DE2800322A1

DE2800322A1 - PRESSURE GAS SWITCH

Info

Publication number: DE2800322A1
Application number: DE19782800322
Authority: DE
Inventors: Viktor Herbert Dr Stephanides
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1977-05-05
Filing date: 1978-01-04
Publication date: 1978-11-09
Also published as: CH612036A5

Abstract

A closed metal housing (1) of the gas-blast circuit breaker is filled with a gas which is suitable for use as an extinguishing and insulating gas. In order to prevent condensation of the gas in an economical manner, the housing (1) is provided with heat insulation (10) which covers the lower part of the housing. Heat which is produced in the interior of the housing (1) can be radiated away without impediment via the upper part of the housing (1). Furthermore, an electrical heating element (12) is arranged close to the base inside the housing (1), which heating element (12) is switched on at low temperatures and whose power can be dimensioned to be less than in the case of a non-insulated housing. <IMAGE>

Description

Druckgas schalter Pressurized gas switch

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit einem, die Schaltstücke enthaltenden Gehäuse, dessen Innenraum gegenüber der Umgebung wärmeisoliert ist und ein Löschgas enthält.The invention relates to a gas pressure switch with one, the switching pieces containing housing, the interior of which is thermally insulated from the environment and contains an extinguishing gas.

In Freiluftschaltanlagen aufgestellte Druckgasschalter der genannten Art sind in einem grossen Bereich unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt. Bei tiefen Temperaturen besteht die Gefahr, dass ein Teil des Löschgases im Gehäuse kondensiert, was einen Druckabfall und somit ein Nachlassen der Isolationsfestigkeit zur Folge hat.Pressurized gas switches of the above-mentioned installed in outdoor switchgear Species are exposed to different temperatures over a large area. at At low temperatures there is a risk that some of the extinguishing gas will enter the housing condensed, which results in a pressure drop and thus a decrease in the insulation strength Has.

Um ein Kondensieren des Löschgases zu verhindern, ist es durch die DT-PS 1.965.853 bekannt, die Druckkanner des Schalters von der Atmosphre durch einen als Warmeisolierung dienenden doppelwandigen Mantel zu trennen und dessen Inneres mit einem Raum niedrigeren Druckes zu ve::-binden. Der äussere Teil des doppelwandigen thantels ist dabei ein norzellanrohr.Die Wärmeisolierung kommt bei dieser Anordnung dadurch zustande, dass das ungeheizte Niederdruckgas die beheizten Hochdruckräume möglichst von allen Seiten umgibt. Der allein für die Isolierung erforderliche Aufwand ist bei dieser bekannten Anordnung doch recht hoch.To prevent condensation of the extinguishing gas, it is through the DT-PS 1.965.853 known, the pressure scanner of the switch from the atmosphere through a to separate the double-walled jacket serving as thermal insulation and its interior to bind with a space of lower pressure. The outer part of the double-walled Thantels is a norzellan pipe. The thermal insulation comes with this arrangement comes about that the unheated low pressure gas the heated high pressure chambers as far as possible from all sides. The effort required for isolation alone is quite high with this known arrangement.

Ferner wirkt sich diese bekannte Isolierung auch nachteilig aus, in dem bei hoher Temperatur innerhalb des Schaltgehäuses, insbesondere bei kurzzeitig aufeinanderfolgenden Ausschaltlichtbögen eine Wärmeabfuhr nach aussen kaum möglich ist.Furthermore, this known insulation also has a disadvantageous effect that at high temperature inside the switch housing, especially for a short time successive switching-off arcs, heat dissipation to the outside is hardly possible is.

