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WO2016151002A1 - Insulating nozzle and electrical switching device comprising the insulating nozzle - Google Patents

Insulating nozzle and electrical switching device comprising the insulating nozzle Download PDF

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Publication number
WO2016151002A1
WO2016151002A1 PCT/EP2016/056348 EP2016056348W WO2016151002A1 WO 2016151002 A1 WO2016151002 A1 WO 2016151002A1 EP 2016056348 W EP2016056348 W EP 2016056348W WO 2016151002 A1 WO2016151002 A1 WO 2016151002A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
channel
insulating nozzle
region
contact piece
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2016/056348
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Radu-Marian Cernat
Andreas Groiss
Thomas Krull
Edelhard Kynast
Volker Lehmann
Andrzej Nowakowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2016151002A1 publication Critical patent/WO2016151002A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7023—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7023—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle
    • H01H33/703—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle having special gas flow directing elements, e.g. grooves, extensions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/98—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being initiated by an auxiliary arc or a section of the arc, without any moving parts for producing or increasing the flow

Definitions

  • Insulating nozzle and electrical switching device with the insulating nozzle Insulating nozzle and electrical switching device with the insulating nozzle
  • the invention relates to an insulating nozzle for an electrical switching device and an electrical switching device comprising the insulating nozzle, having a first inner region on a first side, adapted for receiving a first electrical contact piece, and a second inner region on a second side, adapted for receiving a second electrical contact piece ,
  • the second contact piece is movable relative to the first contact piece arranged.
  • a continuous channel is arranged, designed as a constriction of the insulating nozzle.
  • High voltage circuit breakers are electrical switching devices for switching voltages, in particular greater than 70 kV and currents, in particular in the range of 10 A up to
  • the switching devices are designed to connect and disconnect circuits and to safely conduct operating and short-circuit currents in the closed state.
  • arcs usually occur, which support the switching process and can be safely controlled.
  • a special design of the switching device which comprises a breaker unit with two contact pieces and an insulating nozzle, ensures that erosion arcs occurring during switching.
  • Such electrical switching device with insulating is known for example from the document DE 296 07 660 Ul.
  • a particular embodiment of electrical switching devices for switching high voltages are Diskomp- ressions high voltage circuit breakers. They usually have two contact systems, the rated current and the arc contact system. The rated current contact system in the closed state is a low-resistance connection between two
  • the arcing contact system is erosion-resistant and only appears during the switching operations. It carries the arc at a switch-off from the time of contact separation to deletion and when switching from pre-flashover to contact.
  • the two contact systems are staggered so that when opened the rated current contact system opens in front of the arcing contact system and closes when closing the rated contact system after the arcing contact system.
  • the rated current contact system is not exposed to the switching arc, and due to the different impedance of the two contact systems, only low-energy commutation arcs are produced at the rated current contact system.
  • the arcing contacts which are also referred to as contact pieces, are guided with a small gas gap through an auxiliary and insulating nozzle, thereby producing a wall-stabilized switching arc.
  • a flow through the constriction is prevented or reduced, and thereby a pressure build-up in a heating volume is effected.
  • the Contact system In addition to mechanical damage caused by unfavorable collisions of the arcing contacts with insulating parts, there is a risk, from a dielectric point of view, that the field strength load will reach critical values when the gas gap is reduced, resulting in overloading of the insulating parts.
  • the Contact system must be designed to be operated in as short a time as possible, whereby it is accelerated quickly to high speeds, and is braked back to a rest position after a relatively short distance.
  • the movement sequence is controlled by a complex transmission in which components mesh, collide and / or deflect. In the course of the longitudinal movement, the contact system experiences an additional transverse acceleration, which can lead to a pendulum movement of the arcing contacts in the nozzle restriction. The distance between contact and insulating part can thus fall below a critical level.
  • Object of the present invention is to provide an insulating nozzle for an electrical switching device, in particular a high-voltage circuit breaker, which solves the problems described above.
  • it is an object to provide a structure of an insulating nozzle, which prevents contact of arcing contacts with the insulating nozzle, at least in the region of the arc and ensures good pressure build-up in the heating volume.
  • an insulating nozzle for an electrical switching device with the features according to claim 1 and / or by an electrical switching device according to claim 14.
  • Advantageous embodiments of the insulating nozzle according to the invention and / or electrical switching device are specified in the subclaims.
  • objects of the main claims with each other and with features of subclaims and features of the dependent claims can be combined with each other.
  • Switching device comprises a first inner region on a first side, adapted to receive a first electrical contact piece, and a second inner region on a second side, adapted for receiving a second electrical contact piece.
  • the second contact piece is movable relative to the first contact piece arranged.
  • the insulating nozzle further comprises a continuous channel, arranged in a region between the first and the second inner region, which is formed as a bottleneck of the insulating nozzle. According to the invention, the channel has at least two different areas with mutually different cross sections.
  • Diameter of the Isolierdüsenengstelle be made larger than technically required, especially in a first region of the channel.
  • the pressure build-up in the heating volume which is necessary to extinguish an arc, would be reduced. Therefore, in a region of the channel with low dielectric stress, a reduced diameter of the channel is selected, whereby a sufficient pressure build-up can be ensured and a guide of contact pieces takes place.
  • a contact of the arcing contacts with the nozzle throat can be prevented by a large channel cross-section or channel diameter and by a second region with low dielectric stress, which has a small channel cross-section or channel diameter , a sufficient pressure build-up can be guaranteed.
  • the first region of the channel may have a cross-section which is substantially larger than the cross-section of a second region of the channel, in order to reduce the interaction upon occurrence of an arc between the first and the second contact piece with material of the insulating sleeve.
  • the first region is arranged in particular on one side of the channel to the first side of the insulating nozzle out.
  • this area which is highly stressed by dielectrics, a defined, large distance between arcing contact and insulating material is maintained by the bottleneck geometry with a large cross section. Threading into this area without touching the insulating material of the nozzle is facilitated by an increased diameter in this area.
  • a second region of the channel may have a second cross section, which is substantially in the region of the cross section of the second contact piece, for mechanical support of the second contact piece, the region being arranged in particular on one side of the channel towards the second side of the insulating nozzle.
  • this area is a
  • the at least one first region of the channel may have a cylindrical shape, in particular in conjunction with a cylindrical second region of the channel.
  • an equal distance to all sides between the insulating material and the contact piece can be ensured, in particular in a phase of the strong approximation of the contacts to one another.
  • a greater distance, in particular, which remains constant in a phase of strong approach, ensures little to no interaction of the arc with the insulating material in this area.
  • a cylindrical second region of the channel ie a cylindrical shape of the insulating nozzle throat in the second region of smaller cross-section than the first region has the advantage the switching arc comes into contact with the insulating material as early as possible in terms of time, and an increase in pressure in the heating volume is initiated as early as possible.
  • the at least one first region of the channel may alternatively or additionally have a conical shape, in particular the shape of a truncated cone with a top surface which has the cross section of the first region of the channel and a base surface with a larger cross section, the base surface being on the side the channel is arranged to the first
  • a conical inlet bevel can be arranged, in the form of a truncated cone with increasing cross section in the direction of the second side of the insulating. This allows a better threading of a contact piece in the bottleneck, without jamming or strong mechanical stress of the insulating nozzle material.
  • a mechanical damage to the insulating nozzle by abrasion upon contact of the contact piece with the insulating material, eg. B. with pendulum movement of the contact piece with respect to the central axis of the nozzle is prevented or at least reduced.
  • a strong mechanical damage to the nozzle, z. B. by tilting or wedging the contact piece in the bottleneck is prevented.
  • the conical inlet slope towards a central axis of the insulating nozzle may have an angle in the range of less than 10 degrees. In this area, a small angle between the contact piece and its direction of motion is given, so that upon mechanical contact of the contact piece with the Isolierma- material, the contact piece is directed back in the direction of the central axis, without jamming or to produce large material abrasion.
  • a cylindrical inlet area can be arranged, with a cross section larger than the cross section of the second region. This has the same effect as the conical inlet slope described above, and can facilitate threading the contact piece into the throat of the nozzle.
  • a cylindrical inlet region is simpler and cheaper to produce than a conical inlet slope.
  • a cylindrical portion having a second cross section smaller than the first cross section may be arranged. This results in a geometry with advantages, as previously described for a cylindrical inlet slope and a cylindrical first and second area.
  • the insulating nozzle, regions of the channel, and / or the channel itself can be rotationally symmetrical, in particular with circular cross sections.
  • a clamping device and / or a thread for holding the nozzle can be arranged, in particular a thread circulating around the nozzle.
  • the nozzle may be mechanically secure and fixed in the electrical switching device, in particular on the side and with the tulip contact adjacent to the boiler room, in which the heated gas can flow.
  • On the second side in an outer region may be arranged a recess for holding a seal, in particular a PTFE seal.
  • the second side can be stored gas-tight mechanically stable in the electrical switching device.
  • the insulating nozzle may be made of PTFE or include PTFE.
  • PTFE as a material for the insulating nozzle shows good electrical insulator properties, good mechanical, chemical and thermal properties. mixed stability, and can prevent jamming by its mechanical lubricating properties of contact pieces.
  • An electrical switching device comprises a first and a second electrical contact piece, wherein the second electrical contact piece is arranged to be movable relative to the first electrical contact piece. Furthermore, the electrical switching device comprises an insulating nozzle described above.
  • the electrical switching device can be designed in the form of a compressed gas-insulated circuit breaker.
  • the advantages of the electrical switching device according to the invention are analogous to the advantages described above in connection with the insulating nozzle.
  • the second electrical contact piece may have a complementary shape and / or a substantially same cross-section to at least a portion of the channel or the bottleneck. With a complementary shape and a cross section in the region of the throat of the channel, in particular the region with the smallest cross section, a good, temporary gas seal of the channel can be effected.
  • Heating, expanding gas in the region of an arc can expand in the direction of the heating chamber, in particular by a fluid channel z.
  • B. comprises from the first side of the insulating nozzle, and the gas can bring in a second step, in a backflow extinguish the arc.
  • FIG. 1 shows a section along a longitudinal axis 2 of an insulating nozzle 1 for an electrical switching device according to the prior art
  • FIG. 2 shows a section analogous to FIG. 1 with a channel 5, which connects a first side 3 and a second side 4, and according to an exemplary embodiment of the invention has at least two cylindrical regions 8, 9 with different cross sections, and
  • FIG. 3 shows a section analogous to FIG. 2 with a channel 5, which has a cylindrical 9 and a conical 8 region, and
  • FIG. 4 shows a section analogous to FIG. 1 with a run-in slope 10 in the channel 5 towards a side 4, and
  • FIG. 5 shows a section analogous to FIG. 2 with a channel 5, which has two cylindrical areas 8, 9 with different cross-sections and an inlet bevel 10 analogous to FIG. 4, and FIG
  • FIG. 6 shows a section analogous to FIG. 1 with a channel 5, which has a cylindrical region 12 which encloses a cylindrical region 13 with a smaller cross section
  • FIG. 7 shows a section along the center axis 2 of an electrical device according to the invention
  • FIG. 1 shows an insulating nozzle 1 for an electrical
  • the insulating nozzle 1 is constructed rotationally symmetrical about the central axis 2.
  • the wall of the insulating nozzle 1 encloses on a first side 3 a substantially cylindrical cavity with a first diameter d i ( and on an opposite, second side 4 a substantially conical cavity with an equal or smaller diameter d 2 , which in Rich A continuous channel is arranged between the two sides 3, 4, which is designed as a constriction 5 and has substantially the shape of a cylindrical cavity, with a third diameter d 3 , which is smaller than the diameter di on the first side 3 and the diameter d 2 on the second side 4.
  • the diameters may be in the range of millimeters, in particular the first diameter di in the range of 50 to 100 mm, the second diameter d 2 in the range of 30 to 60 mm and the third diameter d 3 in the range of 20 to 30 mm.
  • a clamping device 6 is provided on the outer circumference of the insulating nozzle 1 in order to secure the insulating nozzle 1 in an electrical switching device.
  • other fastening devices may be used, for. B. thread 6.
  • the insulating nozzle 1 are mechanically stable to electrical contact pieces on the first page 3 are attached.
  • a recess 7 for holding a seal is provided on the outer periphery of the insulating nozzle 1, which also takes the form of a clamping device may be to secure the insulating nozzle 1 in an electrical switching device.
  • the seal allows z.
  • As a PTFE seal can be used.
  • FIG. 2 shows an insulating nozzle 1 in accordance with the invention
  • the insulating nozzle 1 has a channel 5 which connects the cavities of the first side 3 and the second side 4 of the insulating nozzle 1 with each other.
  • the channel 5 comprises at least two cylindrical regions 8, 9 with different cross sections.
  • the first region 8 has a larger diameter than the second region 9.
  • a second contact piece can be inserted from the second side 4 when contacted in the insulating nozzle.
  • the first contact piece may be fixedly arranged in the cylindrical cavity of the first side 3 near the channel 5.
  • an arc develops between the contacts, which is also referred to as a rollover.
  • the distance of the contact pieces is still relatively large and the dielectric stress of the Isolierdü- senmaterials low.
  • the second contact piece is inserted into the channel 5 in the second region 9 with a small diameter.
  • the contact piece may have a diameter substantially in the region of the diameter of the channel 5 in the second region 9, with a complementary shape, or a slightly smaller one Diameter. Due to the small size of a gap between moving contact piece and channel 5 in the second region 9, a gas exchange or gas flow in this area is prevented or impeded. The movement of the second contact piece and the heating of the gas in the region of the arc, wherein the gas expands due to the heating, lead to a pressure build-up in the region between the contact pieces.
  • the high pressure may allow gas to flow into a pressure chamber, as will be described in detail below in connection with FIG.
  • the second contact piece moves with its tip in the channel 5 in the first region 8 with a larger diameter than the diameter of the second region 9. This gives a greater distance between the material of the insulating nozzle 1 and the second contact piece in this area. The material is less stressed and thus less or not damaged.
  • FIG. 3 shows an insulating nozzle 1 in a sectional view similar to FIG.
  • the channel 5 has a conical region 8 adjacent to a cylindrical region 9.
  • the conical region has the shape of a truncated cone, with a larger base area toward the first side 3 towards the cover surface toward the second side 4, which corresponds to the cross-sectional area or base area of the cylinder which surrounds the channel 5 in FIG second area 9 forms.
  • the diameter of the channel 5, starting from the end of the second area 9 towards the first side 3 in the first area 8 increases continuously.
  • the advantage of the increase in the distance between the contact piece and insulating material in the direction of the first page 3 is analogous to the embodiment of Figure 2 with a cylindrical shape, instead of conical shape of the channel 5 in area 8 in Figure 3.
  • the increasing distance between the contact piece and insulating material in the direction of the first Page 3 results in an increasing distance between the contact piece and insulating material upon movement of the contact piece in the direction of the first page 3, wherein the distance between the two contact pieces is reduced to each other.
  • the constriction in the region 9 of the channel 5, with essentially the same diameter and the same shape as the contact piece has the advantages described above, that the contact piece is mechanically supported for the suppression of z. B. pendulum movements and that an early pressure build-up occurs when the gas is heated by the arc. As the dielectric load increases, the distance between the contact piece and the insulating material increases, which prevents or reduces damage to the insulating nozzle 1.
  • FIG. 4 shows an insulating nozzle 1 similar to the insulating nozzle in FIG. 1 in a sectional view.
  • the insulating nozzle 1 has in the channel 5 on the side of the channel 5, which faces the second side 4, an inlet bevel 10.
  • the inlet slope 10 may, for. B. in the form of an inner circumferential surface of the channel 5, which forms an angle to the center axis in the range of 10 °.
  • This lateral surface may be in the form of a lateral surface of a cone, which ends with a cover surface in the direction of the first side 3, which is a cross section of the cylindrical channel part 5.
  • the inlet slant facilitates insertion of the contact piece into the channel 5, in particular without tilting the contact piece or material abrasion from the insulating nozzle 5.
  • FIGS. 4 and 5 show an insulating nozzle 1 analogous to the insulating nozzle 5 of Figure 2 is shown in section, with an inlet bevel 10 analogous to the inlet bevel 10 known from the embodiment of Figure 4.
  • an insulating 10 with a conical region 8 as shown in FIG. 3, and an inlet bevel 10, as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the advantages are, as described above, analogous to the advantages of a run-in slope 10, as shown in FIGS. 4 and 5, and an increased diameter of the passage 5 in the region 8, as shown in FIGS. 2, 3 and 5.
  • FIG. 6 shows an insulating nozzle 1 with a continuous, cylindrical channel 5 analogous to the channel 5 in FIG. 1, wherein a cylindrical region 13 with a second, smaller diameter is arranged in a cylindrical region 12 with a first diameter.
  • the cylindrical region 13 with a smaller diameter shown in the sectional view in FIG. 6 is encompassed by the region 12, wherein the region 13 in the exemplary embodiment of FIG. 6 is arranged closer to the side 4 than to the side 3 in the channel 5.
  • An insulating nozzle 1, analogous to the insulating nozzle 1 shown in FIG. 5, only has a cylindrical inlet region instead of a conical inlet region 10. The advantages are as described in the exemplary embodiment of FIG. 5, whereby a cylindrical inlet region can be manufactured more simply and less expensively as a conical inlet region 10.
  • FIG. 7 shows a section along the central axis 2 of an electrical switching device 14 with insulating nozzle 1, it being possible to use an insulating nozzle according to the invention described above as the insulating nozzle.
  • the electrical switching device 14 in particular designed as a high-voltage power switch, comprises a first and a second electrical contact piece 15, 16, ie lighting bow contact pieces, which are arranged coaxially facing each other. Furthermore, the electrical switching device 14 comprises two coaxial oppositely arranged continuous current contact pieces 18, 19, each of which a contact piece 15, 16 surrounded.
  • the first contact piece 15 is designed as a tulip contact and is driven in the course of a switch-off movement in the direction of the arrow 20.
  • an arc 17 which contains the extinguishing gas in its sphere of influence, for. B. SF 6 heats up.
  • This extinguishing gas flows at least partially through a channel 21, which is formed as a jacket between the tulip contact piece 15 and the first side 3 of the insulating nozzle 1.
  • the quenching gas flows through the channel 21 into the heating gas chamber 22, where it is first stored and from where it flows back to the arc 17, as soon as the quenching gas pressure drops there. This is normally the case with a current zero crossing of the current to be switched.
  • Extinguishing gas then inflates the arc 17 and supports the deletion or the dielectric reconsolidation of the
  • the insulating nozzle or insulating gas nozzle 1 is provided, which surrounds the arc.
  • the insulating material nozzle 1 can be greatly accelerated with the drivable first contact piece 15 during the switching-off operation in the direction of the arrow 20.
  • both contact pieces 15, 16 are driven and thus moved toward each other. Due to the greatly accelerated movement and because of the high prevailing in the region of the insulating nozzle 1 temperatures and gas pressures, the insulating nozzle 1 must be particularly stable and secure to a connected to the drive of the switch component, eg. B. the cylindrical flange 23 may be attached. The insulating nozzle 1 is screwed into the flange 23
  • a thread and / or a clamping device 6 In the case of a version with a thread 6, this can engage in an internal thread of the flange 23.
  • the electrical switching device 14 which may be designed as a breaker unit of a high-voltage circuit breaker, a nozzle 24 is pushed into the insulating nozzle 1 and supports the insulating nozzle 1 against radial deformation from the inside.
  • the nozzle 24 is connected to a flange 25 which radially covers the nozzle body 1 and is connected to the cylindrical flange 23 by means of screws 26. This ensures that the nozzle 24 is not rotatable.
  • the nozzle 24 may have a knurling on its outer circumferential surface, which may be pressed into the nozzle body 1 and presses against the inner circumferential surface 27 on the first side 3. As a result, a rotation of the insulating nozzle 1 in the thread 28 can be prevented.
  • the electrical switching device 14 may be sealed gas-tight in an insulating housing 29, so that no insulating gas, eg. B. SF 6 can escape into the environment.
  • the nozzle 24 and the flange 25 may be made of metal, for example aluminum.
  • the insulating nozzle 1 is z. B. of PTFE.
  • a seal for the recess for holding the seal 7 may also be made of PTFE.
  • Contacts 15, 16, 18, 19 are advantageously formed of electrically highly conductive materials, such as. As metals, especially steel or copper.
  • the insulating nozzle 1 is shown in a general form schematically, without showing the inventive design of the channel 5 with different diameters.
  • the use of an insulating nozzle 1 according to the invention, as illustrated in FIGS. 2 to 6 and described above, with a constriction in the form of a channel 5 with different diameters permits rapid pressure build-up in the heating gas chamber 22 when contacting the arcing contacts 15 and 16. and with increasing dielectric load when approaching the contacts 15, 16 in a first area 8, a lower load on the insulating nozzle 1.
  • an inlet slope 10 in the channel 5, i. in the constriction further improves the insertion of the contact 16 with respect to the conical formation of the cavity on the second side 4 of the insulating nozzle 1.
  • a diameter of the constriction 5 in the second region 9 of the channel 5 in the region of the diameter or substantially with the diameter of the second Contact piece 16 allows an early pressure build-up when heating the gas through the arc 17, since a gas flow in the direction of the second side 4 is obstructed or prevented.
  • the heated by the arc 17 gas which is expanded in the direction of the first page 3 and pressed over the channel 21 into the heating gas chamber 22.
  • the tip of the contact piece 16 with the arc 17 passes through the first region 8 of the channel 5, which has a larger diameter than the second region of the channel 9.
  • the larger diameter results in a larger distance of the contact piece 16 to the insulating material of the insulating nozzle 1, whereby the decrease in the distance of the contact pieces 15, 16 increasing dielectric load can be compensated or prevented.
  • the insulating nozzle 1 is less damaged by the larger diameter of the channel 5 in the first region 8 compared to the diameter in the region 9, since a sufficient, defined distance contact piece 16 and insulating nozzle 1 in the region of the light bottom 17 and / or in the first area 8 of Channel 5 can be met.
  • the small diameter in the second region 9, which substantially corresponds to the diameter of the contact piece 16 does not cause the heated gas to move in the direction of the second 4, but in the direction of the first side 3 flows and thus in the Schugasraum 22.
  • at the zero crossing of the current of the arc 17 decreases between the approximated contact pieces 15, 16 and the increased gas pressure in the heating gas chamber 22 leads to a gas flow in the channel 21 in the direction back to the arc 17.
  • the contact pieces 15, 16 are electrically contacted and prevent the formation of arcs when approaching the TreasurestromWallet- pieces 18, 19.
  • An electrical contact between the Treasurestromtitle Stahlen 18, 19 can be done without damage to the Treasurestromtitle Symposiume 18, 19 by arcs.
  • electrical contact interruption the process is analog, only in the opposite direction.
  • the Treasurestromutton Supere 18, 19 can be separated without arcs or damage by arcing.
  • the arc contact pieces 15, 16 are subsequently separated, with an arc 17 being formed between the first and second contact pieces 15, 16.
  • the region 9 of the channel 5 of the insulating nozzle 1, with substantially the same diameter as the contact piece 16, provides a block of a gas flow in the direction of the second side 4, as described above.
  • the gas, which is heated by the arc 17 and expands flows into the heating gas chamber 22.
  • the larger diameter of the channel 5 in the first region 8 provides a greater distance between the contact piece 16 and insulating material of the insulating 1 in this area 8, causing damage of the material is prevented or reduced by the arc.
  • the exemplary embodiments described above can be combined with one another and with exemplary embodiments known from the prior art.
  • the first contact piece 15, in particular tulip contact piece can be permanently installed opposite the insulating nozzle 1 in the electrical switching device 14, wherein the second contact piece 16 is arranged to be movable.
  • both contact pieces 15, 16 may be movably arranged in the electrical switching device 14, in particular also movable relative to the insulating nozzle 1.
  • the insulating nozzle 1 may consist of PTFE, or alternatively or additionally, other insulating materials such.
  • B. plastic include.
  • the insulating gas may consist of SF 6 , other gases or gas mixtures.
  • the insulating nozzle 1 may consist of a cylindrical region on one side and a frusto-conical region on the opposite side and a continuous channel as a constriction, which fluidly connects the two sides.
  • the area on the first page may be different
  • the channel 5 has at least two regions with different cross sections or diameters as bottlenecks.
  • a portion of the channel 5 is formed to block a gas flow toward one side and a second portion is formed in a shape in which damage to the insulating material of the insulating nozzle 1 by an arc is suppressed or at least reduced.
  • the area for blocking the gas flow may alternatively and / or in addition to the suppression of oscillations or other movements of the movable contact in the direction of Isolierdüsenwandung be formed. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Circuit Breakers (AREA)

