usually of the same design and a switching operation of the individual phases takes place at the same time or at least in time coordinated with one another in the several phases of the electric power transmission network.
  • Each sub ⁇ crusher unit here has a corresponding switching distance ⁇ which, ie a elekt ⁇ innovative potential separation of the respective switching contacts takes galvanic isolation.
  • the switching path of a breaker unit is typically arranged within a switching vessel.
  • the switching vessel of an interrupter unit is, for example aligned along a major axis and formed substantially rota ⁇ tion symmetrically thereto.
  • the end sides of the switching vessel can be limited, for example, by electrically conductive throws, which can also serve for electrical contacting of the interrupter unit.
  • the throws may be, for example, are generally tubular ges ⁇ taltet, wherein on a lateral surface of a Maisie- is provided, by means of which a conductor connection of a supply line can be contacted in order to insert a breaker unit and thus the breaker unit into a current path of an electric power transmission network.
  • the two ends arranged throws thus also serve to guide and direct an electrical current to the located inside switching contact pieces.
  • the two end projections should be arranged electrically isolated from each other.
  • the throws are connected by a Isolierstoff Kunststoff Kunststoff Kunststoff rigid angle miteinan ⁇ .
  • This Isolierstoff Kunststoff can be configured, for example in the form of a tube, so that along the main axis is given a shell side approximately closed Wegge ⁇ vessel of the interrupter unit.
  • individual bars or the like are used as Isolierstoffmaschine, so that an open Wennge ⁇ vessel is formed.
  • the switching path should preferably also be arranged.
  • Switching path can, for example, be arranged coaxially to the main axis, which is defined by the arranged at opposite ends of the main axis throws in their orientation.
  • the exhaust duct can open for this purpose in the interior of the switching vessel in the region of the switching path. At the other end of the exhaust duct advantageously au ⁇ ßer devis the switching vessel discharges.
  • the exhaust duct is so far ge ⁇ leads that it opens the envelope ⁇ at least in one of the switching vessel ⁇ . So it is for example possible that on a cover coat side or frontally an opening is provided, which represents the mouth opening of the exhaust channel. About this mouth opening, the switching gas can flow into the environment of the switching vessel.
  • a further advantageous embodiment can provide that the switching vessel is closed by a fluid-tight encapsulation housing ⁇ .
  • the interrupter unit (s) of a single phase of a polyphase electric power transmission system is arranged in an encapsulating (single-phase isolation).
  • the interrupter unit (s) of a single phase of a polyphase electric power transmission system is arranged in an encapsulating (single-phase isolation).
  • several or all breaker units of a circuit breaker arrangement for switching a plurality of phases of a multi-phase electric power transmission system are located in a common encapsulating
  • the interior of the fluid-tight Kapse ⁇ lung housing may be filled, for example with an electrically iso ⁇ lierenden fluid. Due to the fluid-tight design of the encapsulating a volatilization of the fluid is undesirably difficult. Advantageously, a nearly 100% seal of the encapsulating is desirable.
  • Suitable fluids are electrically insulating gases or electrically insulating liquids which fill the interior of the encapsulating housing.
  • An advantageous embodiment may further provide that the compression device at least partially limits the exhaust channel ⁇ . If the exhaust channel is at least partially bounded by the Kompressi ⁇ ons Huawei itself is a compact Ausgestal ⁇ processing of the entire circuit breaker arrangement allows. Thus, the course and the position of the exhaust duct itself can be determined and influenced by a corresponding surface design of the individual modules of the compression device. Thus, it is for example possible to design the compression ⁇ device rotationally symmetrical in the basic shape of a cylinder, wherein extends along an outer shell of the compression device of the exhaust passage. DA through, it is possible to provide over the compression means the exhaust channel at least in sections with a circular ring ⁇ shaped cross section. Thus, even A possible ⁇ friendliness is created from thedemedieneinblasö Maschinen Maschinen Maschinen escaping coolant eddying as possible ie possible liehst friction blown into the exhaust channel.
  • a further advantageous embodiment can provide that the circuit breaker arrangement has a switching gas buffer storage volume which extends with respect to a main axis on a first side of the switching path and the ⁇ puff channel extends on one of the first side opposite second side of the switching path.
  • a switching gas buffer volume serves to temporarily store switching gas. Generated in the switching path
  • Switching gas is directed into the switching gas buffer volume and there Zvi ⁇ temporarily stored for a specific time interval. After expiry of the time interval, the cached switching gas flows from the intermediate switching gas Volume back into the switching path and serves ei ⁇ ner flow of the same. Thermal energy generated by an arc is used to increase the switching gas in the switching gas storage volume in its pressure and to cause a flow of the switching path when returning.
  • the switching gas buffer volume can also act in combination with an additional compression volume, which additionally supports a backflow of switching gas from the switching gas buffer storage volume into the switching path.
  • Both the men from the Heidelberggas fundamental istvolu- and the fluid flow generated by the additional compression volume is introduced into the contact gap and passes through the switching path to then at least in part ⁇ , via the exhaust port of the switching path to be continued.
  • a stretched in Wesentli ⁇ chen rotationally symmetrical configuration of a switching vessel preferably in the manner of a cylinder with decreasing rounded end faces, possible.
  • Such Langge ⁇ stretched shape enables the construction of thin power switch arrangements, which, moreover, also have a dielectrically favorable external appearance of the switching tubes on ⁇ .
  • the major axis is defined by the position of the end throws, and located between the throws Iso ⁇ lierstoff Portugal.
  • the Hauptach ⁇ se along the sequence of End workedem cover, Isolierstoff ⁇ bridge and the subsequent end capping extends.
  • a further advantageous embodiment may provide that the switching path is surrounded by a Isolierstoffdüse which is movable relative to a switching contact piece.
  • the Isolierstoffdüsenkanal example is channel by means of a valve device open or dammed.
  • the dam can be made such that the Isolierstoffdüsenkanal is almost 100% closed. It may be ever ⁇ but also envisioned that only a partial damming occurs, so that from the partially cavitated end of the iso- example, switching gas can flow out lierstoffdüsenkanals.
  • the Isolierstoffdüsenkanal should be shaped such that leakage of fluids out of the same as possible in the direction of an opening of the exhaust channel, so that the shortest possible transition of switching gas from the insulating material nozzle can be done in the exhaust duct.
  • the Isolierstoffdüsenkanal may preferably at least partially protrude a switching contact piece.
  • the switching contact piece can also serve an at least temporary and at least partial damnation of the insulating-material nozzle channel.
  • a further advantageous embodiment can provide that the compression device is a mechanical compression device which is driven via the insulating material.
  • Insulating nozzle with respect to the switching vessel allows to operate the compression device.
  • the insulating nozzle executes a specific stroke during a switching movement, this stroke defining the mode of operation of the compression device or the volume of the cooling medium to be compressed. So it is for example possible to drive a pump which compresses the insulating medium by a movement of the insulating material or an insulating material to the angekop ⁇ -coupled piston or the like. This avoids a separate drive device for a compression device assigned to the interrupter unit.
  • the interrupter unit can be maintained in their dimensions. Furthermore, a synchronization of movements of the individual movable components of the breaker unit can take place via such a coupling.
  • a drive device that transmits their movement, for example via a rod or other ⁇ wide gear in the switching vessel into it.
  • the drive device can, for example, be located at a different electrical potential than the switching vessel or parts of the switching vessel.
  • Wei ⁇ terhin can be done via the transmission, a spatial spacing of the switching vessel and the drive device, so that for example in cramped mounting positions, the drive device can be arranged remotely from the switching vessel.
  • a further advantageous embodiment can provide that the compression device coaxially ⁇ directed to the main axis.
  • a coaxial alignment of a compression device to the main axis makes it possible to maintain a substantially rotationally symmetrical construction of the interrupter unit and to extend the interrupter unit only in the axial direction of the main axis.
  • the compression device is now used.
  • This compression device may, for example, comprise a compression cylinder and a compression piston movable relative to the compression cylinder, relative movement between the compression piston and the compression cylinder preferably taking place in the direction of the main axis.
  • the compression device for determining the course of the exhaust channel so a flow-favorable cross-section is given, whereby in the region of the compression device of the exhaust passage can be configured, for example, as ringpaltförmi- ger section.
  • a further embodiment may provide that in the course of the exhaust channel a baffle plate for deflecting the switching gas is arranged, against which the switching gas is blasted and the cooling medium is also blasted against the baffle plate, the currents of switching gas and cooling medium from Chryslerge ⁇ set directions against the Baffle plate to be blasted.
  • a baffle plate serves to deflect switching gas.
  • a baffle plate can be provided for example with a strömungsgüns ⁇ term contour.
  • Such a baffle plate should preferably have a pot-shaped structure, wherein the deflection surfaces should each be broken for Reibungstrereduzi für.
  • the baffle plate for example, be designed in the manner of an inner circumferential surface of a Hohltoroides or ei ⁇ ner hollow ball, so that a deflection of deflected against the baffle gas is effected by 180 °.
  • this baffle plate based formed on the major axis from both directions as deflecting means, it is possible to draw to a switching gas on one side of the baffle plate convert ⁇ and directing a cooling medium against the impact plate to the other side and also to deflect this cooling medium to the baffle plate to introduce it into the exhaust passage via the cooling medium exhaust port.
  • the baffle plate may have a pot-shaped structure whose deflection heads are opposite to each other. are directed.
  • the baffle plate may for example also be penetrated by a drive element such as a drive rod or the like in order to enable a drive of the compression device.
  • a further advantageous embodiment may provide that the switching gas and the cooling medium mixed with each other who ⁇ , wherein the cooling medium and the switching gas are laminar in one another.
  • a further advantageous embodiment can provide that a flow of the cooling medium is controlled by a valve.
  • Utilization of a valve for charging the cooling medium inlet opening is a possibility of applying a certain pressure to the cooling medium in the compression device and only causing the cooling medium to be released after reaching a limiting pressure via the valve. This ensures that the cooling medium impact as possible ⁇ -like flows through thedemedieneinblasö réelle in the exhaust duct and a good cooling or influencing the
  • the valve can, for example, a Be valve, which releases differential pressure dependent the compressed cooling medium.
  • the valve is controlled away, with a release of the compressed cooling medium, for example, only after reaching a certain switching position of the switching contact pieces to each other. This allows independent of external influences, the time of blowing of the compresseddeme ⁇ diums in the exhaust passage depending on the progress of a
  • a further embodiment may provide that a cooling medium is bounded by the encapsulating housing.
  • a limitation of the cooling medium through the encapsulating housing makes it possible to use the insulating medium located inside the encapsulating housing as a cooling medium. Furthermore, the possibility is given to let out of the mouth opening of the switching ⁇ vessel leaking switching gas and optionally mixed with ⁇ at cooling medium in the encapsulating and let it relax in a large room. Furthermore, a thermal connection to the environment of the power scarf ⁇ teranowski is given over the inner wall of the encapsulating, so that a cooling of switching gas / cooling medium after exiting the exhaust duct is made possible.
  • the insulating medium located inside the encapsulating housing flows through and flows around the switching vessel and the further components of the breaker unit of the circuit breaker arrangement , so that after a certain blowing of an arc after a certain time, a complete enforcement of the switching vessel with a "regular" insulating medium
  • This is now available, for example, to be cached in the compression device as a cooling medium and radiated into the exhaust duct or to be converted by a burning arc to switching gas.
  • a further advantageous embodiment can provide that a switching contact piece protrudes into the exhaust passage and is movably mounted relative to a wall bounding the exhaust passage.
  • a further advantageous embodiment may provide that the switching contact piece is driven via the insulating material.
  • a switching contact piece can be moved. Driving forces are transmitted to the switching contact piece via the insulating material nozzle.
  • a corresponding gear can be used. This is especially before ⁇ geous when the Kompressi ⁇ ons adopted is driven via the insulating material.
  • the transfer ⁇ tragungsmimik may be disposed within the same. This makes it possible to mount the switch, regardless of the vessel Kapselungsge ⁇ housing to adjust the individual assemblies to each other and insert the switch vessel as a modular unit into the enclosure housing.
  • FIG. 3 shows a detail of Figure 2 in the on state.
  • FIG. 1 shows a circuit breaker assembly in so-called dead-tank design in section.
  • the circuit breaker arrangement has an encapsulating housing 1.
  • the encapsulating housing 1 is vorlie ⁇ quietly substantially designed rotationally symmetrical and has a substantially circular cylindrical outer contour.
  • the encapsulating housing 1 is formed of an electrically conductive ⁇ the material and carries ground potential.
  • the encapsulating housing 1 can be configured as a cast aluminum construction.
  • the encapsulating housing 1 may be formed in several pieces, wherein it is necessary to ensure a fluid-tight connection between the individual pieces.
  • walls of the encapsulating housing 1 should also be made fluid-tight.
  • the encapsulating housing 1 is arranged on a support frame spaced from the respective substrate. On the side remote from the Un ⁇ terground side, the encapsulating housing has a first connector 2 and a second stop short. 3 The axes of the two ports 2, 3 are deflected from a vertical and tilted opposite to each other. At the Stut ⁇ zen 2, 3 are each a first outdoor bushing 4 and a second outdoor bushing 5 are arranged. The two outdoor bushings 4, 5 are fluid-tight with their earth-side end in each case with the first or with the second Stut- zen 2, 3 connected.
  • the two outdoor bushings 4, 5 serve a fluid-tight performing supply lines 6a, 6b through a wall of the encapsulating housing 1 in a elekt ⁇ driven insulated manner.
  • the outdoor bushings 4, 5 each have an electrically insulating basic body, which is provided with a ribbing on its outer side, so that the outdoor bushings 4, 5 are free-air-tight.
  • the supply lines 6a, 6b are guided outward in a fluid-tight manner through the respective insulating base body.
  • an electric line such as a transmission line to connect and switch zuschleifen the Leis ⁇ tung switch array in a switching current path.
  • an interrupter unit 7 is arranged in the interior of the encapsulating housing.
  • the interrupter unit 7 is aligned substantially coaxially with a main axis 8.
  • the main axis 8 is identical in the present case with a rotation axis of the Kapse ⁇ ment housing 1.