Eine andere bekannte Anordnung bei einem Druckgasschalter weist ein metallisches Gehäuse auf, in das zur Verhinderung der Kondensatbildung ein elektrisches Heizelement eingebaut ist, das bei der Gefahr oder bei eingetretener Kodensation des Löschgases eingeschaltet wird. Eine solche Lösung wirk zwar der Kondensation ~entgegen und verhindert andererseits auch nicht eine entsprechende Wärmeabgabe des Druckgasschalters, ist aber unwirtschaftlich wegen seiner unnötigen Wärmeverluste.Another known arrangement in a gas pressure switch has a metallic housing, in which an electrical one to prevent the formation of condensation Heating element is built-in, which in the event of danger or if condensation has occurred of the extinguishing gas is switched on. Such a solution is effective for condensation ~ counteracts and on the other hand does not prevent a corresponding heat emission the gas pressure switch, but is uneconomical because of its unnecessary heat losses.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem eine Kondensation des Löschgases, insbesondere bei tiefen Umgebungsteniperaturen auf wirtschaftliche Art verhindert wird und trotzdern bei grösserer Wärmeentwicklung innerhalb des Schalters eine genügende Wärmeabfuhr gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object of a gas pressure switch of the type mentioned at the beginning, in which a condensation of the extinguishing gas, prevented in an economical way, especially in the case of low ambient stencils and despite this, if there is a lot of heat inside the switch, a sufficient one Heat dissipation is guaranteed.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass sich die Wärmeisolation in betriebsmässiger Lage des Druckgasschalters über den unteren Teil des Gehäuses erstreckt.The object set is achieved according to the invention in that the thermal insulation in the normal operating position of the gas pressure switch over the lower one Part of the housing extends.

Durch die vorgeschlagene Lösung wird die Wärme innerhalb des'Gehäuses gleichmässiger verteilt, weil die Restwärme des sich unten ansammelnden kälteren Löschgases nicht mehr unmittelbar über das Gehäuse durch Strahlung oder onvektion an die Umgebung abgeführt wird. Hingegen kann das, insbesondere bei kurzzeitig aufeinanderfolgenden Ausschaltlichtbögen erwärmte Löschgas seine Wärme ungehindert über den nicht isolierten Teil des Gehäuses an die Umgebung abführen.With the proposed solution, the heat inside the housing more evenly distributed, because the residual heat of the colder that collects below Extinguishing gas no longer passes directly through the housing through radiation or onvection is discharged to the environment. On the other hand, it can, especially in the case of short-term successive Switching off arcs, extinguishing gas warmed its heat unhindered over the uninsulated Discharge part of the housing to the environment.

Durch die vorgeschlagene Lösung ist ein solcher Dxuckgasschalter innerhalb eines grossen Temperaturbereiches betriebsfähig.As a result of the proposed solution, such a gas pressure switch is inside operable over a wide temperature range.

Anhand einer Zeichnung wird aln Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes naher elautert. Die einzige Figur zeigt einen liegend angeordneten Druckgassehalter im Längsschnitt. Der dargestellte Drsx,ckgasschal Xer ist in einem geschlossenen Metallgelläuse 1 untergebracht. Das Metallgehause 1 ist mit einem als Lösch- und Isoliergas geeigneten Gas, z.B. mit Schwefelhexafluorid (SF6) gefüllt. Der Druckgasschalter ist mittels rohrförmigen Zuleitungen 2 oder über Freiluftdurchführungen an eine nicht dargestellte Schaltanlage angeschlossen. Die Zuleitungen 2 stehen mit elektrisch leitenden Zylindern 3 bzw. 4, denen die Schaltkontakte zugeordnet sind, in elektrisch leitendender Verbindung. Der dem Zylinder 4 zugeordnete Schaltkontakt ist bweglich und steht über Schubstangen 5 mit einem ausserhalb des Gehäuses 1 angeordneten Antrieb 6 in Verbindung. Das dem Zylinder 4 zugeordnete bewegliche Kontaktstück weist eine Blasdüse 7 auf.A drawing is used to illustrate an exemplary embodiment of the subject matter of the invention closer elautert. The only figure shows a compressed gas holder arranged horizontally in longitudinal section. The shown Drsx, ckgasschal Xer is in one closed Metal housing 1 housed. The metal housing 1 is with an as extinguishing and Gas suitable for insulating gas, e.g. filled with sulfur hexafluoride (SF6). The gas pressure switch is by means of tubular supply lines 2 or via outdoor bushings to a Switchgear not shown connected. The leads 2 are electrically conductive cylinders 3 and 4, to which the switching contacts are assigned, in electrical conductive connection. The switching contact assigned to the cylinder 4 is movable and stands via push rods 5 with a drive arranged outside the housing 1 6 in connection. The movable contact piece assigned to the cylinder 4 has a Blow nozzle 7 open.

