DE2759265A1

DE2759265A1 - Druckgasschalter

Info

Publication number: DE2759265A1
Application number: DE19772759265
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Rer Nat Zueckler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1977-12-30
Publication date: 1979-07-05
Also published as: JPS5496776A; DE2759265B2; DE2759265C3

Description

Druckgasschalter
Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter mit zwei feststehenden, in Abstand voneinander angeordneten Schaltstücken, die zur Abfuhr von Schaltgasen hohl ausgebildet sind und düsenförmig gestaltete Stirnseiten aufweisen, und mit einem diese Schaltstücke in der Einschaltstellung Uberbrückenden und in der Ausschaltstellung zur Bildung einer Trennstrecke freigebenden beweglichen Schaltstück sowie mit einem Kontaktsystem, das den beim Ausschalten entstehenden Lichtbogen im Innern der feststehenden Schaltstücke zieht.
Aus der DE-AS 22 11 617 ist ein derartigen Schalter bekannt. Die hohl ausgebildeten feststehenden Schaltstücke sind in der Einschaltstellung durch ein leistungslos schaltendes Überbrückungsschaltstück verbunden, dem ein HilfsschaltstUck parallel geschaltet ist. Das Hilfsschaltstück ist im Innern der feststehenden Schaltstücke gleitbeweglich geführt und mit dem Antrieb für das Überbrückungsschaltstück und die Blaseinrichtung gekoppelt.
Das Hilfsschaltstiick zieht den Lichtbogen nahe der Achse der beiden feststehenden Schaltstücke. Dieser Lichtbogen wird von der beim Öffnen des Schalters einsetzenden Druckgasströmung wirksam beblasen.
In Abhängigkeit von der Größe des abzuschaltenden Stromes bildet sich eine mehr oder weniger dicke Lichtbogensäule zwischen den Lichtbogenelektroden des Hilfsschaltstückes aus. Für den größten abzuschaltenden Strom muß aufgrund der vorgegebenen Dicke der Lichtbogensäule die lichte Weite der hohlen düsenförmigen Schaltstücke bemessen sein, damit die Düsen, die zur Abfuhr der Schaltgase bestimmt sind, durch den Lichtbogen nicht unzulässig verdämmt werden.
Sofern man mit einer einzigen Unterbrechereinheit, d. h. einer einzigen Trennstrecke, eine möglichst große Spannung beherrschen will, muß die Trennstrecke so lang bemessen sein, daß während der Ausschaltbewegung die radiale Gasströmungsgeschwindigkeit in der Trennstrecke unter Umständen wesentlich geringer als in den Düsen der feststehenden Schaltstücke wird. Dies kann dazu führen, daß der Lichtbogen radial nach außen wandert, was die Löschung des Lichtbogens erschwert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem große Abschaltströme und eine vergleichsweise lange Trennstrecke zur Beherrschung hoher Spannungen zu keiner Beeinträchtigung der Lichtbogenbeblasung, insbesondere zu keiner ungünstigen Verteilung der Gasströmungsgeschwindigkeit, im Bereich der Trennstrecke führt.
Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß die feststehenden Schaltstücke stirnseitig mit in die Trennstrecke vorspringenden ringförmigen Isolierstoffkörpern versehen sind, die zumindest teilweise die Düsen bilden.
Die vorspringenden ringförmigen Isolierstoffkörper erlauben es, den Abstand zwischen den Stirnseiten der Düsen so zu wählen, daß die Gasströmungsgeschwindigkeit an allen Stellen des Kontaktsystems unter Berücksichtigung der Dichteänderung des Löschgases im Löschgebiet gleichbleibt. Damit ergibt sich vorteilhaft die Voraussetzung, daß der Lichtbogen nicht seitlich ausbrechen kann und damit optimalen Löschbedingungen unterworfen werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung enthält der Isolierstoffkörper einen unter Lichtbogeneinwirkung Löschgas abgebenden Stoff. Hierzu kann der Isolierstoffkörper mindestens teilweise aus Polytetrafluoräthylen bestehen.
Das bewegliche Schaltstück kann als ein die feststehenden Schaltstücke außen umfassendes Rohr ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, daß das bewegliche Schaltstück als ein im Innern der feststehenden Schaltstücke angeordneter Schieberkörper gestaltet und zumindest einen Teil des den Lichtbogen ziehenden Kontaktsystems bildet. * ist Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.
Die Figur zeigt in einem Schnitt die wesentlichen Teile eines Druckgasschalters in schematischer Darstellung.
Der Druckgasschalter besteht aus einer Isolierstoffkammer 1, in deren Innenraum 2 elektronegatives Gas, wie z. B. SF6, unter einem Druck von beispielsweise 6 bar eingefüllt ist. Im Innenraum 2 sind ferner zwei feststehende düsenförmige Schaltstücke 3, 4 vorgesehen, die zur Abfuhr von Schaltgasen hohl ausgebildet sind.
Sie weisen düsenförmige Stirnseiten 5, 6 auf. Die Schaltstücke 3, 4 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem rohrförmigen beweglichen Uberbrückungsschaltstück 7 überbrückt, das in der Ausschaltstellung, wie rechts der Mittellinie 8 gezeigt, die beiden Schaltstücke 3, 4 zur Bildung einer Trennstrecke T freigibt. Ferner ist ein Kontaktsystem vorgesehen, das aus einem beweglichen Kontaktstück 9 und einem begrenzt beweglichen Kontaktstück 10 besteht. Zwischen den Kontaktstücken 9 und 10 wird beim Ausschalten unter Last der Lichtbogen gezogen.
Der Lichtbogen brennt damit im Innern der düsenförmigen Schaltstücke 3, 4. Das bewegliche Kontaktstück 9 wird mit dem Schaltstück 7 gemeinsam von einem nicht weiter dargestellten Antrieb in Pfeilrichtung 11 bewegt, wenn der Schalter in die Ausschaltstellung überführt wird.
Zu Beginn der Ausschaltbewegung läuft das begrenzt bewegliche Kontaktstück 10, von einer Feder 12 belastet, dem Kontaktstück 9 eine bestimmte Strecke nach, so daß das bewegliche Schaltstück 7 lichtbogenfrei vom feststehenden Schaltstück 3 ablaufen kann. Nach der Trennung der Schaltstücke a, 7 und der Kontaktstücke 9, 10 wird aus dem Innenraum 2 Löschgas zur Trennstrecke gegen den Lichtbogen geführt.
Die entstehenden Schaltgase werden durch das Innere der Schaltstücke 3 und 4 abgeführt. ersichtlich sind die feststehenden Schaltstücke 3, 4 stirnseitig mit in die Trennstrecke T vorspringenden Isolierstoffkörpern versehen, die zumindest teilweise die Düsen bilden. Die metallischen Schaltstücke 3, 4 können damit soweit voneinander entfernt werden, daß eine hohe Spannung in der Ausschaltstellung des Schalters gehalten werden kann.
Die Isolierstoffkörper beeinflussen die dielektrische Festigkeit vergleichsweise wenig. Sie sorgen dafür, daß die Gasströmungskomponente, die radial den Lichtbogen bebläst, so groß ist, daß der Lichtbogen nicht seitlich auswandern kann. Die Isolierstoffkörper enthalten vorteilhaft einen Stoff, der unter Lichtbogeneinwirkung zusätzliches Löschgas abgibt. Sofern die Isolierstoffkörper zumindest teilweise aus Polytetrafluoräthylen bestehen, ergibt sich eine besonders günstige Verträglichkeit des Löschgases mit dem übrigen Löschgas (SF6).
Außerdem hat Polytetrafluoräthylen eine verhältnismäßig niedrige Dielektrizitätskonstante, was vorteilhaft ist.
Das bewegliche Schaltstück 7 ist als ein die feststehenden Schaltstücke außen umfassendes Rohr ausgebildet. Es ist Jedoch auch möglich, das bewegliche Schaltstück als einen im Innern der feststehenden Schaltstücke 3, 4 angeordneten Schieberkörper zu gestalten, der zumindest einen Teil des den Lichtbogen im Innern der Schaltstükke 3, 4 ziehenden Kontaktsystems bildet. Damit ist ein besonderes Kontaktsystem in der Schaltstückachse entbehrlich.
Bei dem in der Figur dargestellten Druckgasschalter wird die Löschgasströmung beim Ausschalten von einem Kolben-Zylinder-System erzeugt, das aus einem feststehenden Kolben 13 und einem beweglichen Zylinder 14 besteht. Der Zylinder 14 ist mit dem Antrieb für das Schaltstück 7 und das Kontaktstück 9 gekoppelt. Im Verlauf der Ausschaltbewegung wird der Blaszylinder 14 über den feststehenden Kolben 13 gezogen und das dazwischenliegende Löschgas komprimiert, bis das freie Ende des Schaltstückes 6 vom Düsenkörper des feststehenden Schaltstückes 3 abläuft. Für die Erfindung ist jedoch die Erzeugung der Löschgasströmung mittels eines Kolben-Zylinder-Systems nicht notwendig. Die Löschgasströmung kann auch, wie bei Zweidruckschaltern üblich, aus einem Hochdruckreservoir gespeist werden, die in einen Raum niederen Druckes geführt wird.
5 Ansprüche 1 Figur