Abstract

Insulating nozzle (1) for an electrical switching device (14) and electrical switching device (14) comprising the insulating nozzle (1), comprising a first inner region on a first side (3), configured to receive a first electrical contact part (15), and a second inner region on a second side (4), configured to receive a second electrical contact part (16). The second contact part (16) can be arranged moveably with respect to the first contact part (15). The insulating nozzle (1) further comprises a through-channel (5), arranged in a region between the first and second inner regions, configured as a narrowing of the insulating nozzle (1). The channel (5) has at least two different regions (8, 9) having different cross-sections from one another.

Description

Beschreibung description

Isolierdüse und elektrische Schalteinrichtung mit der Isolierdüse Insulating nozzle and electrical switching device with the insulating nozzle

Die Erfindung betrifft eine Isolierdüse für eine elektrische Schalteinrichtung und eine elektrische Schalteinrichtung umfassend die Isolierdüse, mit einem ersten Innenbereich auf einer ersten Seite, ausgebildet zur Aufnahme eines ersten elektrischen Kontaktstücks, und einem zweiten Innenbereich auf einer zweiten Seite, ausgebildet zur Aufnahme eines zweiten elektrischen Kontaktstücks. Das zweite Kontaktstück ist relativ zum ersten Kontaktstück beweglich anordenbar. In einem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Innenbereich ist ein durchgehender Kanal angeordnet, ausgebildet als Engstelle der Isolierdüse. The invention relates to an insulating nozzle for an electrical switching device and an electrical switching device comprising the insulating nozzle, having a first inner region on a first side, adapted for receiving a first electrical contact piece, and a second inner region on a second side, adapted for receiving a second electrical contact piece , The second contact piece is movable relative to the first contact piece arranged. In a region between the first and the second inner region, a continuous channel is arranged, designed as a constriction of the insulating nozzle.

