DE69527950T2 - Bewegbare gasmischplatte für autopneumatischen druckgasschalter - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Die Erfindung betrifft Gasblaskreisschalter und betrifft mehr im einzelnen eine neue Gasmischplatte, die an der beweglichen Ablenkplatte befestigt ist und sich stromabwärts der Strömung heißen Unterbrechungs-/Schaltgases befindet, um dessen Turbulenz und ein verbessertes Mischen des Gases sicherzustellen.
• Bei mittels Gas isolierten Schaltautomaten wird eine rasche Gasströmung, gewöhnlich SF&sub6;, benutzt, um den Bereich zu kühlen, in dem während des Unterbrechungsvorgangs ein Lichtbogen aufgetreten ist. Der Lichtbogen wird im Unterbrecherschalter während des Öffnens erzeugt und ein erfolgreiches Unterbrechen des Stromflusses hängt weitgehend von dieser Kühlung ab. Das die Zone des Schalterhauptzwischenraums verlassende Gas, das aus der Hauptdüse austritt, muß gekühlt werden, bevor seine Strömung in einen Spannungsbeanspruchungsbereich strömt. Diese Kühlung wird häufig durch die Verwendung einer befestigten Mischplatte ausgeführt, wobei das an der Platte vorbei und um diese herum strömende heiße Gas eine turbulente Strömung wird und ein gutes Mischen mit kühlerem Gas auf seinem Weg herbeiführt. Für diesen Effekt ist offensichtlich ein verhältnismäßig großes Volumen an kühlem Gas im Strömungsweg erforderlich, der innerhalb des Hauptschalterkörpers liegt. Es wird ein großes ungenutztes Volumen benötigt, das im allgemeinen zu keinem anderen Zweck dient.
• Die EP-0075668-A beschreibt einen Blaskreisschalter, in dem die Kühlung der heißen Gase nicht hauptsächlich durch Konvektion, sondern durch turbulentes Mischen der heißen Gase mit den kalten Gasen bewerkstelligt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Gemäß der Erfindung ist ein Gasblaskreisschalter vorgesehen, umfassend in Kombination ein gasgefülltes Gehäuse, einen beweglichen Schaltkontakt und einen im Gehäuse angeordneten, im wesentlichen festen Kontakt; Mittel zum Bewegen des beweglichen Kontakts zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position bezüglich des im wesentlichen festen Kontakts; einen Lichtbogenunterbrechungsbereich in dem Gehäuse, bei dem ein Lichtbogen zwischen dem beweglichen und dem im wesentlichen festen Kontakt gezogen wird, wenn sie auseinandergehen; eine an dem beweglichen Kontakt befestigte Isolierdüse; ein Gasbewegungsmittel, um Gas im Gehäuse durch den Lichtbogenunterbrechungsbereich und durch die Düse und von einer stromaufwärtigen Stelle zu einer stromabwärtigen Stelle im Gehäuse zu drücken, wenn sich der bewegliche Kontakt zu seiner besagten offenen Position bewegt; wobei die Düse ein Gaseinlaßende und ein Gasauslaßende aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß eine Gasmischplatte am Auslaßende der Düse befestigt ist und von dem Auslaßende beabstandet angeordnet ist, um eine turbulente Strömung von erwärmtem Gas herbeizuführen, wenn das Gas aus der Düse in der stromabwärtigen Strömung an der Platte vorbei austritt.
• Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung hat die Düse ein Auslaßende mit großer Fläche, das sich allmählich zu einem Einlaßende mit kleiner Fläche herunterverjüngt; die Düse ist ein um eine Mittellinie symmetrischer Zylinder; und die Platte hat eine Fläche größer als die Fläche des Auslaßendes.
• Gemäß der Erfindung ist eine Mischplatte aus beliebigem Material, beispielsweise Stahl, die Erosion aufgrund von heißem Gas standhalten kann, am stromabwärtigen Ende der Hauptdüse angebracht und bewegt sich mit der Hauptdüse. Die Hauptdüse bewegt sich mit dem Schalterzylinder, wenn sie geöffnet wird, und ein signifikantes Gasvolumen wird durch die Düsenanordnung entleert, in die kühles Gas abgezogen wird. Das erwärmte Gas aus dem Lichtbogenbereich beginnt dann, aus der Düse von dem Mittelhub des Schalters an auszuströmen, und vermischt sich dann mit dem nun erzeugten größeren Kühlgasvolumen. Die turbulente Mischung wird verbessert, da sich das kühle Gas bereits aufgrund des Abziehvorgangs in Bewegung befindet, und das Vermischen wird vollständiger. Dies setzt die Oberflächenerosion von Teilen des Schalterinnenraums herab, die Erosion, die durch die Strömung des heißen Gases bewirkt wird, wenn nicht gleichmäßig und rasch gekühlt wird. Eine derartige Erosion ist bei Gasblasunterbrechern üblich.