  • the interrupter unit 7 has a substantially rotationally symmetrical contour, wherein the rotational axis of the interrupter unit 7 coincides with the main axis ⁇ . 8
  • the interrupter unit 7 as well as the encapsulating housing 1 is substantially coaxial zuein ⁇ other are arranged.
  • the closed switching vessel has a first end cap 9 and a second end cap 10.
  • the two end-side projections 9, 10 are formed from an electrical conductor material.
  • At the two end-side projections 9, 10 is on the shell side in each case a contacting element IIa, IIb arranged.
  • the leads 6a, 6b respectively electrically connected to the first and the second end cap 9, 10.
  • these can also serve a mechanical support and positioning of the leads 6a, 6b.
  • the opposite ends of the end projections 9, 10 may be open like a tube, may be partially or completely closed. Depending on requirements, different design variants can be selected. It is advantageous if a dielectrically favorable final shape of the switching vessel is given. In addition to the two end-throats 9, 10 has the
  • Switching vessel an insulating material bridge 12 in the form of a ge ⁇ closed circulating tube.
  • This tube may for example be a glass fiber reinforced plastic body.
  • the two end-side overhangs 9, 10 are positioned relative to one another via the insulating material bridge 12 and are connected to one another in a mechanically angularly rigid manner, so that a closed switching vessel is provided.
  • the Isolierstoffbrü ⁇ bridge 12 may be configured in the form of cage-like insulating bars or other insulating.
  • the interrup ⁇ cherritt 7 can be preassembled and inserted in the preassembled state into the encapsulating housing. 1
  • the interrup ⁇ cherrittech 7 is supported on insulators 13a, 13b in the interior of the encapsulating housing. 1
  • a jacket-side support of the interrupter unit 7 is provided. It can However, alternative embodiments of insulating supports may also be provided.
  • the first end cap 9 has an opening on the front side, through which a switching rod 14 projects into the interior of the switching vessel.
  • the shift rod 14 is movable along the main axis 8. By a movement of the shift rod 14, a movement can be coupled into the interior of the switching vessel of the Unterbre ⁇ cheraji 7, so that, for example, a switching operation of the interrupter unit 7 of the circuit breaker assembly can be performed.
  • a wall of the encapsulating housing 1 is penetrated by a rotatable Wel ⁇ le 15.
  • a lever arm 16 is mounted on the shaft 15, which converts a rotational movement of the shaft 15 into a linear movement of the shift rod 14.
  • the shaft 15 is rotatably guided and fluid-tight through the wall of the encapsulating housing 1 to the outside ⁇ Shen.
  • a drive device not shown in FIG. 1 serves to deliver a movement for shift rod 14 via the shaft 15.
  • the encapsulating housing 1 forms a fluid-tight enclosure of the interrupter unit 7.
  • the interior of the encapsulating housing 1 is filled with an electrically insulating medium.
  • This medium flows through the encapsulating housing 1 and flows around and flows through the inside of the encapsulating housing 1 befindli ⁇ chen internals.
  • the electrically insulating medium is an insulating gas such as sulfur hexafluoride or nitrogen or another suitable insulating or Isoliergasge ⁇ mixed.
  • FIG. 1 represents only a schematic illustration of a circuit breaker arrangement. With regard to the detailed embodiments, corresponding deviations may occur. In particular with regard to the dimensioning of individual components as well as the configuration, in particular with regard to a dielectrically favorable shape and a pressure-resistant design, deviations may occur. FIG. 1 serves merely to illustrate in principle a circuit breaker arrangement.
  • Leister switch assembly ie the interrupter unit is surrounded by an electrically conductive Kapselungsgephaseuse, which carries ground potential, is also given the opportunity to perform a circuit breaker assembly in the manner of a life-tank design.
  • the Kapselungsge ⁇ housing of the interrupter unit is electrically insulating out ⁇ leads and this encapsulating housing is electrically insulated relative to a grounding potential established.
  • FIGS. 2 and 3 The representations of FIGS. 2 and 3 merely represent schematic diagrams, which may be deviating in a rea ⁇ len design of a circuit breaker assembly.
  • FIG 2 shows a more detailed representation of the known Fi gur ⁇ 1 interrupter unit 7.
  • a first end-wise union 9 and a second end-side ger cover 10 recognizable, which are connected via a Isolierstoffbrü ⁇ bridge 12 with each other.
  • a closed circuit ⁇ vessel of the interrupter unit 7 is provided, whose end-side throws 9, 10 are connected by a of insulating material 12 in the form ei ⁇ nes tube.
  • the two end-side projections 9, 10 are each equipped at their ends facing each other with a socket, the insertion and holding the Isolierstoff Kunststoff Kunststoff 12 ⁇ nen.
  • the two end projections 9, 10 are mechanically connected to each other via the Isolierstoffmaschine 12 and kept electrically isolated from each other.
  • the mutually facing ends of the end-side projections 9, 10 are each provided with beaded projections in order to favorably influence electric fields.
  • Both the first end cap 9 and the second end cap 10 and the Isolierstoffmaschine 12 are configured substantially rotationally symmetrical and coaxial with the main axis 8.
  • the first end cap 9 and the second end cap 10 and the Isolierstoffmaschine 12 are configured substantially rotationally symmetrical and coaxial with the main axis 8.
  • Coupling 9 is designed pot-shaped closed at its rank ⁇ faces of insulating material from the end 12, with a central recess is kept free to let the switching rod protruding into the interior of the vessel switching of the interrupter unit 7 fourteenth
  • the shift rod 14 is, for example, a glass fiber reinforced construction, which is tubular ⁇ staltet.
  • the end facing away from the Isolierstoffmaschine 12 of the second end cap 10 is formed as an open end ⁇ side, so that a circular opening at the end facing away from the Isolierstoffmaschine 12 end of the second end cap 10 is formed.
  • the second end cap 10 is provided with a constriction or an at least partially closed end. In the present case is the radially remote from the insulating material bridge 12 region of the second end cap 10.
  • the shift rod 14 is connected to a first switch contact piece 17.
  • the first switching contact piece 17 is configured in the present case tubular and movable together with the shift rod 14 along the main axis 8. At its end remote from the shift rod 14 end, the first switching contact piece
  • the first switching contact piece 17 is surrounded by a first rated current contact piece 18.
  • the first rated current contact piece 18 is designed as a hollow cylinder and can be displaced together with the first switching contact piece 17 along the main axis 8.
  • the first switching contact piece 17 and the first rated current contact piece 18 are galvanically connected to each other and always carry the same electrical potential.
  • the first clock Nennstromkon- piece 18 is in a guide sleeve 19 which is angularly ⁇ rigidly connected to the first end cap 9 is guided.
  • the guide sleeve 19 is electrically conductively connected both to the first end cap 9 and to the first rated current contact piece 18.
  • the guide sleeve 19 is also equipped with a dielectrically favorable rounded shape in the direction of a switching path 20.
  • the insulating material nozzle 21 is movable together with the first rated current contact piece 18.
  • the first switching contact piece 17 is of a
  • the heating channel 23 opens into a switching gas intermediate storage volume 24 located between the first switching contact piece 17 and the guide sleeve 19 or the first rated current contact piece 18.
  • the switching gas intermediate volume 24 serves for temporary storage of switching gas during a switching operation.
  • the switching gas buffer volume 24 is followed by a compression device.
  • the compression device has a movable piston 25, which is jointly movable with the first switching contact piece 17.
  • the piston 25 is within a through the
  • Guide sleeve 19 formed compression cylinder movable, so that a compression volume is formed.
  • the insulating material nozzle 21 projects from the first rated current contact piece 18 to a second switching contact piece 26.
  • the second switching contact piece 26 is designed bolt-shaped and relative to the second end cap 10 of the switching vessel along the main axis 8 movable.
  • An on ⁇ operating rod 27 is coupled to the movable together with the first rated current contact piece 18 and the first switching contact piece 17 insulating nozzle 21.
  • On the drive rod 27, a driving pin 28 is located, which is moved parallel to the main axis 8 during a movement of the drive rod 27.
  • the second switching contact piece 26 is movably mounted along the main axis 8 and connected at its from the switching path 20 from ⁇ end facing with a fork lever 29.
  • the fork lever is connected with its first end with a slot of the two ⁇ th switching contact piece 26. Its other end is designed fork-shaped, so that upon movement of the drive rod 27 of the driving pin 28 enters the fork and the fork lever 29 pivots about its pivot bearing 30 and so opposite to the direction of movement of the insulating material 21 directed movement of the second switching contact ⁇ piece 26th causes.
  • a switch-on moves the driving pin 28 away from the switching path 20, where ⁇ gene is moved in a switch-off movement of the driving pin 28 in the direction of the switching path 20.
  • Coaxial with the second switching contact piece 26 is a second
  • the second rated current contact piece 31 is arranged.
  • the second rated current contact piece 31 is stationary with respect to the second end cap 10 and thus mounted stationary to the switching vessel of the interrupter unit 7.
  • the two switching contact pieces 17, 26 are madestal ⁇ tet as arcing contact pieces of the interrupter unit 7.
  • the two rated current contact pieces 18, 31 act 7. than rated current contact pieces of the interrupter unit In a connection, the two Druckstü ⁇ blocks 17, 26 and temporally following it, first the two rated current contact pieces 18, 31 together ge in galvanic contact introduced ⁇ . During a disconnection the two rated current contact pieces 18, 31 and temporally separate, first of fol ⁇ quietly, the two switching contact pieces 17, 26.
  • the insulating material nozzle 21 has an insulating nozzle channel 32.
  • Isolierstoffdüsenkanal 32 protrudes the second switching contact piece 26 into it.
  • the second switching contact piece 26 is moved through the Isolierstoffdüsenkanal 32. Due to the profiling, ie the different cross-section in the course of the insulation stoffdüsenkanals 32, the switching contact piece 26 insulates the Isolierstoffdüsenkanal 32 at least temporarily.
  • the second rated current contact piece 31 is in addition to its current carrying function as part of an exhaust passage 33adedbil ⁇ det.
  • the extent of the exhaust duct 33 is shown in the figure 2 by the flow path indicated by arrows.
  • the second rated current contact piece 31 is tubular in Wesentli ⁇ Chen and Chen coaxially to the main axis 8. By extending essential its end facing away from the bridge 20 Wennstre ⁇ end is the second rated current contact piece
  • the baffle plate 34 has a cup-shaped structure, wherein the of the
  • the baffle plate 34 protrudes.
  • the baffle plate 34 has a hollow-toroidal inner surface, so that at this point, a deflection of the direction of the exhaust channel 33 he follows ⁇ .
  • the further course of the exhaust passage 33 is defined, so that a further change of direction takes place in the course of Auspuffka ⁇ nals 33.
  • a compression device 35 is arranged in the region of the free end of the second end cap 10.
  • the compression device 35 has a hollow cylindrical compression cylinder, which is mounted stationary to the second end cap 10. Furthermore, the compression device 35 is provided with a compression piston 36.
  • the compression piston 36 is connected to a further drive rod 37.
  • the further drive rod 37 is in turn connected to the drive rod 27 which is attached ⁇ strike the insulating nozzle 21, connected, so that movement of the insulating material nozzle via the further drive rod 37 is also transmitted to the compression piston 36.
  • the further drive rod 37 engages through the baffle plate 34 therethrough.
  • an end face of the compression cylinder of the compression device 35 is closed by a spring-loaded wall 38.
  • the spring-loaded wall 38 is displaceable upon reaching an overpressure in the interior of the compression device 35 along the main axis 8 against the force of a spring, so that from the compression device 35 compressed cooling medium can be blasted against the baffle plate 34.
  • the baffle plate 34 has to Len ⁇ effect of the cooling medium flow on a further cup-shaped Ausges ⁇ staltung 39, which causes a steering of the device from the compression ⁇ 35 exiting cooling medium.
  • a further cup-shaped configuration 39 is correspondingly also thedemedieneinblasö réelle through which the compressed cooling medium from the compression device 35 can be injected into the exhaust passage 33.
  • the location of thedemedienausblasö réelle is chosen such that a laminar flow of cooling medium into a stream of
  • FIG. 3 shows the position of the compression piston 36 of the compression device 35 in the ON state of the two switching contact pieces 17, 26 and the two rated current contact pieces 18, 31.
  • the spring-loaded wall 38 closes the compression ⁇ space of the compression device 31.
  • the switching contact pieces 17, 26 and the rated current contact pieces 18, 31 are miteinan ⁇ in galvanic contact and are to be transferred to the position shown in Figure 2.
  • a Antriebsbewe ⁇ supply is coupled via the control rod 14 in the interior of the interrupter unit. 7
  • a compressing quenching gas takes place in the switching gas to the buffer volume 24 down- stream compression chamber due to entrainment of the Kol ⁇ bens 25th
  • a corresponding overpressure in the compression space downstream of the switching gas buffer volume 24 With a corresponding overpressure in the compression space downstream of the switching gas buffer volume 24, an overflow of extinguishing gas compressed in this compression space takes place into the switching gas buffer space 24. pending controllable overflow channels in the piston 25 angeord ⁇ net.
  • the second switch contact piece 26 is moved out of the constriction of the insulating-material drainage channel 32 and the insulating-material nozzle channel 32 is released (see FIG.
  • the storage volume in Heidelberggas fundamentalspei- 24 switching gas located flows through the Schuka ⁇ nal 23 in the insulating material 21 and substance nozzle channel 32 at least partially 31 in the direction of the two ⁇ th rated current contact piece Due to the dome-like overvoltage of the mouth opening of the Isolierstoffdüsenkanales 32 through the second through the insulating Rated current contact piece 31, the outflowing switching gas is guided into the interior of the second rated current contact piece 31.
  • the second rated current contact piece 31 as part of the exhaust channel 33 conducts the switching gas in Rich ⁇ tion of the baffle plate 34. There, the switching gas is deflected by 180 ° ⁇ and blasted against an inner wall of the second end cap 10 to again deflected in the opposite direction to become. This creates a meandering course of the exhaust duct 33 and on a limited space, a path extension of the exhaust duct 33 can be achieved ⁇ .
  • an annular gap-shaped portion of the exhaust passage 33 which is formed between the baffle plate 34 and an inner surface of the second end cap 10, now takes place an outflow of the switching gas coaxially to the main axis eighth
  • the further drive rod 37 is moved simultaneously with a transfer of the switch-off movement via the insulating material nozzle 21 to the drive rod 27, thereby moving the compression piston 36, whereby a cooling medium is compressed in the interior of the compression device 35.
  • the cooling medium is for example the in the interior of the encapsulating housing 1 located electrically insulating gas.
  • the spring-loaded wall 38 moves against the force of the spring and releases the cooling medium cached in the interior of the compression device 35 and increased in its pressure.
  • the cooling medium is blasted against the baffle plate 34. It is the
  • the combined stream of switching gas and cooling medium now flows radially around the compression device in the direction of the end of the muzzle arranged in the exhaust port in the second end cap 10 and flows from there into a space between the interrupter unit 7 and an inner wall of the encapsulating 1.
  • the exhaust port opens in an end face of the switching vessel of the interrupter unit. 7
  • the switching gas and the compressed additionally injected insulating gas can recombine within the encapsulating housing 1.