Hochspannungsleistungsschalter sind elektrische Schalteinrichtungen zum Schalten von Spannungen, insbesondere größer 70 kV und Strömen insbesondere im Bereich von 10 A bis zuHigh voltage circuit breakers are electrical switching devices for switching voltages, in particular greater than 70 kV and currents, in particular in the range of 10 A up to

6 kA. Im Fehlerfall können hohe Kurzschlussströme auftreten, insbesondere bis zu 100 kA. Die Schalteinrichtungen sind ausgelegt, Stromkreise zu verbinden und zu unterbrechen sowie im geschlossenem Zustand Betriebs- und Kurzschlussströme sicher zu führen. Beim Schalten von Spannungen und Strömen, insbesondere im Hochspannungsbereich treten in der Regel Lichtbögen auf, die den Schaltvorgang unterstützen und sicher zu beherrschen sind. Ein spezieller Aufbau der Schalteinrichtung, welcher eine Unterbrechereinheit mit zwei Kontaktstücken und eine Isolierdüse umfasst, sorgt für ein Löschen auftretender Lichtbögen beim Schalten. Eine derartige elektrische Schalteinrichtung mit Isolierdüse ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 296 07 660 Ul bekannt. Eine besondere Ausführungsform von elektrischen Schalteinrichtungen zum Schalten von Hochspannungen sind Selbstkomp- ressions-Hochspannungsleistungsschalter . Sie besitzen in der Regel zwei KontaktSysteme , das Nennstrom- und das Lichtbogen- kontaktsystem. Das Nennstromkontaktsystem ist im geschlossenen Zustand eine niederohmige Verbindung zwischen zwei 6 kA. In the event of a fault, high short-circuit currents can occur, in particular up to 100 kA. The switching devices are designed to connect and disconnect circuits and to safely conduct operating and short-circuit currents in the closed state. When switching voltages and currents, especially in the high voltage range, arcs usually occur, which support the switching process and can be safely controlled. A special design of the switching device, which comprises a breaker unit with two contact pieces and an insulating nozzle, ensures that erosion arcs occurring during switching. Such electrical switching device with insulating is known for example from the document DE 296 07 660 Ul. A particular embodiment of electrical switching devices for switching high voltages are Selbstkomp- ressions high voltage circuit breakers. They usually have two contact systems, the rated current and the arc contact system. The rated current contact system in the closed state is a low-resistance connection between two

Schaltseiten, wodurch eine verlustfreie bzw. verlustarme elektrische Verbindung zwischen Leitern der zwei Schaltseiten gewährleistet wird. Das Nennstromkontaktsystem ist nicht dafür ausgelegt mit dem Schaltlichtbogen in Berührung zu kommen . Switching sides, whereby a lossless or low-loss electrical connection between conductors of the two switching pages is guaranteed. The rated current contact system is not designed to come into contact with the switching arc.

Das Lichtbogenkontaktsystem ist im Unterschied dazu abbrand- fest ausgebildet und tritt nur während der Schaltvorgänge in Erscheinung. Es trägt den Lichtbogen bei einer Ausschaltung vom Zeitpunkt der Kontakttrennung bis zur Löschung und bei Einschaltung vom Vorüberschlagszeitpunkt bis zur Kontaktgabe. Die beiden Kontaktsysteme werden gestaffelt betätigt, so dass beim Öffnen das Nennstromkontaktsystem vor dem Lichtbogenkontaktsystem öffnet und beim Schließen das Nennstromkontaktsystem nach dem Lichtbogenkontaktsystem schließt. Dadurch wird das Nennstromkontaktsystem dem Schaltlichtbogen nicht ausge- setzt, es entstehen am Nennstromkontaktsystem aufgrund unterschiedlicher Impedanz beider Kontaktsysteme nur energiearme Kommutierungslichtbögen . In contrast to this, the arcing contact system is erosion-resistant and only appears during the switching operations. It carries the arc at a switch-off from the time of contact separation to deletion and when switching from pre-flashover to contact. The two contact systems are staggered so that when opened the rated current contact system opens in front of the arcing contact system and closes when closing the rated contact system after the arcing contact system. As a result, the rated current contact system is not exposed to the switching arc, and due to the different impedance of the two contact systems, only low-energy commutation arcs are produced at the rated current contact system.

Funktionsbedingt werden die Lichtbogenkontakte, welche im Weiteren auch als Kontaktstücke bezeichnet werden, mit einem geringen Gasspalt durch eine Hilfs- und Isolierdüse geführt, um dadurch einen wandstabilisierten Schaltlichtbogen zu erzeugen. Während der Lichtbogenphase wird eine Strömung durch die Engstelle unterbunden bzw. reduziert, und dadurch wird ein Druckaufbau in einem Heizvolumen bewirkt. Bei der Bewegung der Lichtbogenkontakte in dem kleinen Bauraum der Düse müssen Maßnahmen ergriffen werden, um Kollisionen zwischen den Lichtbogenkontakten und den Isolierteilen der Düse zu verhindern. Neben mechanischen Zerstörungen durch ungünstige Zusammenstöße der Lichtbogenkontakte mit Isolierteilen besteht aus dielektrischer Sicht die Gefahr, dass bei Reduktion des Gasspaltes die Feldstärkebelastung kritische Werte erreicht und zu einer Überlastung der Isolierteile führt. Das KontaktSystem muss ausgelegt sein um in möglichst kleiner Zeit betätigt zu werden, wobei es schnell auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt wird, und nach einer relativ kurzen Strecke wieder in eine Ruhelage abgebremst wird. Der Bewe- gungsablauf wird durch ein komplexes Getriebe gesteuert, bei welchem Bauteile ineinander greifen, zusammenstoßen und/oder abgelenkt werden. Dabei erfährt das Kontaktsystem im Verlauf der Längsbewegung eine zusätzliche Querbeschleunigung, welche zu einer Pendelbewegung der Lichtbogenkontakte in der Düsen- engstelle führen kann. Der Abstand zwischen Kontakt und Isolierteil kann so ein kritisches Maß unterschreiten. For functional reasons, the arcing contacts, which are also referred to as contact pieces, are guided with a small gas gap through an auxiliary and insulating nozzle, thereby producing a wall-stabilized switching arc. During the arc phase, a flow through the constriction is prevented or reduced, and thereby a pressure build-up in a heating volume is effected. When moving the arcing contacts in the small space of the nozzle measures must be taken to prevent collisions between the arcing contacts and the insulating parts of the nozzle. In addition to mechanical damage caused by unfavorable collisions of the arcing contacts with insulating parts, there is a risk, from a dielectric point of view, that the field strength load will reach critical values when the gas gap is reduced, resulting in overloading of the insulating parts. The Contact system must be designed to be operated in as short a time as possible, whereby it is accelerated quickly to high speeds, and is braked back to a rest position after a relatively short distance. The movement sequence is controlled by a complex transmission in which components mesh, collide and / or deflect. In the course of the longitudinal movement, the contact system experiences an additional transverse acceleration, which can lead to a pendulum movement of the arcing contacts in the nozzle restriction. The distance between contact and insulating part can thus fall below a critical level.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Isolierdüse für eine elektrische Schalteinrichtung, insbesondere einen Hochspannungsleistungsschalter anzugeben, welche die zuvor beschriebenen Probleme löst. Insbesondere ist es Aufgabe einen Aufbau einer Isolierdüse anzugeben, welcher eine Berührung von Lichtbogenkontakten mit der Isolierdüse, zumindest im Bereich des Lichtbogens verhindert und einen guten Druck- aufbau im Heizvolumen gewährleistet. Object of the present invention is to provide an insulating nozzle for an electrical switching device, in particular a high-voltage circuit breaker, which solves the problems described above. In particular, it is an object to provide a structure of an insulating nozzle, which prevents contact of arcing contacts with the insulating nozzle, at least in the region of the arc and ensures good pressure build-up in the heating volume.

Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Isolierdüse für eine elektrische Schalteinrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und/oder durch eine elektrische Schalteinrichtung gemäß Patentanspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Isolierdüse und/oder elektrischen Schalteinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei sind Gegenstände der Hauptansprüche untereinander und mit Merkmalen von Unteransprüchen sowie Merkmale der Unteransprüche untereinander kombinierbar. The stated object is achieved by an insulating nozzle for an electrical switching device with the features according to claim 1 and / or by an electrical switching device according to claim 14. Advantageous embodiments of the insulating nozzle according to the invention and / or electrical switching device are specified in the subclaims. In this case, objects of the main claims with each other and with features of subclaims and features of the dependent claims can be combined with each other.

Eine erfindungsgemäße Isolierdüse für eine elektrische An inventive Isolierdüse for an electrical

Schalteinrichtung umfasst einen ersten Innenbereich auf einer ersten Seite, ausgebildet zur Aufnahme eines ersten elektri- sehen Kontaktstücks, und einen zweiten Innenbereich auf einer zweiten Seite, ausgebildet zur Aufnahme eines zweiten elektrischen Kontaktstücks. Das zweite Kontaktstück ist relativ zum ersten Kontaktstück beweglich anordenbar. Die Isolierdüse umfasst weiterhin einen durchgehenden Kanal, angeordnet in einem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Innenbereich, welcher als Engstelle der Isolierdüse ausgebildet ist. Der Kanal weist erfindungsgemäß wenigstens zwei unterschied- liehe Bereiche mit voneinander verschiedenen Querschnitten auf . Switching device comprises a first inner region on a first side, adapted to receive a first electrical contact piece, and a second inner region on a second side, adapted for receiving a second electrical contact piece. The second contact piece is movable relative to the first contact piece arranged. The insulating nozzle further comprises a continuous channel, arranged in a region between the first and the second inner region, which is formed as a bottleneck of the insulating nozzle. According to the invention, the channel has at least two different areas with mutually different cross sections.

Durch den beschriebenen Aufbau der Isolierdüse mit einem Kanal, welcher wenigstens zwei unterschiedliche Bereiche mit voneinander verschiedenen Querschnitten aufweist, kann eineDue to the described construction of the insulating nozzle with a channel which has at least two different regions with mutually different cross-sections, a

Berührung von Lichtbogenkontakten mit der Isolierdüse verhindert bzw. reduziert werden, insbesondere im Bereich des Contact of arcing contacts with the insulating nozzle can be prevented or reduced, in particular in the region of

Lichtbogens und gleichzeitig ein guter Druckaufbau im Heizvolumen gewährleistet werden. Um eine Berührung der Lichtbogen- kontakte mit der Düsenengstelle zu verhindern, kann der Arc and at the same time a good pressure build-up in the heating volume can be ensured. To prevent contact of the arcing contacts with the nozzle throat, the

Durchmesser der Isolierdüsenengstelle größer als technisch erforderlich gestaltet werden, insbesondere in einem ersten Bereich des Kanals. Bei durchgehend größerem Querschnitt als erforderlich im Kanal würde jedoch der Druckaufbau im Heizvo- lumen verringert, welcher notwendig ist um einen Lichtbogen zu löschen. Deshalb wird in einem Bereich des Kanals mit geringer dielektrischer Beanspruchung ein verringerter Durchmesser des Kanals gewählt, wodurch ein ausreichender Druckaufbau gewährleistet werden kann und eine Führung von Kon- taktstücken erfolgt. Somit kann in einem ersten Bereich mit hoher dielektrischer Beanspruchung durch einen großen Kanal - querschnitt bzw. Kanaldurchmesser eine Berührung der Lichtbogenkontakte mit der Düsenengstelle verhindert werden und durch einen zweiten Bereich mit geringer dielektrischer Bean- spruchung, welcher einen kleinen Kanalquerschnitt bzw. Kanal - durchmesser aufweist, kann ein ausreichender Druckaufbau gewährleistet werden.  Diameter of the Isolierdüsenengstelle be made larger than technically required, especially in a first region of the channel. However, with a continuously larger cross section than required in the channel, the pressure build-up in the heating volume, which is necessary to extinguish an arc, would be reduced. Therefore, in a region of the channel with low dielectric stress, a reduced diameter of the channel is selected, whereby a sufficient pressure build-up can be ensured and a guide of contact pieces takes place. Thus, in a first region with high dielectric stress, a contact of the arcing contacts with the nozzle throat can be prevented by a large channel cross-section or channel diameter and by a second region with low dielectric stress, which has a small channel cross-section or channel diameter , a sufficient pressure build-up can be guaranteed.

