WO2012139916A1 - Elektrisches schaltgerät - Google Patents

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WO2012139916A1
WO2012139916A1 PCT/EP2012/055971 EP2012055971W WO2012139916A1 WO 2012139916 A1 WO2012139916 A1 WO 2012139916A1 EP 2012055971 W EP2012055971 W EP 2012055971W WO 2012139916 A1 WO2012139916 A1 WO 2012139916A1
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WO
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barrier
storage volume
branch
channel
switching
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/055971
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English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Schriek
Dirk Weissenberg
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7023—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle
    • 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
    • H01H33/98—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being initiated by an auxiliary arc or a section of the arc, without any moving parts for producing or increasing the flow

Definitions

  • the invention relates to an electrical switching device with a switchable between a first and a second switching contact piece switching path and a channel limiting Isolierstoffdüse, wherein the channel connects the switching ⁇ track with a gas storage volume and a first and a second branch of the channel in the Gas storage volume open.
  • Such an electrical switching device is known for example from the published patent application CH 689 604 A5.
  • an electrical switching device is described, which has a first and a second switching contact piece.
  • the switching contact pieces are movable relative to each other. Between the switching contact pieces a switching path can be formed.
  • the known electrical switching device is equipped with a Isolierstoffdüse that limits a channel.
  • the channel connects the switching path with a Gas Eatvolu ⁇ men, wherein the channel has a first and a second branch, which open into the gas storage volume.
  • the known electrical switching device is set up such that an inflow of gas into the gas storage volume to be made over the one branch and an outflow of gas from the Gasspei ⁇ storage volume on the other branch.
  • Hot gas discharged from the switching path is channeled through the channel into the gas storage volume.
  • the hot gas is mixed with the Gas Itemsvolu ⁇ men existing cooler gas so that loading a Temperaturreduzie ⁇ tion of flowing into the gas storage volume gas effect is.
  • the object is an electrical
  • Switching device of the type mentioned solved in that a first orifice, which is associated with the first branch and a second orifice, which is associated with the second branch, are separated by means of a strömungswegverinrnden barrier.
  • Electrical switching devices are used for producing or interrupting a current path, wherein an electrical current can also be switched on or off with the production or interruption.
  • Electrical switching devices can be designed, for example, such that they can also be used to switch off short-circuit currents, ie, currents that are significantly greater than a usually occurring rated current.
  • Such switching devices are called circuit breakers.
  • the two switching contact pieces for example, face each other stirnsei ⁇ tig, wherein one of the switching contact pieces and the other switching contact piece is bolt-shaped, so that for the production or separation of a current path, the two contacts are pushed together or pulled apart.
  • a movement can advantageously be provided along an axis, so that a relative movement between the two switching contact pieces is linearly directed.
  • An insulating material is formed for example of a synthetic ⁇ material, a ceramic or other suitable material.
  • Insulating ⁇ jets have a beneficial example proved of polytetrafluoroethylene, for example, be formed from a granulate by means of a sintering process.
  • the insulating material surrounding the switching path at ⁇ least partially, so that the space of the switching path and an arc surrounded space is limited.
  • the arcing chamber surrounds at least one of the switching contact pieces, at least section-wise from ⁇ and surrounds the region in which a Lichtbo ⁇ gene can burn during a disconnection process. A possibly burning between the switching contact pieces arc can not break out in an uncontrolled manner.
  • the iso- lierstoffdüse ensures that the burning arc burns ent ⁇ long the shortest possible path between the two switching contact pieces.
  • the insulating material may be playing formed to be rotationally symmetrical with ⁇ , wherein the insulating material, for example centrally a channel up has, in which at least one of the switching contacts is movable into. This is a jacket of the switching path is given, which limits a breaking of the arc. It can be provided that the arc of the insulating material of the insulating material nozzle generates a hard gas due to its thermal effect, which promotes arc quenching.
  • the channel of the insulating material may be completely or at least partially sawn ⁇ bounded by the insulating material itself. For example, a further flow can cause an off ⁇ formation of the channel routing element together with the insulating material.
  • the channel provides a connection between the switching path and the switching path of the reverse ⁇ reproduced arcing area so that it can be deduced by an arc ex- pandieres and heated gas, so-called switching gas, through the channel from the switching path.
  • Hei ⁇ SLI switching gas is discharged into the gas storage volume and temporarily stored within the gas storage volume.
  • a discharge of gas from the gas storage volume is preferably possible only via the channel.
  • a pressure relief valve may be provided on the gas storage volume, which allows a discharge of gas.
  • a return flow of gas from the gas storage volume through the channel is only possible when the pressure in the switching path is reduced.
  • the channel can be dammed if necessary, so that, for example, preferably an outflow of expanded switching gases into the gas storage volume takes place.
  • a lifting of the damming occurs a pressure drop and the increased pressure in the gas storage volume cached gas flows back through the channel in the direction of the switching path.
  • the optionally still burning arc can be blown and thus cooled.
  • Wei ⁇ terhin can generated by the plasma arc to be evacuated from the contact gap and a voltage proof of
  • Damming of the channel can be done for example by one of the switching contact pieces. It may be provided that includes generating a switching path takes place in the course of a relative movement within the channel of the insulating material so that burns a arc within the channel, and successful ⁇ Lich expanding gas through the channel in the direction of an orifice flow out into the gas storage volume. If one of the switching contact pieces moved out of the channel, the damming of the channel is canceled and reduces the dynamic pressure in the region of the switching path, so that the previously cached in Gasspei ⁇ cher volume and increased in its pressure Gas can flow back through the channel in the direction of the switching path .
  • a damnation can take place in such a way that the channel is completely closed or at least greatly reduced in its cross-section, that a high flow ⁇ resistance is forced, which allows a leakage of gas only to a small extent.
  • the strömungswegverdorfrn- de barrier is, for example, a wall that prevents UNMIT ⁇ telbares trespassing of gas exiting from the first estuarine ⁇ opening, the second mouth opening.
  • the barrier divides the gas storage volume ⁇ into different sections, these sections are preferably traversed with different sense of direction of gas. For example, on the flow a Be ⁇ te of the barrier in a first direction and flow out, after a reversal of the sense of direction, if appropriate, under a entspre ⁇ sponding turbulence on the other side of the barrier in a second direction from the ers ⁇ th mouth emerging switching gas.
  • the gas inside the gas storage volume overstrips the barrier on one side in a first direction and on the other side in a second direction, wherein first and second directions with are provided different sense of direction.
  • the barrier can be designed, for example, in the form of a rib or a rib group. Because of the barrier gas emerging switching interprets the ers ⁇ th branch a longer distance than a direct path along the barrier passing through the axis between the first and the second mouth opening.
  • the barrier may for example have a structure on its surface, so that if a zuslegi ⁇ Liche flow directing function is performed.
  • the bar ⁇ riere can be equipped, for example with guide ribs, Verwirbelungskör- pern o. ⁇ . By means of the barrier, corners and edges of the gas storage volume can be specifically included in a turbulence. Thus, a mixing of the hot switching gas is supported and the gas storage volume used effectively.
  • a further advantageous embodiment can provide that the mouth openings open into the same wall of the gas storage volume.
  • the gas storage volume has a spatial extent, wherein the gas storage volume of gas-tight walls is limited.
  • the gas storage volume may have the shape of a rotationally symmetrical body.
  • a rotationally symmetrical hollow body can be used to form the gas storage volume.
  • Openings can estuarine ⁇ example, be arranged such that the outlet opening lie in a surface, ie, an orifice should preferably have the form of a recess in a surface.
  • a mouth opening may preferably be delimited by a substantially vertically circulating surface.
  • the two estuarine ⁇ openings in one and the same wall of the gas storage volume may lie. This wall can be for example a stirnsei ⁇ term or shell side wall of the gas storage volume.
  • the Mün ⁇ tion openings are arranged in the same area.
  • this area can at least partially by a Be formed portion of the insulating material, so that the mouth openings, for example, at least partially bounded by the insulating material.
  • the insulating material nozzle can limit one or both of the orifices completely or at least in sections.
  • a Mündungsöff ⁇ voltage can also be only partially through the insulating material in interaction with a further component, such as an ancillary jet or other elements Strömungslenkungs- be limited.
  • the muzzle ⁇ openings should lie in a flat surface, which is located for example on the insulating material, so that is an axis between the orifices in the surrounding area, to which the strömungswegverinrnde barrier is transversely ⁇ directed so that a flow path between the Muzzle ⁇ openings of the two branches is forced, which is longer than the direct connection between the mouth openings without a strömungswegverinrnde barrier.
  • the barrier may, for example, have a wall which is, for example, cuboidal, annular, cupped, and so on.
  • the barrier extends transversely to an axis between the two mouth openings of the first and second branch, so that a flow around the barrier is forced and thus gas is directed on an extended path in the gas storage volume, there undergoes a sufficient mixing and then back out of the Gas ⁇ storage volume flows out.
  • the barrier has a self-contained circumferential wall.
  • a self-contained circumferential wall may for example be a hollow cylinder, in particular in the form of a rotationally symmetrical hollow body ⁇ be designed.
  • the self-contained circumferential wall may Example ⁇ example be arranged coaxially to an axis of movement between the two switching contact pieces.
  • the self-contained circumferential barrier can also be aligned coaxially with the channel.
  • the first branch is designed in the form of an annular channel and the second branch in the form of several continuous from the annular channel stitch channels.
  • An annular channel can be formed, for example, in that at least sections of the switching ⁇ contact pieces protrudes into the channel and thus reduces the cross-section of the channel and the remaining cross section for guiding gases has an annular cross-section. It may be white ⁇ terhin provided that the second branch comprises a plurality of branch ducts, which are executed by the annular conduit outstanding. Thus, it is possible to effect via the annular channel preferably a filling of the gas storage volume and on the
  • Branch channels preferred to cause a backflow of gases from the gas ⁇ storage volume.