Landscapes

  • Circuit Breakers (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

Eine Leistungsschalteranordnung weist eine Schaltstrecke (20) auf. Von der Schaltstrecke (20) führt ein Auspuffkanal (33) fort, der in der Schaltstrecke (20) anfallendes Schaltgas ableitet. In den Auspuffkanal (33) mündet eine Kühlmedieneinblasöffnung. Der Kühlmedieneinblasöffnung ist eine Kompressionseinrichtung (35) zugeordnet.

Description

Beschreibung
Leistungsschalteranordnung Die Erfindung betrifft eine Leistungsschalteranordnung mit einer Schaltstrecke und einem von der Schaltstrecke fortfüh¬ renden Auspuffkanal für in der Schaltstrecke anfallendes Schaltgas . Eine derartige Leistungsschalteranordnung ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 197 02 822 Bl bekannt. Dort ist eine Leistungsschalteranordnung beschrieben, welche einen Heizraum zum Zwischenspeichern von Schaltgas aufweist. Dem Heizraum ist ein Kompressionsraum nachgeordnet, der im Zuge einer Ausschaltbewegung durch einen angetriebenen Kompressionskolben innerhalb eines Kompressionszylinders des Kompressionsraumes Löschgas komprimiert. Sobald der Löschgas¬ druck im Kompressionsraum höher ist als der Druck im vorgeschalteten Heizraum, strömt über ein Ventil Löschgas in den Heizraum. Von dort gelangt das vorherig komprimierte Löschgas in eine Schaltstrecke und bebläst einen dort gegebenenfalls brennenden Lichtbogen.
Bei der bekannten Leistungsschalteranordnungen ist eine di- rekte Beblasung des Lichtbogens vorgesehen, um diesen zu kühlen bzw. nach einem erfolgten Erlöschen des Lichtbogens ein Rückzünden desselben zu verhindern.
Die Schaltstrecke stellt im Allgemeinen innerhalb einer Leis- tungsschalteranordnung einen der thermisch am stärksten belasteten Bereiche dar. Durch den Lichtbogen wird Schaltgas erhitzt und ein Plasma erzeugt. Gegebenenfalls wird durch ein Verbrennen von Isolierwerkstoffen zusätzlich Hartgas erzeugt. Aufgrund der in der Schaltstrecke entstehenden Überhitzung und Druckerhöhung ist ein entsprechend starkes Einblasen ei¬ nes Löschmediums nötig. Zur Erzeugung einer wirkungsvollen Strömung des Löschbediums ist der Kompressionszylinder des bekannten Kompressionsraumes ausreichend großvolumig zu di- mensionieren . Eine entsprechend großvolumige Bauweise führt zu einer Vergrößerung der benötigten Antriebsenergie für den Kompressionskolben. Eine erhöhte Antriebsenergie ist durch eine vergrößerte Antriebseinrichtung bereit zu stellen. Eine beliebige Vergrößerung einer Antriebseinrichtung führt zu un- wirtschaftlichen Leistungsschalteranordnungen.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung eine Leistungsschalteranordnung derart weiterzubilden, dass trotz Erhöhung der
Schaltleistung die benötigte Antriebsenergie nur in begrenz- tem Maße steigt.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Leistungsschalteranord¬ nung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine Kühlmedieneinblasöffnung in den Auspuffkanal mündet.
Ein Schaltstrecke ist beispielsweise zwischen relativ zuein¬ ander bewegbaren Schaltkontaktstücken ausgebildet. Zur Herstellung eines elektrischen Strompfades werden die Schaltkontaktstücke miteinander in galvanischen Kontakt gebracht. Zur Unterbrechung eines elektrischen Strompfades werden die
Schaltkontaktstücke voneinander getrennt, so dass eine Iso¬ lierstrecke zwischen denselben entsteht. Leistungsschalteranordnungen sind derartig dimensioniert, dass in dem jeweiligen Strompfad auftretende Ströme durch die Leistungsschalteran- Ordnung beherrscht, d. h. auch ausgeschaltet werden können. So können Leistungsschalteranordnungen beispielsweise Nennströme, d. h. Ströme welche dem Bemessungsstrom des zu schal¬ tenden Strompfades entsprechen, schalten. Leistungsschalteranordnungen sind jedoch auch in der Lage, Kurzschlussströme zuverlässig zu unterbrechen. Kurzschlussströme betragen ein Vielfaches eines Nennstromes des Strompfades. Bei einem
Schaltvorgang einer Leistungsschalteranordnung kommt es in Abhängigkeit des Zeitpunktes einer galvanischen Trennung der Schaltkontaktstücke ggf. zum Entstehen eines Lichtbogens. In diesem Falle ist eine treibende Spannung derartig groß, dass auch nach erfolgter galvanischer Trennung der Schaltkontaktstücke voneinander ein Strom durch ein in der Schaltstrecke befindliches beispielsweise fluides Medium hindurchge- trieben wird. Innerhalb des fluiden Mediums ist ein elektri¬ scher Strom in Form eines Lichtbogens geführt. Um einen derartigen Lichtbogen zu lenken und einzudämmen ist dieser vorzugsweise zumindest zeitweise einer fluiden Strömung ausge¬ setzt .
In Unterbrechereinheiten von Leistungsschalteranordnungen hat sich der Einsatz von elektrisch isolierenden Flüssigkeiten wie Ölen oder von elektrisch isolierenden Gasen wie Schwefel- hexafluorid, Stickstoff oder anderen elektrisch isolierenden Gasen und Gasgemischen als fluide Medien als wirkungsvoll er¬ wiesen. Das fluide Medium ist in und um die Schaltstrecke herum angeordnet und wird bei bekannten Leistungsschalteranordnungen zusätzlich möglichst unmittelbar in die Schaltstrecke eingeblasen, um den Lichtbogen zu kühlen. Die zur Einbla- sung notwendige Energie ist in Anbetracht der dem Lichtbogen innewohnenden Energie nicht unbeachtlich. Neben der Energie zum Bewegen der relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücke muss auch die Energie zur fluiden Beströmung des Lichtbogens während eines Schaltvorganges aufgebracht werden.
Ein durch einen Lichtbogen beeinflusstes fluides Medium wie z. B. ein in der Schaltstrecke befindliches Gas, ein dort er¬ zeugtes Gas oder auch ein erzeugtes Plasma usw. ist aus der Schaltstrecke zu entfernen, um ein Nachströmen eines „fri- sehen" Mediums höherer elektrischer Isolationsfähigkeit zu ermöglichen. Das abzuführende Volumen wird oberbegrifflich unabhängig von seiner Zusammensetzung und Zustand ob flüssig oder gasförmig oder plasmatisch etc. als Schaltgas bezeich- net. Über einen Auspuffkanal gelangt in der Schaltstrecke an¬ fallendes Schaltgas zumindest teilweise in andere von der Schaltstrecke abgelegene Bereiche der Leistungsschaltanord¬ nung. Über den Auspuffkanal wird das Schaltgas aus der
Schaltstrecke entfernt.
Sieht man nunmehr eine Kühlmedieneinblasöffnung an dem Auspuffkanal vor, so ist es möglich, den Auspuffkanal zusätzlich mit einer bestimmten Strömung zu beaufschlagen. Dabei sollte die Strömung derart gerichtet sein, dass in Richtung des ab- strömenden Schaltgases dieses zusätzlich beschleunigt wird bzw. dessen Abströmung unterstützt ist. So ist es beispiels¬ weise möglich, bei einer entsprechenden Beabstandung der Kühlmedieneinblasöffnung zu einer in der Nähe der Schaltstrecke befindlichen Mündungsöffnung des Auspuffkanals einen Un- terdruck im Auspuffkanal zu erzeugen, so dass das in der
Schaltstrecke befindliche Schaltgas angesaugt und beschleu¬ nigt aus der Schaltstrecke herausgeleitet wird. Als Kühlmedi¬ um eignet sich das elektrisch isolierende Medium, welches die Unterbrechereinheit durchströmt und umströmt. Sofern die Schaltstrecke durch ein Gas isoliert ist, sollte das Kühlme¬ dium auch als Gas ausgebildet sein. Sollte sich in der
Schaltstrecke eine Flüssigkeit befinden, sollte das Kühlmedi¬ um auch flüssig sein. Das Kühlmedium sollte vorteilhafterwei¬ se elektrisch isolierend wirken, so dass zusätzlich zu einer Beschleunigung der Strömung in dem Auspuffkanal bei einer
Vermengung des in den Auspuffkanal eingeblasenen Kühlmediums mit dem Schaltgas die Isolationsfestigkeit des Schaltgases durch eine Kühlung erhöht wird. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass an die Kühlme- dieneinblasöffnung eine Kompressionseinrichtung angeschlossen ist .
Eine Kompressionseinrichtung ist in der Lage, zu bestimmten Zeitpunkten bestimmte Kühlmedienmengen komprimiert vorzuhal¬ ten bzw. zu erzeugen und diese bedarfsweise freizugeben und über die Kühlmedieneinblasöffnung in den Auspuffkanal einzuleiten. Durch eine Komprimierung wird das Kühlmedium in seinem Druck erhöht. Durch eine Komprimierung ist der zur Vorhaltung einer bestimmten Menge an Kühlmedium benötigte Raum begrenzt. Dabei kann die Kompressionseinrichtung verschiedenartig wirken. So ist es beispielsweise möglich, eine nach me¬ chanischen Arbeitsweisen wirkende Kompressionseinrichtung einzusetzen, d. h. die Kompressionseinrichtung arbeitet nach Art einer mechanischen Pumpe. Dabei kann die Kompressionseinrichtung eine kontinuierliche Druckerhöhung bewirken, beispielsweise durch einen kontinuierlichen Verdichterbetrieb. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Kompressionseinrichtung lediglich vorübergehend während eines Ausschalt¬ vorganges oder eines Einschaltvorganges eine bestimmte Menge an komprimiertem Kühlmedium zur Verfügung stellt.
Weiter kann vorgesehen sein, dass eine thermodynamische Kompressionseinrichtung zum Einsatz gelangt, d. h. aufgrund einer Temperaturänderung und damit verbundener Volumenänderung des Kühlmediums kann in einem abgeschlossenen Raum eine
Druckerhöhung des Kühlmediums erfolgen. Bei dem Einsatz einer thermodynamischen Kompressionseinrichtung ist darauf zu achten, dass die Temperatur des Kühlmediums nicht überhöht wird, um eine ausreichende kühlende Wirkung des Kühlmediums auf das im Allgemeinen überhitzte Schaltgas ausüben zu können. Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass die Schaltstrecke in einem Schaltgefäß angeordnet ist und der Auspuffkanal außerhalb des Schaltgefäßes mündet. Wie eingangs beschrieben, dient eine Leistungsschalteranord¬ nung der Schaltung von Strömen, d. h. es wird eine Unterbrechung/Herstellung eines Strompfades durch die Leistungsschal¬ teranordnung vorgenommen. Je nach Bedarf können dabei die Leistungsschalteranordnungen verschiedenartig ausgeformt sein. Üblicherweise ist im industriellen Bereich der Einsatz von mehrphasigen Elektroenergieübertragungssystemen vorgesehen. Zu einer Leistungsschalteranordnung gehören in diesem Falle mehrere Unterbrechereinheiten, wobei die Unterbrechereinheiten jeweils der Unterbrechung eines bestimmten zugeord- neten Strompfades des mehrphasigen Elektroenergieübertra¬ gungssystems dienen. Dabei sind die Unterbrechereinheiten der mehreren Strompfade üblicherweise gleichartig ausgebildet und ein Schaltvorgang der einzelnen Phasen erfolgt zeitgleich bzw. zumindest zeitlich abgestimmt aufeinander in den mehre- ren Phasen des Elektroenergieübertragungsnetzes. Jede Unter¬ brechereinheit verfügt dabei über eine entsprechende Schalt¬ strecke, welche eine galvanische Trennung, d. h. eine elekt¬ rische Potentialtrennung der jeweiligen Schaltkontaktstücke übernimmt. Dazu ist die Schaltstrecke einer Unterbrecherein- heit typischerweise innerhalb eines Schaltgefäßes angeordnet.
Das Schaltgefäß einer Unterbrechereinheit ist beispielsweise längs einer Hauptachse ausgerichtet und im Wesentlichen rota¬ tionssymmetrisch zu dieser ausgebildet. Die Endseiten des Schaltgefäßes können beispielsweise durch elektrisch leitende Überwürfe begrenzt sein, welche auch einer elektrischen Kon- taktierung der Unterbrechereinheit dienen können. So können die Überwürfe beispielsweise im Wesentlichen rohrförmig ges¬ taltet sein, wobei auf einer Mantelfläche eine Kontaktie- rungseinrichtung vorgesehen ist, über welche ein Leiteran- schluss einer Zuleitung kontaktiert werden kann, um eine Unterbrechereinheit und damit die Unterbrechereinheit in einen Strompfad eines Elektroenergieübertragungsnetzes einzuschlei- fen. Die beiden endseitig angeordneten Überwürfe dienen somit auch einer Führung und Leitung eines elektrischen Stromes zu den im Innern befindlichen Schaltkontaktstücken. Als solches sollten zumindest in der Ausschaltstellung der Leistungsschalteranordnung die beiden endseitigen Überwürfe elektrisch isoliert zueinander angeordnet sein. Um die Unterbrechereinheit als eine bauliche Einheit handhaben zu können, sind die Überwürfe über eine Isolierstoffbrücke winkelstarr miteinan¬ der verbunden. Diese Isolierstoffbrücke kann beispielsweise in Form eines Rohres ausgestaltet sein, so dass entlang der Hauptachse ein mantelseitig annähernd geschlossenes Schaltge¬ fäß der Unterbrechereinheit gegeben ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass als Isolierstoffbrücke einzelne Stäbe oder ähnliches eingesetzt sind, so dass ein offenes Schaltge¬ fäß gebildet ist. Im Bereich der Isolierstoffbrücke sollte vorzugsweise auch die Schaltstrecke angeordnet sein. Die
