| Dokumentenidentifikation |
DE102006031217A1 03.01.2008 |
| Titel |
Blasdüse eines Hochspannungs-Leistungsschalters |
| Anmelder |
Siemens AG, 80333 München, DE |
| Erfinder |
Dobberstein, Matthias, Dipl.-Ing., 13587 Berlin, DE; Reincke, Frank, Dr., 13125 Berlin, DE; Stenzel, Peter, Dipl.-Ing., 14612 Falkensee, DE; Trapp, Norbert, Dr., 13589 Berlin, DE |
| DE-Anmeldedatum |
30.06.2006 |
| DE-Aktenzeichen |
102006031217 |
| Offenlegungstag |
03.01.2008 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
03.01.2008 |
| IPC-Hauptklasse |
H01H 33/78(2006.01)A, F, I, 20070320, B, H, DE
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| Zusammenfassung |
Ein Hochspannungs-Leistungsschalter weist eine Blasdüse (1, 1a, 1b, 1c, 1d) auf. Die Blasdüse (1, 1a, 1b, 1c, 1d) ist mit einem Blasdüsenkanal (5, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f) versehen. Ein Teil einer den Blasdüsenkanal (5, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f) grenzenden Wand ist aus abbrandresistentem Material (6a, 6b, 6c, 6d; 7d, 7e, 7f, 7g) gebildet. Ein Kontaktstück (3) ragt während eines Schaltungsvorganges zumindest teilweise in den Blasdüsenkanal (5, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f) hinein und verdämmt diesen. Das abbrandresistente Material (6a, 6b, 6c, 6d; 7d, 7e, 7f, 7g) ist ein elektrisch isolierendes Material.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Blasdüse für einen Hochspannungs-Leistungsschalter
mit einem zumindest während eines Schaltvorganges in einen Blasdüsenkanal
hineinragenden Kontaktstück, wobei eine den Blasdüsenkanal begrenzende
Wand teilweise aus abbrandresistentem Material gebildet ist.
Eine derartige Blasdüse ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 30 44 836 A1 bekannt. Dort ist
eine Blasdüse mit einem Blasdüsenkanal derart ausgestaltet, dass ein leitfähiger
Einsatz aus abbrandfestem Material ein Düsenengnis bildet. Durch den leitfähigen
Einsatz wird eine Verteilung des elektrischen Feldes im Bereich der Blasdüse
beeinflusst. Dadurch wird die Gefahr eines Durchschlages nach einem erfolgten Schaltvorgang
vermindert.
Im Bereich der Blasdüse wird ein Aufladen des elektrisch leitfähigen
Einsatzes hervorgerufen. Ein derart elektrisch geladener Körper ist von anderen
elektrische Potentiale führenden Teilen zu isolieren. Dazu ist die Blasdüse
entsprechend großzügig zu dimensionieren. Als Folge vergrößert
sich der Aufbau des gesamten Leistungsschalters.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Blasdüse anzugeben,
welche bei kompakten Abmessungen elektrische Durchschläge verhindert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Blasdüse
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das abbrandresistente Material
ein elektrischer Isolator ist.