  • the annular channel may, for example, extend into the switching path, so that, starting from the switching path, the channel extends as far as the gas storage volume as an annular channel which opens into the gas storage volume with the first orifice of the first branch.
  • the second branch with the branch channels can be designed such that the branch extends at least in sections parallel to the annular channel. The two can, for example, extend in a radial manner distributed around the annular channel.
  • the branch channels have a linearly extended course, so that the flow resistance in the Stichkanä ⁇ len is reduced.
  • the stitch channels may comprise, for example egg NEN circular cross-section and inside, in particular ⁇ sondere extend completely within the body of Isolierstoffdü- se.
  • the stitch channels can for example have a zy ⁇ -cylindrical shape. Avoiding directional Change within the branch channels allows a simplified manufacturing ⁇ .
  • the branches can be introduced, for example, in a simple form by means of machining processes in the insulating material.
  • the axes of linear branch channels can be beneficial to a common
  • the common intersection may be on the longitudinal axis of the channel.
  • the branch channels of the second branch can taper at an angle to the first branch.
  • a further advantageous embodiment can provide that the barrier is connected to the insulating material nozzle and protrudes freely into the gas storage volume.
  • the barrier can be carried, for example, by the insulating material nozzle .
  • an angle-rigid composite can be formed between the barrier and the insulating nozzle.
  • the barrier is to fix admirste ⁇ CKEN for example, in a formed on the insulating fit there. The barrier then projects with its free end into the gas storage volume and causes a flow path extension between inflowing and backflowing gas.
  • the barrier is thereby flowed on its side facing the first Mün ⁇ opening from a gas flow with a first direction sense and on its side facing the other mouth opening side of a gas flow with the reverse direction sense. Between the free end of the barrier and a wall bounding the gas storage volume, a corresponding deflection region is formed, at which the sense of direction of a gas flow is reversed.
  • a further advantageous embodiment may provide that the first and second branches have different Strö ⁇ mung resistors from each other.
  • At least one recess may be arranged in the barrier, the recess being oriented transversely to the flow-path-lengthening barrier so that gases pass through the recess and exit, for example, from the first orifice into the second orifice.
  • the gas entering the gas ⁇ storage volume at least partially by egg ne to let such a recess in the direction of the second mouth opening of the second branch.
  • This will fanned a gas entering along the flow path into the accumulator volume, so see a stronger intermixing and swirling is ⁇ wait inside the gas storage volume to it.
  • This can be forced an improved cooling of incoming hot gases inside the gas storage volume.
  • the recess may have different cross sections. Through the recess, a flow path is opened transversely to the locking direction of the barrier.
  • a further advantageous embodiment can provide that the barrier has an electrically insulating effect.
  • An electrically insulating barrier may, for example, have a surface formed of an electrically insulating material.
  • the barrier may have sections which are formed entirely of electrically insulating material.
  • an insulating point can be arranged in the course of the barrier, which is a violation of electrical currents, for example from
  • the barrier is made for example of a managerial terwerkstoff and partially full text or ⁇ dig has an electrically insulating coating.
  • the electrical switching device has a compressed gas insulation.
  • Electrical switching devices with a compressed gas insulation usually have an encapsulating housing, which receives the compressed gas in its interior.
  • the encapsulating prevents volatilization of the compressed gas, wherein the components located in the interior of the encapsulating housing flows around the compressed gas or flowed through by it.
  • pressurized gases are advantageously to use electrically insulating gases.
  • gases are sulfur hexafluoride or nitrogen substance or mixtures with these gases.
  • isolation for example, switching contact pieces, an iso ⁇ lierstoffdüse, a gas storage volume, a channel or branches of the channel or a strömungswegverdorfrnde barrier are arranged reasonable. All these components are lapped by the electrically insulating gas.
  • the gas storage volume is filled with the electrically insulating gas, so that this electrically insulating gas can be mixed, for example, with an arc heated and expanded switching gas. This switching gas is generated for example by the outgoing of an arc thermal effect.
  • a further advantageous embodiment can provide that the switching contact pieces are arcing contact pieces.
  • the use of arcing contact pieces for forming the switching contact pieces has the advantage that the light ⁇ bow contact pieces can be optimized with regard to the guidance, steering and direction of an arc.
  • the electric arc gentem publishede comprise erosion-resistant regions which serve to guide an arc and have a sufficient resistance to Lichtbogenero ⁇ sion. So it is for example possible to repeatedly larger currents to be able to play at ⁇ as well as short-circuit currents off, or turn one.
  • the arcing contact pieces are usually supplemented by so-called rated current contact pieces, in the case of a switch-on the Lichtbogenkon ⁇ contact pieces in time before the Nennstrommind foundeden contact each other and at a turn-off the arcing contact pieces are separated only after a cancellation of the contact of the rated current contacts. This ensures that a current is commutated in a switch-off on the arcing contact pieces and an arc is formed between them. During a switch-on process, it is ensured that flashovers preferably occur specifically at the arcing contact pieces.
  • the arcing contact pieces for example, each other end face be gegenü ⁇ berridgede switching contact pieces, which along a Ach se are movable relative to each other.
  • the rated current contact pieces may comprise the arcing contact pieces and be arranged coaxially to the displacement axis of the switching contact pieces and also be movable relative to one another along this axis.
  • Figure 1 is an electrical switching device
  • Figure 2 shows a first modification of the known from Figure 1 electrical switching device
  • FIG. 3 shows a second modification of the electrical switching device known from FIG.
  • FIGS. 2, 3 and 4 each show modifications of the electrical switching device shown in FIG.
  • the design of a flow path extending barrier varies in each case.
  • FIG. 1 shows a section through an electrical one
  • the electrical switching device has a Kapselungsgepur not shown nä ⁇ ago, which encloses an electrically ⁇ insulating gas.
  • the electrically insulating gas is acted upon by an excess pressure and flows around the parts of the electrical ⁇ rule switching device located in the interior of the encapsulating housing.
  • the parts shown in Figure 1 are located in the interior of the encapsulating.
  • the electrical switching device has a first switching contact piece 1 and a second switching contact piece 2.
  • the first switching contact ⁇ piece 1 is configured in the present bushing.
  • the second switching contact piece 2 is designed bolt-shaped.
  • the two switching contact pieces 1, 2 are each formed rotationally symmetrical and are coaxial to an axis 3 einan ⁇ the front side opposite.
  • a current path can be closed or a current path can be interrupted.
  • the two switching contact pieces 1, 2 are each provided with erosion-resistant contacting regions 1a, 2a.
  • the erosion-resistant contacting regions 1a, 2a form the mutually facing end faces of the two switching contact pieces 1, 2.
  • a switching path 4 is formed between the two switching contact pieces 1, 2, a switching path 4 is formed.
  • the switching path 4 is variable in its axial extent. The extent is determined by the relative movement of the two switching contact pieces 1, 2 to each other.
  • the state of the electricalmaschine ⁇ tes shown in Figure 1 shows an intermediate position of the switching contact pieces 1, 2 during a switch-off.
  • the switching contact pieces 1, 2 are already separated from each other, whose Ausschaltpositio ⁇ nen are not yet reached, so that the axial Aus ⁇ expansion of the switching path is still increasing. Between the erosion-resistant contacting areas la, 2a of the two switching contact pieces 1, 2, an arc 5 is formed.
  • the two switching contact pieces 1, 2 act as Lichtbogenkon ⁇ clock pieces.
  • the two switching contact pieces 1, 2 is assigned a first rated current contact piece 6 and a second rated current contact piece 7.
  • the first switching contact piece 1, the first rated current contact piece 6 is assigned to the second switching contact piece 2, the second rated current contact piece 7 is assigned.
  • the respectively associated switching contact pieces 1, 2 and rated current contact pieces 6, 7 are electrically conductively connected to each other, so that the associated switching contact pieces 1, 2 and rated current contact pieces 6, 7 always the same electrical potential litz ⁇ reindeer at a switch-off a current from the rated current contact pieces 6, 7 on the
  • Switch contact pieces 1, 2 commutated. Due to the position of the associated switching contact pieces 1, 2 and rated current contact pieces 6, 7 takes place during a switch first, contacting the two switch contact pieces 1, 2 and then contacting the two Nennstromkon- contact pieces 6, 7. During a switch-off occurs to ⁇ initially swept separation of the rated current contact pieces 6, 7 and thereafter a separation of the switching contact pieces. 1, 2
  • the switching path 4 is surrounded by a Isolierstoffdüse 8.
  • the Isolierstoffdüse 8 is connected by means of a first thread angle rigidly connected to the first rated current contact piece 6.
  • a rigid-angle connection between the insulating material nozzle 8 and the first switching contact piece 1 likewise ensures a rigid connection between the first rated current contact piece 6 and the first switching contact piece 1.
  • the insulating material nozzle 8 has a channel 9, wel ⁇ cher is aligned coaxially with the axis 3.
  • the channel 9 surrounds the switching path 4 and causes a radial boundary thereof, so that an arcing space is formed. Through the channel 9 of the insulating material 8, a radial breaking of the arc 5 is prevented.
  • the first switching contact piece 1 protrudes.
  • the channel 9 is partially designed as an annular channel 9a.
  • the auxiliary nozzle 10 has an electrically insulating effect and surrounds the first switching contact piece 1 on the shell side.
  • the auxiliary nozzle 10 is fastened to the first switching contact piece 1 by means of a second thread turn.
  • the auxiliary nozzle 10 is provided with a protruding shoulder, so that end-side sections of the first switching contact piece 1 are covered and protected by the auxiliary nozzle 10.
  • the channel 9 is limited by a wall of the Isolierstoffdü ⁇ se 8.
  • the channel 9 of the insulating material 8 projects the first switching contact piece 1 with the first switching contact piece 1 in the region of the annular channel 9a surrounding auxiliary nozzle 10 into it.
  • the annular channel 9a opens on its side applied by the switching path 4 side in a gas storage volume 11.