Schaltstrecke kann beispielsweise koaxial zu der Hauptachse, welche durch die an entgegengesetzten Enden der Hauptachse angeordneten Überwürfe in ihrer Ausrichtung definiert ist, angeordnet sein.
Insbesondere bei einem geschlossenen Schaltgefäß ist es vor¬ teilhaft, das Schaltgas zu einem Ort außerhalb des Schaltge¬ fäßes abzuleiten. Der Auspuffkanal kann dazu im Innern des Schaltgefäßes im Bereich der Schaltstrecke münden. Mit seinem anderen Ende mündet der Auspuffkanal vorteilhafterweise au¬ ßerhalb des Schaltgefäßes. Der Auspuffkanal ist soweit ge¬ führt, dass er zumindest in einer das Schaltgefäß begrenzen¬ den Hüllkurve mündet. So ist es beispielsweise möglich, dass an einem Überwurf mantelseitig oder stirnseitig eine Öffnung vorgesehen ist, welche die Mündungsöffnung des Auspuffkanals darstellt. Über diese Mündungsöffnung kann das Schaltgas in die Umgebung des Schaltgefäßes abströmen. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Schaltgefäß von einem fluiddichten Kapselungsgehäuse um¬ schlossen ist.
Durch ein fluiddichtes Kapselungsgehäuse ist es möglich, ei- nen Zugriff auf das Schaltgefäß (bzw. die Unterbrechereinheit) , welche im Innern des Kapselungsgehäuses angeordnet ist, zu erschweren. Dabei kann vorgesehen sein, dass in einem Kapselungsgehäuse die Unterbrechereinheit (en) einer einzigen Phase eines mehrphasigen Elektroenergieübertragungssystems angeordnet ist (einphasige Isolation) . Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass in einem gemeinsamen Kapselungsgehäuse mehrere oder sämtliche Unterbrechereinheiten einer Leistungsschalteranordnung zum Schalten mehrerer Phasen eines mehrphasigen Elektroenergieübertragungssystems befindlich sind
(mehrphasige Isolation) . Das Innere des fluiddichten Kapse¬ lungsgehäuses kann beispielsweise mit einem elektrisch iso¬ lierenden Fluid befüllt sein. Aufgrund der fluiddichten Ausgestaltung des Kapselungsgehäuses ist ein Verflüchtigen des Fluides in unerwünschter Weise erschwert. Vorteilhafterweise ist eine nahezu 100 %ige Versiegelung des Kapselungsgehäuses anzustreben. Als Fluid eignen sich elektrisch isolierende Gase oder elektrisch isolierende Flüssigkeiten, welche das Innere des Kapselungsgehäuses ausfüllen. Durch eine Drucküber¬ höhung gegenüber der Umgebung des Kapselungsgehäuses ist eine zusätzliche Steigerung der Isolationsfestigkeit des Fluides ermöglicht. Insbesondere bei Gasen kann so eine Erhöhung der Isolierfestigkeit des Gases gegenüber atmosphärischen Bedingungen bewirkt werden. Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann weiter vorsehen, dass die Kompressionseinrichtung den Auspuffkanal zumindest teil¬ weise begrenzt. Wird der Auspuffkanal zumindest teilweise von der Kompressi¬ onseinrichtung selbst begrenzt, ist eine kompakte Ausgestal¬ tung der gesamten Leistungsschalteranordnung ermöglicht. So kann durch eine entsprechende Oberflächengestaltung der einzelnen Baugruppen der Kompressionseinrichtung der Verlauf und die Lage des Auspuffkanals selbst bestimmt und beeinflusst werden. So ist es beispielsweise möglich, die Kompressions¬ einrichtung rotationssymmetrisch in der Grundform eines Zylinders auszugestalten, wobei entlang eines äußeren Mantels der Kompressionseinrichtung der Auspuffkanal verläuft. Da- durch ist es möglich, über die Kompressionseinrichtung den Auspuffkanal zumindest abschnittsweise mit einem kreisring¬ förmigen Querschnitt zu versehen. Damit ist auch eine Mög¬ lichkeit geschaffen, um aus der Kühlmedieneinblasöffnung ausströmendes Kühlmedium möglichst verwirbelungsarm, d. h. mög- liehst reibungsarm in den Auspuffkanal einzublasen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Leistungsschalteranordnung ein Schaltgaszwischenspeicher- volumen aufweist, welches sich bezüglich einer Hauptachse auf einer ersten Seite der Schaltstrecke erstreckt und der Aus¬ puffkanal sich auf einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite der Schaltstrecke erstreckt.
Ein Schaltgaszwischenspeichervolumen dient einem Zwischen- speichern von Schaltgas. In der Schaltstrecke generiertes
Schaltgas wird in das Schaltgaszwischenspeichervolumen hineingeleitet und dort für ein bestimmtes Zeitintervall zwi¬ schengespeichert. Nach Ablauf des Zeitintervalls strömt das zwischengespeicherte Schaltgas aus dem Schaltgaszwischenspei- chervolumen wieder in die Schaltstrecke zurück und dient ei¬ ner Beströmung derselben. Von einem Lichtbogen erzeugte thermische Energie wird genutzt, um das Schaltgas in dem Schalt- gaszwischenspeichervolumen in seinem Druck zu erhöhen und bei einem Zurückführen eine Beströmung der Schaltstrecke zu bewirken. Das Schaltgaszwischenspeichervolumen kann auch in Kombination mit einem zusätzlichen Kompressionsvolumen wirken, welches ein Rückströmen von Schaltgas aus dem Schaltgas- zwischenspeichervolumen in die Schaltstrecke zusätzlich un- terstützt. Sowohl der von dem Schaltgaszwischenspeichervolu- men als auch der von dem zusätzlichen Kompressionsvolumen erzeugte Fluidstrom wird in die Schaltstrecke eingeleitet und durchläuft die Schaltstrecke, um anschließend zumindest teil¬ weise über den Auspuffkanal von der Schaltstrecke fortgeführt zu werden. Durch eine Anordnung von Auspuffkanal und Schalt- gaszwischenspeichervolumen auf entgegengesetzten Seiten der Schaltstrecke bezüglich der Hauptachse, ist eine im Wesentli¬ chen gestreckte rotationssymmetrische Ausgestaltung eines Schaltgefäßes, vorzugsweise nach Art eines Zylinders mit ab- gerundeten Stirnseiten, ermöglicht. Eine derartige langge¬ streckte Form ermöglicht die Konstruktion von schlanken Leistungsschalteranordnungen, welche darüber hinaus auch eine dielektrisch günstige äußere Gestaltung der Schaltgefäße auf¬ weisen. Die Hauptachse ist durch die Lage der endseitigen Überwürfe und die zwischen den Überwürfen befindliche Iso¬ lierstoffbrücke definiert. Somit erstreckt sich die Hauptach¬ se längs der Abfolge von endseitigem Überwurf, Isolierstoff¬ brücke und dem sich anschließenden endseitigen Überwurf. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Schaltstrecke von einer Isolierstoffdüse umgeben ist, welche relativ zu einem Schaltkontaktstück bewegbar ist. Durch den Einsatz einer Isolierstoffdüse in der Schaltstrecke ist es möglich, eine Ausdehnung eines brennenden Lichtbogens zu begrenzen, d. h. der Lichtbogen wird innerhalb eines Iso¬ lierstoffdüsenkanals der Isolierstoffdüse geführt und brennt im Innern der Isolierstoffdüse . Somit ist ein unerwünschtes Ausbrechen und Überschlagen des Lichtbogens auf weitere Bau¬ gruppen der Leistungsschalteranordnung erschwert. Die Isolierstoffdüse begrenzt weiterhin den Raum, in welchem der Lichtbogen brennt, so dass ein Beblasen der Schaltstrecke mit einem verringerten Volumen an Kühlmedien oder zwischengespeichertem Schaltgas zu erfolgen braucht. Damit wird der Ort des heißen Lichtbogens innerhalb des Schaltgefäßes im Bereich der Schaltstrecke konzentriert und der Lichtbogen ist vorzugswei¬ se im Wesentlichen längs einer Hauptachse geführt. Ein Aus- bauchen bzw. Ausbrechen des Lichtbogens wird durch die Iso¬ lierstoffdüse erschwert. Eine Bewegung der Isolierstoffdüse relativ zu einem Schaltkontaktstück ermöglicht es, eine Ver- dämmung des Isolierstoffdüsenkanals zu steuern. So ist es beispielsweise möglich, den Isolierstoffdüsenkanal zumindest zeitweise beispielsweise mittels eines Schaltkontaktstückes zu verdämmen, so dass gezielt eine Druckerhöhung durch einen brennenden Lichtbogen innerhalb der Isolierstoffdüse bzw. in angrenzenden Bereichen, beispielsweise dem Schaltgaszwischen- speichervolumen, erfolgen kann. Damit ist der Isolierstoffdü- senkanal mittels einer Ventileinrichtung offen oder verdämmt. Dabei kann das Verdämmen derart erfolgen, dass der Isolierstoffdüsenkanal nahezu 100%ig verschlossen ist. Es kann je¬ doch auch vorgesehen sein, dass nur eine teilweise Verdämmung erfolgt, so dass aus dem teilweise verdämmten Ende des Iso- lierstoffdüsenkanals beispielsweise Schaltgas ausströmen kann. Der Isolierstoffdüsenkanal sollte dabei derart geformt sein, dass ein Austreten von Fluiden aus demselben möglichst in Richtung einer Mündung des Auspuffkanals erfolgt, so dass ein möglichst kurzer Übergang von Schaltgas aus der Isolier- stoffdüse in den Auspuffkanal erfolgen kann. In den Isolierstoffdüsenkanal kann vorzugsweise zumindest zweitweise ein Schaltkontaktstück hineinragen. In diesem Falle kann das Schaltkontaktstück auch einem zumindest zeitweisen und zumin- dest teilweisen Verdammen des Isolierstoffdüsenkanals dienen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Kompressionseinrichtung eine mechanische Kompressionseinrichtung ist, welche über die Isolierstoffdüse angetrieben ist.
Durch eine Relativbewegung der Isolierstoffdüse innerhalb des Schaltgefäßes ist es möglich, kinematische Energie an der Isolierstoffdüse abzugreifen und diese Energie in die Kom- pressionseinrichtung einzuleiten. Die Relativbewegung der
Isolierstoffdüse bezüglich des Schaltgefäßes ermöglicht, die Kompressionseinrichtung zu betreiben. Dabei vollführt die Isolierstoffdüse während einer Schaltbewegung einen bestimmten Hub, wobei dieser Hub die Arbeitsweise der Kompressions- einrichtung bzw. das Volumen des zu komprimierenden Kühlmediums definiert. So ist es beispielsweise möglich, eine Pumpe anzutreiben, welche das Isoliermedium durch eine Bewegung der Isolierstoffdüse bzw. eines an die Isolierstoffdüse angekop¬ pelten Kolbens oder dergleichen komprimiert. Damit ist eine separate Antriebseinrichtung für eine der Unterbrechereinheit zugeordnete Kompressionseinrichtung vermieden. Damit kann die Unterbrechereinheit in ihren Abmessungen beibehalten werden. Weiter kann über eine derartige Kopplung ein Synchronisieren von Bewegungen der einzelnen bewegbaren Bauteile der Unter- brechereinheit erfolgen.
Üblicherweise wird zur Erzeugung einer Relativbewegung der Isolierstoffdüse bzw. einer Relativbewegung der die Schaltstrecke begrenzenden und relativ zueinander bewegbaren Schaltkontaktstücke eine Antriebseinrichtung eingesetzt, die ihre Bewegung beispielsweise über eine Stange oder ein ander¬ weitiges Getriebe in das Schaltgefäß hinein überträgt. Durch eine Separierung der Unterbrechereinheit von der Antriebsein- richtung und einer Übertragung einer Bewegung über ein entsprechendes Getriebe, kann die Antriebseinrichtung beispiels¬ weise auf einem anderen elektrischen Potential befindlich sein, als das Schaltgefäß oder Teile des Schaltgefäßes. Wei¬ terhin kann über das Getriebe eine räumliche Beabstandung des Schaltgefäßes und der Antriebseinrichtung erfolgen, so dass beispielsweise in räumlich beengten Einbaulagen die Antriebseinrichtung entfernt von dem Schaltgefäß angeordnet werden kann. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Kompressionseinrichtung koaxial zu der Hauptachse ausge¬ richtet ist.
