DE19928079A1 - High-voltage (HV) circuit-breaker with arc-quenching gas outflow channel - Google Patents
High-voltage (HV) circuit-breaker with arc-quenching gas outflow channelInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsleistungs schalter mit zwei einander koaxial gegenüberstehenden Licht bogenkontaktstücken, zwischen denen ggf. im Ausschaltfall in einem Lichtbogenraum ein Lichtbogen gezogen wird, wobei der Lichtbogenraum wenigstens teilweise von einer Isolierdüse um geben ist und wobei ein von einem Rohr umgebener Abströmkanal für durch den Lichtbogen aufgeheiztes Löschgas stromabwärts der Engstelle der Isolierdüse vorgesehen ist.The invention relates to high voltage power switch with two coaxially opposing lights arc contact pieces, between which, if necessary, in the event of a switch-off an arc is drawn an arc space, the Arc space at least partially by an insulating nozzle and there is an outflow channel surrounded by a tube for extinguishing gas heated by the arc downstream the constriction of the insulating nozzle is provided.
Ein derartiger Hochspannungsleistungsschalter ist beispiels weise aus der DE-OS 29 47 957 bekannt.Such a high-voltage circuit breaker is an example known from DE-OS 29 47 957.
Bei einen derartigen Hochspannungsleistungsschalter sind Lichtbogenkontaktstücke vorgesehen, von denen wenigstens eines im Zuge einer Schaltbewegung antreibbar ist und zwi schen denen im Ausschaltfall ggf. ein Lichtbogen gezogen wird.Such a high-voltage circuit breaker Arc contact pieces provided, at least of which one is drivable in the course of a switching movement and zwi if necessary, an arc is drawn in the event of a shutdown becomes.
Die Lichtbogenkontaktstücke sind üblicherweise von Dauer stromkontaktstücken umgeben, die im Einschaltzustand den Nennstrom tragen und die während eines Ausschaltvorgangs zeitlich vor den Lichtbogenkontaktstücken voneinander ge trennt werden.The arcing contact pieces are usually permanent current contact pieces surrounding the in the on state Carry nominal current during a switch-off process ge in time before the arcing contact pieces be separated.
Ein antreibbares Dauerstromkontaktstück kann hierzu mit einem antreibbaren Lichtbogenkontaktstück verbunden sein.A drivable continuous current contact piece can do this with a drivable arcing contact piece.
Mit dem antreibbaren Lichtbogenkontaktstück kann außerdem eine Isolierdüse verbunden, die im Einschaltzustand beide Lichtbogenkontaktstücke wenigstens teilweise umgibt und die während des Ausschaltvorganges den Lichtbogenraum umgibt.With the drivable arcing contact piece can also an insulating nozzle connected, both when switched on Arcing contact pieces at least partially surrounds and surrounds the arc chamber during the switch-off process.
Das Kapselungsgehäuse des Hochspannungsleistungsschalters, in dem sich die Lichtbogenkontaktstücke und die Dauerstromkon taktstücke befinden, ist üblicherweise mit einem Löschgas, beispielsweise Schwefelhexafluorid gefüllt.The high voltage circuit breaker enclosure, in which the arcing contact pieces and the continuous current con is usually with an extinguishing gas, for example filled with sulfur hexafluoride.
Um im Ausschaltfall den Lichtbogen zu löschen bzw. seine Rückzündung nach einem Stromnulldurchgang des zu schaltenden Stromes zu verhindern, wird der Lichtbogen mit dem Löschgas beblasen.To extinguish the arc or its arc in the event of a switch-off Backfire after a current zero crossing of the to be switched To prevent electricity, the arc with the quenching gas blow on.
Hierzu ist beispielsweise ein Heizraum vorgesehen, in den aufgeheiztes Löschgas aus dem Lichtbogenraum hineinströmen kann, um dort bis zum nächsten Stromnulldurchgang eines aus zuschaltenden Wechselstroms gespeichert zu werden. Zum Strom nulldurchgang strömt das Löschgas dann aus dem Heizraum zu rück zum Lichtbogenraum, um dort eine Kühlung bzw. Entioni sierung herbeizuführen.For this purpose, for example, a boiler room is provided in the Flow heated quenching gas into the arc chamber can get one out there until the next zero current crossing switching AC to be stored. To the stream The extinguishing gas then flows from the boiler room to zero crossing back to the arc room for cooling or deioni induction.