Das Gehäuse 1 ist mit Stützelementen 8 auf einem Fundament 9 abgestützt.The housing 1 is supported on a foundation 9 with support elements 8.

Das Gehäuse 1 des sich in betriebmässiger Lage befindenden Druckgasschalters weist eine Wärmeisolation 10 auf, die sich annähernd bis zur halben Höhe über den unteren Teil des Gehäuses erstreckt. Diese Wärmeisolation 10 ist durch einen unmittelbar auf das Gehäuse 1 aufgehrachten Blarmekämmenden Werkstoff gebildet. Geeignete wärmed>mmende Werkstoffe sind beispielsweise Hartschaum, Mineralwolle und Kork. Die Dicke des wärmedämmenden Werkstoffes nimmt im Bereich des oberen Randes 11 der Wärme isolation nach oben hin ab. Im dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt die Dicke stetig ab. Die Anordnung kann aber auch so getroffen sein, dass die Dicke stufenweise abnimmt. Zum Schutz gegen äussere Einflüsse ist der wärmedämmende Werkstoff von einer Verkleidung 12 umgeben. Im unteren Teil des Gehäuses 1 ist innerhalb der Isolation ein elektrisches Heizelement 12 angeordnet. Obwohl dieses Heizelement 12 im dargestellten Ausfb.hrungsbeispiel innerhalb des Ge-Gehäuses 1 angeordnet ist, kann es auch ausserhalb des Gehäuses 1, jedoch innerhalb der Wärmeisolation 10 angeordnet werden.The housing 1 of the pressurized gas switch in the operational position has a thermal insulation 10, which is approximately up to half the height above the extends lower part of the housing. This thermal insulation 10 is by a direct formed on the housing 1 aufhrachten Blarmkämmenden material. Suitable thermal end Materials are, for example, hard foam, mineral wool and cork. The thickness of the Thermally insulating material takes in the area of the upper edge 11 of the heat insulation towards the top. In the illustrated embodiment, the thickness decreases steadily. The arrangement can, however, also be made such that the thickness decreases in steps. The insulating material is clad to protect against external influences 12 surrounded. In the lower part of the housing 1 there is an electrical inside the insulation Heating element 12 arranged. Although this heating element 12 in the illustrated Ausfb.hrungsbeispiel is arranged inside the Ge housing 1, it can also outside of the housing 1, but are arranged within the thermal insulation 10.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Druckgasschalter liegend angeordnet, wobei sich die Wärmeisolction über die ganze Länge des Gehäuses 1 etwa bis in die Höhe einer Mittellinie erstreckt. Der obere Rand 11 der Wärmeisolation 10 verläuft demnach horizontal und ist nur an den Stellen unterbrochen, an denen Elemente aus dem Gehäuse herausragen, wie beispielsweise Verbindungselemente zum Antrieb 6. Wird der Druckgasschalter jedoch stehend angeordnet, dann erstreckt sich die Wärmeisolation von der nach unten gerichteten Stirnseite des Gehäuses nach aufwärts. Auch bei einer solchen Anordnung verläuft der obere Rand der Wärmeisolation in horizontaler Richtung.In the illustrated embodiment, the gas pressure switch is horizontal arranged, with the thermal insulation over the entire length of the housing 1 approximately extends up to the level of a center line. The upper edge 11 of the thermal insulation 10 therefore runs horizontally and is only interrupted at the points where Elements protrude from the housing, such as connecting elements for Drive 6. However, if the gas pressure switch is arranged upright, then it extends the thermal insulation from the downward facing face of the housing upwards. Even with such an arrangement, the upper edge of the thermal insulation runs horizontally Direction.