  • the gas storage volume 11 has a rotationally symmetrical shape, wherein the gas storage volume 11 is penetrated by the first switching contact piece 1. Outer sheath side, the Gasspei ⁇ storage volume is limited by the first rated current contact piece 6. 11
  • the annular channel opens at a first 9a Mündungsöff ⁇ voltage 12 in the gas reservoir volume 11.
  • the first orifice 12 has a circular cross-section.
  • At the first mouth opening 12 facing the end of the annular channel 9a is formed as a first branch 13. Furthermore, the channel 9 is equipped with a second branch 14.
  • the second branch 14 has a plurality of branch channels 16, which open into the channel 9 and that in the portion of the channel 9, which is formed as an annular channel 9a.
  • the second branch 14 has a second mouth opening 15.
  • the branch channels 16 are each provided with a circular cross-section equipped kitchens ⁇ tet and are radially distributed about the rotation of the axle 3 angeord ⁇ net.
  • the branch channels 16 each open in the gas storage volume 11 or in the annular channel 9a.
  • the mouth region of the branch channels 16 in the channel 9 defines the branch at which wel ⁇ cher the channel 9 in a first branch 13 and a second branch 14 is divided.
  • the branch channels 16 are completeness, ⁇ dig in the insulating material 8.
  • the second orifice 15 is completely by a wall of insulating material 8 adjoins loading.
  • the mouth openings 12, 15 are configured such that the mouth openings 12, 15 are all located in one plane.
  • the mouth openings 12, 15 lie in one and the same end wall of the gas storage volume.
  • a wall of the gas storage volume 11 is at least in part, by the insulating ⁇ 8 is formed.
  • the wall is preferably configured planar annular, wherein the Level of this wall is approximately perpendicular to the axis 3 ⁇ directed.
  • a barrier 17 is arranged.
  • the barrier 17 is in the present case configured as a hollow cylinder with a circular ⁇ annular cross section, which is supported by the Iso ⁇ lierstoffdüse.
  • the barrier 17 may be ⁇ example as integrally molded with the insulating material. 8
  • the barrier 17 is aligned coaxially with the axis 3 and surrounds the first orifice 12.
  • the barrier 17 projects freely into the gas storage volume 11 and separates the first orifice 12 from the second orifice 15, so that a direct overflow of gas from the first Branch 13 is prevented in the second branch 14.
  • the axial extent of the barrier 17 has been selected such that it ends flush with the auxiliary nozzle 10.
  • the barrier 17 can be arbitrarily extended or shortened in the axial direction, as indicated in the figure 1 by the dot-dash line.
  • the barrier 17 divides the gas storage volume into an inflow volume 19 and into an outflow volume 20 with its wall. Inflow and outflow volumes 19, 20 are each aligned coaxially with the axis 3.
  • the inflow volume 19 is enclosed radially by the outflow volume 20.
  • the second switching contact piece 2 is located at Be ⁇ beginning of a separating movement in the channel 9 and damming this channel 9.
  • To insulate the Isolierstoffdüse 8 has a nozzle throat.
  • the damming of the channel 9 takes place only to a part, but is a flow resistance increase Standstill by the damming of the channel 9 by means of the second switching contact piece 2 so strong that a ⁇ reaching share of the expanded by the arc 5 switching gases, starting from the switching path 9, is driven via the channel 9 / ring channel 9a in the direction of the gas storage volume 11.
  • the hot gases from the switching path 4 run through the channel 9 into the gas storage volume 11 inside.
  • the barrier 17 is exemplified as a barrier with a wall of electrically insulating material. Furthermore, recesses 18 are shown with a circular cross-section. In addition, however, the shapes of the recesses may vary as well as others Materials for forming the barrier 17 are used.
  • FIG. 2 shows a first modification of the electrical switching device shown in FIG. 1. Only the embodiment of a barrier 17a takes place alternatively. Therefore, only the design of the barrier 17a will be discussed below. On the other modes of action, functions and assemblies reference is made to the figure 1 and the associated description of the figures. The same applies analogously to FIGS. 3 and 4.
  • the barrier 17a in the embodiment of Figure 2 is designed such that it extends completely through the gas storage volume 11 therethrough.
  • the gas storage volume 11 is also subdivided here into an inflow volume 19 and an outflow volume 20.
  • the barrier 17a is Rotati ⁇ onssymmetrisch shaped and coaxial with axis 3 angeord ⁇ net.
  • the insulating material nozzle 8 is provided with a fit into which the barrier 17a is inserted.
  • On the opposite side of the gas storage volume 11 an annular groove is arranged, into which the side facing away from the Iso ⁇ lierstoffdüse 8 side of the barrier is inserted 17a.
  • the barrier 17a is positively positioned between a wall of the gas storage volume 11 and the insulating material 8. Furthermore, it is provided according to the figure 2, the barrier 17a designed with a funnel-like expanded shape ⁇ . As a result, the mechanical stability of the barrier 17a is favorably influenced.
  • a plurality of rectangular recesses 18 are distributed around the axis 3 in the barrier 17a. The recesses 18 are preferably arranged on the side of the barrier 17a facing away from the insulating material nozzle 8.
  • FIG. 3 shows a second modification of the switching device with a barrier 17b.
  • the barrier 17b is if expanded on its side facing away from the Isolierstoffdüse 8 side funnel-shaped expanded.
  • a Erwei ⁇ esterification stage is provided so that the flow conditions in the area of Einströmvolumens are designed low 19th
  • the third variant of the switching device with a barrier is provided to form the bar ⁇ centering 17c, for example, of an electrically conductive Mate ⁇ rial, wherein an angle-rigid bond between the barrier 17c and a wall of the gas reservoir volume 11, which is not formed by the insulating material 8, he ⁇ follows.
  • the barrier 17c also extends through the entire length of the gas storage volume 11, the insulating material nozzle 8 abutting against the barrier 17c.
  • FIGS 2, 3 and 4 correspond to the effect and function of the switching device shown in Figure 1. Accordingly, the description with respect to Figure 1 applies analogously to Figures 2, 3 and 4.
  • Figures 1, 2, 3 and 4 differ essentially by the design of the barriers 17, 17a, 17b, 17c.

Landscapes

  • Circuit Breakers (AREA)

Abstract

Ein elektrisches Schaltgerät weist ein erstes und ein zweites Schaltkontaktstück (1, 2) auf. Zwischen den beiden Schaltkontaktstücken (1, 2) ist eine Schaltstrecke (4) ausbildbar. Ein Kanal (9) ist von einer Isolierstoffdüse (8) begrenzt, wobei der Kanal (9) die Schaltstrecke (4) mit einem Gasspeichervolumen (11) verbindet. Der Kanal (9) weist einen ersten Zweig (13) sowie einen zweiten Zweig (14) auf. Eine erste Mündungsöffnung (12) des ersten Zweiges (13) sowie eine zweite Mündungsöffnung (15) des zweiten Zweiges (14) sind durch eine strömungswegverlängernde Barriere (17, 17a, 17b, 17c) voneinander getrennt.

Description

Beschreibung
Elektrisches Schaltgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Schaltgerät mit einer zwischen einem ersten und einem zweiten Schaltkontaktstück ausbildbaren Schaltstrecke und einer einen Kanal begrenzenden Isolierstoffdüse, wobei der Kanal die Schalt¬ strecke mit einem Gasspeichervolumen verbindet und ein erster und ein zweiter Zweig des Kanals in dem Gasspeichervolumen münden .
Ein derartiges elektrisches Schaltgerät ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift CH 689 604 A5 bekannt. Dort ist ein elektrisches Schaltgerät beschrieben, welches ein erstes und ein zweites Schaltkontaktstück aufweist. Die Schaltkontaktstücke sind relativ zueinander bewegbar. Zwischen den Schaltkontaktstücken ist eine Schaltstrecke ausbildbar. Weiterhin ist das bekannte elektrische Schaltgerät mit einer Isolierstoffdüse ausgestattet, die einen Kanal begrenzt. Der Kanal verbindet die Schaltstrecke mit einem Gasspeichervolu¬ men, wobei der Kanal einen ersten und einen zweiten Zweig aufweist, die in dem Gasspeichervolumen münden. Das bekannte elektrische Schaltgerät ist derart eingerichtet, dass ein Einströmen von Gas in das Gasspeichervolumen über den einen Zweig und ein Ausströmen des Gases aus dem Gasspei¬ chervolumen über den anderen Zweig erfolgen soll. Aus der Schaltstrecke herausgeleitetes heißes Gas wird über den Kanal in das Gasspeichervolumen geleitet. Im Gasspeichervolumen vermischt sich das heiße Gas mit dem Gasspeichervolu¬ men vorhandenen kühleren Gas, so dass eine Temperaturreduzie¬ rung des in das Gasspeichervolumen einströmenden Gases be- wirkt wird.
Innerhalb des Gasspeichervolumens ist eine gute Durchmischung der Gase von Vorteil, um ein temperaturreduziertes Gasgemisch in die Schaltstrecke zurückströmen zu lassen. Bei der bekannten Lösung verbleiben in dem Gasspeichervolumen Randbereiche, die nur mangelhaft in eine Durchmischung einbezogen sind. Damit ist es Aufgabe der Erfindung ein elektrisches Schaltge¬ rät anzugeben, welches ein Gasspeichervolumen effektiver zu nutzen vermag.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem elektrischen
Schaltgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine erste Mündungsöffnung, die dem ersten Zweig zugeordnet ist und eine zweite Mündungsöffnung, die dem zweiten Zweig zugeordnet ist, mittels einer strömungswegverlängernden Barriere voneinander getrennt sind.
