DE19547522C1 - HV line circuit breaker with gas-storage space - has gas-storage space divided by partition into heating space and cold gas space - Google Patents
HV line circuit breaker with gas-storage space - has gas-storage space divided by partition into heating space and cold gas spaceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs-Leistungs schalter mit einem ersten, antreibbaren Kontaktstück, einem zweiten Kontaktstück und mit einem Gasspeicherraum, in den in einem Lichtbogenraum zwischen den Kontaktstücken durch einen Schaltlichtbogen aufgeheiztes Löschgas einströmen kann, wobei der Gasspeicherraum durch eine erste Trennwand in einen Heizraum und einen Kaltgasraum unterteilt ist, die derart miteinander in Verbindung stehen, daß eine Druckerhöhung im Heizraum eine Druckerhöhung im Kaltgasraum zur Folge hat, und wobei ein erster Verbindungskanal zwischen dem Lichtbogenraum und dem Heizraum und ein zweiter Verbindungskanal zwischen dem Kaltgasraum und dem Lichtbogenraum vorgesehen sind und wobei der erste und der zweite Verbindungskanal im Ein schaltzustand durch eines der Kontaktstücke verschlossen sind und durch die Schaltbewegung beim Ausschalten nacheinander geöffnet werden.The invention relates to high voltage power switch with a first, drivable contact piece, a second contact piece and with a gas storage space in which an arc space between the contact pieces by one Switching arc can flow heated extinguishing gas, whereby the gas storage space through a first partition into one Boiler room and a cold gas room is divided, such are related to each other that a pressure increase in Boiler room has an increase in pressure in the cold gas room, and wherein a first connection channel between the arc space and the boiler room and a second connecting channel between the cold gas space and the arc space are provided and the first and second connecting channels in one switching state are closed by one of the contact pieces and the switching movement when switching off one after the other be opened.
Ein derartiger Hochspannungs-Leistungsschalter ist beispiels weise aus der französischen Patentanschrift 23 85 214 bekannt. Dort umgibt ein antreibbares hohles Kon taktstück ein feststehendes, ebenfalls hohles Kontaktstück im Einschaltzustand und gibt im Zuge der Ausschaltbewegung zu nächst einen axialen Kanal frei, der mit einem Heizraum ver bunden ist. Später gibt das antreibbare Kontaktstück dann ei nen weiteren Kanal frei, der mit einem weiteren, den Heizraum koaxial umgebenden Gasspeicherraum verbunden ist. Der Nach teil bei dieser Konstruktion besteht darin, daß der bei der Ausschalthandlung zunächst freigegebene Verbindungskanal zum Heizraum im wesentlichen parallel zu dem feststehenden Kon taktstück verläuft. Wenn in dieser Richtung das vom Schalt lichtbogen aufgeheizte Löschgas abströmt, besteht die Gefahr, daß der Lichtbogen zum Heizraum hin mitgerissen wird und dort die Wände des Heizraumes bzw. andere dort befindliche Bau teile beschädigt werden. Der Fußpunkt des Lichtbogens würde auf dem feststehenden Kontaktstück (vgl. Fig. 10 der FR 2 385 214) in den Heizraum hineinwandern.Such a high-voltage circuit breaker is an example from the French patent address 23 85 214 known. There is a drivable hollow con Taktstück a fixed, also hollow contact piece in the Switch-on state and admits in the course of the switch-off movement next an axial channel free that ver with a boiler room is bound. Then the drivable contact piece then NEN another channel free, the one with another, the boiler room coaxially surrounding gas storage space is connected. The night Part of this construction is that the Switch-off action initially released connection channel to Boiler room essentially parallel to the fixed con beat runs. If in this direction from the switch arc-heated extinguishing gas flows out, there is a risk that the arc is carried away to the boiler room and there the walls of the boiler room or other building located there parts are damaged. The base of the arc would on the fixed contact piece (cf. Fig. 10 of FR 2 385 214) into the boiler room.
