DE3145391C2 - Druckgasschalter - Google Patents

Abstract

Bei einem Druckgasschalter mit zwei feststehenden düsenförmigen Schaltstücken (1, 2) sind diese in der Einschaltstellung durch ein hohlzylindrisches bewegliches Schaltstück (4) überbrückt. Zur Beblasung des Lichtbogens ist eine aus einem Kolben und einem beweglichen Zylinder (5) bestehende Blaseinrichtung vorgesehen. Der Zylinder (5) ist mit dem beweglichen Schaltstück (4) gekoppelt und läuft im Verlauf des Ausschaltvorganges von einem der feststehenden Schaltstücke (2) ab. Ferner ist voraussetzungsgemäß ein den Anströmquerschnitt zwischen den feststehenden Schaltstücken (1, 2) im Verlauf des Ausschaltvorganges vermindernder Isolierstoffkörper vorgesehen. Zur Vergrößerung der Trennstrecke (T) zwischen den beiden feststehenden düsenförmigen Schaltstücken (1, 2) bzw. zur Vergrößerung der Nennspannungen bei gleichzeitiger Erhöhung der radialen Anströmgeschwindigkeit ist erfindungsgemäß der Isolierstoffkörper von mehreren radial gerichteten Lamellen (9) gebildet, die über achsparallele Kanäle (10) mit dem Kompressionsraum (6) der Blaseinrichtung verbunden und in dem zwischen dem Überbrückungsschaltstück (4) und dem Zylinderboden (7) liegenden Blasbereich derart angeordnet sind, daß sie mindestens eine Radialströmungsführung (11) begrenzen.

Description

Die Erfindung bezieht sich ;iuf einen Druckgasschalter mit zwei feststehenden düsenförmigen Schaltstükken. die in der Einschaltstclliing durch citi hohl/.ylindrisches bewegliches Schaltstück überbrückt sind, und mit einer aus einem Kolben und einem beweglicncn Zylinder bestehenden Blaseinrichtung, wobei i!er Zylinder mit dem beweglichen Schaltstück gekoppelt ist und im Verlauf des Ausschaltvorganges von einem der feststehenden Schaltstücke abläuft und mit einem den Anströmquerschnitt zwischen den feststehenden Schaltstücken im Verlauf des Ausschaltvorganges vermindernden {solierstoffkörper versehen ist

Ein derartiger Druckgasschalter ist beispielsweise aus der DE-AS 24 38 017 bekannt Hierbei ist der Isoiierstoffkörper als mantelseitig gelochtes isoiierctoffrohr to ausgebildet, das während der Löschphase den Lichtbogenbrennraum unmittelbar umschließt Der Isolierstoffkörper kann auch von einem geschlitzten Isolierstoffrohr gebildet sein, wie aus der DE-OS 26 47 643 bekannt ist. Das Isolierstoffrohr ist einerseits mit dem das fest-IS stehende Schaltstück umschließenden Blaszylinderboden und andererseits mit dem freien Ende des Überbrückungsschaltstückes verbunden. Das mantelseitig gelochte oder geschlitzte Isolierstoffrohr unterteilt die auf den Lichtbogen einwirkende Löschgasströmung in mehrere einzelne Gasströme, so daß sich eine turbulente Beströmung des Lichtbogens ergibt (Turbulenzgitter). Dadurch wird der zwischen den Kontakten gezogene Lichtbogen in seiner Lage stabilisiert, ohne daß der Verbrauch an Druckgas gesteigert werden muß. Bei einem weiteren aus der DE-OS 27 59 268 bekannten Druckgasschalter der eingangs genannten Art weist der Isolierstoffkörper p'jie axiale Erstreckung auf, die geringer als die Länge der Trennstrecke zwischen den feststehenden Schaltstücken ist. Er ist etwa in der Mitte zwischen dem Zylinderboden und dem freien Ende des beweglichen Schahstückes angeordnet, so daß der Gasdurchsatz im Anströmgebiet der Trennstrecke so gesteuert wird, daß die radiale Strömungsgeschwindigkeit des Löschgases in der Trennstrecke und die axiale Strömungsgeschwindigkeit in den düsenförmigen Schaltstückcn unter Berücksichtigung der Dichteänderung während des Ausschaltvorganges annähernd gleich sind. Damit ist unter Beibehaltung guter dielektrischer Festigkeiten der Trennstrecke das Scbaltverhalten bei kapazitiven und induktiven Strömen verbessert

Aus der DE-OS 27 10 868 ist ferner ein Isolierstoffdüsenschalter bekannt, bei dem zusätzlich zum Blasstrom durch die Isolierstoffdüse über einen Ringkanal mehrere Querbohrungen mit Löschgas gespeist werden, um zugleich eine axiale und radiale Beblasung zu erzielen. Die hierbei entstehenden Gasstrahlen dienen zur Verwirbelung der Löschgasströmung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Druckgasschaltet der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Länge der Trennstrecke zwischen den beiden feststehenden düsenförmigen Schaltstücken zur Beherrschung größerer Nennspannungen wesentlich vergrößert werden kann, ohne den Durchsatz von Druckgas zu steigern bei gleichzeitiger Erhöhung der radialen Anströmgeschwindigkeit.

Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß der Isolierstoffkörper von mehreren radial gerichteten scheibenförmigen Lamellen gebildet ist, die in dem zwischen dem Überbrückungsschaitstück und dem Zylinho derboden liegenden Blasbereich mehrere scheibenförmige Gusführungsräume begrenzen, und daß die von den Lamellen gebildeten scheibenförmigen Zwischenräume über achsparallele Kanäle mit dem Konrpres sionsraum der Blaseinrichtung verbunden sind.
b^ri Durch Anwendung der Erfindung ist es möglich, der gesamten Blasbcrcich mit Lamellen zu besetzen, die zi einer Steuerung des Gasstromes in mehrere Scheiber dienen. Der Verbrauch an Druckgas wird durch eint

unterteilung des die Trennstrecke beblasenden Gasstromes in mehrere Gasscheiben mit axialem Abstand untereinander optimiert. Außerdem wird durch die höhere radiale Anströmgeschwindigkeit, da der Anströmquerschnitt verkleinert wird, der Bogen besser geführt und gekühlt.

Der lsoliers'.offkörper kann mit dem Zylinderboden vorteilhaft eine bauliche Einheil bilden, die mit dem Zylindermantel starr verbunden ist Eine erste vorteilhafte Ausführungsform dieser Art hat eine geradlinige Kontur der scheibenförmigen Lamellen. Es ist aber auch möglich, daß die scheibenförmigen Lamellen einen sich nach innen verjüngenden Querschnitt aufweisen. Die scheibenförmigen Lamellen können auch abgerundete Kanten haben, wenn die Turbulenz der Gasströmung gering gehalten werden soll. Ein besonders günstiges Ergebnis des Druckgasverbrauchs während der Löschphase ergibt sich, wenn der Abstand zwischen den scheibenförmigen Lamellen etwa gleich der Lamellendicke ist. Die Gestaltung der Konturen (abgerindet oder ekkig) macht es möglich, den Turbulenzgrad der radialen Anströmung zu verändern und damit die Kühlung des Lichtbogens zu beeinflussen.

Wenn, wie bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist, die scheibenförmigen Lamellen aus einem unter Lichtbogeneinwirkung Löschgas abgebenden Isolierstoff bestehen, kann der Verbrauch an Druckgas bei schweren Kurzschlußstromabschaltungen gering gehalten werden, !n allen Fällen ist es vorteilhaft, wenn der Gasströmungsquerschnitt aller Lamellenzwischenräume dem Druchtrittsquerschnitt beider feststehenden düsenförmigen Schaltstücke entspricht. Die scheibenförmigen Lamellen verhindern in allen Fällen ein Austreiben des Lichtbogens, weil er auf die Lamellenkanten stößt und weil die erhöhte Radialgeschwindigkeit den Strömungsdruck vergrößert. Die achsparallelen Kanäle können von die scheibenförmigen Lamellen durchsetzenden Bohrungen gebildet sein. Anhand der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.

Fig. 1 ist in einem Halbschnitt schematisch ein Druckgasschalter beschrieben.

Fig.2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Druckgasschalter schematisch in einem Halbschnitt.

Fig.3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung.

In Fig.4 ist in einem Halbschnitt eine weitere Ausführungsform eines Druckgasschalter schematisch dargestellt.

Der in der P i g. 1 dargestellte Druckgasschalter weist zwei feststehende Schaltstücke 1,2 auf, die düsenförmig ausgebildet sind und auf einer gemeinsamen Achse liegen. Die Stirnseiten der Schaltstücke 1, 2 begrenzen zwischen sich eine Trennstrecke T, die in der Einschaltstellung durch ein hohlzylindrisches bewegliches Schaltstück 4 überbrückt ist. Ferner weist der Druckgasschalter einen nicht weiter dargestellten starren Kolben und einen beweglichen Zylinder 5 auf, die gemeinsam die Blaseinrichtung bilden. Der Zylinder 5 ist mit dem beweglichen Schaltstück 4 gekoppelt.

Im Verlauf des Ausschaltvorganges läuft das Überbrückungsschaltstück 4 vom feststehenden Schaltstück 2 ab, so daß zwischen dem Schaltstück 4 und dem Schaltstück 2 ein Lichtbogen unter Last gezogen wird. Der Lichtbogen kommut'fTt im Verlauf der weiteren Ausschalthandlung auf das feststehende Schaltstück 1, so daß der Lichtbogen in der Trennstrecke T brennt.