Zusätzlich kann auch eine mechanische Kompressionsvorrichtung für das Löschgas vorgesehen sein, die im Zuge der Schaltbewe gung betätigbar ist.In addition, a mechanical compression device can also be used be provided for the extinguishing gas, which in the course of Schaltbewe is actuated.
Das Löschgas hat das Bestreben, einerseits vom Lichtbogenraum in den Heizraum, andererseits aus dem Lichtbogenraum auch entlang der Längsachse des Hochspannungsleistungsschalter beispielsweise durch die Isolierdüse abzuströmen.The extinguishing gas strives, on the one hand, from the arc room in the boiler room, on the other hand also from the arc room along the longitudinal axis of the high voltage circuit breaker for example, to flow out through the insulating nozzle.
Der vorliegenden Erfindung liegt in diesem Zusammenhang die Aufgabe zugrunde, das Löschgas einerseits frei abströmen zu lassen, um eine unnötige Druckerhöhung im Lichtbogenraum zu verhindern und einen ungewollten Rückstau der Löschgasströ mung sowie eine ungewollte Kontaminierung des Lichtbogenraums mit verseuchtem Löschgas zu verhindern.The present invention lies in this context The task is based on the one hand, to freely discharge the extinguishing gas allow for an unnecessary increase in pressure in the arc chamber prevent and an unwanted backflow of the extinguishing gas flows as well as an unwanted contamination of the arc room to prevent with contaminated extinguishing gas.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Abströmkanal ein das Löschgas in Abströmrichtung durchlassen des Rückschlagventil vorgesehen ist.The object is achieved in that in the Outflow channel let the extinguishing gas through in the outflow direction the check valve is provided.
Der Abströmkanal kann beispielsweise durch ein Kontaktrohr 1 gebildet sein, das ein feststehendes Dauerstromkontaktstück trägt und ein pinförmiges Lichtbogenkontaktstück konzentrisch umgibt. Die Ausströmöffnung der Isolierdüse mündet dann in das Kontaktrohr, so daß das abströmende Löschgas direkt aus der Isolierdüse in den Abströmkanal einströmt. Hierzu kann zwischen der Isolierdüse und dem Rohr beispielsweise eine gleitende Dichtung vorgesehen sein.The outflow channel can be formed, for example, by a contact tube 1 , which carries a fixed continuous current contact piece and concentrically surrounds a pin-shaped arcing contact piece. The outflow opening of the insulating nozzle then opens into the contact tube, so that the extinguishing gas flowing out flows directly from the insulating nozzle into the outflow channel. For this purpose, for example, a sliding seal can be provided between the insulating nozzle and the tube.
Das Rückschlagventil kann beispielsweise als Plattenventil mit einer linear beweglichen, eine Öffnung in der Verschluß stellung verschließenden Platte ausgebildet sein.The check valve can be used, for example, as a plate valve with a linearly movable, an opening in the closure position closing plate be formed.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Rückschlagventil wenigstens eine, insbesondere zwei in einem Scharnier gelagerte, schwenkbare Platte (n) aufweist.An advantageous embodiment of the invention provides that the check valve at least one, in particular two in has a pivotable plate (s) mounted on a hinge.
Ein derartiges Rückschlagventil zeichnet sich durch eine sehr kurze Öffnungszeit und durch einen großen Öffnungsquerschnitt aus. Dies ist insbesondere wichtig, da der Druckanstieg des Löschgases sehr schnell erfolgt und das Löschgas mit sehr hoher Geschwindigkeit ausströmen soll.Such a check valve is characterized by a very short opening time and a large opening cross-section out. This is particularly important because the pressure increase of the Extinguishing gas takes place very quickly and the extinguishing gas with very should flow out at high speed.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Platte(n) durch ein an dem Scharnier angeord netes Federelement in die Verschlußstellung gedrückt wird/werden.A further advantageous embodiment of the invention provides before that the plate (s) by a on the hinge netes spring element pressed into the closed position will become.