Die Verwendung eines elektrisch isolierenden abbrandresistenten Materials
weist gegenüber der bekannten Konstruktion den Vorteil auf, dass das Isoliervermögen
der Blasdüse nicht beeinträchtigt wird. Somit kann insbesondere der Blasdüsenkanal
vergleichsweise variabel dimensioniert werden. Der Blasdüsenkanal weist im
Regelfall einen kreisrunden Querschnitt auf. In Spezialfällen können jedoch
auch ovale Querschnitte oder mehreckige Querschnitte für den Blasdüsenkanal
zum Einsatz kommen. Das zumindest während eines Schaltvorganges in den Blasdüsenkanal
hineinragende Kontaktstück weist einen ähnlichen Querschnitt wie der Blasdüsenkanal
auf. Der Querschnitt des Kontaktstückes ist gegenüber dem Querschnitt
des Blasdüsenkanals geringfügig verkleinert, so dass das Kontaktstück
in den Blasdüsenkanal einfahrbar ist. Nach erfolgtem Einfahren ist ein Strömen
von heißen Schaltgasen, welche durch die Blasdüse in bestimmte Bereiche
des Leistungsschalters gelenkt werden sollen, verhindert bzw. eingedämmt. Die
heißen Schaltgase wirken nachteilig auf die für Blasdüsengrundkörper
üblicherweise verwendeten Materialien. Derartige Materialien sind beispielsweise
Polytetrafluorethylen (PTFE) oder andere geeignete organische Kunststoffe. Im Laufe
einer Vielzahl von Ausschaltvorgängen, welche regelmäßig mit dem
Brennen eines Ausschaltlichtbogens verbunden sind, können an den verwendeten
Isolierstoffen Erosionserscheinungen auftreten und der Querschnitt des Blasdüsenkanals
kann sich so erweitern. Dadurch wird das Dämmvermögen des Kontaktstückes
eingeschränkt, da durch einen zunehmend größer werdenden Spalt zwischen
Kontaktstück und der den Blasdüsenkanal begrenzenden Wandung heißes
Schaltgas unerwünscht entweichen kann.
Durch den Einsatz von abbrandresistentem Material, insbesondere von
abbrandresistentem Material aus einem Isolierwerkstoff, wird innerhalb des Blasdüsenkanals
eine Barriere geschaffen, an welcher eine Erosion und somit eine Erweiterung des
Querschnittes des Blasdüsenkanals verhindert wird. Dadurch ist sichergestellt,
dass zumindest an einer Stelle innerhalb eines lang gestreckten Blasdüsenkanals
eine definierte Querschnittsfläche erhalten bleibt.
Aufgrund der elektrisch isolierenden Eigenschaften des abbrandresistenten
Materials bleibt die elektrische Isolationsfähigkeit der Blasdüse erhalten.
Eine Gefährdung durch einen ein undefiniertes „schwimmendes" elektrisches
Potential aufweisenden Körper aus elektrisch leitendem Material ist so ausgeschlossen.
Somit ist es nicht erforderlich, dass bestimmte Mindestabstände
zwischen dem abbrandresistenten Material der Blasdüse und anderen Spannungen
führenden Bauteilen des elektrischen Leistungsschalters eingehalten werden
müssen. Daher ist es möglich, kompakt bauende Leistungsschalter zu entwickeln,
die mit einer langlebigen Blasdüse ausgestattet sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das abbrandresistente
Material an angrenzende Abschnitte aus Isolierstoff stetig anschließt.
Durch einen stetigen Anschluss des abbrandfesten Materials an den
Isolierstoff mit einer geringeren Abbrandfestigkeit sind Verwirbelungen von heißen
Löschgasen an Übergangsstellen zwischen abbrandresistenten Material und
Isolierstoff eines Blasdüsengrundkörpers vermieden. Somit ergibt sich
ein gleichmäßiger Übergang zwischen den beiden Materialien, der vorzugsweise
möglichst Spaltenfrei ausgestaltet sein soll. Durch den stetigen Übergang
wird eine bündige Einbettung des abbrandresistenten Materials erzeugt, wobei
ein Teil der den Blasdüsenkanal begrenzenden Wand aus dem abbrandresistenten
Isolierstoff gebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Isolierstoff
und das abbrandresistente Material eine den Blasdüsenkanal begrenzende Fläche
bilden, welche frei von Vorsprüngen ist.
Die Formgebung des abbrandresistenten Materials kann derart erfolgen,
dass beispielsweise im Oberflächenbereich des Blasdüsenkanals angeordnetes
abbrandresistives Material einen Formenverlauf, welcher von dem Blasdüsengrundkörper
der Blasdüse vorgegeben ist, aufnimmt und weiterführt. Durch den stetigen
Anschluss des abbrandresistiven Materials entsteht eine Blasdüse, deren Blasdüsenkanal
frei von Sprüngen, Kanten oder überhängenden Schultern ist. So kann
beispielsweise eine diffusorartige Erweiterung des Blasdüsenkanals durch eine
Kombination von abbrandresistivem Material und Isolierstoff geringerer Abbrandfestigkeit
gebildet sein.