• Die Montage des Schalters, bei dem die Erfindung verwendet wird, ist auch einfacher als für die feste Bauart. Somit fügt sich die Mischplatte direkt an die sich bewegende Düsenanordnung an und kann bei der Produktion oder während der Einsatzwartung auf einem Gestell montiert werden. Im Vergleich wird die feste Platte gemäß Stand der Technik häufig tief im Schalter befestigt, es ist schwierig, Zugang zu ihr zu haben, sie zu untersuchen und auszutauschen.
• Die Mischplattenform kann eine runde Scheibe mit oder ohne zentrales Loch sein und ist so bemessen, daß die korrekte Strömung und Turbulenz erhalten wird. Abhängig von der speziellen Schalterkonzeption und den Gasströmungserfordernissen sind andere Formen möglich.
• Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der Erfindung hervor, die auf die begleitenden Zeichnungen Bezug nimmt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines dreipoligen Kreisunterbrechers gemäß Stand der Technik, bei dem Schalter vom Gasblastyp verwendet werden.
• Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Kreisunterbrechers von Fig. 1.
• Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht und schematische Teilansicht einer Poleinheit von Fig. 1 und 2.
• Fig. 4 ist eine Teilschnitt- und schematische Teilansicht einer neuen Schalteranordnung, bei der der Schalter in einer Einbauanordnung verschiebbar angebracht ist, die an einem Ende eines Eintrittsleiters gehaltert ist.
• Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht von Teilen von Fig. 4, um den Aufbau der Schalterdurchrutschmontage hervorzuheben.
• Fig. 6 ist eine weitere Vergrößerung von Fig. 5, um das neue Durchrutschmerkmal der Schalteranordnung weiter darzustellen.
• Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der von Fig. 6, bei der jedoch der Aufbau einer an der neuen, sich bewegenden Ablenkplatte befestigten Mischplatte betont wird.
• Fig. 8 ist eine Ansicht ähnlich der von Fig. 6 und 7, bei der ein neuer sich bewegender elektrostatischer Schirmaufbau betont wird, der an der beweglichen Ablenkplatte angebracht ist, und den Schalterzwischenraum in einer offenen Position oberhalb der Kontaktmittenlinie und in der geschlossenen Position unterhalb der Kontaktmittenlinie zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• In Fig. 1, 2 und 3 ist ein bekannter Kreisunterbrecher gezeigt, bei dem Blasschalter verwendet werden. Fig. 1 und 2 zeigen einen dreipoligen Kreisunterbrecher mit Eingangsdurchführungsisolatoren 11, 11 und 12 für jede entsprechende Phase (Fig. 1) und drei entsprechenden Ausgangsdurchführungsisolatoren, von denen lediglich einer, Durchführung 13, in Fig. 2 gezeigt ist. Der Kreisunterbrecher ist ein Kreisunterbrecher mit totem Behälter und weist drei horizontale Blaskreisanordnungen 15, 16 und 17 auf (Fig. 1), die jeweils einem entsprechenden Paar von Ausgangs- und Eingangsdurchführungen zugeordnet sind. Die Schalteranordnungen, Durchführungen und eine Betätigungseinrichtung 10, die gleichzeitig jeden der Schalter betätigt, sind auf einem in Fig. 1 und 2 gezeigten Rahmengestell 19 angebracht.
• Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht des Schalters 15 und der Durchführungen 10 und 13 von Fig. 2 und 3. Die Durchführungen 10 und 13 weisen Stromtransformatoren 20 bzw. 21 auf. Die Eingangsdurchführung 10 weist einen zentralen Leiter 22 auf, der die Schalteranordnung 23 im leitenden Tank 24 haltert. Das auf der rechten Seite befindliche Ende der Anordnung 23 ist an einem Isolatorrohr 25 befestigt, durch den sich eine linear bewegliche Betätigungsstange 26 erstreckt, die einen beweglichen Kontakt 27 auf wohlbekannte Weise zwischen dessen offener und geschlossener Position betätigt.
