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Dokumentenidentifikation EP1768150 10.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001768150
Titel Hochspannungsschalter mit verbesserter Schaltleistung
Anmelder ABB Technology AG, Zürich, CH
Erfinder Dahlquist, Andreas, 8050 Zürich, CH;
Franck, Christian, 8048 Zürich, CH;
Kriegel, Martin, 5424 Unterehrendingen, CH;
Seeger, Martin, 8046 Zürich, CH;
Nordborg, Henrik, 8048 Zürich, CH
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LI, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 26.09.2005
EP-Aktenzeichen 054055561
EP-Offenlegungsdatum 28.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.05.2007
IPC-Hauptklasse H01H 33/74(2006.01)A, F, I, 20070227, B, H, EP

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Hochspannungstechnik, insbesondere der Hochspannungsleistungsschalter in elektrischen Energieverteilnetzen. Sie geht aus von einem Verfahren und einem Hochspannungsschalter gemäss Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.

STAND DER TECHNIK

Bei der Erfindung wird ausgegangen von dem Stand der Technik gemäss der EP 1 444 713 B1 . Dort wird für einen Leistungsschalter eine Strömungslenkeinrichtung offenbart, welche die Löschgasströmung koaxial umgibt und eine Mantelfläche mit zwei Ausströmöffnungen aufweist. Die Mantelfläche der Strömungslenkeinrichtung definiert ein Abgasvolumen. Aus den Ausströmöffnungen treten Teilströmungen der Löschgasströmung in das Schaltkammervolumen aus. Die Abströmrichtungen der unmittelbar gegenüberliegenden Ausströmöffnungen sind so gerichtet, dass sie einander schneiden. Dadurch wird erreicht, dass das Löschgas nach dem Hindurchtreten durch die jeweiligen Ausströmöffnungen günstig vermischt wird. Den Austrittsöffnungen können zusätzliche Verwirbelungskörper oder Prallplatten zugeordnet sein, um das aus den Austrittsöffnungen austretende Schaltgas zusätzlich zu verwirbeln. Durch die Vermischung und Verwirbelung wird die Löschgasströmung bei Eintritt in das Schaltkammervolumen gebremst, gekühlt und dielektrisch verfestigt, um Überschläge auf das Schaltkammergehäuse zu vermeiden.

In der DE 102 21 580 B3 wird ein Hochspannungsleistungsschalter mit einer Unterbrechereinheit offenbart, in welcher die Auspuffgase zweimal um 180° umgelenkt werden. Zur Verbesserung der Kühlung der Gase ist auf der Festkontaktseite ein konzentrisch angeordnetes, hohlzylindrisches, radial durchströmtes Lochblech vorhanden. Das Lochblech dient als Kühlkörper, der dem Löschgas Wärme entzieht. Das Lochblech bewirkt keine Erhöhung des Strömungswiderstands für das Löschgas. Im Bereich des Lochblechs wird eine einheitliche, laminare Löschgasströmung beibehalten.

In dem Gebrauchsmuster DE 1 889 068 U wird ein Lasttrennschalter mit verbesserter Abgaskühlung offenbart. Die Kühlvorrichtung umfasst mehrere, im Gasabströmkanal konzentrisch angeordnete Rohre, die jeweils diametral gegenüberliegende Ausströmöffnungen aufweisen, so dass die Schaltgase beim laminaren Ausströmen einen labyrinthartigen Weg mit zahlreichen Umlenkungen durcheilen und grosse Oberflächen der Kühlrohre bestreichen müssen. Mit dieser Anordnung wird der Ausströmpfad verlängert und die Kühloberfläche im Auspuff vergrössert.