Um eine gute Verdämmbarkeit des Blasdüsenkanals während
der Lebensdauer der Blasdüse zu gewährleisten, sollte das abbrandresistente
Material Teile der den Blasdüsenkanal begrenzenden Fläche ausbilden. Diese
Fläche hat vorzugsweise eine zylindermantelförmige Gestalt. Durch das
Integrieren des abbrandfesten Materials und das stetige Anschließen des für
den Blasdüsengrundkörper verwendeten Isoliermaterials an das abbrandresistives
Material entsteht eine glatte Oberfläche, welche abschnittsweise aus unterschiedlichen
Materialien gebildet ist. Bereits bei einem ersten Auftreten von heißen Löschgasen
ist das Isoliermaterial der Blasdüse Erosionserscheinungen ausgesetzt. Da im
Blasdüsenkanal Oberflächenbereiche aus abbrandresistentem Material gebildet
sind, kann ein Entweichen von heißen Löschgasen zu unerwünschten
Zeitpunkten verhindert werden.
Vorteilhafterweise kann dabei weiter vorgesehen sein, dass das abbrandresistente
Material ringförmig um den Blasdüsenkanal umläuft.
Durch die ringförmige Gestalt des abbrandresistenten Materials
ist der Blasdüsenkanal bezogen auf eine Querschnittsebene allseitig von abbrandresistentem
Material begrenzt. Somit ist ein Düsenengnis gebildet, welches gleichsam einer
Barriere ein Durchtritt von heißen Schaltgasen verhindert bzw. eingeschränkt.
Aufgrund der abbrandfesten Ausgestaltung des Ringes ist dieses Düsenengnis
dauerhaft in der Blasdüse vorhanden. Die weiteren Bereiche des Blasdüsenkanals,
die aus Isolierstoff des Blasdüsengrundkörpers gebildet sind, unterliegen
jedoch stärkeren Erosionserscheinungen. Derartige Erosionserscheinungen sind
zum Teil auch bewusst in Kauf genommene Effekte, da verdampfendes Isoliermaterial,
beispielsweise PTFE, den Gasdruck im Bereich der Blasdüse des Leistungsschalters
erhöht. Mit einem erhöhten Gasdruck ist auch ein rascheres Abströmen
von heißen Löschgasen nach einer Freigabe des Blasdüsenkanals zu
erwarten.
Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass mehrere Ringe
aus abbrandresistentem Material längs des Blasdüsenkanals beabstandet
zueinander angeordnet sind.
Durch den Einsatz mehrerer axial zueinander beabstandeter Ringe kann
die innerhalb des Blasdüsenkanals zur Verfügung stehende Fläche die
zum Erodieren neigt gezielter angepasst werden. Mehrere Ringe axial zueinander beabstandet
angeordnet wirken bei einer Bewegung des Kontaktstückes durch den Blasdüsenkanal
hindurch als ein verlängertes Düsenengnis. Zwischen den das Düsenengnis
endseitig begrenzenden abbrandresistenten Ringen könnte das freie Ende des
Kontaktstückes hin und her bewegt werden. Eine wesentliche Änderung des
Dichtverhaltens des Düsenengnises kann dabei nicht festgestellt werden, da
durch die axiale Beabstandung mehrerer Ringe ein verlängerter Dichtungsbereich
gebildet ist. Weiterhin kann durch den Einsatz von mehreren Ringen, die zum Abgeben
von Hartgas aufgrund von erodierenden Kunststoffmaterials zur Verfügung stehende
Fläche angepasst werden, und so kann der im Bereich der Schaltstelle bei einem
brennenden Lichtbogen entstehende Gasdruck feiner gesteuert werden.