• Der Ausgangsisolator 23 weist einen zentralen Leiter 30 auf, der mit der festen Kontaktanordnung 31 verbunden ist, die in geeigneter Weise im Behälter 24 gehaltert ist. Ein Isolatorrohr 32 erstreckt sich zwischen den festen und beweglichen Kontaktanordnungen 31 bzw. 23.
• Das Innenvolumen des Behälters 24 und der Isolatoren 10 und 13 ist mit einem dielektrischen Gas wie Schwefelhexafluorid (SF&sub6;) bei Umgebungsdruck gefüllt. Während der Betätigung der Kontakte der Schalteranordnungen 23 und 31 druckbeaufschlagt ein Kolben, der sich mit dem beweglichen Kontakt bewegt, das SF&sub6;-Gas und drückt es durch den zwischen den auseinandergehenden Kontakten gezogenen Lichtbogen durch, um den Lichtbogen zu kühlen und zu löschen.
• Das Gas bewirkt auch, daß ein ausgezeichneter Isolator zwischen den leitenden Teilen im Gehäuse 15 und der Wand des Behälters 24 vorgesehen wird.
• SCHALTERDURCHRUTSCH-ANORDNUNG
• Es wird als nächstes insbesondere mit Bezug auf Fig. 4, 5 und 6 die neue "Durchrutsch"-Montage für die Schalteranordnung beschrieben, die den Einbau und die Demontage des Schalters aus dem Gehäuse vereinfacht und die die Gesamtleitfähigkeit des Schalters verbessert, den Durchführungsisolatorabstand auf ein Minimum herabsetzt und die Herstellungstoleranzen maximiert.
• Beim Stand der Technik werden Schalter der Fig. 1, 2 und 3, verhältnismäßig lange Stützisolatoren 10 und 13 benötigt und sie müssen sorgfältig ausgerichtet werden, um eine Bewegung mit geringer Reibung für den Schalter während dessen Betrieb zu gestatten. Der Stromweg zwischen den Enden der Durchführungsisolatoren 22 und 30 ist ebenfalls notwendigerweise verhältnismäßig lang, was zu höherem elektrischen Widerstand im Weg und somit höheren Temperaturanstiegen führt, wobei das durchgehende Stromführungsvermögen eines Schalters gegebener Abmessung begrenzt ist.
• Bei dem in Fig. 4, 5 und 6 gezeigten neuen Schalterstützaufbau sind diese unerwünschten Merkmale des Schalters gemäß Stand der Technik von Fig. 1, 2 und 3 verbessert.
• Fig. 4, 5 und 6 zeigen einen Pol 40 einer Schalteranordnung und dessen inneren Aufbau. Der Pol weist einen vertikal angeordneten Eingangsisolator 41 und einen horizontal angeordneten Ausgangsisolator 42 auf, die jeweils Eingangs- und Ausgangsleiter 43 bzw. 44 aufweisen.
• Die Behältereinlässe bei den Isolatoren 41 und 42 sind ebenfalls wie gezeigt mit Transformatoren 50 bzw. 51 versehen.
• Ein Metallstützbehälter 53 weist einen horizontalen Körperabschnitt 54, einen vertikalen Rohrabschnitt 55 und einen horizontalen Rohrabschnitt 56 auf. Die Isolatoren 41 und 42 sind jeweils mit den Enden der Behälterabschnitte 55 bzw. 56 verschraubt. Der Behälter 53 ist mit SF6 bei einem Druck von beispielsweise etwa 4 Atmosphären gefüllt.
• Ein Betätigungseinrichtungsgehäuse 57 (Fig. 4) enthält einen Betätigungshebel 58 zur Betätigung der Schalterkontakte, die noch beschrieben werden sollen.
• Gemäß einem wichtigen Merkmal der neuen Anordnung von Fig. 4, 5 und 6 ist ein hohles leitendes Anschlußteil 60 mit dem Ende des Eingangsleiters 43 verschraubt und weist einen leitenden Ring auf, der den sich bewegenden leitenden Zylinder 61 der sich bewegenden Schalterkontaktanordnung 62 umgibt und verschiebbar haltert.