Aus der DE 38 10 091 A1 ist ein Hochspannungs-Leistungsschal ter mit einem geteilten Gasspeicherraum bekannt, bei dem Löschgas zunächst in einen Heizraum, danach in einen Gasspei cherraum und aus diesem zurück in den Lichtbogenraum strömt, sobald dort der Löschgasdruck nachgelassen hat.DE 38 10 091 A1 is a high-voltage power scarf ter known with a shared gas storage room, in which Extinguishing gas first in a boiler room, then in a gas tank and flows back into the arc room, as soon as the extinguishing gas pressure has decreased there.
Der Nachteil des dort beschriebenen Leistungsschalters be steht darin, daß nach dem Absinken des Löschgasdrucks im Lichtbogenraum sowohl aus dem gerade erst mit heißem Löschgas gefüllten Heizraum als auch aus dem diesen umgebenden Kalt gasraum über einen gemeinsamen Verbindungskanal Löschgas in den Lichtbogenraum einströmen kann.The disadvantage of the circuit breaker described there is that after the extinguishing gas pressure in the Arc room both from the just with hot extinguishing gas filled boiler room as well as from the cold surrounding it gas space via a common connection channel for extinguishing gas in can flow into the arc chamber.
Somit besteht die Gefahr, daß in dem Verbindungskanal oder im Lichtbogenraum das heiße Löschgas mit kaltem Löschgas ver mischt wird und somit ein Gasgemisch entsteht, das für die Wiederverfestigung der Trennstrecke des Leistungsschalters nicht optimal geeignet ist.Thus there is a risk that in the connecting channel or in Arc room ver the hot extinguishing gas with cold extinguishing gas is mixed and thus creates a gas mixture that for the Reconsolidation of the isolating section of the circuit breaker is not optimally suited.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungs-Leistungsschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit geringstem Aufwand für einen Ausschalt vorgang möglichst große Mengen von möglichst kaltem Löschgas zur Löschung des Lichtbogens zur Verfügung gestellt werden können. The present invention has for its object a High-voltage circuit breakers of the type mentioned at the beginning create, with the least effort for a shutdown process the largest possible quantities of the coldest possible extinguishing gas to extinguish the arc can.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der er ste und der zweite Verbindungskanal in den Lichtbogenraum getrennt voneinander in Form eines ersten und zweiten Ringka nals in radialer Richtung einmünden, daß der erste und der zweite Ringkanal in axialer Richtung der Kontaktstücke von einander beabstandet sind.The object is achieved in that he and the second connection channel into the arc room separately from each other in the form of a first and a second ringka nals open in the radial direction that the first and the second ring channel in the axial direction of the contact pieces of are spaced from each other.
Dadurch, daß der erste und der zweite Verbindungskanal ge trennt voneinander den Lichtbogenraum mit dem Heizgasraum und dem Kaltgasraum mit dem Lichtbogenraum verbinden, wird ver hindert, daß das aus dem Kaltgasraum zum Lichtbogenraum strö mende Löschgas durch heißes Löschgas aus dem Heizraum konta miniert wird. Dadurch daß sowohl der erste Verbindungskanal als auch der zweite Verbindungskanal in radialer Richtung in den Lichtbogenraum einmündet, wird verhindert, daß der Licht bogen den Mündungsbereich eines Verbindungskanals verstopft und daß der Lichtbogen ggf. durch eine Löschgasströmung in den Heizgasraum hinein verlängert wird.In that the first and the second connecting channel ge separates the arc room from the heating gas room and connect the cold gas room with the arc room is ver prevents this from flowing from the cold gas room to the arc room extinguishing gas through hot extinguishing gas from the boiler room is mined. Because both the first connecting channel as well as the second connecting channel in the radial direction in the arc chamber opens, the light is prevented bow clogged the mouth of a connecting channel and that the arc may be caused by a quenching gas flow in the heating gas room is extended.
Radiale Ringkanäle, die in den Lichtbogenraum einmünden, bie ten gegenüber axial verlaufenden Kanälen den Vorteil, daß sich ohne weiteres große Eintrittsquerschnittsflächen ver wirklichen lassen. Außerdem ist die radiale Einströmrichtung des Löschgases bei der Beblasung des Lichtbogens vorteilhaft.Radial ring channels, which open into the arc space, bie ten compared to axially extending channels the advantage that large entry cross-sectional areas ver let real. In addition, the radial inflow direction the extinguishing gas when blowing the arc advantageous.