Elektrische Schaltgeräte dienen einem Herstellen bzw. einem Unterbrechen eines Strompfades, wobei mit dem Herstellen bzw. Unterbrechen auch ein elektrischer Strom zu- bzw. abschaltbar ist. Elektrische Schaltgeräte können dabei beispielsweise derart ausgelegt sein, dass diese auch der Abschaltung von Kurzschlussströmen, d. h., von Strömen die deutlich größer sind als ein üblicherweise auftretender Bemessungsstrom, dienen können. Derartige Schaltgeräte werden Leistungsschalter genannt. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die beiden Schaltkontaktstücke beispielsweise einander stirnsei¬ tig gegenüberstehen, wobei eines der Schaltkontaktstücke buchsenartig und das andere Schaltkontaktstück bolzenförmig ausgeführt ist, so dass zur Herstellung bzw. Auftrennung eines Strompfades die beiden Kontaktstücke ineinandergeschoben bzw. auseinandergezogen werden. Eine Bewegung kann dabei vorteilhafterweise entlang einer Achse vorgesehen sein, so dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Schaltkontaktstücken linear gerichtet ist. Eine Isolierstoffdüse ist beispielsweise aus einem Kunst¬ stoff, einer Keramik oder einem anderen geeigneten Material gebildet. Vorteilhaft haben sich beispielsweise Isolierstoff¬ düsen aus Polytetrafluorethylen erwiesen, die beispielsweise mittels eines Sinterverfahrens aus einem Granulat geformt werden. Die Isolierstoffdüse umgibt die Schaltstrecke zumin¬ dest teilweise, so dass der Raum der Schaltstrecke umgriffen und ein Lichtbogenraum begrenzt ist. Der Lichtbogenraum um- gibt zumindest eines der Schaltkontaktstücke zumindest ab¬ schnittsweise und umgibt den Bereich, in welchem ein Lichtbo¬ gen bei einem Ausschaltvorgang brennen kann. Ein gegebenenfalls zwischen den Schaltkontaktstücken brennender Lichtbogen kann so nicht in unkontrollierter Weise ausbrechen. Die Iso- lierstoffdüse sorgt dafür, dass der brennende Lichtbogen ent¬ lang eines möglichst kurzen Weges zwischen den beiden Schaltkontaktstücken brennt. Die Isolierstoffdüse kann dazu bei¬ spielsweise rotationssymmetrisch ausgeformt sein, wobei die Isolierstoffdüse beispielsweise zentrisch einen Kanal auf- weist, in welchen zumindest eines der Schaltkontaktstücke hineinbewegbar ist. Damit ist eine Ummantelung der Schaltstrecke gegeben, die ein Ausbrechen des Lichtbogens begrenzt. Es kann vorgesehen sein, dass der Lichtbogen aus dem Isolierstoff der Isolierstoffdüse aufgrund seiner thermischen Wir- kung ein Hartgas erzeugt, welches eine Lichtbogenlöschung unterstützt .
Der Kanal der Isolierstoffdüse kann vollständig oder zumin¬ dest abschnittsweise durch die Isolierstoffdüse selbst be- grenzt sein. Beispielsweise kann auch ein weiteres Strömungs- lenkungselement zusammen mit der Isolierstoffdüse eine Aus¬ bildung des Kanals bewirken. Der Kanal stellt eine Verbindung zwischen der Schaltstrecke bzw. dem die Schaltstrecke umge¬ benden Lichtbogenraum dar, so dass durch einen Lichtbogen ex- pandiertes und erhitztes Gas, so genanntes Schaltgas, über den Kanal aus der Schaltstrecke abgeleitet werden kann. Hei¬ ßes Schaltgas wird in das Gasspeichervolumen abgeleitet und innerhalb des Gasspeichervolumens zwischengespeichert. Ein Herausleiten von Gas aus dem Gasspeichervolumen ist bevorzugt ausschließlich über den Kanal möglich. Aus Sicherheitsgründen kann an dem Gasspeichervolumen ein Überdruckventil vorgesehen sein, welches ein Ablassen von Gas ermöglicht. Dies ist im regulären Betriebsfall jedoch nicht vorgesehen. Von dem Lichtbogen erzeugtes Schaltgas strömt aus der Schaltstrecke in das Gasspeichervolumen hinein. Aufgrund des kontinuierlichen Nachströmens von Schaltgasen über den Kanal ist ein Heraustreten von Schaltgas aus dem Gasspeichervolumen nicht möglich. Mit einem anhaltenden Nachströmen von Schaltgas in das Gasspeichervolumen erhöht sich im Innern des Gasspeichervolumens der Gasdruck. Dabei kommt es zu einer Durchmischung des einströmenden heißen Schaltgases und eines kalten Gases, welches sich vor einem Zünden eines Lichtbogens in dem Gas¬ speichervolumen befunden hat.
Ein Rückströmen von Gas aus dem Gasspeichervolumen über den Kanal ist erst dann möglich, wenn der Druck in der Schaltstrecke reduziert ist. Der Kanal kann bedarfsweise verdämmt werden, so dass beispielsweise bevorzugt ein Abströmens von expandierten Schaltgasen in das Gasspeichervolumen hinein erfolgt. Mit einem Öffnen des Kanals im Bereich der Schaltstre¬ cke, d. h., einer Aufhebung der Verdämmung, tritt ein Druckabfall ein und das im Druck erhöhte, im Gasspeichervolumen zwischengespeicherte Gas strömt über den Kanal zurück in Richtung der Schaltstrecke. Dort kann der gegebenenfalls noch brennende Lichtbogen beblasen und damit gekühlt werden. Wei¬ terhin kann vom Lichtbogen erzeugtes Plasma aus der Schaltstrecke geräumt werden und eine Spannungsfestigkeit der
Schaltstrecke hergestellt werden.
Eine Verdämmung des Kanals kann beispielsweise durch eines der Schaltkontaktstücke erfolgen. So kann vorgesehen sein, dass ein Erzeugen einer Schaltstrecke im Zuge einer Relativbewegung innerhalb des Kanals der Isolierstoffdüse erfolgt, so dass ein Lichtbogens innerhalb des Kanals brennt und folg¬ lich expandierendes Gas über den Kanal in Richtung einer Mündungsöffnung in das Gasspeichervolumen abströmen. Wird eines der Schaltkontaktstücke aus dem Kanal herausbewegt, wird die Verdämmung des Kanals aufgehoben und der Staudruck im Bereich der Schaltstrecke reduziert, so dass das zuvor im Gasspei¬ chervolumen zwischengespeicherte und in seinem Druck erhöhte Gas durch den Kanal in Richtung der Schaltstrecke zurückströ¬ men kann.
Ein Verdammen kann dabei derart erfolgen, dass der Kanal vollständig verschlossen ist oder zumindest derartig stark in seinem Querschnitt reduziert wird, dass ein hoher Strömungs¬ widerstand erzwungen wird, der ein Abströmen von Gas nur in geringem Maße ermöglicht.
Durch die Aufteilung des Kanals in einen ersten Zweig und einen zweiten Zweig zum Zwecke der Mündung in dem Gasspeichervolumen ist es möglich, einen Strömungsweg in verbesserter Weise in das Gasspeichervolumen hineinzulenken. So ist es beispielsweise möglich, dass der erste Zweig bevorzugt einem Befüllen des Gasspeichervolumens dient und der zweite Zweig bevorzugt einem Entleeren des Gasspeichervolumens dient. Der Kanal ist mit unterschiedlichem Richtungssinn durchströmbar. Wird nunmehr die erste Mündungsöffnung des ersten Zweiges sowie die zweite Mündungsöffnung des zweiten Zweiges durch einer strömungswegverlängernden Barriere voneinander getrennt, erfolgt eine Lenkung des einströmenden Gases bis in entfernte Bereiche des Gasspeichervolumens. Die strömungswegverlängern- de Barriere ist beispielsweise eine Wandung, die ein unmit¬ telbares Übertreten von Gas, welches aus der ersten Mündungs¬ öffnung austritt, die zweite Mündungsöffnung verhindert. Da¬ mit ist eine Strömungswegverlängerung im Innern des Gasspeichervolumens gegeben. Somit unterteilt die Barriere das Gas¬ speichervolumen in unterschiedliche Abschnitte, wobei diese Abschnitte vorzugsweise mit unterschiedlichem Richtungssinn von Gas durchströmt sind. So kann beispielsweise aus der ers¬ ten Mündungsöffnung austretendes Schaltgas auf der einen Sei¬ te der Barriere in eine erste Richtung strömen und nach einer Umkehr des Richtungssinns gegebenenfalls unter einer entspre¬ chenden Verwirbelung auf der anderen Seite der Barriere in eine zweite Richtung abströmen. Somit überstreift das Gas im Innern des Gasspeichervolumens die Barriere auf der einen Seite in einer ersten Richtung und auf der anderen Seite in einer zweiten Richtung, wobei erste und zweite Richtung mit unterschiedlichem Richtungssinn versehen sind. Die Barriere kann beispielsweise in Form einer Rippe oder einer Rippengruppe ausgebildet sein. Wegen der Barriere legt aus dem ers¬ ten Zweig austretendes Schaltgas einen längeren Weg zurück als ein direkter Weg entlang einer die Barriere durchsetzenden Achse zwischen der ersten und der zweiten Mündungsöffnung. Die Barriere kann beispielsweise auf ihrer Oberfläche eine Struktur aufweisen, so dass gegebenenfalls eine zusätz¬ liche strömungslenkende Funktion wahrgenommen wird. Die Bar¬ riere kann beispielsweise mit Leitrippen, Verwirbelungskör- pern o. ä. ausgestattet sein. Über die Barriere können Ecken und Kanten des Gasspeichervolumens gezielt in eine Verwirbe- lung einbezogen werden. So wird eine Durchmischung des heißen Schaltgases unterstützt und das Gasspeichervolumen effektiv genutzt .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Mündungsöffnungen in derselben Wandung des Gasspeichervolumens münden.