Eine koaxiale Ausrichtung einer Kompressionseinrichtung zu der Hauptachse ermöglicht, eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Konstruktion der Unterbrechereinheit beizubehalten und lediglich in axialer Richtung der Hauptachse die Unterbrechereinheit zu verlängern. In den verlängerten Abschnitt ist nunmehr die Kompressionseinrichtung einsetzbar. Diese Kompressionseinrichtung kann beispielsweise einen Kompressionszylinder und einen relativ zu dem Kompressionszylinder bewegbaren Kompressionskolben aufweisen, wobei eine Relativbewegung zwischen Kompressionskolben und Kompressionszylinder vorzugsweise in Richtung der Hauptachse erfolgt. Insbesondere bei einer Nutzung der Kompressionseinrichtung zur Festlegung des Verlaufes des Auspuffkanals ist so ein strömungsgünstiger Querschnitt gegeben, wodurch im Bereich der Kompressionseinrichtung der Auspuffkanal beispielsweise als ringspaltförmi- ger Abschnitt ausgeführt sein kann. Eine weitere Ausgestaltung kann vorsehen, dass im Verlauf des Auspuffkanals eine Prallplatte zur Umlenkung des Schaltgases angeordnet ist, gegen welche das Schaltgas gestrahlt wird und das Kühlmedium ebenfalls gegen die Prallplatte gestrahlt ist, wobei die Ströme von Schaltgas und Kühlmedium aus entgegenge¬ setzten Richtungen gegen die Prallplatte gestrahlt werden.
Eine Prallplatte dient einem Umlenken von Schaltgas. Eine Prallplatte kann dazu beispielsweise mit einer strömungsgüns¬ tigen Kontur versehen sein. Eine derartige Prallplatte sollte vorzugsweise eine topfförmige Struktur aufweisen, wobei die Umlenkflächen zur Reibungsverlustreduzierung jeweils gebrochen sein sollten. So kann die Prallplatte beispielsweise nach Art einer Innenmantelfläche eines Hohltoroides oder ei¬ ner Hohlkugel ausgestaltet sein, so dass eine Umlenkung von gegen die Prallplatte gelenktem Gas um 180° erfolgt.
Ist diese Prallplatte bezogen auf die Hauptachse aus beiden Richtungen als Umlenkeinrichtung ausgebildet, ist es möglich, zum einen Schaltgas an der einen Seite der Prallplatte umzu¬ lenken und an der anderen Seite ein Kühlmedium gegen die Prallplatte zu lenken und dieses Kühlmedium ebenfalls an der Prallplatte umzulenken, um dieses über die Kühlmedienausblas- Öffnung in den Auspuffkanal einzuleiten. So ist es zum einen möglich, eine Kühlung der Prallplatte und damit auch eine in¬ direkte Kühlung des auf der anderen Seite befindlichen
Schaltgases zu bewirken. Zum anderen kann eine kompakte Lenkung des Kühlmediums über die Prallplatte erfolgen und das Kühlmedium kann sich entspannen und auf einer großen Fläche verteilen, um beispielsweise zu einer querschnittsgroßen Kühlmedieneinblasöffnung gelenkt zu werden. Zur Lenkung des Kühlmediums kann die Prallplatte eine topfförmige Struktur aufweisen, deren Umlenktöpfe entgegengesetzt zueinander aus- gerichtet sind. Die Prallplatte kann beispielsweise auch von einem Antriebselement wie einer Antriebsstange oder ähnlichem durchsetzt sein, um einen Antrieb der Kompressionseinrichtung zu ermöglichen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Schaltgas und das Kühlmedium miteinander vermischt wer¬ den, wobei das Kühlmedium und das Schaltgas laminar ineinander gelenkt sind.
Innerhalb des Auspuffkanals erfolgt eine Vermischung des Kühlmediums und des Schaltgases. Durch ein laminares Ineinan- derleiten, d. h. ein geschichtetes Ineinanderströmen von Schaltgas und Kühlmedium wird zum einen ein relativ verwirbe- lungsarmes Ineinanderlenken der beiden Fluidströme bewirkt. Die Strömungsgeschwindigkeit im Innern des Auspuffkanals ist durch ein laminares Vermengen der beiden Teilströme nur unwesentlich reduziert. Zum anderen ist aufgrund des laminaren Ineinanderlenkens zusätzlich eine große Berührungsfläche der Fluidströme untereinander gewährleistet, so dass eine gute Kühlung des Schaltgases durch das Kühlmedium erfolgt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine Strömung des Kühlmediums durch ein Ventil gesteuert ist.
Eine Nutzung eines Ventils zum beschicken der Kühlmedienein- lassöffnung ist eine Möglichkeit, das Kühlmedium in der Kompressionseinrichtung mit einem bestimmten Druck zu beaufschlagen und erst nach Erreichen eines Grenzdruckes über das Ventil eine Freigabe des Kühlmediums zu bewirken. Damit kann sichergestellt werden, dass das Kühlmedium möglichst schlag¬ artig über die Kühlmedieneinblasöffnung in den Auspuffkanal einströmt und eine gute Kühlung bzw. Beeinflussung des
Schaltgases erfolgt. Das Ventil kann dabei beispielsweise ein Ventil sein, welches differenzdruckabhängig das komprimierte Kühlmedium freigibt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Ventil weggesteuert ist, wobei eine Freigabe des komprimierten Kühlmediums beispielsweise erst nach Erreichen einer bestimmten Schaltposition der Schaltkontaktstücke zueinander erfolgt. Damit kann unabhängig von äußeren Einwirkungen der Zeitpunkt des Einblasens des komprimierten Kühlme¬ diums in den Auspuffkanal je nach Voranschreiten einer
Schaltbewegung gesteuert werden.
Eine weitere Ausgestaltung kann vorsehen, dass ein Kühlmedium von dem Kapselungsgehäuse begrenzt ist.
Eine Begrenzung des Kühlmediums durch das Kapselungsgehäuse ermöglicht, das innerhalb des Kapselungsgehäuses befindliche Isoliermedium auch als Kühlmedium zu nutzen. Weiterhin ist so die Möglichkeit gegeben, aus der Mündungsöffnung des Schalt¬ gefäßes austretendes Schaltgas sowie ein gegebenenfalls bei¬ gemengtes Kühlmedium in das Kapselungsgehäuse ausströmen zu lassen und dort in einem großen Raum entspannen zu lassen. Weiterhin ist über die Innenwandung des Kapselungsgehäuses eine thermische Verbindung zur Umgebung der Leistungsschal¬ teranordnung gegeben, so dass eine Kühlung von Schaltgas/Kühlmedium nach einem Austreten aus dem Auspuffkanal ermöglicht ist.
Innerhalb des Kapselungsgehäuses ist es nunmehr möglich, dass das Schaltgas rekombiniert oder abkühlt oder dass aus dem Schaltgas beispielsweise während eines Schaltvorganges ent¬ stehende Störstoffe herausgefiltert werden können. Dazu kön¬ nen innerhalb des Kapselungsgehäuses beispielsweise entspre¬ chende Filtereinrichtungen angeordnet sein. Das innerhalb des Kapselungsgehäuses befindliche Isoliermedi¬ um durchströmt und umströmt das Schaltgefäß und die weiteren Bauteile der Unterbrechereinheit der Leistungsschalteranord¬ nung, so dass nach einem erfolgten Beblasen eines Lichtbogens nach einer gewissen Zeit auch wieder eine vollständige Durchsetzung des Schaltgefäßes mit einem „regulären" Isoliermedium gegeben ist. Dieses steht nunmehr zur Verfügung, um beispielsweise in der Kompressionseinrichtung als Kühlmedium zwischengespeichert und in den Auspuffkanal eingestrahlt zu werden oder durch einen brennenden Lichtbogen zu Schaltgas gewandelt zu werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass ein Schaltkontaktstück in den Auspuffkanal hineinragt und re- lativ zu einer den Auspuffkanal begrenzenden Wandung bewegbar gelagert ist.
Um ein möglichst schnelles Einschalten bzw. Unterbrechen eines Strompfades zu bewirken, ist vorteilhaft, eine Tren- nung/Kontaktierung der Schaltkontaktstücke mit einer hohen
Geschwindigkeit zu vollziehen. Insbesondere bei einem Antrieb zweier Schaltkontaktstücke einer Schaltstrecke in entgegenge¬ setzte Richtungen ist in einfacher Weise eine erhöhte Kon¬ takttrenngeschwindigkeit erzielbar. Zur verbesserten Raumnut- zung ist es beispielsweise möglich, ein bewegbares Schaltkon¬ taktstück in den Auspuffkanal hineingleiten zu lassen. Eine Mündungsöffnung des Auspuffkanals ist nahe der Schaltstrecke befindlich, da der Auspuffkanal sich auch um das in denselben hineinbewegbare Schaltkontaktstück erstreckt. Damit ist es auch möglich, aus der Schaltstrecke austretendes Schaltgas möglichst direkt in den Auspuffkanal übertreten zu lassen. So kann eine Mündungsöffnung beispielsweise nach Art einer Auffanghaube ausgestaltet sein, um austretende Schaltgase aus der Schaltstrecke möglichst verlustarm in den Auspuffkanal hineinzuleiten .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Schaltkontaktstück über die Isolierstoffdüse angetrieben ist .
Über die Isolierstoffdüse kann ein Schaltkontaktstück bewegt werden. Antriebskräfte werden dazu über die Isolierstoffdüse auf das Schaltkontaktstück übertragen. Dazu kann ein entsprechendes Getriebe eingesetzt werden. Dies ist besonders vor¬ teilhaft, wenn über die Isolierstoffdüse auch die Kompressi¬ onseinrichtung angetrieben ist. So ist es möglich, auf der einen Potentialseite des Schaltgefäßes eine Bewegung einzu- koppeln und dort eine Bewegung der Isolierstoffdüse zu initi¬ ieren und mittels der Isolierstoffdüse die Bewegung elekt¬ risch isoliert auch über die Schaltstrecke hinweg auf die an¬ dere Potentialseite des Schaltgefäßes zu übertragen. Da sich die Isolierstoffdüse und die Schaltkontaktstücke der Schalt- strecke innerhalb des Schaltgefäßes befinden, kann die Über¬ tragungsmimik innerhalb desselben angeordnet werden. Damit ist es möglich, das Schaltgefäß unabhängig vom Kapselungsge¬ häuse zu montieren, die einzelnen Baugruppen zueinander zu justieren und das Schaltgefäß als modulare Einheit in das Kapselungsgehäuse einzufügen.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sche¬ matisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben .
Dabei zeigt die
Figur 1 einen Querschnitt durch eine Leistungsschalteranord¬ nung, die Figur 2 einen Querschnitt durch eine Unterbrechereinheit der Leistungsschalteranordnung im ausgeschalteten Zustand und die
Figur 3 einen Ausschnitt aus Figur 2 im eingeschalteten Zustand .
Anhand der Figur 1 wird zunächst der prinzipielle Aufbau ei¬ ner Leistungsschalteranordnung beschrieben. Die Figur 1 zeigt eine Leistungsschalteranordnung in sogenannter Dead-Tank- Bauweise im Schnitt. Die Leistungsschalteranordnung weist ein Kapselungsgehäuse 1 auf. Das Kapselungsgehäuse 1 ist vorlie¬ gend im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgestaltet und weist eine im Wesentlichen kreiszylindrische äußere Kontur auf. Das Kapselungsgehäuse 1 ist aus einem elektrisch leiten¬ den Material geformt und führt Erdpotential. Vorzugsweise kann das Kapselungsgehäuse 1 als Aluminiumgusskonstruktion ausgestaltet werden. Dabei kann das Kapselungsgehäuse 1 mehrstückig ausgebildet sein, wobei zwischen den einzelnen Stücken auf einen fluiddichten Verbund zu achten ist. Weiterhin sollten Wandungen des Kapselungsgehäuses 1 ebenfalls flu- iddicht ausgestaltet sein. Das Kapselungsgehäuse 1 ist auf einem Traggestell beabstandet zu dem jeweiligen Untergrund angeordnet. Auf der von dem Un¬ tergrund abgewandten Seite weist das Kapselungsgehäuse einen ersten Stutzen 2 sowie einen zweiten Stutze 3 auf. Die Achsen der beiden Stutzen 2, 3 sind dabei aus einer Senkrechten aus- gelenkt und entgegengesetzt zueinander verkippt. An die Stut¬ zen 2, 3 sind jeweils eine erste Freiluftdurchführung 4 sowie eine zweite Freiluftdurchführung 5 angeordnet. Die beiden Freiluftdurchführungen 4, 5 sind mit ihrem erdseitigen Ende fluiddicht jeweils mit dem ersten bzw. mit dem zweiten Stut- zen 2, 3 verbunden. Die beiden Freiluftdurchführungen 4, 5 dienen einem fluiddichten Durchführen von Zuleitungen 6a, 6b durch eine Wandung des Kapselungsgehäuses 1 in einer elekt¬ risch isolierten Art und Weise. Dazu weisen die Freiluft- durchführungen 4, 5 jeweils einen elektrisch isolierenden Grundkörper auf, der an seiner Außenseite mit einer Verrip- pung versehen ist, so dass die Freiluftdurchführungen 4, 5 freiluftfest sind. An den freien Enden der Grundkörper sind die Zuleitungen 6a, 6b fluiddicht durch den jeweiligen iso- lierenden Grundkörper nach außen geführt. An den freien Enden der Zuleitungen 6a, 6b, die außerhalb des Kapselungsgehäuses 1 liegen, ist es nunmehr möglich, eine elektrische Leitung, beispielsweise eine Freileitung, anzuschließen und die Leis¬ tungsschalteranordnung in einen zu schaltenden Strompfad ein- zuschleifen.