In der EP 1 403 891 A1 wird ein Leistungsschalter offenbart, bei dem Auspuffgas ebenfalls von einem Lichtbogenraum durch einen Hohlkontakt in ein konzentrisch angeordnetes Auspuffvolumen und von dort in ein weiter aussen liegendes Löschkammervolumen geleitet wird. Zur Steigerung der Ausschaltleistung sind zwischen dem Hohlkontakt und dem Auspuffvolumen mindestens ein Zwischenvolumen und gegebenenfalls ein Zusatzvolumen konzentrisch angeordnet und durch Zwischenwände, die Bohrungen oder Gasdurchlassöffnungen aufweisen, voneinander separiert. Durch das radiale Ausströmen der Schaltgase von den inneren zu den äusseren Volumina werden die Abgase jetartig auf die Zwischenwände der Volumina gerichtet und verwirbelt. So wird Wärme turbulent konvektiv hocheffizient auf die Zwischenwände übertragen. Die Durchlassöffnungen zwischen dem Hohlkontaktvolumen, dem Zwischenvolumen und gegebenenfalls dem Zusatzvolumen sind zueinander am Umfang versetzt angeordnet. Die Durchlassöffnungen zwischen dem Zusatzvolumen und dem Auspuffvolumen sind zueinander am Umfang und/oder in axialer Richtung versetzt angeordnet. Dadurch werden mäandrierende sowie auch spiralförmige Abgaspfade vorgegeben, die Verweilzeit des Abgases im Auspuffbereich wird erhöht und die Wärmeabgabe des Abgases wird verbessert. Insgesamt benötigt man in dem Leistungsschalter also neben dem Hohlkontaktvolumen, dem Auspuffvolumen und dem Schaltkammervolumen noch mindestens ein weiteres Zwischenvolumen, um die Effizienz der Abgaskühlung zu steigern.

In den vorbekannten Schaltern wird kaltes Gas, das vor dem Schaltvorgang in der Unterbrechereinheit verweilt, von heissem Abgas, das aus der Lichtbogenzone abströmt, verdrängt und aus dem Auspuff rausgeschoben. Der zu verdrängende Kaltgasanteil behindert das Abströmen der heissen Abgase und geht für Kühlzwecke ungenützt verloren.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Kühlung eines Schaltgases in einem elektrischen Schaltgerät und ein zugehöriges elektrisches Schaltgerät mit einer verbesserten Schaltleistung anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Kühlung eines Schaltgases in einem elektrischen Schaltgerät für elektrische Energieversorgungsnetze, insbesondere in einem Hochspannungsschalter, wobei das Schaltgerät eine Schaltkammer umfasst, die von einem Schaltkammergehäuse umschlossen ist, wobei ferner bei einem Schaltvorgang heisses Schaltgas von einer Lichtbogenlöschzone zu einem mit Kaltgas gefüllten Auspuffbereich strömt und das heisse Schaltgas in mindestens zwei Teilgasströmungen aufgespalten wird, wobei zumindest ein Teil des Kaltgases im Auspuffbereich zwischengespeichert wird und die erste Teilgasströmung an dem zwischengespeicherten Kaltgas vorbeigeleitet und in die Schaltkammer abgeströmt wird und mit Hilfe der zweiten Teilgasströmung das zwischengespeicherte Kaltgas aus dem Auspuffbereich verdrängt und vor dem Abströmen in das Schaltkammergehäuse mit der ersten Teilgasströmung durchmischt wird. Durch die Zwischenspeicherung des Kaltgases und die Vermischung mit dem ersten heissen Teilgasstrom wird dieser effizient gekühlt. Diese Kühlung erfolgt zu einem sehr frühen Zeitpunkt beim Abströmen des ersten Teilgasstroms aus der Lichtbogenlöschzone. Im Auspuffvolumen vorhandenes Kaltgas wird nicht ungenutzt hinausverdrängt, sondern zur Abgaskühlung genutzt. Die Verdrängung des Kaltgases aus dem Zwischenspeichervolumen erfolgt durch den zweiten Teilgasstrom, insbesondere indem dieser durch das Zwischenspeichervolumen geströmt wird, oder indem durch diesen das Zwischenspeichervolumen in seiner Grösse reduziert wird, z. B. durch Ausüben von Gasdruck auf eine beweglich gelagerte Wand des Zwischenspeichervolumens, oder indem dieser einen Unterdruck erzeugt und dadurch das Kaltgas aus dem Zwischenspeichervolumen ansaugt, durch Kombination derartiger Effekte oder auf andere Weise. Durch die verbesserte Kühlung wird das Schaltgas dielektrisch wirkungsvoller als bisher verfestigt, die Schaltleistung kann gesteigert werden und/oder das Schaltkammergehäuse kann kompakter, insbesondere schlanker, dimensioniert werden, ohne elektrische Überschläge zwischen dem abströmenden Schaltgas und dem Schaltkammergehäuse zu riskieren.