Das Gasspeichervolumen weist eine räumliche Ausdehnung auf, wobei das Gasspeichervolumen von gasdichten Wandungen begrenzt ist. Beispielsweise kann das Gasspeichervolumen die Form eines rotationssymmetrischen Körpers aufweisen. Insbesondere kann ein rotationssymmetrischer Hohlkörper zur Ausbildung des Gasspeichervolumens Verwendung finden. Mündungs¬ öffnungen können beispielsweise derart angeordnet sein, dass die Mündungsöffnung in einer Fläche liegen, d. h., eine Mündungsöffnung sollte vorzugsweise die Form einer Ausnehmung in einer Fläche aufweisen. Eine Mündungsöffnung kann vorzugsweise von einer im Wesentlichen lotrecht umlaufenden Fläche begrenzt sein. Vorteilhafterweise können die beiden Mündungs¬ öffnungen in ein und derselben Wandung des Gasspeichervolumens liegen. Diese Wandung kann beispielsweise eine stirnsei¬ tige oder mantelseitige Wandung des Gasspeichervolumens sein. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Mün¬ dungsöffnungen in derselben Fläche angeordnet sind. Bei¬ spielsweise kann diese Fläche zumindest teilweise durch einen Abschnitt der Isolierstoffdüse ausgebildet sein, so dass die Mündungsöffnungen beispielsweise zumindest teilweise von der Isolierstoffdüse begrenzt sind. Die Isolierstoffdüse kann beispielsweise eine oder beide Mündungsöffnungen vollständig oder zumindest abschnittsweise begrenzen. Eine Mündungsöff¬ nung kann aber auch lediglich teilweise durch die Isolierstoffdüse im Zusammenwirken mit einem weiteren Bauteil, beispielsweise einer Hilfsdüse oder anderen Strömungslenkungs- elementen, begrenzt sein. Vorzugsweise sollten die Mündungs¬ öffnungen in einer ebenen Fläche liegen, die beispielsweise an der Isolierstoffdüse befindlich ist, so dass zwischen den Mündungsöffnungen in der umgebenden Fläche eine Achse liegt, zu welcher die strömungswegverlängernde Barriere quer ausge¬ richtet ist, so dass ein Strömungsweg zwischen den Mündungs¬ öffnungen der beiden Zweige erzwungen ist, welcher länger ist als die direkte Verbindung zwischen den Mündungsöffnungen ohne eine strömungswegverlängernde Barriere.
Die Barriere kann beispielsweise eine Wandung aufweisen, die beispielsweise quaderförmig, ringförmig, schalenartig gewölbt usw. ausgebildet ist. Die Barriere erstreckt sich dabei quer zu einer Achse zwischen den beiden Mündungsöffnungen von erstem und zweitem Zweig, so dass ein Umströmen der Barriere erzwungen wird und damit Gas auf einem verlängerten Weg in das Gasspeichervolumen hineingelenkt wird, dort eine ausreichende Durchmischung erfährt und anschließend wieder aus dem Gas¬ speichervolumen ausströmt.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Barriere eine in sich geschlossen umlaufende Wandung aufweist.
Eine in sich geschlossen umlaufende Wandung kann beispielsweise hohlzylindrisch, insbesondere in Form eines rotations¬ symmetrischen Hohlkörpers ausgestaltet sein. So ist es bei¬ spielsweise möglich innerhalb eines von der Barriere um¬ schlossenen Bereiches eine der Mündungsöffnungen münden zu lassen und die andere Mündungsöffnung außerhalb des von der umlaufenden Wandung umschlossenen Bereiches münden zu lassen Die in sich geschlossene umlaufende Wandung kann beispiels¬ weise koaxial zu einer Bewegungsachse zwischen den beiden Schaltkontaktstücken angeordnet sein. Weiterhin kann die in sich geschlossene umlaufende Barriere auch koaxial zu dem Ka- nal ausgerichtet sein.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der erste Zweig in Form eines Ringkanals und der zweite Zweig in Form mehrerer vom Ringkanal fortlaufender Stichkanäle ausgeführt ist.
Ein Ringkanal kann beispielsweise dadurch ausgebildet sein, dass in den Kanal zumindest abschnittsweise eines der Schalt¬ kontaktstücke hineinragt und so den Querschnitt des Kanals reduziert und der verbleibende Querschnitt zur Führung von Gasen einen ringförmigen Querschnitt aufweist. Es kann wei¬ terhin vorgesehen sein, dass der zweite Zweig mehrere Stichkanäle aufweist, die von dem Ringkanal fortragend ausgeführt sind. Somit ist es möglich, über den Ringkanal bevorzugt ein Befüllen des Gasspeichervolumens zu bewirken und über die
Stichkanäle bevorzugt ein Rückströmen von Gasen aus dem Gas¬ speichervolumen zu bewirken. Der Ringkanal kann sich beispielsweise bis in die Schaltstrecke hinein erstrecken, so dass ausgehend von der Schaltstrecke der Kanal sich bis in das Gasspeichervolumen als Ringkanal erstreckt, welcher mit der ersten Mündungsöffnung des ersten Zweiges in dem Gasspeichervolumen mündet. Der zweite Zweig mit den Stichkanälen kann dabei derart ausgestaltet sein, dass der Zweig zumindest abschnittsweise parallel zu dem Ringkanal verläuft. Die Zwei- ge können sich beispielsweise strahlenförmig um den Ringkanal herum verteilt erstrecken. Vorteilhaft kann dabei vorgesehen sein, dass die Stichkanäle einen linear gestreckten Verlauf aufweisen, so dass der Strömungswiderstand in den Stichkanä¬ len reduziert ist. Die Stichkanäle können beispielsweise ei- nen kreisrunden Querschnitt aufweisen und innerhalb, insbe¬ sondere vollständig innerhalb des Körpers der Isolierstoffdü- se verlaufen. Die Stichkanäle können beispielsweise eine zy¬ lindrische Gestalt aufweisen. Ein Vermeiden von Richtungs- wechseln innerhalb der Stichkanäle ermöglicht eine verein¬ fachte Fertigung. Dadurch können die Zweige beispielsweise in einfacher Form mittels spanabhebender Verfahren in die Isolierstoffdüse eingebracht werden. Die Achsen von linearen Stichkanälen können vorteilhaft auf einen gemeinsamen
Schnittpunkt zulaufen. Der gemeinsame Schnittpunkt kann auf der Längsachse des Kanals liegen. Die Stichkanäle des zweiten Zweiges können schräg auf den ersten Zweig zulaufen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Barriere mit der Isolierstoffdüse verbunden ist und frei in das Gasspeichervolumen hineinragt.
Die Barriere kann beispielsweise von der Isolierstoffdüse ge¬ tragen sein. Dazu kann zwischen der Barriere und der Isolierstoffdüse ein winkelstarrer Verbund ausgebildet sein. Vor¬ teilhafterweise sollten Barriere und Isolierstoffdüse einstü¬ ckig ausgebildet sein. Darüber hinaus kann jedoch auch ein formschlüssiges Einpassen der Barriere an der Isolierstoffdü¬ se vorgenommen werden. So ist die Barriere beispielsweise in eine an der Isolierstoffdüse ausgebildete Passung einzuste¬ cken und dort zu fixieren. Die Barriere ragt dann mit ihrem freien Ende in das Gasspeichervolumen hinein und bewirkt eine Strömungswegverlängerung zwischen einströmenden und rückströmenden Gas. Die Barriere wird dabei auf ihrer der ersten Mün¬ dungsöffnung zugewandten Seite von einer Gasströmung mit erstem Richtungssinn und auf ihrer der anderen Mündungsöffnung zugewandten Seite von einer Gasströmung mit umgekehrten Richtungssinn beströmt. Zwischen dem freien Ende der Barriere und einer das Gasspeichervolumen begrenzenden Wandung ist ein entsprechender Umlenkbereich gebildet, an welchem sich der Richtungssinn einer Gasströmung umkehrt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Barriere mit der Isolierstoffdüse verbunden ist und sich durch das Gasspeichervolumen erstreckt und das Gasspeichervo¬ lumen in ein Einströmvolumen und ein Ausströmvolumen unterteilt. Erstreckt sich die Barriere durch das Gasspeichervolumen hindurch, so dass von der Isolierstoffdüse beispielsweise bis zu einer gegenüberliegenden Wandung eine durchgängige Barriere gebildet ist, wird ein langer Weg von einströmenden und aus¬ strömenden Gas erzwungen. Beispielsweise kann bei einer rotationssymmetrischen Ausgestaltung des Gasspeichervolumens die Barriere eine Wandung zwischen einem innenliegenden Einströmvolumen und einem außenliegenden, das innenliegende Einströmvolumen umgreifenden Ausströmvolumen bilden. Die Barriere kann an der Isolierstoffdüse oder an einer anderen Wand des Gasspeichervolumens abgestützt sein. Eine mechanisch stabile Konstruktion ergibt sich bei einer Abstützung der Barriere sowohl an der Isolierstoffdüse als auch an einer anderen Wand des Gaspeichervolumens .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der erste und der zweite Zweig voneinander verschiedene Strö¬ mungswiderstände aufweisen.
Je nach Wahl des Querschnittes der Zweige bzw. des Verlaufes der einzelnen Zweige in dem elektrischen Schaltgerät weisen diese einen bestimmten Strömungswiderstand auf. Sieht man nunmehr vor, dass der erste und der zweite Zweig voneinander verschiedene Strömungswiderstände aufweisen, kann ein Befül¬ len des Gasspeichervolumens gezielt über den Zweig erfolgen, welcher einen geringeren Strömungswiderstand eröffnet.
Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass die Barriere eine Ausnehmung aufweist.