Im Innern des Kapselungsgehäuses ist eine Unterbrechereinheit 7 angeordnet. Die Unterbrechereinheit 7 ist im Wesentlichen koaxial zu einer Hauptachse 8 ausgerichtet. Die Hauptachse 8 ist im vorliegenden Falle mit einer Rotationsachse des Kapse¬ lungsgehäuses 1 identisch. Die Unterbrechereinheit 7 weist eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Kontur auf, wobei die Rotationsachse der Unterbrechereinheit 7 mit der Haupt¬ achse 8 zusammenfällt. Dadurch sind die Unterbrechereinheit 7 sowie das Kapselungsgehäuse 1 im Wesentlichen koaxial zuein¬ ander angeordnet.
Zur Begrenzung der äußeren Kontur der Unterbrechereinheit 7 ist ein geschlossenes Schaltgefäß vorgesehen. Das geschlosse- ne Schaltgefäß weist einen ersten endseitigen Überwurf 9 sowie einen zweiten endseitigen Überwurf 10 auf. Die beiden endseitigen Überwürfe 9, 10 sind aus einem elektrischen Leitermaterial gebildet. An den beiden endseitigen Überwürfen 9, 10 ist mantelseitig jeweils ein Kontaktierungselement IIa, IIb angeordnet. Über die Kontaktierungselemente IIa, IIb sind die Zuleitungen 6a, 6b jeweils mit dem ersten bzw. mit dem zweiten endseitigen Überwurf 9, 10 elektrisch leitend verbunden. Neben einer elektrischen Kontaktierung der Zuleitungen 6a, 6b über die Kontaktierungselemente IIa, IIb an den beiden endseitigen Überwürfen 9, 10 können diese auch einer mechanischen Halterung und Positionierung der Zuleitungen 6a, 6b dienen. Die voneinander abgewandten Enden der endseitigen Überwürfe 9, 10 können rohrartig geöffnet sein, können teil- weise oder auch vollständig verschlossen sein. Je nach Bedarf können unterschiedliche Konstruktionsvarianten gewählt werden. Vorteilhaft ist dabei, wenn eine dielektrisch günstige abschließende Gestalt des Schaltgefäßes gegeben ist. Neben den beiden endseitigen Überwürfen 9, 10 weist das
Schaltgefäß eine Isolierstoffbrücke 12 in Form eines ge¬ schlossen umlaufenden Rohres auf. Dieses Rohr kann beispielsweise ein glasfaserverstärkter Kunststoffkörper sein. Über die Isolierstoffbrücke 12 sind die beiden endseitigen Über- würfe 9, 10 relativ zueinander positioniert und mechanisch winkelstarr miteinander verbunden, so dass ein geschlossenes Schaltgefäß gegeben ist. Alternativ kann die Isolierstoffbrü¬ cke 12 auch in Form von käfigartig angeordneten Isolierstäben oder anderweitigen Isolierelementen ausgestaltet sein. Durch die Nutzung eines geschlossenen Schaltgefäßes ist das Innere der Unterbrechereinheit 7 durch das Schaltgefäß selbst be¬ grenzt und auch im ausgebauten Zustand vor mechanischen Einwirkungen weitgehend geschützt. Weiterhin kann die Unterbre¬ chereinheit 7 vormontiert werden und im vormontierten Zustand in das Kapselungsgehäuse 1 eingeführt werden. Die Unterbre¬ chereinheit 7 ist über Isolierstützer 13a, 13b im Innern des Kapselungsgehäuses 1 gelagert. Vorliegend ist eine mantelsei- tige Abstützung der Unterbrechereinheit 7 vorgesehen. Es kön- nen jedoch auch alternative Ausgestaltungen von Isolierstüt- zern vorgesehen sein.
Der erste endseitige Überwurf 9 weist stirnseitig eine Aus- nehmung auf, durch welche eine Schaltstange 14 in das Innere des Schaltgefäßes hineinragt. Die Schaltstange 14 ist längs der Hauptachse 8 bewegbar. Durch eine Bewegung der Schaltstange 14 kann in das Innere des Schaltgefäßes der Unterbre¬ chereinheit 7 eine Bewegung eingekoppelt werden, so dass bei- spielsweise eine Schalthandlung der Unterbrechereinheit 7 der Leistungsschalteranordnung durchgeführt werden kann. Eine Wandung des Kapselungsgehäuses 1 ist von einer drehbaren Wel¬ le 15 durchsetzt. Im Innern des Kapselungsgehäuses 1 ist an der Welle 15 ein Hebelarm 16 montiert, welcher eine Drehbewe- gung der Welle 15 in eine lineare Bewegung der Schaltstange 14 wandelt. Die Welle 15 ist drehbeweglich und fluiddicht durch die Wandung des Kapselungsgehäuses 1 hindurch nach au¬ ßen geführt. Auf der Außenseite des Kapselungsgehäuses 1 ist nunmehr die Anordnung einer in der Figur 1 nicht dargestell- ten Antriebseinrichtung möglich, welche der Abgabe einer Bewegung für Schaltstange 14 über die Welle 15 dient.
Das Kapselungsgehäuse 1 bildet eine fluiddichte Umhüllung der Unterbrechereinheit 7. Das Innere des Kapselungsgehäuses 1 ist mit einem elektrisch isolierenden Medium befüllt. Dieses Medium durchströmt das Kapselungsgehäuse 1 und umströmt und durchströmt die im Innern des Kapselungsgehäuses 1 befindli¬ chen Einbauten. Vorzugsweise ist das elektrisch isolierende Medium ein Isoliergas wie Schwefelhexafluorid oder Stickstoff oder ein anderes geeignetes Isoliergas bzw. Isoliergasge¬ misch. Zur Erhöhung der elektrischen Isolationsfestigkeit ist es vorteilhaft, das elektrisch isolierende Gas unter einen gegenüber der Umgebung erhöhten Druck zu setzen, so dass die Isolationsfestigkeit des Isoliermediums zusätzlich erhöht ist. In diesem Falle ist das Kapselungsgehäuse 1 als Druckbe¬ hälter auszulegen.
Die Figur 1 stellt lediglich eine schematische Abbildung ei- ner Leistungsschalteranordnung dar. Hinsichtlich der detaillierten Ausgestaltungen kann es zu entsprechenden Abweichungen kommen. Insbesondere hinsichtlich der Dimensionierung einzelner Bauteile sowie der Ausgestaltung insbesondere hinsichtlich einer dielektrisch günstigen Gestalt sowie einer druckfesten Ausgestaltung kann es zu Abweichungen kommen. Die Figur 1 dient lediglich einer prinzipiellen Darstellung einer Leistungsschalteranordnung .
Neben der in der Figur 1 gezeigten Ausgestaltungsvariante ei- ner Leistungsschalteranordnung nach Art einer Dead-Tank-
Leisterschalteranordnung, d. h. die Unterbrechereinheit ist von einem elektrisch leitenden Kapselungsgehäuse umgeben, welches Erdpotential führt, ist auch die Möglichkeit gegeben, eine Leistungsschalteranordnung nach Art einer Life-Tank- Bauweise auszuführen. In diesem Falle ist das Kapselungsge¬ häuse der Unterbrechereinheit elektrisch isolierend ausge¬ führt und dieses Kapselungsgehäuse ist elektrisch isoliert bezüglich eines Erdpotentiales aufgestellt. Im Folgenden wird anhand der Figuren 2 und 3 der Aufbau einer Unterbrechereinheit 7 sowie deren Wirkungsweise beschrieben. Dabei stellen die Darstellungen der Figuren 2 und 3 lediglich prinzipielle schematische Abbildungen dar, die bei einer rea¬ len Auslegung einer Leistungsschalteranordnung abweichend ausgeführt sein können.
Die Figur 2 zeigt eine detailliertere Darstellung der aus Fi¬ gur 1 bekannten Unterbrechereinheit 7. In der Figur 2 sind ein erster endseitiger Überwurf 9 sowie ein zweiter endseiti- ger Überwurf 10 erkennbar, welche über eine Isolierstoffbrü¬ cke 12 miteinander verbunden sind. Auch bei der Ausgestaltungsvariante gemäß der Figur 2 ist ein geschlossenes Schalt¬ gefäß der Unterbrechereinheit 7 gegeben, dessen endseitige Überwürfe 9, 10 durch eine Isolierstoffbrücke 12 in Form ei¬ nes Rohres verbunden sind.
Die beiden endseitigen Überwürfe 9, 10 sind an ihren einander zugewandten Enden jeweils mit einer Fassung ausgestattet, die einem Einschieben und Halten der Isolierstoffbrücke 12 die¬ nen. Die beiden endseitigen Überwürfe 9, 10 sind über die Isolierstoffbrücke 12 mechanisch miteinander verbunden und elektrisch isoliert voneinander gehalten. Zur Erzielung einer dielektrisch günstigen Form sind die einander zugewandten En- den der endseitigen Überwürfe 9, 10 jeweils mit wulstigen Anformungen versehen, um elektrische Felder günstig zu beeinflussen. Sowohl der erste endseitige Überwurf 9 als auch der zweite endseitige Überwurf 10 als auch die Isolierstoffbrücke 12 sind im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgestaltet und koaxial zur Hauptachse 8 angeordnet. Der erste endseitige
Überwurf 9 ist an seinem von der Isolierstoffbrücke 12 abge¬ wandten Ende topfförmig geschlossen ausgestaltet, wobei eine zentrische Ausnehmung freigehalten ist, um die Schaltstange 14 in das Innere des Schaltgefäßes der Unterbrechereinheit 7 hineinragen zu lassen. Die Schaltstange 14 ist beispielsweise eine glasfaserverstärkte Konstruktion, die rohrförmig ausges¬ taltet ist. Das von der Isolierstoffbrücke 12 abgewandte Ende des zweiten endseitigen Überwurfes 10 ist als offene Stirn¬ seite ausgebildet, so dass eine kreisförmige Öffnung an dem von der Isolierstoffbrücke 12 abgewandten Ende des zweiten endseitigen Überwurfes 10 ausgebildet ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der zweite endseitige Überwurf 10 mit einer Einschnürung oder einer zumindest teilweise verschlossenen Stirnseite ausgestattet ist. Vorliegend ist der von der Isolierstoffbrücke 12 abgewandte Bereich des zweiten endseitigen Überwurfes 10 radial erweitert.
Die Schaltstange 14 ist mit einem ersten Schaltkontaktstück 17 verbunden. Das erste Schaltkontaktstück 17 ist vorliegend rohrförmig ausgestaltet und gemeinsam mit der Schaltstange 14 längs der Hauptachse 8 bewegbar. An seinem von der Schaltstange 14 abgewandten Ende ist das erste Schaltkontaktstück
17 mit einem buchsenförmigen Kontaktierungsbereich ausgestat- tet. Der buchsenförmige Kontaktierungsbereich ist vorliegend durch eine Vielzahl von radial um die Hauptachse 8 verteilten Kontaktfingern, die elastisch verformbar sind, begrenzt. Das erste Schaltkontaktstück 17 ist von einem ersten Nennstrom- kontaktstück 18 umgeben. Das erste Nennstromkontaktstück 18 ist hohlzylindrisch ausgestaltet und gemeinsam mit dem ersten Schaltkontaktstück 17 längs der Hauptachse 8 verschiebbar. Das erste Schaltkontaktstück 17 und das erste Nennstromkontaktstück 18 sind galvanisch miteinander verbunden und führen stets dasselbe elektrische Potential. Das erste Nennstromkon- taktstück 18 ist in einer Führungshülse 19, welche winkel¬ starr mit dem ersten endseitigen Überwurf 9 verbunden ist, geführt. Die Führungshülse 19 ist elektrisch leitend sowohl mit dem ersten endseitigen Überwurf 9 als auch mit dem ersten Nennstromkontaktstück 18 verbunden. Die Führungshülse 19 ist darüber hinaus mit einer dielektrisch günstig abgerundeten Form in Richtung einer Schaltstrecke 20 ausgestattet.
An einer Innenmantelfläche des ersten Nennstromkontaktstückes
18 ist eine Isolierstoffdüse 21 befestigt. Die Isolierstoff- düse 21 ist gemeinsam mit dem ersten Nennstromkontaktstück 18 bewegbar. Das erste Schaltkontaktstück 17 ist von einer
Hilfsisolierstoffdüse 22 umgeben. Zwischen der Isolierstoff¬ düse 21 und der Hilfsisolierstoffdüse 22, die einander teil¬ weise überlappen, ist ein ringförmiger Heizkanal 23 gebildet. Der Heizkanal 23 mündet in einem zwischen dem ersten Schaltkontaktstück 17 und der Führungshülse 19 bzw. dem ersten Nennstromkontaktstück 18 befindlichen Schaltgaszwischenspei- chervolumen 24. Das Schaltgaszwischenspeichervolumen 24 dient einer zeitlich begrenzten Zwischenspeicherung von Schaltgas während eines Schaltvorganges. Dem Schaltgaszwischenspeicher- volumen 24 ist eine Kompressionseinrichtung nachgeschaltet. Die Kompressionseinrichtung weist einen bewegbaren Kolben 25 auf, welcher mit dem ersten Schaltkontaktstück 17 gemeinsam bewegbar ist. Der Kolben 25 ist innerhalb eines durch die
Führungshülse 19 gebildeten Kompressionszylinders bewegbar, so dass ein Kompressionsvolumen entsteht.
Die Isolierstoffdüse 21 ragt von dem ersten Nennstromkontakt- stück 18 fort zu einem zweiten Schaltkontaktstück 26 hin. Das zweite Schaltkontaktstück 26 ist bolzenförmig ausgestaltet und relativ zum zweiten endseitigen Überwurf 10 des Schaltgefäßes längs der Hauptachse 8 bewegbar. An die gemeinsam mit dem ersten Nennstromkontaktstück 18 sowie dem ersten Schalt- kontaktstück 17 bewegbare Isolierstoffdüse 21 ist eine An¬ triebsstange 27 angekoppelt. Auf der Antriebsstange 27 ist ein Mitnahmebolzen 28 befindlich, welcher bei einer Bewegung der Antriebsstange 27 parallel zur Hauptachse 8 bewegt wird. Das zweite Schaltkontaktstück 26 ist längs der Hauptachse 8 bewegbar gelagert und an seinem von der Schaltstrecke 20 ab¬ gewandten Ende mit einem Gabelhebel 29 verbunden. Der Gabelhebel ist mit seinem ersten Ende mit einem Langloch des zwei¬ ten Schaltkontaktstückes 26 verbunden. Sein anderes Ende ist gabelförmig ausgestaltet, so dass bei einer Bewegung der An- triebsstange 27 der Mitnahmebolzen 28 in die Gabel einfährt und den Gabelhebel 29 um sein Drehlager 30 herumschwenkt und so eine entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Isolierstoffdüse 21 gerichtete Bewegung des zweiten Schaltkontakt¬ stückes 26 hervorruft. Bei einem Einschaltvorgang bewegt sich der Mitnahmebolzen 28 von der Schaltstrecke 20 weg, wohinge¬ gen bei einer Ausschaltbewegung der Mitnahmebolzen 28 in Richtung der Schaltstrecke 20 verschoben wird. Koaxial zum zweiten Schaltkontaktstück 26 ist ein zweites