Das Ausführungsbeispiel gemäss Anspruch 2 und 10 hat den Vorteil, dass die erste Teilgasströmung weitgehend zeitgleich aus dem Auspuff ausströmt wie das gespeicherte Kaltgas, das von der zweiten Teilgasströmung aus dem Auspuffbereich und insbesondere dem Zwischenspeichervolumen verdrängt wird.

Die Ausführungsbeispiele gemäss Anspruch 3-6 und 11-14 geben vorteilhafte Geometrien und bevorzugte Dimensionierungskriterien für den Auspuffbereich und insbesondere für das Zwischenspeichervolumen, die Durchmischungszone und einen optionalen Durchmischungskanal an.

Die Ausführungsbeispiele gemäss Anspruch 7-8 und 20-21 geben verschiedene Varianten und Einbauorte für Hilfsmittel an, mit denen das Schaltgas zusätzlich gekühlt werden kann. Mit Vorteil wird der erste und/oder zweite Teilgasstrom durch Gasjetbildung und Gasjetverwirbelung an einer Prallwand zusätzlich gekühlt.

In einem weiteren Aspekt hat die Erfindung auch ein elektrisches Schaltgerät für ein elektrisches Energieversorgungsnetz, insbesondere einen Hochspannungsschalter, zum Gegenstand. Das Schaltgerät umfasst eine Schaltkammer, die von einem Schaltkammergehäuse umschlossen ist und eine Lichtbogenlöschzone sowie ein Auspuffvolumen zur Kühlung von heissem Schaltgas aufweist, wobei zu Beginn einer Schalthandlung ein Auspuffbereich des Auspuffvolumens mit Kaltgas gefüllt ist, wobei Mittel zur Aufspaltung des heissen Schaltgases in mindestens zwei Teilgasströmungen vorhanden sind, wobei ferner in dem Auspuffbereich ein Zwischenspeichervolumen zur Speicherung von Kaltgas vorhanden ist, ein erstes Mittel vorhanden ist, das die erste Teilgasströmung unter Umgehung des Zwischenspeichervolumens in das Schaltkammergehäuse lenkt, und ein zweites Mittel vorhanden ist, das die zweite Teilgasströmung zum gespeicherten Kaltgas lenkt und dadurch die Verdrängung des gespeicherten Kaltgases aus dem Zwischenspeichervolumen bewirkt.

Die Ausführungsbeispiele gemäss Anspruch 15-19 geben bevorzugte konstruktive Ausführungsformen für das Zwischenspeichervolumen an.

Weitere Ausführungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen, aus den Anspruchskombinationen sowie aus der nun folgenden Beschreibung und den Figuren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen schematisch

Fig. 1
den Auspuffbereich einer Unterbrechereinheit mit Kaltgasverlust gemäss Stand der Technik;
Fig. 2
erste Ausführungsform eines Auspuffbereichs mit erfindungsgemässer Heissgas-Kaltgas Durchmischung;
Fig. 3
zweite Ausführungsformen mit jeweils zwei Teilströmungen antriebskontaktseitig und festkontaktseitig;
Fig. 4
dritte Ausführungsformen mit Öffnungsschlitzen im Zwischenspeichervolumen;
Fig. 5,6
vierte Ausführungsformen mit axialen Öffnungen im Zwischenspeichervolumen und radialem Gasaustritt aus dem Auspuff;
Fig. 5-8
fünfte Ausführungsformen mit Gasjetverwirbelung zur Vorkühlung des Schaltgases; und
Fig. 9
sechste Ausführungsformen mit anderen Mechanismen zur Vorkühlung der zweiten Teilgasströmung.

In den Figuren werden für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet und gegebenenfalls werden sich wiederholende Bezugszeichen weggelassen.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt vereinfacht den Auspuffbereich eines herkömmlichen Hochspannungsschalters, der konzentrisch um eine Schalterachse 1a aufgebaut ist und in dem heisses Schaltgas 11, 110 von der Löschbogenzone 6 entlang eines Weges, hier eines mäandrierenden Weges, aus dem Auspuffvolumen 4 in die Schaltkammer 2 ausgeströmt wird. Dabei wird das Kaltgas 111 aus dem Auspuffbereich hinausgedrängt, ohne zur Kühlung des Schaltgases 11, 110 beizutragen.