Durch die beschriebene Federbelastung wird ein schnelles Schließen des Rückschlagventils in dem Falle erreicht, daß das Löschgas das Bestreben hat, zum Lichtbogenraum hin zu rückzuströmen.Due to the spring loading described is a fast Closing the check valve in the event that the quenching gas has the tendency towards the arc room to flow back.
Die Erfindung kann außerdem vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, daß das Scharnier mit seiner Schwenkachse entlang eines Durchmessers des im Querschnitt kreisförmigen Abström kanals angeordnet ist.The invention can also be advantageously configured in this way be that the hinge with its pivot axis along a diameter of the outflow circular in cross section channel is arranged.
In diesem Fall ist ein sehr schnelles Öffnen und Schließen des Rückschlagventils, verbunden mit einem optimalen Strö mungsquerschnitt für das Löschgas gewährleistet.In this case, opening and closing is very quick the check valve, combined with an optimal flow guaranteed cross-section for the extinguishing gas.
In jedem Fall bildet ein Rückschlagventil einen gewissen er höhten Strömungswiderstand im Abströmkanal. Dieser kann einen geringen Rückstau des Löschgases beim Abströmen erzeugen, der eine zum Lichtbogenraum zurückwandernde Druckwelle geringer Intensität zur Folge haben kann. Diese zurückwandernde Druck welle kann das Löschungsverhalten des Lichtbogens im Lichtbo genraum positiv beeinflussen.In any case, a check valve forms a certain one increased flow resistance in the outflow channel. This one can generate a small backlog of the extinguishing gas when it flows out a pressure wave migrating back to the arc chamber is lower Intensity can result. This backward pressure wave can affect the extinguishing behavior of the arc in the arc positively influence the area.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie ben.In the following, the invention is illustrated by means of an embodiment shown in a drawing and then described ben.
Dabei zeigtIt shows
Fig. 1 eine Ansicht des Rückschlagventils, Fig. 1 is a view of the check valve,
Fig. 2 schematisch im Längsschnitt einen Teil einer Unter brechereinheit eines Hochspannungsleistungsschalters, Fig. 2 shows schematically in longitudinal section a part of an interrupter unit of a high voltage circuit breaker,
Fig. 3 die Anordnung aus der Fig. 2 mit geöffnetem Rück schlagventil. Fig. 3 shows the arrangement of FIG. 2 with the check valve open.
In der Fig. 2 ist ein Teil einer Unterbrechereinheit eines Hochspannungsleistungsschalters mit einem ersten Lichtbogen kontaktstück 1 und einem zweiten Lichtbogenkontaktstück 2 dargestellt, von denen das erste Lichtbogenkontaktstück 1 im Ausschaltfall in Richtung des Pfeils 3 durch einen nicht nä her dargestellten Schalterantrieb antreibbar ist.In FIG. 2, a part of an interrupter unit is a high-voltage circuit breaker having a first arcing contact 1 and a second arcing contact piece 2 is shown, of which the first arcing contact piece 1 in Ausschaltfall in the direction of arrow 3 by a not nä forth illustrated switch drive can be driven.
Mit dem ersten antreibbaren Lichtbogenkontaktstück 1, das als Tulpenkontaktstück ausgebildet ist, ist ein antreibbares Dau erstromkontaktstück 4 sowie eine Isolierdüse 5 verbunden.With the first drivable arcing contact 1 , which is designed as a tulip contact piece, a drivable permanent current contact piece 4 and an insulating nozzle 5 are connected.
Das zweite Lichtbogenkontaktstück 2 ist als Kontaktpin ausge bildet und von einem feststehenden Dauerstromkontaktstück 6 umgeben.The second arcing contact piece 2 is formed as a contact pin and surrounded by a fixed continuous current contact piece 6 .