In der Barriere kann zumindest eine Ausnehmung angeordnet sein, wobei die Ausnehmung quer zur strömungswegverlängernden Barriere ausgerichtet ist, so dass über die Ausnehmung ein Übertritt von Gasen, welche beispielsweise aus der ersten Mündungsöffnung austreten, in die zweite Mündungsöffnung erfolgen. Somit ist es beispielsweise möglich, das in das Gas¬ speichervolumen eintretende Gas zumindest teilweise durch ei- ne derartige Ausnehmung in Richtung der zweiten Mündungsöffnung des zweiten Zweiges übertreten zu lassen. Damit wird ein in das Druckspeichervolumen eintretendes Gas entlang des Strömungsweges aufgefächert, so dass ein stärkeres Durchmi- sehen und Verwirbeln im Innern des Gasspeichervolumens zu er¬ warten ist. Damit kann eine verbesserte Abkühlung von einströmenden heißen Gasen im Innern des Gasspeichervolumens erzwungen werden. Durch die Ausnehmung wird die Sperrwirkung der Barriere herabgesetzt. Die Ausnehmung kann verschiedene Querschnitte aufweisen. Durch die Ausnehmung wird ein Strömungspfad quer zur Sperrrichtung der Barriere eröffnet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Barriere elektrisch isolierend wirkt.
Eine elektrisch isolierende Barriere kann beispielsweise eine Oberfläche aufweisen, die aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist. So kann die Barriere beispielsweise Abschnitte aufweisen, die vollständig aus elektrisch isolie- rendem Material gebildet sind. Des Weiteren kann im Verlauf der Barriere eine Isolierstelle angeordnet sein, die ein Übertreten von elektrischen Strömen, beispielsweise von
Kriechströmen, an der Barriere verhindert. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Barriere beispielsweise aus einem Lei- terwerkstoff gefertigt ist und abschnittsweise oder vollstän¬ dig eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das elektrische Schaltgerät eine Druckgasisolation aufweist.
Elektrische Schaltgeräte mit einer Druckgasisolation weisen im Regelfall ein Kapselungsgehäuse auf, welches das Druckgas in seinem Inneren aufnimmt. Das Kapselungsgehäuse verhindert ein Verflüchtigen des Druckgases, wobei die im Innern des Kapselungsgehäuses befindlichen Baugruppen von dem Druckgas umströmt bzw. von diesem durchströmt sind. Als Druckgase sind vorteilhafterweise elektrisch isolierende Gase einzusetzen. Besonders geeignete Gase sind Schwefelhexafluorid oder Stick- stoff bzw. Gemische mit diesen Gasen. Innerhalb der Druckgas¬ isolation sind beispielsweise Schaltkontaktstücke, eine Iso¬ lierstoffdüse, ein Gasspeichervolumen, ein Kanal oder Zweige des Kanals oder eine strömungswegverlängernde Barriere ange- ordnet. All diese Bauteile sind von dem elektrisch isolierenden Gas umspült. Insbesondere ist das Gasspeichervolumen mit dem elektrisch isolierenden Gas befüllt, so dass dieses elektrisch isolierende Gas beispielsweise mit einem von einem Lichtbogen erhitzten und expandierten Schaltgas vermischt werden kann. Dieses Schaltgas wird beispielsweise durch die von einem Lichtbogen ausgehende thermische Wirkung erzeugt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Schaltkontaktstücke Lichtbogenkontaktstücke sind.
Die Nutzung von Lichtbogenkontaktstücken zur Ausbildung der Schaltkontaktstücke weist den Vorteil auf, dass die Licht¬ bogenkontaktstücke hinsichtlich der Führung, Lenkung und Leitung eines Lichtbogens optimiert werden können. Die Lichtbo- genkontaktstücke weisen abbrandfeste Bereiche auf, welche der Führung eines Lichtbogens dienen und gegenüber Lichtbogenero¬ sion eine ausreichende Widerstandsfähigkeit aufweisen. So ist es beispielsweise möglich, wiederholt größere Ströme, bei¬ spielsweise auch Kurzschlussströme, ausschalten bzw. ein- schalten zu können. Die Lichtbogenkontaktstücke sind dabei im Regelfall durch so genannten Nennstromkontaktstücken ergänzt, wobei im Falle eines Einschaltvorganges die Lichtbogenkon¬ taktstücke zeitlich vor den Nennstromkontaktstücken einander kontaktieren und bei einem Ausschaltvorgang die Lichtbogen- kontaktstücke erst nach einem Aufheben der Kontaktierung der Nennstromkontakte voneinander getrennt werden. Dadurch ist sichergestellt, dass ein Strom bei einem Ausschaltvorgang auf die Lichtbogenkontaktstücke kommutiert und ein Lichtbogen zwischen diesen gebildet ist. Bei einem Einschaltvorgang wird sichergestellt, dass Vorüberschläge vorzugsweise gezielt an den Lichtbogenkontaktstücken auftreten. Die Lichtbogenkontaktstücke können beispielsweise einander stirnseitig gegenü¬ berliegende Schaltkontaktstücke sein, welche längs einer Ach- se relativ zueinander bewegbar sind. Die Nennstromkontaktstü- cke können die Lichtbogenkontaktstücke umfassen und koaxial zur Verschiebeachse der Schaltkontaktstücke angeordnet und ebenfalls längs dieser Achse relativ zueinander bewegbar sein.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sche¬ matisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben .
Dabei zeigt die
Figur 1 ein elektrisches Schaltgerät, die Figur 2 eine erste Abwandlung des aus der Figur 1 bekannten elektrischen Schaltgerätes, die
Figur 3 eine zweite Abwandlung des aus der Figur 1 bekannten elektrischen Schalgerätes und die
Figur 4 eine dritte Abwandlung des aus der Figur 1 bekannten elektrischen Schaltgerätes.
Zunächst wird anhand der Figur 1 ein prinzipieller Aufbau ei- nes elektrischen Schaltgerätes beschrieben. Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen jeweils Abwandlungen des in der Figur 1 gezeigten elektrischen Schaltgerätes. Die Ausgestaltung einer strö- mungswegverlängernden Barriere variiert jeweils. Die Figur 1 zeigt einen Schnitt durch ein elektrisches
Schaltgerät. Das elektrische Schaltgerät weist ein nicht nä¬ her dargestelltes Kapselungsgehäuse auf, welches ein elekt¬ risch isolierendes Gas umschließt. Das elektrisch isolierende Gas ist mit einem Überdruck beaufschlagt und umspült die im Innern des Kapselungsgehäuses befindlichen Teile des elektri¬ schen Schaltgerätes. Die in der Figur 1 gezeigten Teile sind im Innern des Kapselungsgehäuses befindlich. Das elektrische Schaltgerät weist ein erstes Schaltkontaktstück 1 sowie ein zweites Schaltkontaktstück 2 auf. Das erste Schaltkontakt¬ stück 1 ist vorliegend buchsenförmig ausgestaltet. Das zweite Schaltkontaktstück 2 ist bolzenförmig ausgestaltet. Die beiden Schaltkontaktstücke 1, 2 sind jeweils rotationssymmet- risch ausgebildet und liegen koaxial zu einer Achse 3 einan¬ der stirnseitig gegenüber. Durch eine Relativbewegung der beiden Schaltkontaktstücke 1, 2 entlang der Achse 3 kann ein Strompfad geschlossen bzw. ein Strompfad unterbrochen werden. An den einander zugewandten Enden sind die beiden Schaltkon- taktstücke 1, 2 jeweils mit abbrandfesten Kontaktierungsbe- reichen la, 2a ausgestattet. Die abbrandfesten Kontaktie- rungsbereiche la, 2a bilden die einander zugewandten Stirnseiten der beiden Schaltkontaktstücke 1, 2. Zwischen den beiden Schaltkontaktstücken 1, 2 ist eine Schaltstrecke 4 ausge- bildet. Die Schaltstrecke 4 ist in ihrer axialen Erstreckung variabel. Die Erstreckung wird durch die Relativbewegung der beiden Schaltkontaktstücke 1, 2 zueinander bestimmt. Der in der Figur 1 dargestellte Zustand des elektrischen Schaltgerä¬ tes zeigt eine Zwischenstellung der Schaltkontaktstücke 1, 2 während eines Ausschaltvorganges. Die Schaltkontaktstücke 1, 2 sind bereits voneinander getrennt, deren Ausschaltpositio¬ nen sind jedoch noch nicht erreicht, so dass die axiale Aus¬ dehnung der Schaltstrecke noch zunimmt. Zwischen den abbrand- festen Kontaktierungsbereichen la, 2a der beiden Schaltkon- taktstücke 1, 2 ist ein Lichtbogen 5 ausgebildet.
Die beiden Schaltkontaktstücke 1, 2 wirken als Lichtbogenkon¬ taktstücke. Den beiden Schaltkontaktstücken 1, 2 ist ein erstes Nennstromkontaktstück 6 sowie ein zweites Nennstromkon- taktstück 7 zugeordnet. Dem ersten Schaltkontaktstück 1 ist das erste Nennstromkontaktstück 6 zugeordnet, dem zweiten Schaltkontaktstück 2 ist das zweite Nennstromkontaktstück 7 zugeordnet. Die jeweils einander zugeordneten Schaltkontaktstücke 1, 2 und Nennstromkontaktstücke 6, 7 sind unter- einander elektrisch leitend verbunden, so dass die einander zugeordneten Schaltkontaktstücke 1, 2 und Nennstromkontaktstücke 6, 7 stets das gleiche elektrische Potential füh¬ ren. Dadurch ist es möglich, dass bei einem Ausschaltvorgang ein Strom von den Nennstromkontaktstücken 6, 7 auf die
Schaltkontaktstücke 1, 2 kommutiert. Aufgrund der Lage der einander zugeordneten Schaltkontaktstücke 1, 2 und Nennstrom- kontaktstücke 6, 7 erfolgt bei einem Einschaltvorgang zu- nächst ein Kontaktieren der beiden Schaltkontaktstücke 1, 2 und darauf folgend ein Kontaktieren der beiden Nennstromkon- taktstücke 6, 7. Während eines Ausschaltvorganges erfolgt um¬ gekehrt zunächst ein Trennen der Nennstromkontaktstücke 6, 7 und darauf folgend ein Trennen der Schaltkontaktstücke 1, 2.