• Innerhalb des Innendurchmessers des hohlen Anschlußteils 60 ist ein ringförmiges Führungslager 65 (Fig. 6) enthalten und stellt ein Verschieben des sich bewegenden Zylinders 61 entlang dessen Achse und entlang der Achse des Behälters 54 mit geringer Reibung sicher und setzt die Erzeugung von leitenden Teilchen herab. Eine ringförmige Rille 66 (Fig. 6) wirkt als Teilchenfalle oder als Niederfeldbereich, in dem leitende Teilchen eingefangen bleiben, sobald sie die Rille 66 erreichen. Strom wird von dem Anschlußteil 60 zu der leitenden Hülse 61 mittels einer Anzahl von geeigneten Schiebeübertragungskontakten 69 (Fig. 6) übertragen, die die Hülse 61 umgeben.
• Ein Kunststoffisolierstabanschlußteil 70, das an der Innenwand des Gehäuses 54 angebracht ist, ist mit dem Anschlußteil 60 verbunden, um für das Anschlußteil 70 eine zusätzliche Seitenabstützung vorzusehen. Das obere Ende des Stabes 70 ist mittels eines Gleitsitzes mit einer Öffnung im Anschlußteil 60 verbunden. Das untere Ende des Stabes 70 ist mit einer Öffnung im Behälter 53 verklebt oder auf andere Weise daran befestigt. Das Anschlußteil 60 begrenzt die Biegebewegung des Eingangsleiters 43, die durch seitliche Belastungen während einer Schiebebewegung des sich bewegenden Schalterzylinders 61 herbeigeführt werden könnte.
• Die feste Kontaktanordnung 79 in Fig. 4, 5 und 6 ist mit dem Ende des Ausgangsleiters 44 verbunden und von diesem aus abgestützt und umfaßt einen festen Lichtbogenkontaktstab 80, ein erweitertes leitfähiges Gehäuse 81 (Fig. 4, 5 und 7) und feste Kontaktfinger, einschließlich flexibler Finger 83 und 84 (Fig. 6). Eine leitende elektrostatische Abschirmung 85 umschließt die Kontaktfinger 83-84.
• Die bewegliche Kontaktanordnung in Fig. 4, 5 und 6 enthält den beweglichen leitenden Zylinder 61, einen Hauptkontaktring 89, eine bewegliche Betätigungsstange 90, die mittels eines Flansches 92 mit dem Zylinder 61 verbunden ist, die beweglichen Lichtbogenkontaktfinger 93 und 94 und eine Isolierdüse 95. Die Betätigungsstange 90 weist durchgehende radiale Öffnungen auf, beispielsweise Öffnungen 90a und 90b. Ein fester Kolben 96 ist im Ringraum zwischen der axial beweglichen Stange 90 und der Hülse 61 während der Betätigung der Vorrichtung gehalten, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Der Kolben 96 ist an einer Kolbenhalterungsanordnung 97 befestigt, die wiederum von kleinen, flexiblen Isolierstützstäben 98 und 99 abgestützt ist (Fig. 4), die von dem Ende des Gehäuses 54 aus mit Öffnungen im Ring 100 am Ende der Anordnung 97 verbunden sind.
• Die Stützstäbe 98 und 99 sind ausreichend flexibel, um es zu ermöglichen, daß die Schalteranordnung sich leicht aufwärts und abwärts bewegt, wenn sich der Betätigungsmechanismushebel 58 dreht, um die Kontakte zwischen ihren Eingriffs- und Außereingriffspositionen zu bewegen. Da die Stäbe 98 und 99 dünne, parallele Stäbe sind, kann des weiteren Kühlgas in dem die Stäbe umgebenden Raum durch Öffnungen im Kolben 97 und axial entlang dem Inneren des Schalters strömen oder gesaugt werden, wenn sie geöffnet sind, um zusätzliches Kühlgas im Unterbrechungsbereich zu liefern. Stützzylinder gemäß Stand der Technik verhinderten die Verwendung von Gas in diesem Stützraum und würden tatsächlich wohl die erforderliche Verstellung der Achse des Schalters während der Kontaktbetätigung verhindern.