Dabei kann vorteilhafterweise weiter vorgesehen sein, dass mehrere
Ringe aus abbrandresistentem Material über zumindest einen Steg aus abbrandresistentem
Material miteinander verbunden sind.
Die Ringe aus abbrandresistentem Material werden im Regelfall lotrecht
zur Längsachse des Blasdüsenkanals angeordnet. Es kann jedoch auch vorgesehen
sein, dass die ringförmige Anordnung des abbrandresistenten Materials schräg
zur Längsachse erfolgt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Ringe
eine ungleichmäßige, beispielsweise wellige, Form aufweisen. Um das Dichtverhalten
des Düsenengnis positiv zu beeinflussen, können die verschiedenen Ringe
über Stege miteinander verbunden sein. Dabei sollte zumindest ein Steg zum
Verbinden zweier Ringe vorgesehen sein. Mehrere dieser Stege können vorzugsweise
parallel zur Längsachse des Blasdüsenkanals ausgerichtet sein, so dass
sie eine Art Käfig bilden. Dabei kann vorgesehen sein, dass bei einer Verwendung
von mehr als zwei Ringen die Stege hintereinander fluchtend angeordnet sind, oder
gegeneinander versetzt liegen. Somit entstehen zwischen den ringförmigen Einlagen
aus abbrandresistentem Material durch die Stege unterbrochene Abschnitte. Dadurch
wird das Dichtverhalten des Düsenengnis in einer verfeinerten Form gesteuert.
Mit einem zunehmenden Abbrand, der zwischen den Stegen und Ringen liegenden Zonen, entstehen
so Ausnehmungen, welche Löschgase kurzfristig zwischenspeichern können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das abbrandresistente
Material wendelförmig umlaufend angeordnet ist.
Ein wendelförmiger Umlauf bietet in axialer Richtung des Blasdüsenkanals
gesehen eine Vielzahl von hintereinander liegenden Dichtbereichen. In jeder quer
zum Blasdüsenkanal ausgerichteten Ebene ist aufgrund der Wendelform ein Wechsel
zwischen dem Material des Blasdüsengrundkörpers und dem abbrandresistenten
Material gegeben.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine Nut
mit einem die Nut bündig verschließenden abbrandresistentem Material befüllt
ist.
Bei einer Fertigung einer Blasdüse kann vorteilhaft vorgesehen
sein, einen Blasdüsengrundkörper aus einem organischen Kunststoff zu fertigen.
Dieser organische Kunststoff kann beispielsweise Polytetrafluorethylen sein. Eine
Herstellung des Blasdüsengrundkörpers kann in einem Sinterverfahren erfolgen.
Der für den Blasdüsengrundkörper verwendete Isolierstoff weist dabei
eine geringere Abbrandfestigkeit auf, als das abbrandresistente elektrisch isolierende
Material. Bereits während des Fertigungsprozesses, z. B. während des Sinterns,
können im Bereich des Blasdüsenkanals eine oder mehrere Nuten eingebracht
werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Blasdüsengrundkörper
in einer Standardform ausgeführt wird und geforderte Nuten individuell in die
den Blasdüsenkanal begrenzende Wand eingebracht wird. Das abbrandresistente
Material kann dann bündig in die Nut eingebracht werden. Durch die bündige
Einbringung entsteht ein stetiger Übergang zwischen abbrandresistivem Material
und dem Blasdüsengrundkörper. Es kann vorgesehen sein, dass das abbrandresistive
Material in unausgehärtetem Zustand in die Nut eingebracht wird und in der
Nut aushärtet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das abbrandresistente
Material in starren Formkörpern vorliegt, welche in die Nut eingelegt und befestigt
werden.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, die Blasdüse zunächst
als einen Blasdüsengrundkörper herzustellen. Dieser Blasdüsengrundkörper
ist aus einem Isoliermaterial, welches hohen dielektrischen und mechanischen Belastungen
Stand hält. Um Materialeigenschaften weiter zu verbessern, ist es vorteilhaft,
bei der Nutzung von PTFE diesem weitere Zuschlagstoffe zuzufügen, beispielsweise
MOS2.