Die Schaltstrecke 4 ist von einer Isolierstoffdüse 8 umgeben. Die Isolierstoffdüse 8 ist mittels eines ersten Gewindeganges winkelstarr mit dem ersten Nennstromkontaktstück 6 verbunden. Über einen winkelstarren Verbund zwischen dem ersten Nenn- stromkontaktstück 6 und dem ersten Schaltkontaktstück 1 ist ebenfalls ein winkelstarrer Verbund zwischen der Isolierstoffdüse 8 und dem ersten Schaltkontaktstück 1 sichergestellt. Die Isolierstoffdüse 8 weist einen Kanal 9 auf, wel¬ cher koaxial zu der Achse 3 ausgerichtet ist. Der Kanal 9 um- gibt die Schaltstrecke 4 und bewirkt eine radiale Begrenzung derselben, so dass ein Lichtbogenraum gebildet ist. Durch den Kanal 9 der Isolierstoffdüse 8 ist ein radiales Ausbrechen des Lichtbogens 5 verhindert. In den Kanal 9 der Isolier¬ stoffdüse 8 ragt das erste Schaltkontaktstück 1 hinein. Da- durch ist der Kanal 9 teilweise als Ringkanal 9a ausgebildet. Zum Schutz des in den Kanal 9 hineinragenden ersten Schaltkontaktstückes 1 ist das erste Schaltkontaktstück 1 von einer so genannten Hilfsdüse 10 umgeben. Die Hilfsdüse 10 wirkt elektrisch isolierend und umgibt das erste Schaltkontaktstück 1 mantelseitig . Die Hilfsdüse 10 ist mittels eines zweiten Gewindeganges an dem ersten Schaltkontaktstück 1 befestigt. Auf der dem zweiten Schaltkontaktstück 2 zugewandten Seite ist die Hilfsdüse 10 mit einer vorspringenden Schulter versehen, so dass stirnseitige Abschnitte des ersten Schaltkon- taktstückes 1 von der Hilfsdüse 10 überdeckt und geschützt sind. Der Kanal 9 wird durch eine Wandung der Isolierstoffdü¬ se 8 begrenzt. In den Kanal 9 der Isolierstoffdüse 8 ragt das erste Schaltkontaktstück 1 mit der das erste Schaltkontakt- stück 1 im Bereich des Ringkanals 9a umgebenden Hilfsdüse 10 hinein .
Der Ringkanal 9a mündet auf seiner von der Schaltstrecke 4 angewandten Seite in einem Gasspeichervolumen 11. Das Gasspeichervolumen 11 weist eine rotationssymmetrische Form auf, wobei das Gasspeichervolumen 11 von dem ersten Schaltkontaktstück 1 durchsetzt ist. Außenmantelseitig ist das Gasspei¬ chervolumen 11 von dem ersten Nennstromkontaktstück 6 be- grenzt. Der Ringkanal 9a mündet mit einer ersten Mündungsöff¬ nung 12 in dem Gasspeichervolumen 11. Die erste Mündungsöffnung 12 weist einen kreisringförmigen Querschnitt auf. An dem der ersten Mündungsöffnung 12 zugewandten Ende ist der Ringkanal 9a als ein erster Zweig 13 ausgebildet. Weiterhin ist der Kanal 9 mit einem zweiten Zweig 14 ausgestattet. Der zweite Zweig 14 weist mehrere Stichkanäle 16 auf, welche in dem Kanal 9 münden und zwar in dem Abschnitt des Kanals 9, welcher als Ringkanal 9a ausgebildet ist. An dem von dem Ringkanal 9a abgewandten Ende des Zweiges 14 weist der zweite Zweig 14 eine zweite Mündungsöffnung 15 auf. Die Stichkanäle 16 sind jeweils mit einem kreisrunden Querschnitt ausgestat¬ tet und sind radial am Umlauf der Achse 3 verteilt angeord¬ net. Die Stichkanäle 16 münden jeweils in dem Gasspeichervo¬ lumen 11 bzw. in dem Ringkanal 9a. Der Mündungsbereich der Stichkanäle 16 im Kanal 9 definiert die Verzweigung, an wel¬ cher der Kanal 9 in einem ersten Zweig 13 sowie einem zweiten Zweig 14 aufgeteilt ist. Die Stichkanäle 16 liegen vollstän¬ dig in der Isolierstoffdüse 8. Die zweite Mündungsöffnung 15 ist vollständig von einer Wandung der Isolierstoffdüse 8 be- grenzt. Vorliegend sind die Mündungsöffnungen 12, 15 derart ausgestaltet, dass die Mündungsöffnungen 12, 15 sämtlichst in einer Ebene liegen. Die Mündungsöffnungen 12, 15 liegen in ein und derselben stirnseitigen Wandung des Gasspeichervolumens .
Eine Wandung des Gasspeichervolumens 11 ist zumindest teil¬ weise durch die Isolierstoffdüse 8 ausgebildet. Die Wandung ist vorzugsweise planar ringförmig ausgestaltet, wobei die Ebene dieser Wandung annähernd lotrecht zur Achse 3 ausge¬ richtet ist.
An der Isolierstoffdüse 8 ist eine Barriere 17 angeordnet. Die Barriere 17 ist vorliegend als Hohlzylinder mit kreis¬ ringförmigem Querschnitt ausgestaltet, welcher von der Iso¬ lierstoffdüse 8 getragen ist. Die Barriere 17 kann beispiels¬ weise einstückig mit der Isolierstoffdüse 8 ausgeformt sein. Die Barriere 17 ist koaxial zur Achse 3 ausgerichtet und um- schließt die erste Mündungsöffnung 12. Die Barriere 17 ragt frei in das Gasspeichervolumen 11 hinein und separiert die erste Mündungsöffnung 12 von der zweiten Mündungsöffnung 15, so dass ein direktes Überströmen von Gas aus dem ersten Zweig 13 in den zweiten Zweig 14 verhindert ist.
In der vorliegenden Ausgestaltung wurde die axiale Erstre- ckung der Barriere 17 derart gewählt, dass diese bündig mit der Hilfsdüse 10 endet. Darüber hinaus kann die Barriere 17 in axialer Richtung beliebig verlängert oder verkürzt werden, wie in der Figur 1 durch die strichpunktierte Darstellung angedeutet. Die Barriere 17 teilt mit ihrer Wandung das Gas¬ speichervolumen in ein Einströmvolumen 19 sowie in ein Ausströmvolumen 20. Einström- und Ausströmvolumen 19, 20 sind jeweils koaxial zur Achse 3 ausgerichtet. Das Einströmvolumen 19 ist radial von dem Ausströmvolumen 20 umschlossen.
Um ein Aus- und Übertreten von Schaltgas aus der Barriere 17 zu unterstützen oder gezielt einzuleiten, können sich im Wesentlichen in radialer Richtung zu der Achse 3 erstreckende Ausnehmungen 18 in die Barriere 17 eingebracht sein. Insbe¬ sondere bei einem vollständigen Erstrecken der Barriere 17 durch die gesamte axiale Erstreckung des Gasspeichervolumens 11 hindurch ist eine Anordnung von Ausnehmungen 18 vorteilhaft.
Die in den Figuren in dem Kanal 9/Ringkanal 9a, dem Gasspei¬ chervolumen 11 sowie den Stichkanälen 16 gezeigten Pfeilen beschreiben die Möglichkeit eines Strömens von Gasen, ausge- hend von der Schaltstrecke 4, in das Gasspeichervolumen 11 hinein und wieder zurück in Richtung der Schaltstrecke 4.
Im Folgenden soll anhand der Figur 1 beispielhaft die Funkti¬ onsweise eines erfindungsgemäßen elektrischen Schaltgerätes beschrieben werden.
Die Figur 1 zeigt einen Zeitpunkt während eines Ausschaltvor¬ ganges, wobei eine Trennung der Schaltkontaktstücke 1, 2 be- reits stattgefunden hat und bereits soweit fortgeschritten ist, dass ein Lichtbogen 5 in der Schaltstrecke 4 brennt. Bei dem Einleiten eines Ausschaltvorganges befinden sich die Nennstromkontaktstücke 6, 7 sowie die Schaltkontaktstücke 1, 2 noch in galvanischer Verbindung. Die Nennstromkontaktstücke 6, 7 sowie die Schaltkontaktstücke 1, 2 werden voneinander in Richtung der Achse 3 entfernt, so dass zunächst eine Trennung der Nennstromkontaktstücke 6, 7 erfolgt. Ein über diese Nenn¬ stromkontaktstücke 6, 7 fließender elektrischer Strom kommu- tiert nunmehr auf die beiden Schaltkontaktstücke 1, 2. Die beiden Schaltkontaktstücke 1, 2 werden zeitlich folgend ge¬ trennt. Es erfolgt nach der Kontakttrennung häufig ein Zünden eines Lichtbogens 5. Mit voranschreitender Entfernung der Schaltkontaktstücke 1, 2 voneinander erfolgt eine Verlänge¬ rung des Lichtbogens 5. Der Lichtbogen 5 brennt in der
Schaltstrecke 4. Das zweite Schaltkontaktstück 2 ist zu Be¬ ginn einer Trennbewegung im Kanal 9 befindlich und verdämmt diesen Kanal 9. Zur Verdämmung weist die Isolierstoffdüse 8 eine Düsenengstelle auf. Die Verdämmung des Kanals 9 erfolgt dabei nur zu einem Teil, jedoch ist eine Strömungswider- Standserhöhung durch die Verdämmung des Kanals 9 mittels des zweiten Schaltkontaktstückes 2 derartig stark, dass ein aus¬ reichender Anteil der durch den Lichtbogen 5 expandierten Schaltgase, ausgehend von der Schaltstrecke 9, über den Kanal 9/Ringkanal 9a in Richtung des Gasspeichervolumens 11 getrie- ben wird. Die heißen Gase aus der Schaltstrecke 4 laufen über den Kanal 9 bis in das Gasspeichervolumen 11 hinein. Dort wird aufgrund der Lage des ersten Zweiges 13 und des zweiten Zweiges 14 und der sich einstellenden Strömungswiderstands- Verhältnisse ein Strömen der Gase in das Gasspeichervolumen 11 vorzugsweise durch den ersten Zweig 13 erfolgen. Über die erste Mündungsöffnung 12 im Gasspeichervolumen 11 tritt heißes Gas in das Gasspeichervolumen 11 hinein. Da die Barriere 17 ein unmittelbares Übertreten von gerade einströmendem Gas in die zweite Mündungsöffnung 15 verhindert, wird das ein¬ strömende Gas weiter in den von den Mündungsöffnungen 12, 15 abgewandten Bereiche des Gasspeichervolumens 11 hineingetra¬ gen. Dort findet eine Durchmischung mit dem im Gasspeichervo¬ lumen 11 befindlichen kalten Gas statt. Über den Kanal 9 wird nach wie vor heißes und im Druck erhöhtes Gas in das Gasspei¬ chervolumen 11 gepresst. Dort erhöht sich ebenfalls der
Druck. Das Gas hat das Bestreben, über den zweiten Zweig 14 aus dem Gasspeichervolumen herauszudrängen. Aufgrund des stetig in den Kanal 9 nachströmenden heißen Schaltgases und dem vorherrschenden Überdruck ist ein sofortiges Austreten jedoch nicht ermöglicht. Mit einem Voranschreiten der Schaltbewe¬ gung, d. h., das zweite Schaltkontaktstück 2 wird aus dem Kanal 9 herausbewegt, kommt es zu einer Aufhebung der Verdäm- mung des Kanals 9 und zu einer Druckreduzierung im Bereich der Schaltstrecke 4.