• Der feste Kolben 96 weist eine Anzahl von axial gerichteten, durchgehenden Öffnungen 96a und 96b auf, die mittels einer geeigneten mittels Feder vorgespannten Ventilplatte 96c verschlossen sind. In gleicher Weise weist der Flansch 92 eine Anzahl von Öffnungen 92a, 92b auf, die mittels einer in geeigneter Weise federvorgespannten Platte 92c verschlossen sind.
• Wenn der Schalter wie in Fig. 6 gezeigt geschlossen ist, erstreckt sich ein Stromweg ausgehend vom Eingangsleiter 43, an Anschlußteil 60, Übertragungskontakten 70, beweglichen leitenden Zylinder oder Hülse 61, Hauptkontaktring 89, festen Kontakten 83, 84, Gehäuse 85 und Ausgangsleiter 44.
• Zur Öffnung des Schalters wird die Betätigungsstange 90 nach links bewegt und der leitende Zylinder 61 bewegt sich ebenfalls nach links. Der Kontaktring 89 löst sich von den Kontakten 83 und 84 und anschließend wird zwischen dem Lichtbogenkontakt 93 und dem festen Lichtbogenkontaktstab 80 ein Lichtbogen gezogen.
• Wenn sich der Zylinder 61 nach links bewegt, bewegt sich die Isolierdüse 95 ebenfalls nach links. Das zwischen dem festen Kolben 96 und dem sich bewegenden Zylinder 91 eingefangene Gas wird zusammengedrückt und strömt durch Strömungslöcher 90a und 90b in der Stange 90 und durch den Innenraum der Anordnung 62 und in und durch den Lichtbogenbereich.
• Da das Anschlußteil 70 die Schalteranordnung 62 trägt, flottiert die gesamte Anordnung mit dem Anschlußteil 70 und wird durch dieses geführt, was es gestattet, daß die zu erdenden Isolierstützen sehr klein und flexibel sind. Die Hauptabstützung für die gesamte Unterbrechung wird durch die Eingangs- und Ausgangsisolatoren 41 und 42 geliefert. Des weiteren sind die Herstellungstoleranzen aufgrund der Selbstführungseigenschaften der Konstruktion groß. D. h., die Stützanordnung gestattet die Zentrierung und Ausrichtung von relativ aus der Toleranz liegenden Teilen ohne Verschleiß oder große Reibung während der Betätigung.
• Diese neue Geometrie eliminiert das Erfordernis großer und kostspieliger Isolatoren zum Stützen der festen Kolbenanordnung und über den Schalterzwischenraumbereich. Die seitlich flexible feste Kontaktanordnung wird durch die Hauptdüse 95, die den Zwischenraum überbrückt, geführt und gehaltert. Das Ergebnis ist eine einfachere Anordnung mit weniger Teilen und einer besseren Nutzung des Unterbrechungsgases im Behälter. Dieses Gas wird zur elektrischen Isolierung der Hochspannungsteile von dem Erdpotential der Behälterwand aus benutzt und das Gas wird ebenfalls zur Unterbrechung der im Kreisunterbrecher während dessen Betätigung erzeugten Lichtbögen verwendet. Die ideale Situation ist, daß das gesamte Gas durch den Schalter durchläuft, wenn er wiederholt in Funktion ist, um das Gas im Unterbrechungsbereich kühl und verhältnismäßig rein zu halten. Die in Fig. 4, 5 und 6 gezeigte neue Konstruktion erreicht dieses Ziel in weitem Maße durch Ausschalten jeglicher Isolierstütze, die dazu neigt, eine freie Gasströmung durch das Innere des Behälters zu blockieren. Es kann dann weniger Gesamtgas verwendet werden.
• Die Anordnung des Kreisunterbrechers ist vereinfacht, da der gesamte zusammengebaute Schalter, die Eingangsisolatoranordnung 41 und die Ausgangsisolatoranordnung 44 völlig außerhalb des Behälters 53 als Baugruppen vollkommen montiert werden. Sie werden dann einfach in den Behälter 53 ohne benötigte Einstellungen oder eine Anordnung im Inneren des Behälters eingesetzt. Dies setzt die benötigte Arbeit herab und gestattet die Verwendung eines kleinen Behälters, da kein Erfordernis besteht, im Inneren des Behälters 53 zu arbeiten.