Das in den Grundkörper der Blasdüse einzubringende abbrandfeste
Material kann ebenfalls Polytetrafluorethylen enthalten. Jedoch ist dieses mit einem
erhöhten Anteil abbrandfester Partikel zu versetzen. Als abbrandfeste Partikel
eignen sich Oxide wie AL2O3. Das AL2O3
kann mit Polytetrafluorethylen homogen vermischt werden, so dass ein elektrisches
Isoliermaterial zur Verfügung steht, welches abbrandresistent ist. Somit ist
es möglich das abbrandresistente Material in den Blasdüsengrundkörper
einzufügen, ohne die isolierende Wirkung der Blasdüse wesentlich zu beeinflussen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
beschrieben und in Figuren schematisch dargestellt.
Dabei zeigt die
1 einen Querschnitt durch eine Blasdüse und die
2, 3, 4,
5, 6 und 7
jeweils Details einer Blasdüse mit einem Blasdüsenkanal, welcher zumindest
teilweise von abbrandresistentem elektrisch isolierendem Material begrenzt ist.
Die 1 zeigt einen Kontaktbereich eines
Hochspannungs-Leistungsschalters im Ausschnitt. Der Kontaktbereich weist eine Blasdüse
1 auf. Die Blasdüse 1 ist rotationssymmetrisch zu einer Schalterlängsachse
2 angeordnet. Die Blasdüse 1 ist aus einem Blasdüsengrundkörper
gefertigt, welcher in einem Sinterverfahren aus Polytetrafluorethylengranulat zu
einem festen Formblock zusammengefügt wurde. Zur Verbesserung der Materialeigenschaften
ist das PTFE-Granulat vor dem Sintervorgang mit MOS2 versetzt worden.
Die Blasdüse 1 ist koaxial zur Schalterlängsachse
2 angeordnet. In der Figur ist zur besseren Übersichtlichkeit nur
ein Teil dargestellt. Weiter zeigt die 1 ein bewegbares
Kontaktstück 3 sowie ein feststehendes Kontaktstück
4. Die beiden Kontaktstücke 3, 4 sind ebenfalls
koaxial zu der Schalterlängsachse 2 ausgerichtet und wirken als Lichtbogenkontaktstücke.
Das feststehende Kontaktstück 4 ist an seinem in Richtung des bewegbaren
Kontaktstückes 3 weisenden Ende mantelseitig von einem Abschnitt der
Blasdüse 1 umgeben. Das bewegbare Kontaktstück 3 ist
längs der Schalterlängsachse 2 verschiebbar. Es kann auch vorgesehen
sein, dass beide Kontaktstücke 3, 4 bewegbar sind, oder ein
Wechsel hinsichtlich der Bewegbarkeit zwischen den Kontaktstücken
3, 4 erfolgt. Somit ist es möglich, dass zwischen den beiden
Kontaktstücken 3, 4 eine elektrische Kontaktierung stattfindet
bzw. eine elektrische Kontaktierung aufgehoben wird. Um einen elektrischen Kontakt
mit geringem Kontaktübergangswiderstand auszubilden, ist das feststehende Kontaktstück
4 als tulpenförmiges Kontaktstück ausgebildet, welches elastische
Kontaktelemente aufweist, die in radialer Richtung bezüglich
der Schalterlängsachse 2 bewegbar sind. Entsprechend ist das bewegbare
Kontaktstück 3 als bolzenförmiges Kontaktstück ausgebildet,
welches in die von den elastischen Kontaktelementen gebildete Öffnung des feststehenden
Kontaktstückes 4 einfahrbar ist.