Die Erfindung kann vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, daß der Gasspeicherraum gemeinsam mit dem antreibbaren Kon taktstück im Schaltfall bewegt wird.The invention can advantageously be designed by that the gas storage space together with the drivable Kon is moved in the switching case.
In diesem Fall kann der Gasspeicherraum konstruktiv einfach mit einer mechanischen Kompressionsvorrichtung für das Lösch gas verbunden werden. Der Boden des Gasspeicherraumes kann den Kolben eines aus Kompressionszylinder und Kolben beste henden Systems bilden. In this case, the gas storage space can be structurally simple with a mechanical compression device for extinguishing gas. The floor of the gas storage room can the piston one of the best compression cylinder and piston existing system.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Heizraum und der Kaltgasraum wenigstens in einem Bereich aneinander angrenzen und daß sie wenigstens in einem Teilbereich des Bereiches nur durch eine bewegliche zweite Trennwand voneinander getrennt sind.A further advantageous embodiment of the invention provides before that the boiler room and the cold gas room at least in one Adjacent area and that they are at least in one Part of the area only by a movable second Partition are separated from each other.
Eine bewegliche zweite Trennwand stellt sicher, daß das heiße Löschgas aus dem Heizraum nicht in direkte Berührung mit dem kalten Löschgas aus dem Kaltgasraum kommt. Durch die Beweg lichkeit der Trennwand wird ermöglicht, daß diese durch eine Expansion des Gases im Heizraum verschoben wird und somit das kalte Gas im Kaltgasraum komprimiert ohne mit heißem Löschgas in Berührung zu bringen. Hierdurch wird kaltes Löschgas unter hohem Druck zur Beblasung des Schaltlichtbogens im Kaltgas raum zur Verfügung gestellt.A movable second partition ensures that the hot Extinguishing gas from the boiler room not in direct contact with the cold extinguishing gas comes from the cold gas room. By moving ability of the partition is made possible by this Expansion of the gas in the boiler room is postponed and thus that cold gas in the cold gas room is compressed without using hot extinguishing gas to get in touch. This will put cold extinguishing gas under high pressure to blow the switching arc in the cold gas space provided.
Die bewegliche zweite Trennwand kann beispielsweise in Form eines fliegenden Kolbens, der in dem Kaltgasraum verschiebbar ist, realisiert sein. Die bewegliche Trennwand kann aber auch durch eine elastische Membran realisiert sein.The movable second partition can be in shape, for example of a flying piston that is displaceable in the cold gas space is to be realized. The movable partition can also be realized by an elastic membrane.
Es kann außerdem vorteilhaft vorgesehen sein, daß der Heizraum und der Kaltgasraum konzentrisch zueinander angeord net sind.It can also be advantageously provided that the The boiler room and the cold gas room are arranged concentrically to each other are not.
Hierdurch ergibt sich eine platzsparende Anordnung und die Möglichkeit, den Heizraum und den Kaltgasraum an ihrem einen Ende jeweils getrennt voneinander mittels je eines Verbin dungskanals mit dem Lichtbogenraum zu verbinden und den Heiz gasraum an seinem anderen Ende, in axialer Richtung gesehen mit dem Kaltgasraum zu verbinden. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich die Möglichkeit, die einzelnen Gasräume durch Ringkanäle mit großem Querschnitt miteinander zu verbinden und somit, soweit gewünscht, große Gasdurch flußmengen zu realisieren.This results in a space-saving arrangement and the Possibility of the boiler room and the cold gas room at one End separately from each other using a verb connection duct with the arc room and the heating gas space at its other end, seen in the axial direction to connect to the cold gas room. Through this configuration the invention gives the possibility of individual Gas spaces through large-diameter ring channels with each other to connect and, if desired, large gas throughput to realize flows.
Die Erfindung kann außerdem vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, daß die bewegliche Trennwand durch einen Ringkolben gebildet ist.The invention can also be advantageously configured in this way be that the movable partition by an annular piston is formed.
Dieser Ringkolben kann vorteilhaft mit einer Rückstellfeder versehen sein, die ihm im Normalfall nach einer Schalthand lung in eine neutrale Lage überführt.This ring piston can be advantageous with a return spring be provided that normally after a switching hand transferred to a neutral position.