Fig. 2 zeigt vereinfacht ein Ausführungsbeispiel zur Schaltgaskühlung gemäss der Erfindung. Das heisse Schaltgas 11, 110 wird in zwei Teilgasströmungen 11a, 11b aufgespalten, zumindest ein Teil des Kaltgases 111 wird im Auspuffbereich 7, 8 zwischengespeichert, die erste Teilgasströmung 11a wird an dem zwischengespeicherten Kaltgas 111 vorbeigeleitet und in die Schaltkammer 2 abgeströmt, und mit Hilfe der zweiten Teilgasströmung 11b wird das zwischengespeicherte Kaltgas 111 aus dem Auspuffbereich 7, 8 verdrängt und vor dem Abströmen in das Schaltkammergehäuse 3 mit der ersten Teilgasströmung 11a durchmischt. Das durchmischte Schaltgas 13 hat schon zu Beginn des Schaltgasausstosses eine deutlich reduzierte Temperatur gegenüber dem herkömmlichen Auspuff gemäss Fig. 1, wo zunächst Kaltgas 111 und dann das relativ wenig gekühlte Heissgas 110 abströmt. Im folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele des Schaltgaskühlverfahrens im Zusammenhang mit den Fig. 2-9 besprochen.

Beim Schaltgaskühlverfahren wird die zweite Teilgasströmung 11b zum zwischengespeicherten Kaltgas 111 geführt, um dieses direkt oder indirekt aus dem Auspuffvolumen 7, 8 zu verdrängen. In Fig. 2-9 ist jeweils die direkte Verdrängung gezeigt, bei der die zweite Teilgasströmung 11b durch das Zwischenspeichervolumen 7, 8 hindurchströmt und das Kaltgas 111 ersetzt. Genauso ist aber auch eine indirekte Verdrängung, beispielsweise durch Verkleinerung des Zwischenspeichervolumen 7, 8 und/oder durch Ansaugen aus dem Zwischenspeichervolumen 7, 8 möglich. Vorzugsweise wird die erste Teilgasströmung 11a über einen kürzeren Weg und die zweite Teilgasströmung 11b sowie gegebenenfalls eine dritte, vierte usw. Teilgasströmung 11c über einen längeren Weg in das Schaltkammergehäuse 3 abgeströmt. Mit Hilfe der dritten oder weiterer Teilgasströmungen 11c kann der längere Weg in mindestens zwei Pfade aufgeteilt werden, nämlich in die zweite Teilgasströmung 11b und eine diese unterstützende dritte oder weitere Teilgasströmung 11c. Dadurch kann eine verbesserte Durchmischung des Schaltgases 11 erreicht werden.

Mit Vorteil wird der zwischengespeicherte Teil des Kaltgases 111 im Auspuffbereich in einem Kaltgasreservoir oder Zwischenspeichervolumen 7, 8 zwischengespeichert, wobei das Zwischenspeichervolumen 7, 8 eine Eintrittsöffnung 70 und eine Austrittsöffnung 80 für die zweite 11b und die optionale, weitere unterstützende Teilgasströmung 11c und im Bereich der Austrittsöffnung 80 eine Durchmischungszone 12 aufweist, in welcher das gespeicherte Kaltgas 111 mit der ersten Teilgasströmung 11a vermischt wird.

Bevorzugt wird von der ersten Teilgasströmung 11a ein Unterdruck im Bereich der Durchmischungszone 12 erzeugt, durch den das zwischengespeicherte Kaltgas 111 aus dem Zwischenspeichervolumen 7, 8 angesogen wird. Die Ansaugung kann alleine oder unterstützend zur Kaltgasverdrängung wirksam sein. Zusätzlich kann hinter der Durchmischungszone 12 und vor Eintritt in das Schaltkammergehäuse 3 in einem Durchmischungskanal 10 die erste Teilgasströmung 11a mit dem zwischengespeicherten Kaltgas 111 und insbesondere mit einer vorgekühlten zweiten Teilgasströmung 11b und optional einer dritten oder weiteren Teilgasströmung 11c vermischt werden. Der Durchmischungskanal 10 ist ein optionales Element. Beispielsweise können auch Gasjets in der ersten Teilgasströmung 11a und im verdrängten Kaltgasstrom 111 gebildet und so gegeneinander gerichtet werden, dass sie einander verwirbeln und durchmischen. Dadurch wird auch ohne oder zusätzlich zum Durchmischungskanal 10 das Schaltgas 11 vor oder beim Abströmen in das Schaltkammergehäuse 3 wirksam gekühlt.