Während einer Einschaltbewegung des bewegbaren Kontaktstückes
3 dringt das dem feststehenden Kontaktstück 4 zugewandte
Ende des bewegbaren Kontaktstückes 3 in einen Blasdüsenkanal
5 ein. Der Blasdüsenkanal 5 weist einen geringfügig
größeren Querschnitt auf, als der Querschnitt des Bereiches des bewegbaren
Kontaktstückes 3, welcher in den Blasdüsenkanal 5 einfährt.
Die Gestalt des Querschnittes des Blasdüsenkanals 5 ist an die Gestalt
des Querschnittes des bewegbaren Kontaktstückes 3 angeglichen. Vorteilhafterweise
finden hier kreisrunde Querschnitte Verwendung. Es können jedoch auch andere
Querschnitte Verwendung finden, beispielsweise ovale oder mehreckige Querschnittsformen.
Während der Einschaltbewegung des bewegbaren Kontaktstückes
3 wird der Blasdüsenkanal 5 verdämmt.
Bei einem Ausschaltvorgang, bei welchem es regelmäßig zum
Zünden eines Lichtbogens zwischen dem bewegbaren Kontaktstück
3 und dem feststehenden Kontaktstück 4 kommt, erfolgt aufgrund
der thermischen Energie des Lichtbogens ein Aufheizen von im Bereich der Kontaktstücke
3, 4 befindlichem Isoliergas. Zusätzlich wird aufgrund der
thermischen Energie des Lichtbogens das Material des Blasdüsengrundkörpers
angegriffen und verdampft, dadurch entsteht ein zusätzliches Gasvolumen. Aufgrund
der anhaltenden Verdämmung des Blasdüsenkanals 5 durch das bewegbare
Kontaktstück 3 können die erhitzten und expandierten Gase nicht
unmittelbar über den Blasendüsenkanal 5 entweichen. Bei einem
Fortsetzen einer Ausschaltbewegung des bewegbaren Kontaktstückes
3 von dem feststehenden Kontaktstück 4 fort, ist in Abhängigkeit
der Länge des Blasdüsenkanals 5 sowie der Geschwindigkeit der
Ausschaltbewegung des bewegbaren Kontaktstückes 3 der Blasdüsenkanal
5 bis zu einem bestimmten Zeitpunkt verdämmt. Je nach Ausführung
des Leistungsschalters können verschiedenartig geformte Blasdüsen mit
verschieden langen Blasdüsenkanälen eingesetzt werden, so dass eine länger
oder kürzer andauernde Verdämmung des Blasdüsenkanals erreicht wird.
Nach einem Freigeben des Blasdüsenkanals 5 durch das bewegbare Kontaktstück
3 können die unter erhöhtem Druck stehenden Gase durch den Blasdüsenkanal
5 ausströmen und ein Löschen des Lichtbogens unterstützen.
Um die Zeitpunkte des Dämmens bzw. Freigebens des Blasdüsenkanals
5 exakt einzuhalten, und zwar auch nach einer Vielzahl von Schalthandlungen,
wird in den Blasdüsenkanal 5 ein Einsatz aus elektrisch isolierendem
abbrandresistentem Material eingesetzt. In den 2,
3, 4, 5,
6 und 7 sind jeweils verschiedene
Varianten von Einsätzen dargestellt. Die Varianten sind im Bereich des in der
1 mit einer unterbrochenen Volllinie umschlossenen
Abschnittes der Blasdüse 1 anzuordnen.
Die 2 zeigt schematisch einen Blasdüsenkanal
5a, welcher eine Wandung aufweist, die zumindest teilweise aus abbrandresistentem
Material 6a gebildet ist. Im vorliegenden Fall ist das abbrandresistente
Material 6a in Form eines Ringes in den Blasdüsengrundkörper
der Blasdüse 1a eingelegt. Dazu ist in den Grundkörper im Bereich
des Blasdüsenkanals 5a eine Ringnut eingebracht, in welche das abbrandresistente
Material eingefüllt ist. Das abbrandresistente Material ist ein Isolierwerkstoff,
beispielsweise Polytetrafluorethylen, welches mit AL2O3 versetzt
ist. Neben AL2O3 können auch weitere Oxide insbesondere
Metalloxide verwendet werden.