Der erster Bereich des Kanals kann einen Querschnitt aufwei - sen, welcher im Wesentlichen größer ist als der Querschnitt eines zweiten Bereichs des Kanals, zur Verringerung der Wechselwirkung bei Auftreten eines Lichtbogens zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktstück mit Material der Isolierdü- se, wobei der erste Bereich insbesondere auf einer Seite des Kanals angeordnet ist zur ersten Seite der Isolierdüse hin. In diesem Bereich, welcher dielektrisch hoch beansprucht ist, wird durch die Engstellengeometrie mit großem Querschnitt ein definierter, großer Abstand zwischen Lichtbogenkontakt und Isoliermaterial eingehalten. Ein einfädeln in diesen Bereich ohne Berührung des Isoliermaterials der Düse wird durch einen vergrößerten Durchmesser in diesem Bereich erleichtert. Ein zweiter Bereich des Kanals kann einen zweiten Querschnitt aufweisen, welcher im Wesentlichen im Bereich des Querschnitts des zweiten Kontaktstücks ist, zur mechanischen Stützung des zweiten Kontaktstücks, wobei der Bereich insbesondere auf einer Seite des Kanals angeordnet ist zur zweiten Seite der Isolierdüse hin. In diesem Bereich erfolgt eineThe first region of the channel may have a cross-section which is substantially larger than the cross-section of a second region of the channel, in order to reduce the interaction upon occurrence of an arc between the first and the second contact piece with material of the insulating sleeve. se, wherein the first region is arranged in particular on one side of the channel to the first side of the insulating nozzle out. In this area, which is highly stressed by dielectrics, a defined, large distance between arcing contact and insulating material is maintained by the bottleneck geometry with a large cross section. Threading into this area without touching the insulating material of the nozzle is facilitated by an increased diameter in this area. A second region of the channel may have a second cross section, which is substantially in the region of the cross section of the second contact piece, for mechanical support of the second contact piece, the region being arranged in particular on one side of the channel towards the second side of the insulating nozzle. In this area is a

Führung des Kontaktstücks durch die Engstellengeometrie, wobei der Bereich eine geringe dielektrische Beanspruchung aufweist. Eine Berührung zwischen Lichtbogenkontakt und Isoliermaterial in diesem Bereich ist unkritisch, da in diesem Be- reich die Kontaktstücke relativ weit voneinander entfernt sind. Eine Pendelbewegung der Lichtbogenkontakte kann durch die Führung in diesem Bereich der Isolierdüsenengstelle unterbunden werden. Der wenigstens eine erste Bereich des Kanals kann eine Zylinderform aufweisen, insbesondere in Verbindung mit einem zylinderförmigen zweiten Bereich des Kanals. Bei zylinderförmigen Kontaktstück kann ein gleicher Abstand zu allen Seiten hin zwischen Isoliermaterial und Kontaktstück gewährleistet werden, insbesondere in einer Phase der starken Annäherung der Kontakte zueinander. Ein größerer Abstand, insbesondere welcher in einer Phase der starken Annäherung konstant bleibt, gewährleistet eine geringe bis keine Wechselwirkung des Lichtbogens mit dem Isoliermaterial in diesem Bereich. Guide the contact piece through the bottleneck geometry, the area has a low dielectric stress. A contact between arcing contact and insulating material in this area is not critical, since in this area the contact pieces are relatively far apart. A pendulum movement of the arcing contacts can be prevented by the guide in this area of the Isolierdüsenengstelle. The at least one first region of the channel may have a cylindrical shape, in particular in conjunction with a cylindrical second region of the channel. In the case of a cylindrical contact piece, an equal distance to all sides between the insulating material and the contact piece can be ensured, in particular in a phase of the strong approximation of the contacts to one another. A greater distance, in particular, which remains constant in a phase of strong approach, ensures little to no interaction of the arc with the insulating material in this area.

Ein zylinderförmiger zweiter Bereich des Kanals, d.h. eine Zylinderform der Isolierdüsenengstelle im zweiten Bereich mit kleinerem Querschnitt als der erste Bereich hat den Vorteil, dass der Schaltlichtbogen zeitlich möglichst früh mit dem Isoliermaterial in Berührung kommt, und ein Druckanstieg im Heizvolumen möglichst früh eingeleitet wird. Der wenigstens eine erste Bereich des Kanals kann alternativ oder zusätzlich eine konische Form aufweisen, insbesondere die Form eines Kegelstumpfes mit einer Deckfläche, welche den Querschnitt des ersten Bereichs des Kanals aufweist und einer Grundfläche mit einem größerem Querschnitt, wobei die Grund- fläche auf der Seite des Kanals angeordnet ist zur erstenA cylindrical second region of the channel, ie a cylindrical shape of the insulating nozzle throat in the second region of smaller cross-section than the first region has the advantage the switching arc comes into contact with the insulating material as early as possible in terms of time, and an increase in pressure in the heating volume is initiated as early as possible. The at least one first region of the channel may alternatively or additionally have a conical shape, in particular the shape of a truncated cone with a top surface which has the cross section of the first region of the channel and a base surface with a larger cross section, the base surface being on the side the channel is arranged to the first

Seite der Isolierdüse hin. Dadurch nimmt der Abstand des Kontaktstücks zum Isolierdüsenmaterial mit zunehmender dielektrischer Beanspruchung kontinuierlich zu, wobei das Isoliermaterial bei kleineren Hubstellungen progressiv entlastet wird. Side of the insulating nozzle. As a result, the distance of the contact piece to the Isolierdüsenmaterial increases with increasing dielectric stress continuously, the insulating material is progressively relieved at smaller stroke positions.

Im Kanal, auf der Seite des Kanals zur zweiten Seite der Isolierdüse hin kann eine konische Einlaufschräge angeordnet sein, in Form eines Kegelstumpfs mit zunehmendem Querschnitt in Richtung der zweiten Seite der Isolierdüse hin. Diese er- möglicht ein besseres Einfädeln eines Kontaktstückes in die Engstelle, ohne verkanten oder starke mechanische Beanspruchung des Isolierdüsenmaterials. Eine mechanische Schädigung der Isolierdüse durch Abrieb bei Kontakt des Kontaktstückes mit dem Isoliermaterial, z. B. bei Pendelbewegung des Kon- taktstückes gegenüber der Mittelachse der Düse, wird verhindert oder ist zumindest reduziert. Eine starke mechanische Schädigung der Düse, z. B. durch Verkanten bzw. Verkeilen des Kontaktstückes in der Engstelle wird verhindert. Die konische Einlaufschräge zu einer Mittelachse der Isolierdüse hin kann einen Winkel im Bereich von kleiner 10 Grad aufweisen. In diesem Bereich ist ein geringer Winkel zwischen Kontaktstück bzw. dessen Bewegungsrichtung gegeben, so dass bei mechanischem Kontakt des Kontaktstücks mit dem Isolierma- terial das Kontaktstück in Richtung Mittelachse zurückgelenkt wird, ohne Verkanten oder ohne großen Materialabrieb zu erzeugen . Im Kanal, auf der Seite des Kanals zur zweiten Seite der Isolierdüse hin kann ein zylinderförmiger Einlauf ereich angeordnet sein, mit einem Querschnitt größer als der Querschnitt des zweiten Bereichs. Dieser weist die gleiche Wirkung auf wie die zuvor beschriebene konische Einlaufschräge , und kann ein Einfädeln des Kontaktstückes in die Engstelle der Düse erleichtern. Ein zylinderförmiger Einlaufbereich ist einfacher und kostengünstiger herzustellen als eine konische Einlaufschräge . In the channel, on the side of the channel to the second side of the Isolierdüse out a conical inlet bevel can be arranged, in the form of a truncated cone with increasing cross section in the direction of the second side of the insulating. This allows a better threading of a contact piece in the bottleneck, without jamming or strong mechanical stress of the insulating nozzle material. A mechanical damage to the insulating nozzle by abrasion upon contact of the contact piece with the insulating material, eg. B. with pendulum movement of the contact piece with respect to the central axis of the nozzle is prevented or at least reduced. A strong mechanical damage to the nozzle, z. B. by tilting or wedging the contact piece in the bottleneck is prevented. The conical inlet slope towards a central axis of the insulating nozzle may have an angle in the range of less than 10 degrees. In this area, a small angle between the contact piece and its direction of motion is given, so that upon mechanical contact of the contact piece with the Isolierma- material, the contact piece is directed back in the direction of the central axis, without jamming or to produce large material abrasion. In the channel, on the side of the channel to the second side of the insulating nozzle out a cylindrical inlet area can be arranged, with a cross section larger than the cross section of the second region. This has the same effect as the conical inlet slope described above, and can facilitate threading the contact piece into the throat of the nozzle. A cylindrical inlet region is simpler and cheaper to produce than a conical inlet slope.

In einem zylindrischen Bereich des Kanals mit einem ersten Querschnitt kann ein zylindrischer Bereich mit einem zweiten Querschnitt kleiner dem ersten Querschnitt angeordnet sein. Damit ergibt sich eine Geometrie mit Vorteilen, wie sie zuvor für eine zylindrische Einlaufschräge und einen zylinderförmigen ersten und zweiten Bereich beschrieben wurden. In a cylindrical portion of the channel having a first cross section, a cylindrical portion having a second cross section smaller than the first cross section may be arranged. This results in a geometry with advantages, as previously described for a cylindrical inlet slope and a cylindrical first and second area.

Die Isolierdüse, Bereiche des Kanals, und/oder der Kanal selbst können rotationssymmetrisch sein, insbesondere mit kreisrunden Querschnitten. The insulating nozzle, regions of the channel, and / or the channel itself can be rotationally symmetrical, in particular with circular cross sections.

Auf der ersten Seite in einem Außenbereich kann eine Klemmeinrichtung und/oder ein Gewinde zum Haltern der Düse angeordnet sein, insbesondere ein um die Düse umlaufendes Gewin- de. Damit kann die Düse mechanisch sicher und fest in der elektrischen Schalteinrichtung befestigt sein, insbesondere auf der Seite und mit dem Tulpenkontaktstück benachbart zum Heizraum, in welchen das erhitzte Gas strömen kann. Auf der zweiten Seite in einem Außenbereich kann eine Ausnehmung zum Haltern einer Dichtung angeordnet sein, insbesondere einer PTFE Dichtung. Damit kann die zweite Seite in der elektrischen Schalteinrichtung gasdicht mechanisch stabil gelagert werden. On the first side in an outer region, a clamping device and / or a thread for holding the nozzle can be arranged, in particular a thread circulating around the nozzle. Thus, the nozzle may be mechanically secure and fixed in the electrical switching device, in particular on the side and with the tulip contact adjacent to the boiler room, in which the heated gas can flow. On the second side in an outer region may be arranged a recess for holding a seal, in particular a PTFE seal. Thus, the second side can be stored gas-tight mechanically stable in the electrical switching device.

Die Isolierdüse kann aus PTFE bestehen oder PTFE umfassen. PTFE als Werkstoff für die Isolierdüse zeigt gute elektrische Isolatoreigenschaften, gute mechanische, chemische und ther- mische Stabilität, und kann durch seine mechanischen Schmiereigenschaften ein Verklemmen von Kontaktstücken verhindern. The insulating nozzle may be made of PTFE or include PTFE. PTFE as a material for the insulating nozzle shows good electrical insulator properties, good mechanical, chemical and thermal properties. mixed stability, and can prevent jamming by its mechanical lubricating properties of contact pieces.

Eine erfindungsgemäße elektrische Schalteinrichtung umfasst ein erstes und ein zweites elektrisches Kontaktstück, wobei das zweite elektrische Kontaktstück relativ zum ersten elektrischen Kontaktstück beweglich angeordnet ist. Weiterhin umfasst die elektrische Schalteinrichtung eine zuvor beschriebene Isolierdüse. Die elektrische Schalteinrichtung kann in Form eines druckgasisolierten Leistungsschalters ausgebildet sein. Die Vorteile der erfindungsgemäßen elektrischen Schalteinrichtung sind analog den Vorteilen, wie sie zuvor im Zusammenhang mit der Isolierdüse beschrieben worden sind. Das zweite elektrische Kontaktstück kann eine komplementäre Form und/oder im Wesentlichen einen gleichen Querschnitt zu wenigstens einem Bereich des Kanals bzw. der Engstelle aufweisen. Mit einer komplementären Form und einem Querschnitt im Bereich der Engstelle des Kanals, insbesondere dem Bereich mit dem kleinsten Querschnitt, kann ein guter, temporärer Gasverschluss des Kanals bewirkt werden. Sich erhitzendes, expandierendes Gas im Bereich eines Lichtbogens kann in Richtung Heizraum expandieren, insbesondere durch einen Fluidka- nal z. B. umfasst von der ersten Seite der Isolierdüse, und das Gas kann in einem zweiten Schritt, bei einer Rückströmung den Lichtbogen zum Erlöschen bringen. An electrical switching device according to the invention comprises a first and a second electrical contact piece, wherein the second electrical contact piece is arranged to be movable relative to the first electrical contact piece. Furthermore, the electrical switching device comprises an insulating nozzle described above. The electrical switching device can be designed in the form of a compressed gas-insulated circuit breaker. The advantages of the electrical switching device according to the invention are analogous to the advantages described above in connection with the insulating nozzle. The second electrical contact piece may have a complementary shape and / or a substantially same cross-section to at least a portion of the channel or the bottleneck. With a complementary shape and a cross section in the region of the throat of the channel, in particular the region with the smallest cross section, a good, temporary gas seal of the channel can be effected. Heating, expanding gas in the region of an arc can expand in the direction of the heating chamber, in particular by a fluid channel z. B. comprises from the first side of the insulating nozzle, and the gas can bring in a second step, in a backflow extinguish the arc.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen elektrischen Schalteinrichtung nach Anspruch 14 sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen der Isolierdüse für eine elektrische Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und umgekehrt . The advantages of the electrical switching device according to the invention according to claim 14 are analogous to the previously described advantages of the insulating nozzle for an electrical switching device according to claim 1 and vice versa.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. In the following, embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and described in more detail below.