• Diese Geometrie gestattet auch, daß die Stromübertragungslänge im Schalter sehr kurz im Vergleich zu derzeit in Gebrauch befindlichen Konstruktionen ist. Auch sind die Hauptkontakte 89 sämtlich auf verhältnismäßig großen Durchmessern, da sie auf dem Außendurchmesser der Bauteile anstatt der Innenseite sind. Dies setzt den Widerstand des Stromweges herab, setzt den Temperaturanstieg der Teile herab und gestattet kleinere Teile für einen gegebenen Nennstrom. Diese Geometrie verkürzt auch die gesamte Kreisunterbrecherpolanordnung, indem ermöglicht wird, daß die Isolatoren (oder Durchführungen) dichter zusammen sind. Es ist eine 90º-Anordnung gezeigt, da dies die optimale Geometrie ist, um die Behälterlänge und die Teilezahl auf ein Minimum herabzusetzen. Es sind andere Eingangsgeometrien möglich.
SCHUTZRING AUF HAUPTDÜSE
• Fig. 7 zeigt den Schalter von Fig. 6 und diese Identifizierungszahl identifiziert dieselben Teile. Fig. 7 zeigt einen Schutzring 110, der am stromabwärtigen Ende der Düse 95 befestigt ist. Der Schutzring 110 ist elektrisch mit dem Ring der festen Kontakte 83-84 durch sich mit geringer Reibung verschiebenden Federn 111 und 112 verbunden, die mit dem leitenden Zylinder 113 in Kontakt stehen, der mit den Kontaktfingern 83-84 verbunden ist. Wenn sich die Kontakte öffnen, wird Feldspannung im offenen Unterbrechungszwischenraum zwischen dem beweglichen Kontakt 89, der eine Ringgestalt aufweist, und der Schutzvorrichtung 110 ausgeübt. Dies senkt dann die elektrische Beanspruchung im Zwischenraum, nachdem dieser mehr als etwa 1/2 offen ist.
• Mehr im einzelnen, die Verlängerung elektrischer Beanspruchung im offenen Zwischenraumbereich ermöglicht die Verwendung kleinerer Bauteile und kann größere Konstruktionsspielräume liefern. Dies gilt für die Lichtbogenunterbrechung und für die Durchschlagfestigkeit des Zwischenraums, nachdem die Unterbrechung beendet ist. Es gibt jedoch Grenzen für diesen Beanspruchungsreduktionsprozeß, wenn ebenfalls den mehreren anderen geometrischen Erfordernissen eines Schalters begegnet wird.
• Eine Verbesserung dieser Grenzen ist möglich, indem die leitende Schutzvorrichtung 110 vorgesehen wird, die sich zusammen mit der Hauptunterbrechungsdüse 95 bewegt und elektrisch an der festen Kontaktanordnung angebracht ist. Die Schutzvorrichtung 110 liefert eine verbesserte elektrische Gestalt im Zwischenraumbereich, wenn der Schalter mehr als 1/2 offen ist. Die Verbesserung wird größer, bis der Schalter ganz offen ist. Diese Geometrie gestattet auch, daß der sich bewegende Zylinder 61 und die festen Fingerkontakte 83-84 einen größeren Durchmesser haben, als sonst möglich wäre, eine gewünschte Bedingung für die Stromübertragung und das innere Schaltergasvolumen. Die ultimative Wirkung besteht auch darin, die Gesamtschalterabmessung für eine gegebene Nennspannung herabzusetzen, ohne auf das Durchschlagfestigkeitsvermögen zu verzichten.
• Die elektrische Verbindung mit der stationären Seite kann auf verschiedene Weisen bewerkstelligt werden. Fig. 7 zeigt eine separate Schiebekontaktfeder mit geringem Widerstand und eine direkte Verbindung, wenn sich die Schutzvorrichtung durch die Hauptstromkontakte verschiebt. Es kann auch ein flexibler Draht 120 verwendet werden, der dann verschiebbar mit dem Zylinder 113 in Kontakt gelangt, wenn sich die Kontakte öffnen. Diese elektrische Verbindung ist wichtig, um die Schutzvorrichtung auf demselben elektrischen Potential wie die festen Kontakte zu halten (Fig. 8). Dies schaltet jegliche Möglichkeit einer lokalen Lichtbogenbildung an der Grenzfläche Schutzvorrichtung-fester Kontakt aus und verbessert den Wirkungsgrad der sich bewegenden Schutzvorrichtung 110.