Nennstromkontaktstück 31 angeordnet. Das zweite Nennstromkon- taktstück 31 ist ortsfest zum zweiten endseitigen Überwurf 10 und damit ortsfest zum Schaltgefäß der Unterbrechereinheit 7 gelagert. Die beiden Schaltkontaktstücke 17, 26 sind als Lichtbogenkontaktstücke der Unterbrechereinheit 7 ausgestal¬ tet. Die beiden Nennstromkontaktstücke 18, 31 wirken als Nennstromkontaktstücke der Unterbrechereinheit 7. Bei einem Einschaltvorgang werden zunächst die beiden Schaltkontaktstü¬ cke 17, 26 und darauf zeitlich folgend die beiden Nennstrom- kontaktstücke 18, 31 miteinander in galvanischen Kontakt ge¬ bracht. Bei einem Ausschaltvorgang trennen sich zunächst die beiden Nennstromkontaktstücke 18, 31 und zeitlich darauf fol¬ gend die beiden Schaltkontaktstücke 17, 26. Das heißt, bei einem Einschaltvorgang sind die beiden Schaltkontaktstücke 17, 26 den beiden Nennstromkontaktstücken 18, 31 voreilend, wohingegen bei einem Ausschaltvorgang die beiden Schaltkontaktstücke 17, 26 gegenüber den beiden Nennstromkontaktstü¬ cken 18, 31 nacheilen. Dadurch ist sichergestellt, dass bei einem Schaltvorgang entstehende Lichtbögen an den Schaltkon- taktstücken 17, 26 geführt sind und die Nennstromkontaktstü¬ cke 18, 31 vor Kontaktabbrand geschützt sind.
Die Isolierstoffdüse 21 weist einen Isolierstoffdüsenkanal 32 auf. In diesen Isolierstoffdüsenkanal 32 ragt das zweite Schaltkontaktstück 26 hinein. Bei einem Schaltvorgang wird das zweite Schaltkontaktstück 26 durch den Isolierstoffdüsenkanal 32 hindurchbewegt. Aufgrund der Profilierung, d. h. der unterschiedlichen Querschnittsgebung im Verlauf des Isolier- stoffdüsenkanals 32 verdämmt das Schaltkontaktstück 26 den Isolierstoffdüsenkanal 32 zumindest zeitweilig.
Das zweite Nennstromkontaktstück 31 ist neben seiner Strom- tragfunktion auch als Teil eines Auspuffkanales 33 ausgebil¬ det. Die Erstreckung des Auspuffkanals 33 ist in der Figur 2 durch den mit Pfeilen angedeuteten Strömungsverlauf dargestellt. Das zweite Nennstromkontaktstück 31 ist im Wesentli¬ chen rohrförmig ausgebildet und erstreckt sich im Wesentli- chen koaxial zur Hauptachse 8. Mit seinem von der Schaltstre¬ cke 20 abgewandten Ende ist das zweite Nennstromkontaktstück
33 einer Prallplatte 34 zugewandt. Die Prallplatte 34 weist dabei eine topfförmige Struktur auf, wobei das von der
Schaltstrecke 20 abgewandte Ende des zweiten Nennstromkon- taktstückes 31 in eine topfförmige Ausnehmung der Prallplatte
34 hineinragt. Am Topfboden weist die Prallplatte 34 eine hohltoroidförmige Innenmantelfläche auf, so dass an diesem Punkt eine Umlenkung der Richtung des Auspuffkanales 33 er¬ folgt. Zwischen der Außenmantelfläche der Prallplatte 34 und einer Innenmantelfläche des zweiten endseitigen Überwurfes 10 ist der weitere Verlauf des Auspuffkanales 33 definiert, so dass ein weiterer Richtungswechsel im Verlauf des Auspuffka¬ nals 33 erfolgt. Im Bereich des freien Endes des zweiten endseitigen Überwurfes 10 ist eine Kompressionseinrichtung 35 angeordnet. Die Kompressionseinrichtung 35 weist einen hohlzylindrischen Kompressionszylinder auf, welcher ortsfest zum zweiten endseitigen Überwurf 10 gelagert ist. Weiterhin ist die Kompressions- einrichtung 35 mit einem Kompressionskolben 36 versehen. Der Kompressionskolben 36 ist mit einer weiteren Antriebsstange 37 verbunden. Die weitere Antriebsstange 37 ist wiederum mit der Antriebsstange 27, die an der Isolierstoffdüse 21 ange¬ schlagen ist, verbunden, so dass eine Bewegung der Isolier- stoffdüse über die weitere Antriebsstange 37 auch auf den Kompressionskolben 36 übertragen wird. Die weitere Antriebsstange 37 greift durch die Prallplatte 34 hindurch. Zu einer Komprimierung eines Kühlmediums ist eine stirnseitige Fläche des Kompressionszylinders der Kompressionseinrichtung 35 mit einer federbelasteten Wand 38 verschlossen. Die federbelastete Wand 38 ist bei Erreichen eines Überdruckes im Innern der Kompressionseinrichtung 35 längs der Hauptachse 8 gegen die Kraft einer Feder verschiebbar, so dass aus der Kompressions- einrichtung 35 komprimiertes Kühlmedium gegen die Prallplatte 34 gestrahlt werden kann. Die Prallplatte 34 weist zur Len¬ kung des Kühlmediumstromes eine weitere topfförmige Ausges¬ taltung 39 auf, welche eine Lenkung des aus der Kompressions¬ einrichtung 35 austretenden Kühlmediums bewirkt. Am Rand der weiteren topfförmigen Ausgestaltung 39 befindet sich entsprechend auch die Kühlmedieneinblasöffnung, über welche das komprimierte Kühlmedium aus der Kompressionseinrichtung 35 in den Auspuffkanal 33 eingeblasen werden kann. Dabei ist die Lage der Kühlmedienausblasöffnung derart gewählt, dass ein laminares Einströmen von Kühlmedium in einen Strom vom
Schaltgas im Innern des Auspuffkanales 33 möglich ist.
Im Folgenden soll die Arbeitsweise der Unterbrechereinheit 7 bei einem Ausschaltvorgang beschrieben werden. Die Figur 3 zeigt die Lage von dem Kompressionskolben 36 der Kompressionseinrichtung 35 im Einschaltzustand der beiden Schaltkontaktstücke 17, 26 sowie der beiden Nennstromkontaktstücke 18, 31. Die federbelastete Wand 38 verschließt den Kompressions¬ raum der Kompressionseinrichtung 31. Die Schaltkontaktstücke 17, 26 und die Nennstromkontaktstücke 18, 31 stehen miteinan¬ der in galvanischen Kontakt und sollen in die in der Figur 2 gezeigte Lage überführt werden. Dazu wird eine Antriebsbewe¬ gung über die Schaltstange 14 in das Innere der Unterbrechereinheit 7 eingekoppelt. Es erfolgt eine gemeinsame Bewegung von dem ersten Nennstromkontaktstück 18 und dem ersten
Schaltkontaktstück 17 von der Schaltstrecke fort in Richtung des ersten endseitigen Überwurfes 9. Dabei wird die Isolier¬ stoffdüse 21 ebenfalls in diese Richtung bewegt. Aufgrund der Wirkung als Umlenkgetriebe bewegt der Gabelhebel 29 das zwei¬ te Schaltkontaktstück 26 in Richtung des zweiten endseitigen Überwurfes 10. Das zweite Nennstromkontaktstück 31 bleibt un¬ bewegt. Zunächst erfolgt eine Trennung der beiden Nennstrom- kontaktstücke 18, 31 und zeitlich darauf folgt eine Trennung der beiden Schaltkontaktstücke 17, 26. Dabei befindet sich das zweite Schaltkontaktstück 26 im Isolierstoffdüsenkanal 32 der Isolierstoffdüse 21 und verdämmt eine Engstelle des Iso¬ lierstoffdüsenkanales 32 zeitweise. Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch bereits eine galvanische Trennung der beiden Schalt- kontaktstücke 17, 26 erfolgt, so dass ggf. ein Lichtbogen zwischen den beiden Schaltkontaktstücken 17, 26 zündet. Der Lichtbogen expandiert elektrisch isolierendes Gas, erhitzt dieses isolierende Gas und erzeugt ein Schaltgas. In der Schaltstrecke 20, die zwischen den beiden Schaltkontaktstü- cken 17, 26 befindlich ist, wird Schaltgas generiert. Dieses Schaltgas strömt durch den Heizkanal 23 in das Schaltgaszwi- schenspeichervolumen 24 hinein. Aufgrund der zunehmenden Temperatur und des zunehmend nachströmenden Schaltgases erhöht sich der Druck im Innern des Schaltgaszwischenspeichervolu- mens 24. Ein Abströmen aus demselben ist wegen des Verdämmens des Isolierstoffdüsenkanales 32 mittels des zweiten Schalt¬ kontaktstückes 26 nicht möglich. Gleichzeitig erfolgt eine Komprimierung von Löschgas aufgrund einer Mitnahme des Kol¬ bens 25 in dem dem Schaltgaszwischenspeichervolumen 24 nach- geschalteten Kompressionsraum. Bei einem entsprechenden Überdruck in dem dem Schaltgaszwischenspeichervolumen 24 nachgeschalteten Kompressionsraum erfolgt ein Überströmen von in diesem Kompressionsraum komprimierten Löschgas in den Schalt- gaszwischenspeicherraum 24. Dafür sind entsprechende druckab- hängig steuerbare Überströmkanäle in dem Kolben 25 angeord¬ net .
Mit einem Fortschreiten der Ausschaltbewegung wird das zweite Schaltkontaktstück 26 aus der Engstelle des Isolierstoffdü- senkanales 32 herausbewegt und der Isolierstoffdüsenkanal 32 ist freigegeben (s. Figur 2) . Das im Schaltgaszwischenspei- chervolumen 24 befindliche Schaltgas strömt über den Heizka¬ nal 23 in die Isolierstoffdüse 21 ein und durch den Isolier- stoffdüsenkanal 32 zumindest teilweise in Richtung des zwei¬ ten Nennstromkontaktstückes 31. Aufgrund der haubenartigen Überspannung der Mündungsöffnung des Isolierstoffdüsenkanales 32 durch das zweite Nennstromkontaktstück 31 wird das ausströmende Schaltgas in das Innere des zweiten Nennstromkon- taktstückes 31 geführt. Das zweite Nennstromkontaktstück 31 als Teil des Auspuffkanales 33 leitet das Schaltgas in Rich¬ tung der Prallplatte 34. Dort wird das Schaltgas um 180° um¬ gelenkt und gegen eine Innenwand des zweiten endseitigen Überwurfes 10 gestrahlt, um wieder in entgegengesetzter Rich- tung umgelenkt zu werden. Dadurch entsteht ein meandrierender Verlauf des Auspuffkanales 33 und auf einem begrenzten Raum kann eine Wegverlängerung des Auspuffkanales 33 erzielt wer¬ den. In einem ringspaltförmigen Abschnitt des Auspuffkanales 33, welcher zwischen der Prallplatte 34 und einer Innenman- telfläche des zweien endseitigen Überwurfes 10 gebildet ist, erfolgt nunmehr ein Abströmen des Schaltgases koaxial zur Hauptachse 8.
Während einer Ausschaltbewegung wird zeitgleich mit einer Übertragung der Ausschaltbewegung über die Isolierstoffdüse 21 auf die Antriebsstange 27 auch die weitere Antriebsstange 37 mitbewegt und dadurch der Kompressionskolben 36 bewegt, wodurch im Innern der Kompressionseinrichtung 35 ein Kühlmedium komprimiert wird. Das Kühlmedium ist beispielsweise das im Innern des Kapselungsgehäuses 1 befindliche elektrisch isolierende Gas. Bei einem Überschreiten eines Grenzdruckes im Innern der Kompressionseinrichtung 35 bewegt sich die federbelastete Wand 38 gegen die Kraft der Feder und gibt das im Innern der Kompressionseinrichtung 35 zwischengespeicherte und in seinem Druck erhöhte Kühlmedium frei. Das Kühlmedium wird gegen die Prallplatte 34 gestrahlt. Dabei ist die
Strahlrichtung derartig gerichtet, dass das heiße Schaltgas und das Kühlmedium aus entgegengesetzten Richtungen gegen die Prallplatte 34 gestrahlt werden. Dadurch ist gewährleistet, dass die von dem heißen Schaltgas erhitzte Prallplatte 34 von dem aus der Kompressionseinrichtung 35 ausströmenden Kühlmedium gekühlt ist und damit auch eine indirekte Kühlung der heißen Schaltgase über die gekühlte Prallplatte 34 erfolgt. Weiterhin kann über die Prallplatte 34 der Kühlmittelstrom radial nach außen umgelenkt werden, so dass das Kühlmittel über die Kühlmedieneinblasöffnung laminar in die Schaltgasströmung eingekoppelt wird, so dass eine großflächige Kontak- tierung von Schaltgas und Kühlmedium gewährleistet ist. Der vereinigte Strom von Schaltgas und Kühlmedium strömt nunmehr um die Kompressionseinrichtung radial geschichtet in Richtung der stirnseitig angeordneten Mündung des Auspuffkanals in dem zweiten endseitigen Überwurf 10 und strömt von dort in einen Zwischenraum zwischen Unterbrechereinheit 7 und einer Innen- wandung des Kapselungsgehäuses 1. Der Auspuffkanal mündet in einer Stirnseite des Schaltgefäßes der Unterbrechereinheit 7.
Nach dem Verlassen des Schaltgefäßes kann das Schaltgas sowie das komprimierte zusätzlich eingeblasene Isoliergas innerhalb des Kapselungsgehäuses 1 rekombinieren.