Anstelle der beweglichen Trennwand können der Kaltgasraum und der Heizraum auch durch ein Rückschlagventil in dem von den Verbindungskanälen abgewandten Bereich miteinander verbunden sein, welches Löschgas nur vom Heizraum in den Kaltgasraum strömen läßt.Instead of the movable partition, the cold gas space and the boiler room also through a check valve in the one of the Connection channels facing away from each other be which extinguishing gas only from the boiler room to the cold gas room can flow.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Querschnittsfläche des die Ringkanäle im Ein schaltzustand verschließenden Kontaktstückes ausgehend von seinem freien Ende kontinuierlich oder in mehreren Stufen zu nimmt.A further advantageous embodiment of the invention provides before that the cross-sectional area of the ring channels in the one switching state closing contact piece starting from its free end continuously or in several stages takes.
Durch diese Konstruktion ist das Freigeben der Ringkanäle nicht mehr nur schlagartig sondern in mehreren Schritten oder kontinuierlich möglich.This construction enables the ring channels to be released not just suddenly but in several steps or continuously possible.
Außerdem kann die Erfindung noch vorteilhaft dadurch ausge staltet werden, daß zwischen dem Kaltgasraum und dem Lichtbo genraum wenigstens ein weiterer Verbindungskanal vorgesehen ist, der in radialer Richtung in den Lichtbogenraum axial zu den übrigen Verbindungskanälen versetzt einmündet. In addition, the invention can be advantageous be designed that between the cold gas space and the Lichtbo at least one additional connection channel is provided is the axially in the radial direction in the arc space the other connecting channels open offset.
Hierdurch ist eine zeitliche Steuerung, insbesondere eine stufenweise Verstärkung des Löschgasstromes während der Aus schaltbewegung möglich.This enables a time control, in particular a gradual amplification of the extinguishing gas flow during the off switching movement possible.
Es kann außerdem vorteilhaft vorgesehen sein, daß der Gas speicherraum mittels eines Rückschlagventiles mit einem Kom pressionsraum einer mechanischen Löschgaskompressionsvor richtung in Verbindung steht. Hierdurch strömt nach Abfallen des Löschgasdrucks im Gasspeicherraum komprimiertes Löschgas aus der Löschgaskompressionsvorrichtung nach.It can also be advantageously provided that the gas storage space by means of a check valve with a comm compression space of a mechanical extinguishing gas compression direction is connected. This flows after falling off of the extinguishing gas pressure in the gas storage space compressed extinguishing gas from the extinguishing gas compression device.
Außerdem kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß eine mechani sche Löschgaskompressionsvorrichtung vorgesehen ist, die un abhängig von dem Gasspeicherraum mittels eines eigenen Ver bindungskanals mit dem Lichtbogenraum verbunden ist.In addition, it can advantageously be provided that a mechani cal extinguishing gas compression device is provided, the un depending on the gas storage space by means of its own Ver binding channel is connected to the arc room.
Hierdurch wird ermöglicht, daß während des Schaltvorganges unabhängig von der Heizwirkung des Lichtbogens kaltes kompri miertes Löschgas aus der Kompressionsvorrichtung zum Lichtbo gen gelangt.This enables that during the switching process regardless of the heating effect of the arc cold kompri gated extinguishing gas from the compression device to Lichtbo reached.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie ben.In the following, the invention is illustrated by means of an embodiment shown in a drawing and then described ben.
Dabei zeigtIt shows
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Leistungsschalter schematisch im Querschnitt, Fig. 1 shows a circuit breaker according to the invention diagrammatically in cross-section,
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Leistungsschalter mit einem abgestuften stiftförmigen Kontaktstück im Querschnitt. Fig. 2 shows a circuit breaker according to the invention with a stepped pin-shaped contact piece in cross section.