Dabei zeigt die Fig. 1 einen Schnitt entlang einer Längsachse 2 einer Isolierdüse 1 für eine elektrische Schalteinrichtung nach dem Stand der Technik, und It shows the 1 shows a section along a longitudinal axis 2 of an insulating nozzle 1 for an electrical switching device according to the prior art, and

Fig. 2 einen Schnitt analog Fig. 1 mit einem Kanal 5, welcher eine erste Seite 3 und eine zweite Seite 4 verbindet, und nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wenigs- tens zwei zylinderförmige Bereiche 8, 9 mit unterschiedlichen Querschnitten aufweist, und 2 shows a section analogous to FIG. 1 with a channel 5, which connects a first side 3 and a second side 4, and according to an exemplary embodiment of the invention has at least two cylindrical regions 8, 9 with different cross sections, and

Fig. 3 einen Schnitt analog Fig. 2 mit einem Ka- nal 5, welcher einen zylinderförmigen 9 und einen konischen 8 Bereich aufweist, und 3 shows a section analogous to FIG. 2 with a channel 5, which has a cylindrical 9 and a conical 8 region, and

Fig. 4 einen Schnitt analog Fig. 1 mit einer Ein- laufschräge 10 im Kanal 5 zu einer Seite 4 hin, und 4 shows a section analogous to FIG. 1 with a run-in slope 10 in the channel 5 towards a side 4, and

Fig. 5 einen Schnitt analog Fig. 2 mit einem Kanal 5, welcher zwei zylinderförmige Berei- che 8, 9 mit unterschiedlichen Querschnitten und eine Einlaufschräge 10 analog Fig. 4 aufweist, und 5 shows a section analogous to FIG. 2 with a channel 5, which has two cylindrical areas 8, 9 with different cross-sections and an inlet bevel 10 analogous to FIG. 4, and FIG

Fig. 6 einen Schnitt analog Fig. 1 mit einem Ka- nal 5, welcher einen zylinderförmigen Bereich 12 aufweist, der einen zylinderförmigen Bereich 13 mit kleinerem Querschnitt einschließt, und Fig. 7 einen Schnitt entlang der Mittelachse 2 einer erfindungsgemäßen elektrischen 6 shows a section analogous to FIG. 1 with a channel 5, which has a cylindrical region 12 which encloses a cylindrical region 13 with a smaller cross section, and FIG. 7 shows a section along the center axis 2 of an electrical device according to the invention

Schalteinrichtung 14 mit Isolierdüse 1. Voneinander abweichende, funktionsgleiche Details der in den Figuren 1 bis 7 gezeigten Konstruktionen sind untereinander kombinierbar bzw. austauschbar. Die Figur 1 zeigt eine Isolierdüse 1 für eine elektrischeSwitching device 14 with insulating 1. Divergent, functionally identical details of the constructions shown in FIGS. 1 to 7 can be combined with one another or interchanged. FIG. 1 shows an insulating nozzle 1 for an electrical

Schalteinrichtung in Schnittdarstellung entlang einer Mittelachse, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, vgl. insbesondere DE 296 07 660 Ul . Die Isolierdüse 1 ist rotationssymmetrisch um die Mittelachse 2 aufgebaut. Die Wandung der Isolierdüse 1 umschließt auf einer ersten Seite 3 einen im Wesentlichen zylinderförmigen Hohlraum mit einem ersten Durchmesser di( und auf einer gegenüberliegenden, zweiten Seite 4 einen im Wesentlichen konischen Hohlraum mit einem gleich großen oder kleineren Durchmesser d2, welcher in Rich- tung erster Seite 3 abnimmt. Zwischen den zwei Seiten 3, 4 ist ein durchgehenden Kanal angeordnet, welcher als eine Engstelle 5 ausgebildet ist und im Wesentlichen die Form eines zylinderförmiger Hohlraums aufweist, mit einem dritten Durchmesser d3, welcher kleiner ist als der Durchmesser di auf der ersten Seite 3 und der Durchmesser d2 auf der zweiten Seite 4. Die Durchmesser können im Bereich von Millimetern liegen, insbesondere der erste Durchmesser di im Bereich von 50 bis 100 mm, der zweite Durchmesser d2 im Bereich von 30 bis 60 mm und der dritte Durchmesser d3 im Bereich von 20 bis 30 mm. Switching device in a sectional view along a central axis, as known from the prior art, cf. in particular DE 296 07 660 Ul. The insulating nozzle 1 is constructed rotationally symmetrical about the central axis 2. The wall of the insulating nozzle 1 encloses on a first side 3 a substantially cylindrical cavity with a first diameter d i ( and on an opposite, second side 4 a substantially conical cavity with an equal or smaller diameter d 2 , which in Rich A continuous channel is arranged between the two sides 3, 4, which is designed as a constriction 5 and has substantially the shape of a cylindrical cavity, with a third diameter d 3 , which is smaller than the diameter di on the first side 3 and the diameter d 2 on the second side 4. The diameters may be in the range of millimeters, in particular the first diameter di in the range of 50 to 100 mm, the second diameter d 2 in the range of 30 to 60 mm and the third diameter d 3 in the range of 20 to 30 mm.

Auf der ersten Seite 3 ist am äußeren Umfang der Isolierdüse 1 eine Klemmeinrichtung 6 vorgesehen, um die Isolierdüse 1 in einer elektrischen Schalteinrichtung zu befestigen. Alterna- tiv oder zusätzlich können auch andere Befestigungseinrichtungen verwendet werden, z. B. Gewinde 6. Über die Klemmeinrichtung 6 kann die Isolierdüse 1 mechanisch stabil an elektrischen Kontaktstücken auf der ersten Seite 3 befestigt werden . On the first side 3, a clamping device 6 is provided on the outer circumference of the insulating nozzle 1 in order to secure the insulating nozzle 1 in an electrical switching device. Alternatively or additionally, other fastening devices may be used, for. B. thread 6. About the clamping device 6, the insulating nozzle 1 are mechanically stable to electrical contact pieces on the first page 3 are attached.

Auf der zweiten Seite 4 ist am äußeren Umfang der Isolierdüse 1 eine Ausnehmung 7 zum Haltern einer Dichtung vorgesehen, welche ebenfalls in Form einer Klemmeinrichtung ausgebildet sein kann, um die Isolierdüse 1 in einer elektrischen Schalteinrichtung zu befestigen. Die Dichtung ermöglicht z. B. eine gasdichte Verbindung zu einem elektrischen Kontaktstück auf der zweiten Seite 4, wobei über die Klemmeinrichtung die Iso- lierdüse 1 mechanisch stabil an dem elektrischen Kontaktstück befestigt werden kann. Als Dichtung kann z. B. eine PTFE- Dichtung verwendet werden. On the second side 4, a recess 7 for holding a seal is provided on the outer periphery of the insulating nozzle 1, which also takes the form of a clamping device may be to secure the insulating nozzle 1 in an electrical switching device. The seal allows z. Example, a gas-tight connection to an electrical contact piece on the second side 4, wherein the insulating lierdüse 1 can be mechanically stably fixed to the electrical contact piece via the clamping device. As a seal z. As a PTFE seal can be used.

In Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Isolierdüse 1 in FIG. 2 shows an insulating nozzle 1 in accordance with the invention

Schnittdarstellung gezeigt, analog Fig. 1. Die Isolierdüse 1 weist einen Kanal 5 auf, welcher die Hohlräume der ersten Seite 3 und der zweiten Seite 4 der Isolierdüse 1 miteinander verbindet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung um- fasst der Kanal 5 wenigstens zwei zylinderförmige Bereiche 8, 9 mit unterschiedlichen Querschnitten. Der erste Bereich 8 weist einen größeren Durchmesser auf als der zweite Bereich 9. The insulating nozzle 1 has a channel 5 which connects the cavities of the first side 3 and the second side 4 of the insulating nozzle 1 with each other. According to one embodiment of the invention, the channel 5 comprises at least two cylindrical regions 8, 9 with different cross sections. The first region 8 has a larger diameter than the second region 9.

Bei einer fest mit einem elektrischen Kontaktstück auf der ersten Seite 3 verbundenen Isolierdüse kann ein zweites Kontaktstück von der zweiten Seite 4 bei einem Kontaktieren in die Isolierdüse eingeführt werden. Das erste Kontaktstück kann im zylinderförmigen Hohlraum der ersten Seite 3 nahe dem Kanal 5 fest angeordnet sein. Bei Annäherung der Kontakte un- ter Hochspannungsbeanspruchung entsteht ein Lichtbogen zwischen den Kontakten, welcher auch als Vorüberschlag bezeichnet wird. In einer ersten Phase der Annäherung der Kontaktstücke zueinander ist der Abstand der Kontaktstücke noch relativ groß und die dielektrische Beanspruchung des Isolierdü- senmaterials gering. Das zweite Kontaktstück wird in den Kanal 5 in den zweiten Bereich 9 mit geringem Durchmesser eingeführt . In an insulating nozzle fixedly connected to an electrical contact piece on the first side 3, a second contact piece can be inserted from the second side 4 when contacted in the insulating nozzle. The first contact piece may be fixedly arranged in the cylindrical cavity of the first side 3 near the channel 5. When the contacts approach under high voltage stress, an arc develops between the contacts, which is also referred to as a rollover. In a first phase of the approach of the contact pieces to each other, the distance of the contact pieces is still relatively large and the dielectric stress of the Isolierdü- senmaterials low. The second contact piece is inserted into the channel 5 in the second region 9 with a small diameter.

Durch den geringen Durchmesser erfolgt eine gute Führung des bewegten Kontaktstückes und ein frühzeitiger Druckaufbau. Das Kontaktstück kann einen Durchmesser im Wesentlichen im Bereich des Durchmessers des Kanals 5 im zweiten Bereich 9 aufweisen, mit komplementärer Form, oder einen etwas geringeren Durchmesser. Durch die geringe Größe eines Spalts zwischen bewegtem Kontaktstück und Kanal 5 im zweiten Bereich 9 wird eine Gasaustausch bzw. Gasstrom in diesem Bereich unterbunden bzw. behindert. Die Bewegung des zweiten Kontaktstückes und die Erwärmung des Gases im Bereich des Lichtbogens, wobei sich das Gas durch die Erwärmung ausdehnt, führen zu einem Druckaufbau im Bereich zwischen den Kontaktstücken. Der hohe Druck kann Gas in eine Druckkammer strömen lassen, wie im Folgenden in Verbindung mit Figur 7 im Detail beschrieben wird. Due to the small diameter is a good management of the moving contact piece and an early pressure build-up. The contact piece may have a diameter substantially in the region of the diameter of the channel 5 in the second region 9, with a complementary shape, or a slightly smaller one Diameter. Due to the small size of a gap between moving contact piece and channel 5 in the second region 9, a gas exchange or gas flow in this area is prevented or impeded. The movement of the second contact piece and the heating of the gas in the region of the arc, wherein the gas expands due to the heating, lead to a pressure build-up in the region between the contact pieces. The high pressure may allow gas to flow into a pressure chamber, as will be described in detail below in connection with FIG.

Bei weiterer Annährung der Kontaktstücke zueinander nehmen der Abstand zwischen den Kontaktstücken ab und die dielektrische Belastung zu. Das zweite Kontaktstück bewegt sich mit seiner Spitze im Kanal 5 in dem ersten Bereich 8 mit größerem Durchmesser als dem Durchmesser des zweiten Bereichs 9. Dadurch ist ein größerer Abstand zwischen Material der Isolierdüse 1 und dem zweiten Kontaktstück in diesem Bereich gegeben. Das Material wird weniger stark beansprucht und somit weniger bzw. nicht beschädigt. As the contact pieces approach each other, the distance between the contact pieces decreases and the dielectric load increases. The second contact piece moves with its tip in the channel 5 in the first region 8 with a larger diameter than the diameter of the second region 9. This gives a greater distance between the material of the insulating nozzle 1 and the second contact piece in this area. The material is less stressed and thus less or not damaged.

Die gute Führung des zweiten Kontaktstückes im zweiten Bereich 9, in welchem eine geringe dielektrische Beanspruchung erfolgt, unterbindet Pendelbewegungen des Kontaktstücks. Im dielektrisch hoch beanspruchten Bereich wird durch die Engstellengeometrie mit größerem Durchmesser des Kanals 5 ein definierter Abstand zwischen Kontaktstück und Isoliermaterial eingehalten. Eine Schädigung des Materials wird dadurch reduziert bzw. verhindert. The good guidance of the second contact piece in the second region 9, in which a low dielectric stress occurs, prevents oscillations of the contact piece. In the dielectric high-stress area, a defined distance between contact piece and insulating material is maintained by the narrower geometry of the larger diameter of the channel 5. Damage to the material is thereby reduced or prevented.