Das sich im Gehäuse 1 befindende, zur Funkenlöschung dienende Löschgas wird durch Verlustwärme beim Betriebsstrom und während des Funkenlöschvorganges, beim Unterbrechen des zugeordneten Stromkreises örtlich relativ stark erwärmt. -rn folge einer geringen Dichte steigt das erwärmte Löschgas innerhalb des Gehäuses 1 nach oben, während das kalte Löschgas in Bodennähe verbleibt. Durch die sich über den unteren Teil des Gehäuses 1 erstreckende Wärmeisolation 10 wird nun verhindert, dass sich das im unteren Teil des Gehäuses 1 befindende kalte Löschgas bei tiefen Aussentemperaturen, denen der in einer Freiluft-Schaltanlage ausgestellte Druckgasschalter ausgesetzt ist, noch weiter abkühlen kann. Andererseits wird die Wärmeabgabeaes sich im oberen Teil des Gehäuses 1 befindenden warmen Löschgases durch das aus Metall bestehende Gehäuse 1 an die Ur.gebung durch den nicht isolierten oberen Teil des Gehäuses nicht behinde-t.The extinguishing gas that is located in the housing 1 and is used for spark extinction is caused by heat loss in the operating current and during the spark extinguishing process, when the associated circuit is interrupted, it is locally heated to a relatively high degree. -rn As a result of a low density, the heated extinguishing gas rises inside the housing 1 upwards, while the cold extinguishing gas remains close to the ground. By looking over the lower part of the housing 1 extending thermal insulation 10 is now prevented, that the cold extinguishing gas located in the lower part of the housing 1 is at deep Outside temperatures that the gas pressure switch exhibited in an open-air switchgear corresponds to exposed, can cool down even further. On the other hand, the heat release aes located in the upper part of the housing 1 warm extinguishing gas through the housing 1 made of metal to the original through the non-isolated upper part of the housing not obstructed.

Durch die Wärmeisolation 10 wird daher grossen Teraperaturunterschieden des Löschgases innerhalb des Gehäuses 1 entgegen gewirke. Der so ausgerüstete Druckgasschalter ist daher innerhalb eines grösseren Temperaturbereiches einsatz fähig.The thermal insulation 10 therefore results in large differences in temperature of the extinguishing gas inside the housing 1 counteracted. The compressed gas switch equipped in this way can therefore be used within a wider temperature range.

Sollte die Temperatur des Löschgases am Boden innerhalb des Gehäuses 1 bei tiefen Aussentemperaturen trotzdem den Taupunkt des Löschgases erreichen, dann kann zur Verhinderung einer Kondensation das elektrische H.eizelemen-c 12 eingeschaltet werden. Die durch das Heizelement 12 aufzubringende Heizleistung kann jedoch infolge der Isolation 10 wesentlich kleiner sein, als bei einem nicht isolierten Gehäuse. Das Heizelement 12 kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Temperatur oder dem Druck des Löschgases sowie auch von einer einsetzenden Kondensatbildung geschaltet werden.The temperature of the extinguishing gas should be at the bottom inside the housing 1 still reach the dew point of the extinguishing gas at low outside temperatures, then the electrical H.eizelemen-c 12 can be switched on to prevent condensation will. The heating power to be applied by the heating element 12 can, however, as a result the insulation 10 can be much smaller than in the case of a non-insulated housing. The heating element 12 can, for example, depending on the temperature or the Pressure of the extinguishing gas as well as the onset of condensation will.

Claims

Claims: Contains a compressed gas switch with one, the switching pieces containing housing, the interior of which is thermally insulated from the environment and contains an extinguishing gas, characterized in that the thermal insulation (10) in the operational position of the gas pressure switch, however, the lower part of the housing (1) extends.

2. Compressed gas switch according to claim 1, characterized in that the thermal insulation (10) extends approximately to half the height of the housing (1).

3. Compressed gas switch according to claim 1, characterized in that the thermal insulation (10) by one applied directly to the housing (1) insulating material is formed.

4. Compressed gas switch according to claim 3, characterized in that the thickness of the insulating material in the area of the upper edge (11) of the thermal insulation (10) decreases.

5. Compressed gas switch according to claim 4, characterized in that the thickness is steadily decreasing.

6. Compressed gas switch according to claim 4, characterized in that the thickness gradually decreases.

7. Pressure gas switch according to one of claims 2 to 6, characterized in that that the insulating material is surrounded by a cladding.