Der in der Fig. 1 dargestellte Hochspannungs-Leistungsschal ter weist ein erstes, antreibbares Kontaktstück 2 und ein zweites, feststehendes Kontaktstück 1 auf, die jeweils als Lichtbogenkontaktstücke ausgebildet sind. Außerdem weist der Schalter auch zwei Dauerstromkontaktstücke 3, 4 auf. Der Schalter ist in einer Zwischenstellung während der Ausschalt bewegung dargestellt, wobei das antreibbare Kontaktstück 2 sich bereits von dem feststehenden Kontaktstück 1 entfernt hat und ein Lichtbogen 5 zwischen diesen Kontaktstücken ge zogen worden ist. In der Abbildung ist nur eine Hälfte des Leistungsschalters dargestellt.The high-voltage circuit breaker shown in FIG. 1 has a first, drivable contact piece 2 and a second, fixed contact piece 1 , which are each designed as arcing contact pieces. In addition, the switch also has two continuous current contact pieces 3 , 4 . The switch is shown in an intermediate position during the switch-off movement, the drivable contact piece 2 has already moved away from the fixed contact piece 1 and an arc 5 has been drawn between these contact pieces. Only one half of the circuit breaker is shown in the figure.
Mit dem antreibbaren Kontaktstück 2 ist ein Isolierdüsenkör per 6 verbunden, der eine Öffnung 7 für das feststehende Kon taktstück 1 aufweist.With the drivable contact piece 2 , an insulating nozzle is connected by 6 , which has an opening 7 for the fixed contact piece 1 .
Im Einschaltzustand ist das Kontaktstück 1 in das Kontakt stück 2, das die Form eines Tulpenkontaktes aufweist, einge fahren und schließt einen ersten Ringkanal 8 und einen zwei ten Ringkanal 9 dicht ab.In the switched-on state, the contact piece 1 is in the contact piece 2 , which has the shape of a tulip contact, is closed and closes a first ring channel 8 and a second ring channel 9 tightly.
Im Zuge einer Ausschaltbewegung gibt das feststehende Kon taktstück 1 zunächst den ersten Ringkanal 8 frei, der über den ersten Verbindungskanal 10 mit dem Heizraum 11 verbunden ist.In the course of a switch-off movement, the fixed contact piece 1 initially releases the first ring channel 8 , which is connected to the heating chamber 11 via the first connecting channel 10 .
Später gibt das Kontaktstück 1 dann den zweiten Ringkanal 9 frei, der mittels des zweiten Verbindungskanals 12 mit dem Kaltgasraum 13 verbunden ist.Later, the contact piece 1 then releases the second ring channel 9 , which is connected to the cold gas space 13 by means of the second connecting channel 12 .
Der Heizraum 11 und der konzentrisch zu diesem angeordnete Kaltgasraum 13 bilden zusammen einen Gasspeicherraum, der durch die ringförmige erste Trennwand 14 aufgeteilt ist.The heating space 11 and the cold gas space 13 arranged concentrically to this together form a gas storage space which is divided by the annular first partition 14 .
Der erste Verbindungskanal 8 mündet in der Einströmöffnung 15 in den Heizraum 11, während der zweite Verbindungskanal 12 in der Ausströmöffnung 16 in den Kaltgasraum 13 einmündet. The first communication passage 8 leads into the inflow opening 15 into the heating chamber 11, opens into the cold gas space 13 while the second connecting channel 12 in the outflow opening sixteenth
An ihrem der Einströmöffnung 15 und der Ausströmöffnung 16 entgegengesetzten Ende sind der Heizraum 11 und der Kaltgas raum 13 mittels einer Öffnung 26 miteinander verbunden. Die Öffnung 26 ist durch ein Rückschlagventil 17 verschließbar, das durch Federn 19 in der Verschlußstellung gehalten wird und nur in dem Fall geöffnet wird, daß in dem Heizraum 11 ein höherer Druck herrscht als in dem Kaltgasraum 13.At its end opposite the inflow opening 15 and the outflow opening 16 , the heating chamber 11 and the cold gas chamber 13 are connected to one another by means of an opening 26 . The opening 26 can be closed by a check valve 17 which is held in the closed position by springs 19 and is only opened in the event that a higher pressure prevails in the heating chamber 11 than in the cold gas chamber 13 .