In Figur 3 ist eine Isolierdüse 1 in Schnittansicht analog der Figur 2 dargestellt. Der Kanal 5 weist im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel in Figur 2 neben einem zylinderförmigen Bereich 9 einen konischen Bereich 8 auf. Der konische Be- reich hat die Form eines Kegelstumpfes, mit einer größeren Grundfläche zur ersten Seite 3 hin gegenüber der Deckfläche zur zweiten Seite 4 hin, welche der Querschnittsfläche bzw. Grundfläche des Zylinders entspricht, der den Kanal 5 im zweiten Bereich 9 ausbildet. Somit nimmt der Durchmesser des Kanals 5 beginnend vom Ende des zweiten Bereichs 9 in Richtung erste Seite 3 im ersten Bereich 8 kontinuierlich zu. Der Vorteil der Zunahme des Abstands zwischen Kontaktstück und Isoliermaterial in Richtung erste Seite 3 ist analog dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 mit zylindrischer Form, statt konischer Form des Kanals 5 im Bereich 8 in Figur 3. Der zunehmende Abstand zwischen Kontaktstück und Isoliermaterial in Richtung der ersten Seite 3 ergibt einen zunehmenden Abstand zwischen Kontaktstück und Isoliermaterial bei Bewegung des Kontaktstückes in Richtung erste Seite 3, wobei sich der Abstand der zwei Kontaktstücke zueinander verringert. Die Engstelle im Bereich 9 des Kanals 5, mit im Wesentlichen glei- ehern Durchmesser und gleicher Form wie das Kontaktstück, weist die zuvor beschriebenen Vorteile auf, dass das Kontaktstück mechanisch gestützt wird zur Unterdrückung von z. B. Pendelbewegungen und dass ein frühzeitiger Druckaufbau bei Erwärmung des Gases durch den Lichtbogen erfolgt. Mit stei- gender dielektrischer Beanspruchung nimmt der Abstand zwischen Kontaktstück und Isoliermaterial zu, was eine Schädigung der Isolierdüse 1 verhindert bzw. verringert. FIG. 3 shows an insulating nozzle 1 in a sectional view similar to FIG. In contrast to the exemplary embodiment in FIG. 2, the channel 5 has a conical region 8 adjacent to a cylindrical region 9. The conical region has the shape of a truncated cone, with a larger base area toward the first side 3 towards the cover surface toward the second side 4, which corresponds to the cross-sectional area or base area of the cylinder which surrounds the channel 5 in FIG second area 9 forms. Thus, the diameter of the channel 5, starting from the end of the second area 9 towards the first side 3 in the first area 8, increases continuously. The advantage of the increase in the distance between the contact piece and insulating material in the direction of the first page 3 is analogous to the embodiment of Figure 2 with a cylindrical shape, instead of conical shape of the channel 5 in area 8 in Figure 3. The increasing distance between the contact piece and insulating material in the direction of the first Page 3 results in an increasing distance between the contact piece and insulating material upon movement of the contact piece in the direction of the first page 3, wherein the distance between the two contact pieces is reduced to each other. The constriction in the region 9 of the channel 5, with essentially the same diameter and the same shape as the contact piece, has the advantages described above, that the contact piece is mechanically supported for the suppression of z. B. pendulum movements and that an early pressure build-up occurs when the gas is heated by the arc. As the dielectric load increases, the distance between the contact piece and the insulating material increases, which prevents or reduces damage to the insulating nozzle 1.

In Figur 4 ist eine Isolierdüse 1 analog der Isolierdüse in Figur 1 in Schnittdarstellung gezeigt. Die Isolierdüse 1 weist im Kanal 5 auf der Seite des Kanals 5, welche der zweiten Seite 4 zugewandt ist eine Einlaufschräge 10 auf. Die Einlaufschräge 10 kann z. B. in Form einer inneren Mantelfläche des Kanals 5 bestehen, welche einen Winkel zur Mittelach- se im Bereich von 10° bildet. Diese Mantelfläche kann in Form einer Mantelfläche eines Konus ausgebildet sein, welcher mit einer Deckfläche in Richtung erster Seite 3 endet, welche ein Querschnitt des zylindrischen Kanalteils 5 ist. Die Einlauf- schräger erleichtert das Einführen des Kontaktstückes in den Kanal 5, insbesondere ohne Verkanten des Kontaktstückes oder Materialabrieb von der Isolierdüse 5. In Figur 5 ist eine Isolierdüse 1 analog der Isolierdüse 5 der Figur 2 in Schnittansicht dargestellt, mit einer Einlaufschräge 10 analog der Einlaufschräge 10 bekannt aus dem Ausführungsbeispiel der Figur 4. Alternativ, in den Figuren nicht dargestellt, kann statt einem zylindrischen Bereich 8 eine Isolierdüse 10 mit einem konischen Bereich 8, wie in Figur 3 dargestellt ist, und einer Einlaufschräge 10, wie in Figur 4 und 5 dargestellt ist, ausgebildet sein. Die Vorteile sind wie zuvor beschrieben, analog den Vorteilen einer Ein- laufschräge 10, wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt, und eines vergrößerten Durchmessers des Kanals 5 im Bereich 8, wie in den Figuren 2, 3 und 5 dargestellt ist. FIG. 4 shows an insulating nozzle 1 similar to the insulating nozzle in FIG. 1 in a sectional view. The insulating nozzle 1 has in the channel 5 on the side of the channel 5, which faces the second side 4, an inlet bevel 10. The inlet slope 10 may, for. B. in the form of an inner circumferential surface of the channel 5, which forms an angle to the center axis in the range of 10 °. This lateral surface may be in the form of a lateral surface of a cone, which ends with a cover surface in the direction of the first side 3, which is a cross section of the cylindrical channel part 5. The inlet slant facilitates insertion of the contact piece into the channel 5, in particular without tilting the contact piece or material abrasion from the insulating nozzle 5. 2 shows an insulating nozzle 1 analogous to the insulating nozzle 5 of Figure 2 is shown in section, with an inlet bevel 10 analogous to the inlet bevel 10 known from the embodiment of Figure 4. Alternatively, not shown in the figures, instead of a cylindrical portion 8, an insulating 10 with a conical region 8, as shown in FIG. 3, and an inlet bevel 10, as shown in FIGS. 4 and 5. The advantages are, as described above, analogous to the advantages of a run-in slope 10, as shown in FIGS. 4 and 5, and an increased diameter of the passage 5 in the region 8, as shown in FIGS. 2, 3 and 5.

In Figur 6 ist eine Isolierdüse 1 mit einem durchgehenden, zylinderförmigen Kanal 5 analog dem Kanal 5 in Figur 1 dargestellt, wobei in einem zylinderförmigen Bereich 12 mit einem ersten Durchmesser ein zylinderförmiger Bereich 13 mit einem zweiten, kleineren Durchmesser angeordnet ist. Der in der Schnittdarstellung in Figur 6 gezeigte zylinderförmige Be- reich 13 mit kleinerem Durchmesser ist vom Bereich 12 um- fasst, wobei der Bereich 13 im Ausführungsbeispiel der Figur 6 näher zur Seite 4 als zur Seite 3 im Kanal 5 angeordnet ist. Es ergibt sich eine Isolierdüse 1, analog der Isolierdüse 1 gezeigt in Figur 5, nur mit einem zylindrischen Einlauf- bereich statt einem konischen Einlaufbereich 10. Die Vorteile sind wie im Ausführungsbeispiel der Figur 5 beschrieben, wobei sich ein zylindrischer Einlaufbereich einfacher und kostengünstiger fertigen lässt als ein konischer Einlaufbereich 10. FIG. 6 shows an insulating nozzle 1 with a continuous, cylindrical channel 5 analogous to the channel 5 in FIG. 1, wherein a cylindrical region 13 with a second, smaller diameter is arranged in a cylindrical region 12 with a first diameter. The cylindrical region 13 with a smaller diameter shown in the sectional view in FIG. 6 is encompassed by the region 12, wherein the region 13 in the exemplary embodiment of FIG. 6 is arranged closer to the side 4 than to the side 3 in the channel 5. An insulating nozzle 1, analogous to the insulating nozzle 1 shown in FIG. 5, only has a cylindrical inlet region instead of a conical inlet region 10. The advantages are as described in the exemplary embodiment of FIG. 5, whereby a cylindrical inlet region can be manufactured more simply and less expensively as a conical inlet region 10.

In Fig. 7 ist ein Schnitt entlang der Mittelachse 2 einer elektrischen Schalteinrichtung 14 mit Isolierdüse 1 dargestellt, wobei als Isolierdüse eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Isolierdüse verwendet werden kann. 7 shows a section along the central axis 2 of an electrical switching device 14 with insulating nozzle 1, it being possible to use an insulating nozzle according to the invention described above as the insulating nozzle.

Die elektrische Schalteinrichtung 14, insbesondere ausgebildet als Hochspannungs-Leistungsschalter, umfasst ein erstes und ein zweites elektrisches Kontaktstück 15, 16, d.h. Licht- bogenkontaktstücke , welche einander koaxial gegenüberstehend angeordnet sind. Weiterhin umfasst die elektrische Schalteinrichtung 14 zwei einander koaxial gegenüberstehend angeordnete Dauerstromkontaktstücke 18, 19, welche jeweils ein Kon- taktstück 15, 16 umgeben. The electrical switching device 14, in particular designed as a high-voltage power switch, comprises a first and a second electrical contact piece 15, 16, ie lighting bow contact pieces, which are arranged coaxially facing each other. Furthermore, the electrical switching device 14 comprises two coaxial oppositely arranged continuous current contact pieces 18, 19, each of which a contact piece 15, 16 surrounded.

Das erste Kontaktstück 15 ist als Tulpenkontakt ausgebildet und wird im Zuge einer Ausschaltbewegung in Richtung des Pfeils 20 angetrieben. Während der Ausschaltbewegung brennt zwischen den Kontaktstücken 15, 16 ein Lichtbogen 17, welcher das in seinem Einflussbereich befindliche Löschgas, z. B. SF6 aufheizt. Dieses Löschgas fließt zumindest teilweise durch einen Kanal 21, welcher zwischen dem Tulpenkontaktstück 15 und der ersten Seite 3 der Isolierdüse 1 als Ummantelung aus- gebildet wird. Das Löschgas fließt durch den Kanal 21 in den Heizgasraum 22, wo es zunächst gespeichert wird und von wo es zum Lichtbogen 17 zurückfließt, sobald dort der Löschgasdruck absinkt. Dies ist normalerweise bei einem Stromnulldurchgang des zu schaltenden Stroms der Fall. Das zurückströmende The first contact piece 15 is designed as a tulip contact and is driven in the course of a switch-off movement in the direction of the arrow 20. During the switch-off movement burns between the contact pieces 15, 16, an arc 17, which contains the extinguishing gas in its sphere of influence, for. B. SF 6 heats up. This extinguishing gas flows at least partially through a channel 21, which is formed as a jacket between the tulip contact piece 15 and the first side 3 of the insulating nozzle 1. The quenching gas flows through the channel 21 into the heating gas chamber 22, where it is first stored and from where it flows back to the arc 17, as soon as the quenching gas pressure drops there. This is normally the case with a current zero crossing of the current to be switched. The backflowing

Löschgas bebläst dann den Lichtbogen 17 und unterstützt die Löschung bzw. die dielektrische Wiederverfestigung der Extinguishing gas then inflates the arc 17 and supports the deletion or the dielectric reconsolidation of the

Schaltstrecke zwischen den Kontaktstücken 15, 16. Switching path between the contact pieces 15, 16.

Um die Strömung des zum Lichtbogen 17 zurückströmenden Lösch- gases bezüglich Stärke und Richtung kontrollieren zu können, ist die Isolierdüse bzw. Isoliergasdüse 1 vorgesehen, die den Lichtbogen umgibt. Die Isolierstoffdüse 1 kann, wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 dargestellt ist, mit dem antreibbaren ersten Kontaktstück 15 beim Ausschaltvorgang in Rich- tung des Pfeils 20 stark beschleunigt werden. Alternativ, in den Figuren nicht dargestellt, können auch beide Kontaktstücke 15, 16 angetrieben und so aufeinander zubewegt werden. Aufgrund der stark beschleunigten Bewegung und wegen der hohen im Bereich der Isolierdüse 1 herrschenden Temperaturen und Gasdrücke, muss die Isolierdüse 1 besonders stabil und sicher an einem mit dem Antrieb des Schalters verbundenen Bauteil, z. B. dem zylindrischen Flansch 23 befestigt sein. Die Isolierdüse 1 ist in den Flansch 23 eingeschraubt In order to be able to control the flow of the extinguishing gas flowing back to the arc 17 in terms of strength and direction, the insulating nozzle or insulating gas nozzle 1 is provided, which surrounds the arc. As is shown in the exemplary embodiment of FIG. 7, the insulating material nozzle 1 can be greatly accelerated with the drivable first contact piece 15 during the switching-off operation in the direction of the arrow 20. Alternatively, not shown in the figures, both contact pieces 15, 16 are driven and thus moved toward each other. Due to the greatly accelerated movement and because of the high prevailing in the region of the insulating nozzle 1 temperatures and gas pressures, the insulating nozzle 1 must be particularly stable and secure to a connected to the drive of the switch component, eg. B. the cylindrical flange 23 may be attached. The insulating nozzle 1 is screwed into the flange 23

und/oder geklemmt, und kann dazu ein Gewinde und/oder eine Klemmeinrichtung 6 aufweisen. Bei Ausführung mit einem Gewinde 6 kann dieses in ein Innengewinde des Flansches 23 ein- greifen. Von der Antriebsseite der elektrischen Schalteinrichtung 14 her, welche als Unterbrechereinheit eines Hoch- spannungs-Leistungsschalters ausgebildet sein kann, ist ein Stutzen 24 in die Isolierdüse 1 hineingeschoben und stützt die Isolierdüse 1 gegen radiale Verformungen von innen. Der Stutzen 24 ist mit einem Flansch 25 verbunden, der den Düsenkörper 1 radial überdeckt und mit dem zylindrischen Flansch 23 mittels Schrauben 26 verbunden ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Stutzen 24 nicht verdrehbar ist. Der Stutzen 24 kann an seiner äußeren Mantelfläche eine Rändelung aufweisen, die in den Düsenkörper 1 eingepresst sein kann und gegen dessen innere Mantelfläche 27 auf der ersten Seite 3 drückt. Dadurch kann eine Verdrehung der Isolierdüse 1 im Gewinde 28 verhindert werden. Die elektrische Schalteinrichtung 14 kann in einem Isolierstoffgehäuse 29 gasdicht eingeschlos- sen sein, damit kein Isoliergas, z. B. SF6 in die Umwelt entweichen kann. and / or clamped, and may for this purpose have a thread and / or a clamping device 6. In the case of a version with a thread 6, this can engage in an internal thread of the flange 23. From the drive side of the electrical switching device 14, which may be designed as a breaker unit of a high-voltage circuit breaker, a nozzle 24 is pushed into the insulating nozzle 1 and supports the insulating nozzle 1 against radial deformation from the inside. The nozzle 24 is connected to a flange 25 which radially covers the nozzle body 1 and is connected to the cylindrical flange 23 by means of screws 26. This ensures that the nozzle 24 is not rotatable. The nozzle 24 may have a knurling on its outer circumferential surface, which may be pressed into the nozzle body 1 and presses against the inner circumferential surface 27 on the first side 3. As a result, a rotation of the insulating nozzle 1 in the thread 28 can be prevented. The electrical switching device 14 may be sealed gas-tight in an insulating housing 29, so that no insulating gas, eg. B. SF 6 can escape into the environment.