Nunmehr besteht die Möglichkeit, das in seinem Druck erhöhte Gas aus dem Gasspeichervolumen 11 über den zweiten Zweig 14 heraustreten zu lassen und wieder in den Kanal 9 hineinzuleiten. Ein gegebenenfalls noch brennender Lichtbogen 5 kann nunmehr mit dem zurückströmenden Gas beblasen und gekühlt werden. Weiterhin kann die Schaltstrecke nach Löschen des Lichtbogens 5 durch das zurückströmende Gas gespült werden, so dass eine durchschlagsfeste Isolierstrecke auch zwischen den beiden Schaltkontaktstücken 1, 2 gebildet werden kann.
In der Figur 1 ist die Barriere 17 beispielhaft als Barriere mit einer Wandung aus elektrisch isolierendem Material dargestellt. Des Weiteren sind Ausnehmungen 18 mit einem kreisförmigen Querschnitt dargestellt. Darüber hinaus können die For¬ men der Ausnehmungen jedoch variieren sowie weitere/andere Materialien zur Ausbildung der Barriere 17 zum Einsatz gelangen .
Die Figur 2 stellt eine erste Abwandlung des in der Figur 1 gezeigten elektrischen Schaltgerätes dar. Lediglich die Ausgestaltung einer Barriere 17a erfolgt alternativ. Daher soll lediglich auf die Ausgestaltung der Barriere 17a im Folgenden eingegangen werden. Auf die weiteren Wirkungsweisen, Funktionen und Baugruppen wird auf die Figur 1 bzw. die zugehörige Figurenbeschreibung verwiesen. Gleiches gilt analog auch für die Figuren 3 und 4.
Die Barriere 17a bei der Ausgestaltungsvariante nach Figur 2 ist derart ausgebildet, dass diese sich vollständig durch das Gasspeichervolumen 11 hindurch erstreckt. Das Gasspeichervolumen 11 wird auch hier in ein Einströmvolumen 19 sowie ein Ausströmvolumen 20 unterteilt. Die Barriere 17a ist rotati¬ onssymmetrisch ausgeformt sowie koaxial zur Achse 3 angeord¬ net. Zur Positionierung der Barriere 17a im Gasspeichervolu- men 11 ist vorgesehen, dass die Isolierstoffdüse 8 mit einer Passung versehen ist, in welche die Barriere 17a eingeführt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des Gasspeichervolumens 11 ist eine Ringnut angeordnet, in welche die von der Iso¬ lierstoffdüse 8 abgewandte Seite der Barriere 17a eingelegt ist. Somit ist die Barriere 17a formschlüssig zwischen einer Wandung des Gasspeichervolumens 11 und der Isolierstoffdüse 8 positioniert. Weiterhin ist gemäß der Figur 2 vorgesehen, die Barriere 17a mit einer trichterartig erweiterten Form auszu¬ gestalten. Dadurch wird die mechanische Stabilität der Bar- riere 17a günstig beeinflusst. Zum Überströmen des Gases von dem Einströmvolumen 19 in das Ausströmvolumen 20 sind in die Barriere 17a mehrere rechteckige Ausnehmungen 18 um die Achse 3 verteilt eingebracht. Die Ausnehmungen 18 sind vorzugsweise auf der von der Isolierstoffdüse 8 abgewandten Seite der Bar- riere 17a angeordnet.
Die Figur 3 zeigt eine zweite Abwandlung des Schaltgerätes mit einer Barriere 17b. Vorliegend ist die Barriere 17b eben- falls an ihrer von der Isolierstoffdüse 8 abgewandten Seite trichterförmig erweitert ausgestaltet. Jedoch ist eine Erwei¬ terung stufig vorgesehen, so dass die Strömungsverhältnisse im Bereich des Einströmvolumens 19 günstig gestaltet sind.
Bei der in der Figur 4 gezeigten dritten Abwandlung des Schaltgerätes mit einer Barriere 17c ist vorgesehen, die Bar¬ riere 17c beispielsweise aus einem elektrisch leitenden Mate¬ rial zu formen, wobei ein winkelstarrer Verbund zwischen der Barriere 17c und einer Wandung des Gasspeichervolumens 11, welche nicht durch die Isolierstoffdüse 8 gebildet ist, er¬ folgt. Somit ist es beispielsweise möglich, mit der Fertigung des ersten Nennstromkontaktstückes 6 bzw. des ersten Schalt¬ kontaktstückes 1 die Barriere 17c auszuformen. Dabei ist vor- gesehen, dass sich auch die Barriere 17c durch die gesamte Länge des Gasspeichervolumens 11 hindurch erstreckt, wobei die Isolierstoffdüse 8 an die Barriere 17c anschlägt. Somit ist auch hier eine Unterteilung in ein Einströmvolumen 19 sowie ein Ausströmvolumen 20 des Gasspeichervolumens 11 vorge- nommen. Um ein Übertreten von Gasen aus dem Einströmvolumen 19 in das Ausströmvolumen 20 zu fördern, ist bei der Abwandlung des elektrischen Schaltgerätes gemäß Figur 4 eine Anord¬ nung mehrerer axial beabstandeter Ringbahnen vorgesehen, wobei auf den Ringbahnen versetzt zueinander mehrere radial ausgerichtete Ausnehmungen 18 angeordnet sind.
Die in den Figuren 2, 3 und 4 gezeigten elektrischen Schaltgeräte entsprechen nach Wirkung und Funktion dem in der Figur 1 gezeigten Schaltgerät. Entsprechend gilt die Beschreibung bezüglich der Figur 1 analog für die Figuren 2, 3 und 4. Die Figuren 1, 2, 3 und 4 unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Ausgestaltung der Barrieren 17, 17a, 17b, 17c.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisches Schaltgerät mit einer zwischen einem ersten und einem zweiten Schaltkontaktstück (1, 2) ausbildbaren Schaltstrecke (4) und einer einen Kanal (9) begrenzenden Isolierstoffdüse (8), wobei der Kanal (9) die Schaltstrecke (4) mit einem Gasspeichervolumen (11) verbindet und ein erster und ein zweiter Zweig (13, 14) des Kanals (9) in dem Gasspei¬ chervolumen (11) münden,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
eine erste Mündungsöffnung (12), die dem ersten Zweig (13) zugeordnet ist und eine zweite Mündungsöffnung (15), die dem zweiten Zweig (14) zugeordnet ist mittels einer strömungsweg- verlängernden Barriere (17, 17a, 17b, 17c) voneinander ge- trennt sind.
2. Elektrisches Schaltgerät 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
die Mündungsöffnungen (12, 15) in derselben Wandung des Gas- speichervolumens (11) münden.
3. Elektrisches Schaltgerät nach einem der Anspruch 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 Barriere (17, 17a, 17b, 17c) eine in sich geschlossen um- laufende Wandung aufweist.
4. Elektrisches Schaltgerät 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
der erste Zweig (13) in Form eines Ringkanals (9a) und der zweite Zweig (14) in Form mehrerer vom Ringkanal (9a) fort¬ laufender Stichkanäle (16) ausgeführt ist.
5. Elektrisches Schaltgerät 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 Barriere (17, 17a, 17b, 17c) mit der Isolierstoffdüse (8) verbunden ist und frei in das Gasspeichervolumen (11) hineinragt .
6. Elektrisches Schaltgerät 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 Barriere (17, 17a, 17b, 17c) mit der Isolierstoffdüse (8) verbunden ist und sich durch das Gasspeichervolumen (11) erstreckt und das Gasspeichervolumen (11) in ein Einströmvolu¬ men (19) und ein Ausströmvolumen (20) unterteilt.
7. Elektrisches Schaltgerät 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
der erste und der zweite Zweig (13, 14) voneinander verschie¬ dene Strömungswiderstände aufweisen.
8. Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Barriere (17, 17a, 17b, 17c) eine Ausnehmung (18) auf¬ weist.
9. Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Barriere (17, 17a, 17b, 17c) elektrisch isolierend wirkt.
10. Elektrisches Schaltgerät 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
das elektrische Schaltgerät eine Druckgasisolation aufweist.
11. Elektrisches Schaltgerät 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
die Schaltkontaktstücke (1, 2)) Lichtbogenkontaktstücke sind.
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