Der beschriebene Leistungsschalter funktioniert folgenderma
ßen:
Sobald das antreibbare Kontaktstück 2 von dem feststehenden
Kontaktstück 1 abgelaufen ist, bildet sich ein Lichtbogen 5
zwischen den Kontaktstücken aus und gleich darauf wird der
Ringkanal 8 von dem antreibbaren Kontaktstück 1 freigegeben,
so daß das in dem Lichtbogenraum 18 zwischen den Kontaktstücken
1, 2 aufgeheizte Löschgas durch den ersten Ringkanal 8
und den ersten Verbindungskanal 10 sowie die Einströmöffnung
15 in den Heizraum 11 einströmen kann. Dort baut sich ein er
höhter Löschgasdruck auf, der zu einem Überströmen von
Löschgas in den Kaltgasraum 13 führt.The circuit breaker described works as follows:
As soon as the drivable contact piece 2 has expired from the fixed contact piece 1 , an arc 5 is formed between the contact pieces and immediately thereafter the annular channel 8 is released from the drivable contact piece 1 , so that the one heated in the arc space 18 between the contact pieces 1 , 2 Extinguishing gas can flow through the first ring channel 8 and the first connecting channel 10 and the inflow opening 15 into the heating chamber 11 . There he builds up an extinguishing gas pressure, which leads to an overflow of extinguishing gas into the cold gas space 13 .
Wenn im Stromnulldurchgang des zu schaltenden Stroms der Lichtbogen 5 erlischt, sinkt der Löschgasdruck im Lichtbogen raum 18 ab und das heiße Löschgas kann sowohl aus dem Heizraum 11 über den ersten Verbindungskanal 10 als auch aus dem Kaltgasraum 13 durch den zweiten Verbindungskanal 12 in den Lichtbogenraum 18 einströmen, um dort den Lichtbogen 5 zu beblasen und die Trennstrecke zwischen den Kontaktstücken 1, 2 dielektrisch zu verfestigen.If the arc 5 extinguishes in the zero current passage of the current to be switched, the quenching gas pressure in the arc chamber 18 drops and the hot quenching gas can flow both from the heating chamber 11 via the first connecting duct 10 and from the cold gas chamber 13 through the second connecting duct 12 into the arcing chamber 18 flow in there to blow the arc 5 and to solidify the separating distance between the contact pieces 1 , 2 dielectrically.
Je nach dem Zeitpunkt des Stromnulldurchganges und der Anord nung des zweiten Ringkanals 9 kann zu diesem Zeitpunkt der zweite Ringkanal 9 noch durch das antreibbare Kontaktstück 1 versperrt sein, so daß nur durch den ersten Ringkanal 8 Löschgas in den Lichtbogenraum 18 einströmen kann und erst später zusätzliches, kaltes Löschgas aus dem Kaltgasraum 13 durch den zweiten Verbindungskanal 12 und den zweiten Ringka nal 9 in den Lichtbogenraum 18 einströmt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Beblasung des Lichtbogens verlängert wird. Außerdem wird erreicht, daß gerade in dem kritischen Zeitintervall vor dem Wiederanstieg der Schaltspannung beson ders kaltes Löschgas aus dem Kaltgasraum 13 in den Lichtbo genraum 18 strömt, wodurch schnell eine hohe Spannungsfestig keit der Trennstrecke erreicht wird.Depending on the time of current zero crossing and the Anord voltage of the second ring channel 9 , the second ring channel 9 can still be blocked by the drivable contact piece 1 at this time, so that extinguishing gas can flow into the arc chamber 18 only through the first ring channel 8 and only later additional , cold extinguishing gas from the cold gas chamber 13 through the second connecting channel 12 and the second Ringka channel 9 flows into the arc chamber 18 . In this way it is achieved that the blowing of the arc is extended. In addition, it is achieved that especially in the critical time interval before the switching voltage rises, special cold extinguishing gas flows from the cold gas chamber 13 into the Lichtbo genraum 18 , which quickly achieves a high dielectric strength speed of the isolating section.
Die Fig. 2 zeigt einen Leistungsschalter, der sich in eini gen Merkmalen von dem Schalter aus der Fig. 1 unterscheidet. Gleiche Bauteile sind hierbei mit gleichen Bezugszeichen ver sehen. Fig. 2 shows a circuit breaker, which differs in some characteristics from the switch of FIG. 1. The same components are seen here with the same reference numerals.