Der Lichtbogen wird von Druckgas, insbesondere Schwefelhexafluorid, beblasen, das in dem zwischen dem Zylinder 5 und dem Kolben gebildeten Kompressionsraum 6 verdichtet wird und in das Innere der Düsen 1,2 strömt. Der Zylinder 5 trägt einen Zylinderboden 7, der in der Einschaltstellung das feststehende Schaltstück 2 umgibt und in der Ausschaltstellung soweit in Pfeilrichtung 8 bewegt ist. daß die Trennstrecke Γ frei von Isolierstoffteilen ist.

ίο Der Anströmquerschnitt zwischen den feststehenden Schaltstücken 2,3 ist von einem Isolierstoffkörper vermindert, der aus mehreren Lamellen 9 gebildet ist. Die Lamellen 9 sind radial gerichtet und haben als Bohrungen ausgebildete achsparallele Kanäle 10, die im Komis pressionsraum 6 münden. Ersichtlich sind die Lamellen 9 derart über dem zwischen dem Überbrückungsschaltstück 4 und dem Zylinderboden 7 liegenden Blasbereich angeordnet, daß sie mindestens eine, vorzugsweise jedoch mehrere Radialströmungsführungen 11 bilden. Der die Lamellen 9 enthaltende Isolierstof-körper bildet mit dem Zylinderboden 7 eine bauliche Eiimoit, die mit dem Zylindermantel 5a starr verbunden ist Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Lamellen 9 einen sich nach innen verjüngenden Querschnitt auf.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel haben die scheibenförmigen Lamellen 9 eine geradlinige Kontur. Die gleiche geradlinige Kontur, jedoch mit abgerundeten Kanten, weisen die Ausführuagsbeispiele nach den F i g. 3 und 4 auf. Bei den Ausführungsbeispie- !en nach F i g. 1 und 4 ist der Abstand zwischen den Lamellen etwa gleich der Lamellendicke.

Bei allen Ausführungsbeispielen entspricht der Gasströmungsquerschnitt aller Lamellenzwischenräume dem Durchtrittsquerschnitt beider feststehender düsenförmiger Schaltstücke 1,2, so daß die Länge der Trennstrecke T gegenüber einer Ausführungsform ohne Lamellen nahezu verdoppelt werden kann, ohne $ie Löschfähigkeit zu vermindern, was einer Verdoppelung der Nennspannung der Unterbrechereinheit entspricht Die Lamellen aller Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 bis 4 können vorteilhaft aus einem unter Lichtbogeneinwirkung Löschgas abgebenden Isoliersioff, z. B. PTFE, bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1.Druckgasschalter mit zwei feststehenden düscnförmigen Schaltstücken, die in der Einschaltstellung durch ein hohlzylindrisches bewegliches Schaltstück überbrückt sind, und mit einer aus einem Kolben und einem beweglichen Zylinder bestehenden Blaseinrichtung, wobei der Zylinder mit dem beweglichen Schaltstück gekoppelt ist und im Verlauf des Ausschaltvorganges von einem der feststehenden Schaltstücke abläuft und mit einem den Anströmquerschnitt zwischen den feststehenden Schaltstükken im Verlauf des Ausschaltvorganges vermindernden Isolierstoffkörper versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffkörper von mehreren radial gerichteten scheibenförmigen Lamellen (9} gebildet ist, die in dem zwischen dem Überbrückungsschaitstück (4) und dem Zylinderboden (7) liegenden Blasbereich mehrere scheibenförmige Gastührungsräume (11) begrenzen, und daß die von den Lamellen (9) gebildeten scheibenförmigen Zwischenräume über achsparallele Kanäle (10) mit dem Kompressionsraum (6) der Blaseinrichtung verbunden sind.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffkörper (9) mit dem Zylinderboden (7) eine bauliche Einheil bildet, die mit dem Zylindermantel (5a,J starr verbunden ist

3. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine geradlinige Kontur der scheibenförmigen Lamellen (9).

4. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Lamellen (9) einen sich naci. innen verjüngenden Querschnitt aufweisen.

5. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (9) abgerundete Kanten haben.

6. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Lamellen (9) etwa gleich der Lamellendicke ist.

7. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (9) aus einem unter Lichtbogeneinwirkung Löschgas abgebenden Isolierstoff bestehen.

8. Druckgasschalter nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasströmungsquerschnitt aller Lamcllenzwischenräume (11) dem Durchtrittsquerschnitt beider feststehenden düsenförmigen Schaltstücke (I₁ 2) entspricht.

9. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die achsparallelen Kanäle (10) von die scheibenförmigen Lamellen (9) durchsetzenden Bohrungen gebildet sind.