Das abbrandresistente Material geht bündig in die Form des Blasdüsenkanals
5a über, das heißt, zwischen Isoliermaterial und abbrandfestem
Isoliermaterial des Blasdüsenkanals 5a sind nahezu spaltfreie Übergänge
hergestellt. Des Weiteren ist der Übergang stetig, das heißt, frei von
Vorsprüngen oder Kanten. Durch diese konstruktive Maßnahme wird das Abströmen
von erhitzten und expandierten Schaltgasen kaum beeinträchtigt.
Zur Einbringung des abbrandresistenten Materials kann in diesem Ausführungsbeispiel
wie auch in den anderen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein, das abbrandresistente
Material als festen Formkörper auszubilden und in eine vorgefertigte Ausnehmung
einzusetzen und dort dauerhaft zu befestigen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein,
das abbrandfeste Material als flüssige oder zähe Masse in den Blasdüsengrundkörper
der Blasdüse einzubringen und dort aushärten zu lassen.
Eine weitere Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Einsatz aus abbrandresistentem
Material bezüglich einer Querschnittsfläche verschiedene Tiefen aufweist.
Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Dort ist
ein Einsatz aus abbrandresistentem Material 6b derart in einen Blasdüsenkanal
5b eingesetzt, dass eine diffusorartige Erweiterung Teil des Blasdüsenkanals
5b ist. Aufgrund der trichterförmigen Erweiterung weist das abbrandresistente
Material 6b verschiedene Tiefen auf. Auch bei der in der 3
gezeigten Ausgestaltungsvariante ist ein stetiger Anschluss des abbrandresistenten
Materials 6b an angrenzende Isolierstoffbereiche geringerer Abbrandfestigkeit
erkennbar. Neben der trichterförmigen Erweiterung im Bereich des Blasdüsenkanals
ist das abbrandresistente Material 6b auch an seiner Außenmantelfläche
konisch erweitert ausgebildet. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, das abbrandresistente
Material 6b als festen Formkörper auszugestalten und in Richtung der
Schalterlängsachse 2 in den Grundkörper der Blasdüse einzupressen.
Die 4 zeigt eine Abwandlung des in der
2 gezeigten Ausgestaltungsbeispiels. Hier sind mehrere
Ringe 7a, 7b, 7c aus abbrandresistentem Material in den
Grundkörper einer Blasdüse 1c eingesetzt. Durch die Verwendung
von mehreren Ringen werden in axialer Richtung zwischen den Ringen jeweils Wandbereiche
des Blasdüsenkanals 6c freigelassen, welche mit Isolierstoff geringerer
Abbrandfestigkeit ausgefüllt sind. Dadurch werden während der Bewegung
eines bewegbaren Kontaktstückes wechselnde Bereiche mit geringerer und höherer
Abbrandfestigkeit freigegeben. Dadurch entsteht die Möglichkeit, dass ein noch
brennender Lichtbogen aus dem Isolierstoff geringerer Abbrandfestigkeit Material
löst und zu Löschgas verdampft. Ein vorzeitiges Abströmen dieser
zusätzlich erzeugten Löschgasvolumina wird durch die Ringe 7a,
7b, 7c verhindert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeigt die 5.
Dort ist ein Einsatz aus abbrandresistentem Material 6d wendelförmig
in den Blasdüsengrundkörper einer Blasdüse 1d eingelegt.
Aufgrund der Wendelung entstehen ebenso wie bei dem in der 4
gezeigten Beispiel im Düsenengnis Abschnitte mit erhöhter Abbrandfestigkeit
und geringerer Abbrandfestigkeit. Aufgrund der Wendelung ist jedoch ein Übergang
zwischen diesen Bereichen während einer Bewegung eines Kontaktstückes
durch den Blasdüsenkanal 6d hindurch unabhängig von der Position
des Kontaktstückes vorhanden.