Claims

Patentansprüche
1. Leistungsschalteranordnung mit einer Schaltstrecke (20) und einem von der Schaltstrecke (20) fortführenden Auspuffka- nal für in der Schaltstrecke (20) anfallendes Schaltgas, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
eine Kühlmedieneinblasöffnung in den Auspuffkanal (33) mündet .
2. Leistungsschalteranordnung nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
an die Kühlmedieneinblasöffnung eine Kompressionseinrichtung
(35) angeschlossen ist.
3. Leistungsschalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Schaltstrecke (20) in einem Schaltgefäß angeordnet ist und der Auspuffkanal (33) außerhalb des Schaltgefäßes mündet.
4. Leistungsschalteranordnung nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das Schaltgefäß von einem fluiddichten Kapselungsgehäuse (1) umschlossen ist.
5. Leistungsschalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Kompressionseinrichtung (35) den Auspuffkanal (33) zumin- dest teilweise begrenzt.
6. Leistungsschalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Leistungsschalteranordnung ein Schaltgaszwischenspeicher- volumen (24) aufweist, welches sich bezüglich einer Hauptachse (8) auf einer ersten Seite der Schaltstrecke (20) er- streckt und der Auspuffkanal (33) sich auf einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite der Schaltstrecke (20) erstreckt .
7. Leistungsschalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Schaltstrecke (20) von einer Isolierstoffdüse (21) umge¬ ben ist, welche relativ zu einem Schaltkontaktstück (17, 26) bewegbar ist.
8. Leistungsschalteranordnung nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Kompressionseinrichtung (35) eine mechanische Kompressi¬ onseinrichtung ist, welche über die Isolierstoffdüse (21) an¬ getrieben ist.
9. Leistungsschalteranordnung nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Kompressionseinrichtung (35) koaxial zu der Hauptachse (8) ausgerichtet ist.
10. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
im Verlauf des Auspuffkanals (33) eine Prallplatte (34) zur Umlenkung des Schaltgases angeordnet ist, gegen welche das Schaltgas gestrahlt wird und das Kühlmedium ebenfalls gegen die Prallplatte (34) gestrahlt ist, wobei die Ströme von Schaltgas und Kühlmedium aus entgegengesetzten Richtungen gegen die Prallplatte (34) gestrahlt werden.
11. Leistungsschalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das Schaltgas und das Kühlmedium miteinander vermischt wer¬ den, wobei das Kühlmedium und das Schaltgas laminar ineinander gelenkt sind.
12. Leistungsschalteranordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
eine Strömung des Kühlmediums durch ein Ventil gesteuert ist.
13. Leistungsschalteranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
ein Kühlmedium von dem Kapselungsgehäuse (1) begrenzt ist.
14. Leistungsschalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
ein Schaltkontaktstück (26) in den Auspuffkanal (33) hinein- ragt und relativ zu einer den Auspuffkanal (33) begrenzenden Wandung bewegbar gelagert ist.
15. Leistungsschalteranordnung nach Anspruch 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das Schaltkontaktstück (26) über die Isolierstoffdüse (21) angetrieben ist.
PCT/EP2010/067739 2009-12-04 2010-11-18 Leistungsschalteranordnung WO2011067122A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10784747A EP2507811A1 (de) 2009-12-04 2010-11-18 Leistungsschalteranordnung
CN2010800627982A CN102741962A (zh) 2009-12-04 2010-11-18 断路器装置
US13/513,738 US20120261383A1 (en) 2009-12-04 2010-11-18 Circuit breaker arrangement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009057703.3 2009-12-04
DE102009057703A DE102009057703A1 (de) 2009-12-04 2009-12-04 Leistungsschalteranordnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011067122A1 true WO2011067122A1 (de) 2011-06-09

Family

ID=43500371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/067739 WO2011067122A1 (de) 2009-12-04 2010-11-18 Leistungsschalteranordnung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120261383A1 (de)
EP (1) EP2507811A1 (de)
CN (1) CN102741962A (de)
DE (1) DE102009057703A1 (de)
WO (1) WO2011067122A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012202406A1 (de) * 2012-02-16 2013-08-22 Siemens Ag Schaltgeräteanordnung
CN107464708A (zh) * 2017-09-27 2017-12-12 湖南长高电气有限公司 具有气体冷却通道的高压断路器

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012080246A1 (en) * 2010-12-14 2012-06-21 Abb Technology Ag Dielectric insulation medium
US9190232B2 (en) * 2011-09-07 2015-11-17 Mitsubishi Electric Corporation Tank-type circuit breaker
DE102011083594A1 (de) 2011-09-28 2013-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Leistungsschalterunterbrechereinheit
EP2791958B2 (de) 2011-12-13 2019-07-17 ABB Schweiz AG Schutzschalter mit flüssigkeitsinjektion
DE102013209663A1 (de) 2013-05-24 2014-11-27 Siemens Aktiengesellschaft Schaltgaskanal sowie Schalteinrichtung mit Schaltgaskanal
CN104201049A (zh) * 2013-08-22 2014-12-10 河南平高电气股份有限公司 压气缸-主触头装置及使用该装置的动端和断路器灭弧室
CN104362536B (zh) * 2014-10-31 2017-01-11 平高集团有限公司 一种封闭式开关装置及其灭弧室、罐体
CN105023800B (zh) * 2015-07-08 2018-01-26 平高集团有限公司 双动灭弧室、断路器和气体绝缘金属封闭开关设备
CN106710960B (zh) * 2016-12-01 2019-01-22 上海思源高压开关有限公司 一种具有增强绝缘恢复功能的气体断路器
CN106710948B (zh) * 2017-02-10 2018-10-26 平高集团有限公司 断路器及其灭弧室和灭弧室用弧触头组件、弧触头传动杆
CN112017904B (zh) * 2019-05-28 2022-08-12 河南平芝高压开关有限公司 断路器及其静侧尾部气流通道结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE894126C (de) * 1937-08-12 1953-10-22 Aeg Einrichtung zum Loeschen von Wechselstromhochleistungslichtboegen
WO1996013844A1 (fr) * 1994-10-31 1996-05-09 Schneider Electric S.A. Disjoncteur a haute tension et a autosoufflage de l'arc
DE19702822C1 (de) 1997-01-17 1998-03-26 Siemens Ag Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer Feldelektrode
EP1768150A1 (de) * 2005-09-26 2007-03-28 ABB Technology AG Hochspannungsschalter mit verbesserter Schaltleistung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19536673A1 (de) * 1995-09-30 1997-04-03 Asea Brown Boveri Leistungsschalter
DE19953560C1 (de) * 1999-11-03 2001-06-07 Siemens Ag Druckgas-Leistungsschalter
DE10221576B4 (de) * 2002-05-08 2006-06-01 Siemens Ag Elektrisches Schaltgerät mit einer Kühleinrichtung
JP2008210710A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Mitsubishi Electric Corp 電力用ガス遮断器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE894126C (de) * 1937-08-12 1953-10-22 Aeg Einrichtung zum Loeschen von Wechselstromhochleistungslichtboegen
WO1996013844A1 (fr) * 1994-10-31 1996-05-09 Schneider Electric S.A. Disjoncteur a haute tension et a autosoufflage de l'arc
DE19702822C1 (de) 1997-01-17 1998-03-26 Siemens Ag Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer Feldelektrode
EP1768150A1 (de) * 2005-09-26 2007-03-28 ABB Technology AG Hochspannungsschalter mit verbesserter Schaltleistung

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012202406A1 (de) * 2012-02-16 2013-08-22 Siemens Ag Schaltgeräteanordnung
RU2624424C2 (ru) * 2012-02-16 2017-07-03 Сименс Акциенгезелльшафт Система переключающих устройств
US10199189B2 (en) 2012-02-16 2019-02-05 Siemens Aktiengesellschaft Switchgear arrangement
CN107464708A (zh) * 2017-09-27 2017-12-12 湖南长高电气有限公司 具有气体冷却通道的高压断路器
CN107464708B (zh) * 2017-09-27 2021-06-18 湖南长高电气有限公司 具有气体冷却通道的高压断路器

Also Published As

Publication number Publication date
CN102741962A (zh) 2012-10-17
US20120261383A1 (en) 2012-10-18
EP2507811A1 (de) 2012-10-10
DE102009057703A1 (de) 2011-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011067122A1 (de) Leistungsschalteranordnung
DE2445185C2 (de) Elektrischer Druckgasschalter
EP2569795B1 (de) Druckgas-leistungsschalter
EP1124243B1 (de) Leistungsschalter
WO2005122201A1 (de) Leistungsschalter
EP2801100A1 (de) Schaltgeräteanordnung
EP2740137A1 (de) Anordnung aufweisend eine leistungsschalterunterbrechereinheit
DE3107525C2 (de) Druckgas-Leistungsschalter
WO2013045233A1 (de) Leistungsschalterunterbrechereinheit
WO2016151002A1 (de) Isolierdüse und elektrische schalteinrichtung mit der isolierdüse
DE102008039813A1 (de) Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer Schaltstrecke
EP3309810A1 (de) Schaltanordnung
DE2406143C3 (de) Elektrischer Druckgas-Leistungsschalter mit zwei feststehenden Schaltstücken und einem Brückenschaltstück
EP0959483B1 (de) Lastschalter mit Löschkammer
EP3039703B1 (de) Gasisolierter hochspannungsschalter
EP2801101B1 (de) Schaltgeräteanordnung
EP2278604B1 (de) Hochspannungsschalter
DE3224778C2 (de) Elektrische Schaltkammer mit Hilfslichtbogen für einen autopneumatischen Druckgasschalter
WO2009077329A1 (de) Unterbrecheranordnung mit einem bewegbaren schaltrohr
DE3833564A1 (de) Druckgasschalter
DE3803117A1 (de) Stromunterbrecher fuer mit einem isoliergas gefuellte, gekapselte schaltanlagen
WO2013000722A1 (de) Elektrisches schaltgerät
DE102013225112B4 (de) Elektrisches Schaltgerät
DE10125101A1 (de) Selbstblas-Löschkammer eines Hochspannungs-Leistungsschalters
DE2420462C3 (de) Elektrischer Druckgasschalter

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080062798.2

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10784747

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010784747

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13513738

Country of ref document: US