Der Stutzen 24 und der Flansch 25 können aus Metall bestehen, beispielsweise Aluminium. Die Isolierdüse 1 ist z. B. aus PTFE . Eine Dichtung für die Ausnehmung zum Haltern der Dichtung 7 kann ebenfalls aus PTFE hergestellt sein. Kontakte 15, 16, 18, 19 sind vorteilhaft aus elektrisch gut leitenden Materialien ausgebildet, wie z. B. Metallen, insbesondere Stahl oder Kupfer. The nozzle 24 and the flange 25 may be made of metal, for example aluminum. The insulating nozzle 1 is z. B. of PTFE. A seal for the recess for holding the seal 7 may also be made of PTFE. Contacts 15, 16, 18, 19 are advantageously formed of electrically highly conductive materials, such as. As metals, especially steel or copper.

In Figur 7 ist die Isolierdüse 1 in allgemeiner Form schematisch dargestellt, ohne die erfindungsgemäße Ausbildung des Kanals 5 mit unterschiedlichen Durchmessern zu zeigen. Die Verwendung einer erfindungsgemäßen Isolierdüse 1, wie in Fi- guren 2 bis 6 dargestellt und zuvor beschrieben wurde, mit einer Engstelle in Form eines Kanals 5 mit unterschiedlichen Durchmessern, erlaubt bei Kontaktierung der Lichtbogenkontakte 15 und 16 einen schnellen Druckaufbau im Heizgasraum 22, und mit steigender dielektrischer Belastung bei Annährung der Kontakte 15, 16 in einem ersten Bereich 8 eine geringere Belastung der Isolierdüse 1. Bei Verwendung einer Einlaufschräge 10 und/oder eines zylinderförmigen Bereichs 12 zur zweiten Seite 4 hin, kann beim Einführen des Kontaktes 16 in die Engstelle 5 ein Verkanten und/oder ein starker Materialabrieb von der Isolierdüse 1 durch den Kontakt 16 verhindert werden. In Figure 7, the insulating nozzle 1 is shown in a general form schematically, without showing the inventive design of the channel 5 with different diameters. The use of an insulating nozzle 1 according to the invention, as illustrated in FIGS. 2 to 6 and described above, with a constriction in the form of a channel 5 with different diameters permits rapid pressure build-up in the heating gas chamber 22 when contacting the arcing contacts 15 and 16. and with increasing dielectric load when approaching the contacts 15, 16 in a first area 8, a lower load on the insulating nozzle 1. When using a run-in slope 10 and / or a cylindrical portion 12 to the second side 4, when inserting the contact 16 in the Narrowing 5 tilting and / or a strong material abrasion of the insulating nozzle 1 through the contact 16 can be prevented.

Die Ausbildung einer Einlaufschräge 10 im Kanal 5, d.h. in der Engstelle verbessert weiter das Einführen des Kontaktes 16 gegenüber der konischen Ausbildung des Hohlraums auf der zweiten Seite 4 der Isolierdüse 1. Ein Durchmesser der Engstelle 5 im zweiten Bereich 9 des Kanals 5 im Bereich des Durchmessers bzw. im Wesentlichen mit dem Durchmesser des zweiten Kontaktstücks 16 erlaubt einen frühzeitigen Druckaufbau beim Erhitzen des Gases durch den Lichtbogen 17, da ein Gasstrom in Richtung zweite Seite 4 behindert bzw. unterbunden wird. Das durch den Lichtbogen 17 erhitzte Gas, welches expandiert wird in Richtung erster Seite 3 und über den Kanal 21 in den Heizgasraum 22 gedrückt. The formation of an inlet slope 10 in the channel 5, i. in the constriction further improves the insertion of the contact 16 with respect to the conical formation of the cavity on the second side 4 of the insulating nozzle 1. A diameter of the constriction 5 in the second region 9 of the channel 5 in the region of the diameter or substantially with the diameter of the second Contact piece 16 allows an early pressure build-up when heating the gas through the arc 17, since a gas flow in the direction of the second side 4 is obstructed or prevented. The heated by the arc 17 gas, which is expanded in the direction of the first page 3 and pressed over the channel 21 into the heating gas chamber 22.

Bei weiterer Annährung des Kontaktstücks 16 an das Kontaktstück 15 durchquert die Spitze des Kontaktstücks 16 mit dem Lichtbogen 17 den ersten Bereich 8 des Kanals 5, welcher ei- nen größeren Durchmesser als der zweite Bereich des Kanals 9 aufweist. Der größere Durchmesser ergibt einen größeren Abstand des Kontaktstücks 16 zum Isoliermaterial der Isolierdüse 1, wodurch die mit Abnahme des Abstands der Kontaktstücke 15, 16 zunehmende dielektrische Belastung ausgeglichen bzw. verhindert werden kann. Die Isolierdüse 1 wird durch den größeren Durchmesser des Kanals 5 im ersten Bereich 8 gegenüber dem Durchmesser im Bereich 9 weniger geschädigt, da ein ausreichender, definierter Abstand Kontaktstück 16 und Isolierdüse 1 im Bereich des Lichtbodens 17 und/oder im ersten Be- reich 8 des Kanals 5 eingehalten werden kann. Weiterhin bewirkt der geringe Durchmesser im zweiten Bereich 9, welcher im Wesentlichen dem Durchmesser des Kontaktstücks 16 entspricht, dass das erhitzte Gas nicht in Richtung zweite 4, sondern in Richtung erste Seite 3 strömt und somit in den Heizgasraum 22. Dabei erhöht sich weiter der Druck im Heizgasraum 22. Z. B. beim Nulldurchgang des Stroms nimmt der Lichtbogen 17 zwischen den angenäherten Kontaktstücken 15, 16 ab und der erhöhte Gasdruck im Heizgasraum 22 führt zu einer Gasströmung im Kanal 21 in Richtung zurück zum Lichtbogen 17. Dies bewirkt ein Ausblasen des Lichtbogens 17, der Lichtbogen 17 er- lischt. Die Kontaktstücke 15, 16 werden elektrisch kontaktiert und verhindern bei Annäherung der Dauerstromkontakt- stücke 18, 19 die Ausbildung von Lichtbögen. Ein elektrischer Kontakt zwischen den Dauerstromkontaktstücken 18, 19 kann ohne Schädigung der Dauerstromkontaktstücke 18, 19 durch Licht- bögen erfolgen. Bei elektrischer Kontaktunterbrechung ist der Prozess analog, nur in umgekehrter Richtung. Upon further approach of the contact piece 16 to the contact piece 15, the tip of the contact piece 16 with the arc 17 passes through the first region 8 of the channel 5, which has a larger diameter than the second region of the channel 9. The larger diameter results in a larger distance of the contact piece 16 to the insulating material of the insulating nozzle 1, whereby the decrease in the distance of the contact pieces 15, 16 increasing dielectric load can be compensated or prevented. The insulating nozzle 1 is less damaged by the larger diameter of the channel 5 in the first region 8 compared to the diameter in the region 9, since a sufficient, defined distance contact piece 16 and insulating nozzle 1 in the region of the light bottom 17 and / or in the first area 8 of Channel 5 can be met. Furthermore, the small diameter in the second region 9, which substantially corresponds to the diameter of the contact piece 16, does not cause the heated gas to move in the direction of the second 4, but in the direction of the first side 3 flows and thus in the Heizgasraum 22. This further increases the pressure in Heizgasraum 22. For example, at the zero crossing of the current of the arc 17 decreases between the approximated contact pieces 15, 16 and the increased gas pressure in the heating gas chamber 22 leads to a gas flow in the channel 21 in the direction back to the arc 17. This causes a blowing out of the arc 17, the arc 17 is extinguished. The contact pieces 15, 16 are electrically contacted and prevent the formation of arcs when approaching the Dauerstromkontakt- pieces 18, 19. An electrical contact between the Dauerstromkontaktstücken 18, 19 can be done without damage to the Dauerstromkontaktstücke 18, 19 by arcs. When electrical contact interruption, the process is analog, only in the opposite direction.

Die Dauerstromkontaktstücke 18, 19 können getrennt werden ohne Lichtbogen bzw. Schädigung durch Lichtbögen. Die Lichtbo- genkontaktstücke 15, 16 werden darauf folgend getrennt, wobei ein Lichtbogen 17 zwischen dem ersten und zweiten Kontaktstück 15, 16 entsteht. Der Bereich 9 des Kanals 5 der Isolierdüse 1, mit im Wesentlichen gleichem Durchmesser wie das Kontaktstück 16 sorgt für ein Blocken eines Gasstroms in Richtung zweite Seite 4, wie zuvor beschrieben. Das Gas, welches durch den Lichtbogen 17 erhitzt wird und sich ausdehnt strömt in den Heizgasraum 22. Der größere Durchmesser des Kanals 5 im ersten Bereich 8 sorgt für einen größeren Abstand zwischen Kontaktstück 16 und Isoliermaterial der Isolierdüse 1 in diesem Bereich 8, wodurch eine Schädigung des Materials durch den Lichtbogen verhindert bzw. verringert wird. The Dauerstromkontaktstücke 18, 19 can be separated without arcs or damage by arcing. The arc contact pieces 15, 16 are subsequently separated, with an arc 17 being formed between the first and second contact pieces 15, 16. The region 9 of the channel 5 of the insulating nozzle 1, with substantially the same diameter as the contact piece 16, provides a block of a gas flow in the direction of the second side 4, as described above. The gas, which is heated by the arc 17 and expands flows into the heating gas chamber 22. The larger diameter of the channel 5 in the first region 8 provides a greater distance between the contact piece 16 and insulating material of the insulating 1 in this area 8, causing damage of the material is prevented or reduced by the arc.

Bei weiterer Bewegung des zweiten Kontaktstückes 16 vom ersten Kontaktstück 15 weg, wird dieses aus dem Kanal 5 geführt und im Weiteren kann es aus dem Bereich der zweiten Seite 4 der Isolierdüse 1 geführt werden. Beim Verlassen des zweiten Bereichs 9 des Kanals 5 durch das zweite Kontaktstück 16 wird die Blockade des Gasflusses in Richtung zweiter Seite 4 auf- gehoben. Das Gas kann in den Bereich in Richtung zweite Seite 4 strömen, was durch den erhöhten Druck des Gases in dem Heizgasraum 22 bewirkt wird, und das Gas bläst dabei den Lichtbogen 17 aus. Die elektrische Trennung der Kontakte 15, 16, 18, 19 ist abgeschlossen. Upon further movement of the second contact piece 16 away from the first contact piece 15, this is guided out of the channel 5 and, furthermore, it can be guided out of the region of the second side 4 of the insulating nozzle 1. When leaving the second region 9 of the channel 5 through the second contact piece 16, the blockage of the gas flow in the direction of the second side 4 lifted. The gas can flow in the area in the direction of the second side 4, which is caused by the increased pressure of the gas in the Heizgasraum 22, and the gas blows out while the arc 17. The electrical separation of the contacts 15, 16, 18, 19 is completed.

Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können untereinander und mit Ausführungsbeispielen bekannt aus dem Stand der Technik kombiniert werden. Das erste Kontaktstück 15, insbesondere Tulpenkontaktstück kann fest gegenüber der Isolierdüse 1 in der elektrischen Schalteinrichtung 14 verbaut sein, wobei das zweite Kontaktstück 16 beweglich angeordnet ist. Alternativ können auch beide Kontaktstücke 15, 16 beweglich in der elektrischen Schalteinrichtung 14 angeordnet sein, insbesondere auch beweglich gegenüber der Isolierdüse 1. Die Isolierdüse 1 kann aus PTFE bestehen, oder alternativ oder zusätzlich andere Isoliermaterialien wie z. B. Plastik umfassen. Das Isoliergas kann aus SF6, aus anderen Gasen oder Gasgemischen bestehen. The exemplary embodiments described above can be combined with one another and with exemplary embodiments known from the prior art. The first contact piece 15, in particular tulip contact piece can be permanently installed opposite the insulating nozzle 1 in the electrical switching device 14, wherein the second contact piece 16 is arranged to be movable. Alternatively, both contact pieces 15, 16 may be movably arranged in the electrical switching device 14, in particular also movable relative to the insulating nozzle 1. The insulating nozzle 1 may consist of PTFE, or alternatively or additionally, other insulating materials such. B. plastic include. The insulating gas may consist of SF 6 , other gases or gas mixtures.

Die Isolierdüse 1 kann aus einem zylinderförmigen Bereich auf einer Seite und einem kegelstumpfförmigen Bereich auf der gegenüberliegenden Seite sowie einem durchgehenden Kanal als Engstelle bestehen, welcher die beiden Seiten fluidisch ver- bindet. Der Bereich auf der ersten Seite kann auch andereThe insulating nozzle 1 may consist of a cylindrical region on one side and a frusto-conical region on the opposite side and a continuous channel as a constriction, which fluidly connects the two sides. The area on the first page may be different

Formen als Zylinder aufweisen, und der Bereich auf der zweiten Seite kann eine andere Form als ein Kegelstumpf aufweisen. Wesentlich für die Erfindung ist, dass der Kanal 5 als Engstelle wenigstens zwei Bereiche mit unterschiedlichen Querschnitten bzw. Durchmessern aufweist. Ein Bereich des Kanals 5 ist ausgebildet zum Blockieren eines Gasstroms in Richtung einer Seite und ein zweiter Bereich ist ausgebildet in einer Form, bei welcher die Schädigung des Isoliermaterials der Isolierdüse 1 durch einen Lichtbogen unterbunden bzw. zumindest reduziert wird. Der Bereich zum Blockieren des Gasstroms kann alternativ und/oder zusätzlich zur Unterbindung von Pendelbewegungen oder anderen Bewegungen des beweglichen Kontaktes in Richtung Isolierdüsenwandung ausgebildet sein. Bezugszeichenliste Having shapes as a cylinder, and the area on the second side may have a shape other than a truncated cone. It is essential for the invention that the channel 5 has at least two regions with different cross sections or diameters as bottlenecks. A portion of the channel 5 is formed to block a gas flow toward one side and a second portion is formed in a shape in which damage to the insulating material of the insulating nozzle 1 by an arc is suppressed or at least reduced. The area for blocking the gas flow may alternatively and / or in addition to the suppression of oscillations or other movements of the movable contact in the direction of Isolierdüsenwandung be formed. LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 Isolierdüse 1 insulating nozzle

2 Mittelachse  2 central axis

3 erste Seite  3 first page

4 zweite Seite  4 second page

5 durchgehender Kanal als Engstelle ausgebildet 5 continuous channel designed as a bottleneck

6 Klemmeinrichtung und/oder Gewinde 6 clamping device and / or thread

7 Ausnehmung zum Haltern einer Dichtung  7 recess for holding a seal

8 erster Bereich des Kanals  8 first section of the channel

9 zweiter Bereich des Kanals  9 second area of the channel

10 konische Einlaufschräge  10 conical inlet slope

11 zylinderförmiger Einlaufbereich  11 cylindrical inlet area

12 erster zylinderförmiger Bereich  12 first cylindrical area

13 zweiter zylinderförmiger Bereich  13 second cylindrical area

14 elektrischen Schalteinrichtung  14 electrical switching device

15 erstes Kontaktstück  15 first contact piece

16 zweites Kontaktstück  16 second contact piece

17 Lichtbogen  17 arc

18 erstes Dauerstromkontaktstück  18 first permanent contact piece

19 zweites Dauerstromkontaktstück  19 second permanent contact piece

20 Richtung bei Ausschaltbewegung  20 direction when switching off

21 Kanal  21 channel

22 Heizgasraum  22 heating gas room

23 zylindrischer Flansch  23 cylindrical flange

24 Stutzen  24 nozzles

25 Flansch  25 flange

26 Schrauben  26 screws

27 innere Mantelfläche der Isolierdüse  27 inner circumferential surface of the insulating nozzle

28 Gewinde  28 threads

29 Isolierstoffgehäuse  29 insulating housing

Claims

Patentansprüche claims 1. Isolierdüse (1) für eine elektrische Schalteinrichtung (14) mit einem ersten Innenbereich auf einer ersten Seite (3), ausgebildet zur Aufnahme eines ersten elektrischen Kontaktstücks (15) , einem zweiten Innenbereich auf einer zweiten Seite (4), ausgebildet zur Aufnahme eines zweiten elektrischen Kontaktstücks (16), welches relativ zum ersten Kontaktstück (15) beweglich anordenbar ist, und einem durchgehenden Kanal (5) angeordnet in einem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Innenbereich, ausgebildet als Engstelle der Isolierdüse (1) , An insulating nozzle (1) for an electrical switching device (14) having a first inner region on a first side (3), adapted for receiving a first electrical contact piece (15), a second inner region on a second side (4), adapted for receiving a second electrical contact piece (16), which can be arranged movably relative to the first contact piece (15), and a continuous channel (5) arranged in a region between the first and the second inner area, designed as a constriction of the insulating nozzle (1), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that der Kanal (5) wenigstens zwei unterschiedliche Bereiche (8, 9) mit voneinander verschiedenen Querschnitten aufweist. the channel (5) has at least two different regions (8, 9) with mutually different cross sections. 2. Isolierdüse (1) nach Anspruch 1, 2. insulating nozzle (1) according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that wenigstens ein erster Bereich des Kanals (8) einen Quer- schnitt aufweist, welcher im Wesentlichen größer ist als der Querschnitt eines zweiten Bereichs des Kanals (9), zur Verringerung der Wechselwirkung bei Auftreten eines Lichtbogens (17) zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktstück (15, 16) mit Material der Isolierdüse (1), wobei der erste Bereich (8) insbesondere auf einer Seite des Kanals (5) angeordnet ist zur ersten Seite (3) der Isolierdüse (1) hin. at least a first region of the channel (8) has a cross section which is substantially larger than the cross section of a second region of the channel (9) to reduce the interaction upon the occurrence of an arc (17) between the first and second contact pieces (15, 16) with material of the insulating nozzle (1), wherein the first region (8) is arranged in particular on one side of the channel (5) to the first side (3) of the insulating nozzle (1). 3. Isolierdüse (1) nach einem der Ansprüche 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 3. The insulating nozzle (1) according to claim 1, wherein: wenigstens ein zweiter Bereich des Kanals (9) einen zweiten Querschnitt aufweist, welcher im Wesentlichen im Bereich des Querschnitts des zweiten Kontaktstücks (16) ist, zur mechanischen Stützung des zweiten Kontaktstücks (16) , wobei der Bereich (9) insbesondere auf einer Seite des Kanals (5) ange- ordnet ist zur zweiten Seite (4) der Isolierdüse (1) hin. at least a second region of the channel (9) has a second cross section, which is substantially in the region of the cross section of the second contact piece (16), for mechanical support of the second contact piece (16), the region (9) in particular on one side of the Channel (5) is arranged to the second side (4) of the insulating nozzle (1) out. 4. Isolierdüse (1) nach Anspruch 2, 4. insulating nozzle (1) according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der wenigstens eine erste Bereich des Kanals (8) eine Zylinderform aufweist. characterized in that the at least one first region of the channel (8) has a cylindrical shape. 5. Isolierdüse (1) nach Anspruch 2, 5. insulating nozzle (1) according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that der wenigstens eine erste Bereich des Kanals (8) eine konische Form aufweist, insbesondere die Form eines Kegelstumpfes mit einer Deckfläche, welche den Querschnitt des ersten Bereichs des Kanals (8) aufweist und einer Grundfläche mit ei- nem größerem Querschnitt, wobei die Grundfläche auf der Seite des Kanals (5) angeordnet ist zur ersten Seite (3) der Isolierdüse (1) hin. the at least one first region of the channel (8) has a conical shape, in particular the shape of a truncated cone with a cover surface which has the cross section of the first region of the channel (8) and a base surface with a larger cross section, wherein the base surface the side of the channel (5) is arranged to the first side (3) of the insulating nozzle (1) out. 6. Isolierdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. insulating nozzle (1) according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that im Kanal (5) auf der Seite des Kanals (5) zur zweiten Seite (4) der Isolierdüse (1) hin eine konische Einlaufschräge (10) angeordnet ist, in Form eines Kegelstumpfs mit zunehmendem Querschnitt in Richtung der zweiten Seite (4) der Isolierdüse (1) hin. in the channel (5) on the side of the channel (5) to the second side (4) of the insulating nozzle (1) towards a conical inlet slope (10) is arranged, in the form of a truncated cone with increasing cross section in the direction of the second side (4) Insulating nozzle (1) out. 7. Isolierdüse (1) nach Anspruch 6, 7. insulating nozzle (1) according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that die konische Einlaufschräge (10) zu einer Mittelachse (2) der Isolierdüse (1) einen Winkel im Bereich von kleiner 10 Grad aufweist . the conical inlet slope (10) to an axis (2) of the insulating nozzle (1) has an angle in the range of less than 10 degrees. 8. Isolierdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 8. insulating nozzle (1) according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that im Kanal (5) auf der Seite des Kanals (5) zur zweiten Seite (4) der Isolierdüse (1) hin ein zylinderförmiger Einlaufbereich (11) angeordnet ist, mit einem Querschnitt größer als der Querschnitt des zweiten Bereichs (9) . in the channel (5) on the side of the channel (5) to the second side (4) of the insulating nozzle (1) towards a cylindrical inlet region (11) is arranged, with a cross section larger than the cross section of the second region (9). 9. Isolierdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. insulating nozzle (1) according to one of claims 1 to 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that in einem zylindrischen Bereich des Kanals (12) mit einem ersten Querschnitt ein zylindrischer Bereich (13) mit einem zweiten Querschnitt kleiner dem ersten Querschnitt angeordnet ist . in a cylindrical portion of the channel (12) having a first cross-section, a cylindrical portion (13) having a second cross section is smaller than the first cross section. 10. Isolierdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 10. insulating nozzle (1) according to one of claims 1 to 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that die Isolierdüse (1) rotationssymmetrisch ist und/oder dass Bereiche des Kanals (5) und/oder der Kanal (5) rotationssymmetrisch sind, insbesondere mit kreisrunden Querschnitten. the insulating nozzle (1) is rotationally symmetrical and / or that regions of the channel (5) and / or the channel (5) are rotationally symmetrical, in particular with circular cross sections. 11. Isolierdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass 11. The insulating nozzle (1) according to claim 1, wherein: auf der ersten Seite (3) in einem Außenbereich eine Klemmeinrichtung und/oder ein Gewinde (6) zum Haltern der Düse angeordnet ist, insbesondere ein um die Düse umlaufendes Gewinde. a clamping device and / or a thread (6) for holding the nozzle is arranged on the first side (3) in an outer region, in particular a thread running around the nozzle. 12. Isolierdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass 12. The insulating nozzle (1) according to claim 1, wherein: auf der zweiten Seite (4) in einem Außenbereich eine Ausnehmung (7) zum Haltern einer Dichtung angeordnet ist, insbeson- dere einer PTFE Dichtung. on the second side (4), a recess (7) for holding a seal is arranged in an outer region, in particular a PTFE seal. 13. Isolierdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass 13. The insulating nozzle (1) according to claim 1, wherein: die Isolierdüse (1) aus PTFE besteht und/oder PTFE umfasst. the insulating nozzle (1) consists of PTFE and / or PTFE. 14. Elektrische Schalteinrichtung (14) mit einem ersten und einem zweiten elektrischen Kontaktstück (15, 16), wobei das zweite elektrische Kontaktstück (16) relativ zum ersten elektrischen Kontaktstück (15) beweglich angeordnet ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass 14. electrical switching device (14) having a first and a second electrical contact piece (15, 16), wherein the second electrical contact piece (16) relative to the first electrical contact piece (15) is movably arranged d a d u r c h e c e n e z e i c h e n e that eine Isolierdüse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst ist, insbesondere von einem druckgasisolierten Leistungsschalter . an insulating nozzle (1) according to one of the preceding claims is included, in particular of a pressure-gas-insulated circuit breaker. 15. Elektrische Schalteinrichtung (14) nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass 15. Electrical switching device (14) according to claim 14, characterized in that a das zweite elektrische Kontaktstück (16) eine komplementäre Form und/oder im Wesentlichen gleichen Querschnitt zu wenigs- tens einem Bereich des Kanals (5) aufweist, insbesondere für einen temporären Gasverschluss des Kanals (5) . the second electrical contact piece (16) has a complementary shape and / or substantially the same cross section at least one region of the channel (5), in particular for a temporary gas seal of the channel (5).
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