Das Dauerstromkontaktstück 6 ist als Kontaktrohr ausgebildet, das den Kontaktpin 2 konzentrisch umgibt, wobei der Kontakt pin 2 mittels eines oder mehrerer Stege 7 in dem Kontaktrohr befestigt ist.The continuous current contact 6 is formed as a contact tube, which surrounds the contact pin 2 concentric, wherein the contact pin 2 by means of one or more webs is secured in the contact tube. 7
Die Unterbrechereinheit ist in der Fig. 2 in einer Zwischen position zwischen dem Einschaltzustand und dem Ausschaltzu stand dargestellt, wobei die Dauerstromkontaktstücke 4, 6 so wie die Lichtbogenkontaktstücke 1, 2 bereits voneinander ge trennt sind. Das zweite Lichtbogenkontaktstück 2 verschließt die Engstelle der Düse 5 und zwischen den Lichtbogenkontakt stücken 1, 2 brennt ein Lichtbogen 8 in dem Lichtbogenraum 9.The interrupter unit is shown in FIG. 2 in an intermediate position between the switched-on state and the switched-off state, the continuous current contact pieces 4 , 6 and the arcing contact pieces 1 , 2 already being separated from one another. The second arcing contact piece 2 closes the constriction of the nozzle 5 and between the arcing contact pieces 1 , 2 an arc 8 burns in the arcing space 9 .
Dort wird durch die Wirkung des Lichtbogens 8 Löschgas er hitzt und expandiert, das teilweise durch einen Kanal 10 in einen nicht näher dargestellten Heizraum abströmt und von dort beim Stromnulldurchgang des zu schaltenden Stroms zum Lichtbogenraum 9 zurückströmt.There he is heated and expanded by the action of the arc 8 extinguishing gas, which partially flows out through a channel 10 into a boiler room, not shown, and from there flows back to the arc chamber 9 when the current to be switched is zero.
Sobald das zweite Lichtbogenkontaktstück 2 in Form des Kon taktpins die Düsenengstelle freigibt, kann Löschgas auch durch den Abströmkanal 11 und von dort weiter in ein Expan sionsvolumen strömen.Once the second arcing contact piece 2 in the form of clock pins Kon the nozzle constriction releasing, extinguishing gas can also flow through the bleed passage 11 and from there to a further issue volume Expan.
In dem Abströmkanal 11, der von dem Kontaktrohr 6 umgeben ist, ist ein Rückschlagventil 12 vorgesehen, das zwei Platten 13, 14 aufweist.In the outflow channel 11 , which is surrounded by the contact tube 6 , a check valve 12 is provided, which has two plates 13 , 14 .
Jede der Platten 13, 14 ist schwenkbar an einem Scharnier 15 befestigt und mittels einer Feder 16 derart belastet, daß sie in der Ruhestellung den Abströmkanal 11 gemeinsam ver schließen. Hierzu ist im Inneren des Abströmkanals 11 ein Ab satz 17 vorgesehen, der als Anschlag für die Platten 13, 14 dient.Each of the plates 13 , 14 is pivotally attached to a hinge 15 and loaded by a spring 16 such that they close the outflow channel 11 together in the rest position. For this purpose, the inside of the discharge passage 11 a from block 17, which serves as a stop for the plates 13, 14th
Die Feder 16 ist als Schraubenfeder ausgebildet, deren Win dungsenden 18, 19 an den Platten 13, 14 federnd anliegen. In der Fig. 3 ist das Rückschlagventil 12 in geöffneter Stellung dargestellt, wobei durch den Löschgasstrom die Plat ten 13, 14 gegen die Kraft der Feder 16 um das Scharnier 15 geschwenkt sind und den Abströmkanal 11 größtenteils freige ben. Das Löschgas kann ungehindert durch den Abströmkanal 11 hindurchströmen, wird jedoch bei einer etwaigen Rückströmung dadurch abgebremst, daß die Platten 13, 14 in diesem Fall durch das zurückströmende Löschgas sowie durch die Feder 16 wieder in ihre Verschlußstellung gebracht werden.The spring 16 is designed as a helical spring, the ends of which win 18 , 19 rest resiliently on the plates 13 , 14 . In Fig. 3, the check valve 12 is shown in the open position, the plat th 13 , 14 are pivoted against the force of the spring 16 around the hinge 15 by the quenching gas flow and the discharge channel 11 ben largely free. The extinguishing gas can flow unhindered through the outflow channel 11 , but is braked in the event of a backflow if the plates 13 , 14 in this case are brought back into their closed position by the extinguishing gas flowing back and by the spring 16 .
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