Der Gasspeicherraum ist hier ebenfalls durch eine Trennwand 14 in einen Heizraum 11 und einen Kaltgasraum 13 unterteilt. Jedoch ist kein Rückschlagventil zur zeitweiligen gasdichten Trennung der beiden Räume vorgesehen, so daß das heiße Lösch gas ständig vom Heizraum 11 in den Kaltgasraum 13 hineinströ men kann.The gas storage space is also divided here by a partition 14 into a heating space 11 and a cold gas space 13 . However, no check valve is provided for the temporary gas-tight separation of the two rooms, so that the hot extinguishing gas can constantly flow into the cold gas chamber 13 from the heating chamber 11 .
Aus dem Kaltgasraum 13 kann das Löschgas dann durch die Aus strömöffnung 16 und den zweiten Verbindungskanal 12 in den zweiten Ringkanal 9 und von dort aus ggf. je nach der Stel lung des antreibbaren Kontaktstücks 2 und der entsprechenden Position des feststehenden Kontaktstücks 20 in den Lichtbo genraum 18 einströmen.From the cold gas chamber 13 , the extinguishing gas can then through the flow opening 16 and the second connecting channel 12 into the second annular channel 9 and from there, depending on the position of the drivable contact piece 2 and the corresponding position of the fixed contact piece 20 in the Lichtbo genraum 18 flow in.
Außerdem ist ein dritter Ringkanal 27 vorgesehen, in den das Löschgas aus dem zweiten Verbindungskanal 12 einströmen kann und aus dem es ebenfalls in den Lichtbogenraum 18 einströmen kann. Da der zweite Ringkanal 9 und der dritte Ringkanal 27 in axialer Richtung der Kontaktstücke 2, 20 gegeneinander versetzt sind, wird bei einer Ausschaltbewegung des antreib baren Kontaktstücks 2 zunächst der dritte Ringkanal 21 und danach der zweite Ringkanal 9 freigegeben. Hierdurch wird im Zuge der Schaltbewegung die Beblasung des Lichtbogens allmäh lich verstärkt. Der Lichtbogen wird in einer späten Phase, wenn ein bestimmter Abstand zwischen den Kontaktstücken 2, 20 erreicht ist und der Lichtbogen leichter zu löschen ist als bei einem geringeren Abstand der Kontaktstücke, besonders stark beblasen.In addition, a third ring channel 27 is provided, into which the quenching gas can flow from the second connecting channel 12 and from which it can also flow into the arc chamber 18 . Since the second ring channel 9 and the third ring channel 27 are offset from one another in the axial direction of the contact pieces 2 , 20 , the third ring channel 21 and then the second ring channel 9 are released when the contact piece 2 is switched off. This gradually increases the blowing of the arc in the course of the switching movement. The arc is particularly strongly blown in a late phase, when a certain distance between the contact pieces 2 , 20 is reached and the arc is easier to extinguish than when the contact pieces are closer together.