Weitere Ausgestaltungsvarianten mit mehreren Ringen aus abbrandresistentem
Material sind in den 6 und 7
dargestellt. In der 6 sind zwei Ringe 7d,
7e in einen Blasdüsenkanal 6e eingesetzt. Die beiden Ringe
7d, 7e sind über Stege 8a, 8b miteinander
verbunden. Durch die Stege 8a, 8b werden die Ringe 7d,
7e stabilisiert. Des Weiteren kann über eine Dimensionierung der Stege
eine Feinjustierung erfolgen, wie viel Isoliermaterial im Bereich des Düsenengnis
zur Verfügung gestellt werden soll, aus welchem während eines Ausschaltvorganges
Löschgas expandiert werden kann.
Die 7 zeigt eine weitere Variante, bei
welcher drei Ringe 7f, 7g, 7h axial versetzt zueinander
in einem Blasdüsenkanal 5f angeordnet sind. Die Ringe 7f,
7g, 7h sind mittels Stegen 8c, 8d miteinander
gekoppelt. In dem in der 7 gezeigten Beispiel sind
die beiden Stege 8c, 8d axial hintereinander liegend angeordnet.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Stege am Umfang des Blasdüsenkanals
5f versetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch kann die Stabilität
der Einlagen aus abbrandresistentem Material zusätzlich erhöht werden.
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| Anspruch[de] |
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Blasdüse (1, 1a, 1b, 1c,
1d) für einen Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem zumindest
während eines Schaltvorganges in einen Blasdüsenkanal (5,
5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f) hineinragenden
Kontaktstück (3), wobei eine den Blasdüsenkanal (5,
5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f) begrenzende
Wand teilweise aus abbrandresistentem Material (6a, 6b,
6c, 6d; 7d, 7e, 7f, 7g) gebildet
ist, dadurch gekennzeichnet, dass das abbrandresistente Material (6a,
6b, 6c, 6d; 7d, 7e, 7f,
7g) ein elektrischer Isolator ist.
Blasdüse (1, 1a, 1b, 1c,
1d) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das abbrandresistente
Material (6a, 6b, 6c, 6d; 7d,
7e, 7f, 7g) an angrenzende Abschnitte aus Isolierstoff
stetig anschließt.
Blasdüse (1, 1a, 1b, 1c,
1d) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierstoff
und das abbrandresistente Material (6a, 6b, 6c,
6d; 7d, 7e, 7f, 7g) eine den Blasdüsenkanal
(5, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e,
5f) begrenzende Fläche bilden, welche frei von Vorsprüngen ist.
Blasdüse (1, 1a, 1b, 1c,
1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
das abbrandresistente Material (6a, 6b, 6c,
6d; 7d, 7e, 7f, 7g) ringförmig
um den Blasdüsenkanal (5, 5a, 5b, 5c,
5d, 5e, 5f) umläuft.
Blasdüse (1, 1a, 1b, 1c,
1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Ringe aus abbrandresistentem Material (6a, 6b,
6c, 6d; 7d, 7e, 7f, 7g) längs
des Blasdüsenkanals (5, 5a, 5b, 5c,
5d, 5e, 5f) beabstandet zueinander angeordnet sind.
Blasdüse (1, 1a, 1b, 1c,
1d) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ringe aus abbrandresistentem
Material (6a, 6b, 6c, 6d; 7d,
7e, 7f, 7g) über zumindest einen Steg aus abbrandresistentem
Material (6a, 6b, 6c) miteinander verbunden sind.
Blasdüse (1, 1a, 1b, 1c,
1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
das abbrandresistente Material (6a, 6b, 6c,
6d; 7d, 7e, 7f, 7g) wendelförmig
umlaufend angeordnet ist.
Blasdüse (1, 1a, 1b, 1c,
1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Nut mit einem die Nut bündig verschließenden abbrandresistenten Material
(6a, 6b, 6c, 6d; 7d, 7e,
7f, 7g) befüllt ist.
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