• Diese Verbesserung kann bei jeglicher Spannung oder Unterbrechungsstromwert verwendet werden. Vorzugsweise ist die Schutzvorrichtung aus Aluminium hergestellt, um das Gewicht auf ein Minimum herabzusetzen, aber es sind auch andere Materialien, metallische und nichtmetallische, möglich.
• Eine andere Ausführung der Schutzvorrichtung ist in Fig. 8 als zweiteilige Schutzvorrichtung 120-121 gezeigt, wo der Schutzabschnitt 121 die Schiebekontakte 111-112 enthält. Die untere Hälfte von Fig. 8 zeigt den abgeschirmten, völlig offenen Zwischenraum, was die elektrische Beanspruchung über den offenen Zwischenraum verbessert.
SICH BEWEGENDE GASMISCHPLATTE
• Fig. 7 und 8 zeigen eine neue Mischplatte 130, die mit Abstand von der sich bewegenden Schutzvorrichtung 110/120 angeordnet und mit dieser verschraubt ist und mit einer Ablenkplatte 95 beweglich ist. Die Platte 130 ist vorzugsweise eine runde Scheibe, die eine zentrale Öffnung 131, wie in Fig. 8, aufweisen kann oder nicht aufweisen kann. Die Platte 130 besteht aus beliebigem hochtemperaturfestem Material, beispielsweise Stahl. Die Platte 130 hat die Aufgabe, zu bewirken, daß heißes Gas aus dem Unterbrechungszwischenraum während der Kreisunterbrechung turbulent in das Mischvolumen im Gehäuse 81 strömt, um sich mit Kühlgas zu vermischen, bevor das Gas andere Bereiche im Schaltergehäuse erreicht, das einer hohen Spannungsbeanspruchung unterliegt. Mehr im einzelnen, der Lichtbogen wird im Unterbrechungsschalter während des Öffnens erzeugt und eine erfolgreiche Unterbrechung des Stromflusses hängt weitgehend von einer raschen Strömung von Kühlgas (SF&sub6;) durch den Lichtbogen ab. Das den Schalterhauptstrombereich verlassende, erwärmte Gas, das aus der Hauptdüse 95 kommt, muß gekühlt werden, bevor es in einen Bereich mit Spannungsbeanspruchung strömen darf. Diese Kühlung wird häufig durch die Verwendung einer festen Mischplatte bewerkstelligt, wobei das heiße Gas an der Platte und um diese herum gedrückt wird, bevor es eine turbulente Strömung wird und eine gute Mischung mit dem kühleren Gas in seinem Weg bewirkt. Diese Wirkungsweise erfordert ein verhältnismäßig großes Kühlgasvolumen im Strömungsweg, das innerhalb des Hauptschalterkörpers 53 liegt. Es wird somit ein großes, ungenutztes Volumen benötigt, das allgemein zu keinem weiteren Zweck dient.
• Die Mischplatte der Erfindung gestattet die Verwendung eines kleineren Gasvolumens und somit eines kleineren Schalteraufbaus. Bei Betätigung bewegen sich die Hauptdüse und Platte 130 mit dem Schalterzylinder 61, wenn dieser geöffnet wird. Daher wird ein signifikantes Volumen durch die Düsenanordnung geleert, in das Kühlgas abgezogen wird. Das erwärmte Gas aus dem Lichtbogenbereich beginnt dann, aus der Düse vom Mittelhub des Schalters aus herauszuströmen und vermischt sich dann mit dem nun erzeugten größeren Kühlgasvolumen. Die turbulente Vermischung wird verbessert, da sich das Kühlgas aufgrund der Abziehwirkung bereits in Bewegung befindet, und die Vermischung ist dann vollständiger. Dies setzt die Oberflächenerosion von Teilen des Schalterinneren herab, die durch die Strömung des Kühlgases herbeigeführt wird, wenn nicht gleichmäßig und rasch gekühlt wird.
• Die Anordnung des Schalters mit einer sich bewegenden Platte 130 ist auch leichter als eine solche, bei der eine Konstruktion mit fester Platte verwendet wird. Die sich bewegende Platte 130 haftet direkt an der sich bewegenden Düsenanordnung 95, die auf einem Gestell bei der Produktion oder während der Außenwartung montiert wird. Eine feste Platte wird häufig tief im Schalter befestigt, ist schwierig in Zugriff, Wartung und Austausch.