Das feststehende Kontaktstück 20 weist in seinem Endbereich 21 eine geringere Querschnittsfläche auf als in dem übrigen Bereich. Hierdurch werden die Ringkanäle 9, 21, die zu Anfang der Ausschaltbewegung durch das Kontaktstück 20 vollständig verschlossen sind, zunächst teilweise freigegeben. Es entsteht zunächst ein Ringspalt zwischen dem Endbereich 21 des Kontaktstücks 20 und dem Isolierdüsenkörper 6. Erst spä ter, wenn das antreibbare Kontaktstück 2 einen genügend lan gen Weg zurückgelegt hat, werden die Ringkanäle 9, 27 voll ständig freigegeben und es kann sich die Gasströmung zur Be blasung des Lichtbogens 18 vollständig ausbilden. Durch diese Maßnahme kann der Durchsatz des Löschgasstroms in Ab hängigkeit von der Schaltbewegung präzise gesteuert werden. Dies ist besonders wichtig, da diese Schalterkonstruktion ohne gesonderte Steuerventile zur Steuerung der Löschgasströ mung auskommt. Das antreibbare Kontaktstück 20 übernimmt diese Ventilfunktion im Zusammenwirken mit dem Isolierdüsen körper 6 bzw. den Ringkanälen 8, 9, 27.The fixed contact piece 20 has a smaller cross-sectional area in its end region 21 than in the rest of the region. As a result, the ring channels 9 , 21 , which are completely closed by the contact piece 20 at the start of the opening movement, are initially partially released. An annular gap is first created between the end region 21 of the contact piece 20 and the insulating nozzle body 6 . Only later, when the drivable contact piece 2 has covered a sufficiently long path, are the ring channels 9 , 27 fully released continuously and the gas flow for blowing the arc 18 can be fully formed. This measure allows the throughput of the extinguishing gas flow to be precisely controlled as a function of the switching movement. This is particularly important since this switch construction does not require separate control valves to control the extinguishing gas flow. The drivable contact piece 20 takes over this valve function in cooperation with the insulating nozzle body 6 and the ring channels 8 , 9 , 27th
Unabhängig von dem bisher beschriebenen Beblasungsmechanismus wirkt in dem dargestellten Schalter, wie auch schon in der Fig. 1 angedeutet, außerdem eine mechanische Kompressions vorrichtung 22, 23, die aus einem antreibbaren, mit dem an treibbaren Kontaktstück 2 verbundenen Kompressionskolben 22 und aus dem feststehenden Kompressionszylinder 23 besteht, die gemeinsam das Kompressionsvolumen 24 einschließen, in dem während des Ausschaltvorganges Löschgas komprimiert wird.Irrespective of the blowing mechanism described so far, acts in the switch shown, as already indicated in Fig. 1, also a mechanical compression device 22 , 23 , which consists of a drivable, connected to the drivable contact piece 2 compression piston 22 and from the fixed compression cylinder 23 , which together enclose the compression volume 24 , in which extinguishing gas is compressed during the switch-off process.
Das komprimierte Löschgas kann während der Ausschaltbewegung durch das Rückschlagventil 25 in den Kaltgasraum 13 gelangen, wenn dort der Löschgasdruck geringer ist als im Kompressions volumen 24. Es kann sich auch ergeben, daß das Rückschlagven til 25 erst geöffnet wird, wenn sich der Löschgasdruck in dem Kaltgasraum 13 im Zuge einer Beblasung des Lichtbogens 18 be reits zum Teil abgebaut hat. Das Löschgas ist dann schon teilweise durch das Innere des hohlen antreibbaren Kontakt stücks 2 aus dem Lichtbogenraum abgeströmt.The compressed extinguishing gas can get through the check valve 25 into the cold gas chamber 13 during the switch-off movement if the extinguishing gas pressure there is lower than in the compression volume 24 . It can also result that the Rückschlagven valve 25 is only opened when the quenching gas pressure in the cold gas space 13 has already been reduced in part in the course of blowing the arc 18 . The quenching gas is then already partially flowed out of the arc space through the interior of the hollow drivable contact piece 2 .
Durch die mechanische Kompressionsvorrichtung für das Lösch gas wird somit eine Verlängerung der Lichtbogenbeblasung er reicht.Thanks to the mechanical compression device for extinguishing gas will thus prolong the arc blowing enough.
Außerdem kann auch bei geringen zu schaltenden Stromstärken, bei denen die Aufheizung des Löschgases durch den Lichtbogen nicht stark genug ist, durch die Kompressionsvorrichtung eine Beblasung des Lichtbogens 18 garantiert werden.In addition, even at low currents to be switched, at which the heating of the extinguishing gas by the arc is not strong enough, a blowing of the arc 18 can be guaranteed by the compression device.
Die Kompressionseinrichtung kann auch, wie in der Fig. 2 strichpunktiert dargestellt, mittels eines eigenen Verbin dungskanals unabhängig von dem Gasspeicherraum mit dem Licht bogenraum verbunden sein.The compression device can also, as shown in dash-dotted lines in Fig. 2, by means of its own connec tion channel independently of the gas storage space connected to the arc space.
Die dargestellten Verbindungskanäle können sämtlich als Boh rungen, aber auch als Segmente von Ringkanälen ausgeführt sein.The connection channels shown can all as Boh stanchions, but also as segments of ring channels be.
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