Claims

PatentansprUche c)i. Druckgasschalter mit zwei feststehenden, in Abstand voneinander angeordneten Schaltstcken, die zur Abfuhr von Schaltgasen hohl ausgebildet sind und düsenförmig gestaltete Stirnseiten aufweisen, und mit einem diese Schaltstücke in der Einschaltstellung überbrückenden und in der Ausschaltstellung zur Bildung einer Trennstrecke freigebenden beweglichen Schaltstück, wobei ein Kontaktsystem vorgesehen ist, das den beim Ausschalten entstehenden Lichtbogen im Innern der feststehenden Schaltstücke zieht, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die feststehenden Schaltstücke (3, 4) stirnseitig mit in die Trennstrecke (T) vorspringenden ringförmigen Isolierstoffkörpern (6) versehen sind, die zumindest teilweise die Düsen bilden.
2. Druckgasschalter 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 der Isolierstoffkörper (6) einen unter Lichtbogeneinwirkung Löschgas abgebenden Stoff enthält.
3. Druckgasschalter nach 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 der Isolierstoffkörper (6) mindestens teilweise aus Polytetrafluoräthylen besteht.
4. Druckgasschalter 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 das bewegliche Schaltstück (7) als ein die feststehenden Schaltstücke (3, 4) außen umfassendes Rohr ausgebildet ist.
5. Druckgasschalter 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 das bewegliche Schaltstück als ein im Innern der feststehenden Schaltstücke (3, 4) angeordneter Schieberkörper ge- staltet ist und zumindest einen Teil des den Lichtbogen ziehenden Kontaktsystems (9, 10) bildet.