• Die Plattengestalt ist häufig eine runde Scheibe mit oder ohne Mittelloch und ist so bemessen, daß die korrekte Strömung und Turbulenz erhalten wreden. Andere Formen sind abhängig von der speziellen Schalterkonstruktion und den Gasströmungserfordernissen möglich.
• Obwohl die vorliegende Erfindung in bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele derselben beschrieben worden sind, sind viele weitere Abwandlungen und Modifikationen und weitere Verwendungen für Fachleute offensichtlich. Vorzugsweise ist daher die vorliegende Erfindung nicht durch die spezielle Offenbarung hier begrenzt, sondern lediglich durch die beigefügten Ansprüche.

Claims (9)

1. Gasblaskreisschalter, umfassend in Kombination ein gasgefülltes Gehäuse (53), einen beweglichen Schaltkontakt (93) und einen im Gehäuse angeordneten, im wesentlichen festen Kontakt (80); Mittel zum Bewegen des beweglichen Kontakts zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position bezüglich des im wesentlichen festen Kontakts; einen Lichtbogenunterbrechungsbereich in dem Gehäuse, bei dem ein Lichtbogen zwischen dem beweglichen und dem im wesentlichen festen Kontakt gezogen wird, wenn sie auseinandergehen; eine an dem beweglichen Kontakt befestigte Isolierdüse (95); ein Gasbewegungsmittel, um Gas im Gehäuse durch den Lichtbogenunterbrechungsbereich und durch die Düse und von einer stromaufwärtigen Stelle zu einer stromabwärtigen Stelle im Gehäuse zu drücken, wenn sich der bewegliche Kontakt zu seiner besagten offenen Position bewegt; wobei die Düse ein Gaseinlaßende und ein Gasauslaßende aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß eine Gasmischplatte (130) am Auslaßende der Düse (95) befestigt ist und von dem Auslaßende beabstandet angeordnet ist, um eine turbulente Strömung von erwärmtem Gas herbeizuführen, wenn das Gas aus der Düse in der stromabwärtigen Strömung an der Platte vorbei austritt.

2. Gasblaskreisschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas SF&sub6; ist.

3. Gasblaskreisschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein vergrößertes hohles leitendes Gehäuse, das mit dem im wesentlichen festen Kontakt (80) verbunden ist und ein großes Volumen des Gases enthält, das mit turbulenter heißer Gasströmung vorbei an der Mischplatte (130) gemischt werden soll.

4. Gasblaskreisschalter nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmischplatte (130) eine Stahlplatte ist.

5. Gasblaskreisschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (95) ein Auslaßende mit großer Fläche aufweist, das sich allmählich zu einem Einlaßende mit kleiner Fläche herunter verjüngt; die Düse ein um eine Mittenlinie symmetrischer Zylinder ist; und die Platte (130) eine Fläche größer als die Fläche des Auslaßendes aufweist.

6. Gasblaskreisschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas SF&sub6; ist.

7. Gasblaskreisschalter nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch ein vergrößertes hohles leitendes Gehäuse, das mit dem im wesentlichen festen Kontakt (80) verbunden ist und ein großes Volumen des Gases enthält, das mit turbulenter heißer Gasströmung vorbei an der Gasmischplatte (130) gemischt werden soll.

8. Gasblaskreisschalter nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Düse zu der stromaufwärtigen Richtung der Gasströmung hin bewegt, wenn sich der bewegliche Kontakt (93) zur offenen Position bewegt, um hierdurch ein Volumen zu evakuieren, in das kühles stromabwärtiges Gas strömen kann, um das Mischen von heißen und kalten Gasen stromabwärts der Düse (95) zu verbessern.

9. Gasblaskreisschalter nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Düse zur stromaufwärtigen Gasströmungsrichtung bewegt, wenn sich der bewegliche Kontakt (93) zur offenen Position bewegt, um hierdurch ein Volumen zu evakuieren, in das kühles stromabwärtiges Gas strömen kann, um das Mischen von heißen und kühlen Gasen stromabwärts der Düse (95) zu verbessern.