Die Speicherkapazität des Zwischenspeichervolumens 7, 8 soll vorzugsweise nach Massgabe einer gewünschten Mischungsdauer und Mischungstemperatur der ersten Teilgasströmung 11a mit dem zwischengespeicherten Kaltgas 111 gewählt werden. Zudem kann eine Wegdifferenz zwischen dem längeren und dem kürzeren Weg gleich einer Durchströmungslänge durch das Zwischenspeichervolumen 7, 8 gewählt werden. Beispielsweise ist gemäß Fig. 3, 4 die Wegdifferenz 2*1, wobei 1=axiale Erstreckung des Zwischenspeichervolumens 7, 8, welches von der zweiten Teilgasströmung 11b zuerst in der einen axialen Richtung und dann nach einer Umlenkung in der entgegengesetzten axialen Richtung durchströmt wird.

Besonders bevorzugt wird die erste Teilgasströmung 11a unter Umgehung des Zwischenspeichervolumens 7, 8 über einen minimalen Weg in das Schaltkammergehäuse 3 abgeströmt; und/oder die zweite Teilgasströmung 11b wird durch das Zwischenspeichervolumen 7, 8 über einen maximalen Weg in das Schaltkammergehäuse 3 abgeströmt; und/oder eine weitere Teilgasströmung 11c (Fig. 8) wird mindestens streckenweise durch das Zwischenspeichervolumen 7, 8 in das Schaltkammergehäuse 3 abgeströmt.

Darüberhinaus kann das Schaltgas 11 mit Hilfsmitteln zur Vorkühlung 9, 9a, 9b, 9c; 74, 75 im Auspuffvolumen 4 des Schaltgeräts 1 vorgekühlt werden (Fig. 5-9). Insbesondere kann das Heissgas 110 vor der Aufspaltung in die Teilgasströmungen 11a, 11b, 11c vorgekühlt werden (Fig. 8, linke Seite); und/oder es kann die erste Teilgasströmung 11a und/oder die zweite Teilgasströmung 11b und gegebenenfalls eine weitere Teilgasstömung 11c vorgekühlt werden. Insbesondere kann im Schaltgas 11 durch eine jetbildende Ausströmöffnung 74 im Zwischenspeichervolumen 7, 8 und/oder in einem Zusatzvolumen 9a ein Gasjet gebildet werden, der auf eine Prallwand 75 gelenkt und dort verwirbelt wird (Fig. 5-8); und/oder das Schaltgas 11 kann auch auf eine Prallplatte 9b gelenkt und dort abgekühlt werden (Fig. 9); und/oder im Schaltgas 11 kann mittels Lenkmitteln 9c ein verlängerter Weg, insbesondere ein mäandrierender Weg, vorgegeben werden und/oder mittels Verwirbelungsmitteln 9c ein Rezirkulationsgebiet gebildet werden (Fig. 9). Auch andere, nicht genannte Hilfsmittel zur Schaltgaskühlung sind zusätzlich einsetzbar.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein elektrisches Schaltgerät 1, das zunächst anhand von Fig. 3 näher erläutert wird. Das Schaltgerät 1 umfasst eine Schaltkammer 2, die von einem Schaltkammergehäuse 3 umschlossen ist und eine Lichtbogenlöschzone 6 sowie ein Auspuffvolumen 4 zur Kühlung von heissem Schaltgas 11, 110 aufweist. Die Lichtbogenlöschzone 6 erstreckt sich zwischen den Kontakten 5 des Lichtbogenkontaktsystems 5 und ist von der Isolierstoffdüse 6a seitlich umgeben. Die Lichtbogenkontakte 5 umfassen typischerweise einen Schaltstift und eine Kontakttulpe, von denen mindestens einer durch einen nicht dargestellten Schalterantrieb bewegbar ist. Beispielhaft sind in den Figuren rechts der Schaltstift als Festkontakt und links die Kontakttulpe als Antriebskontakt dargestellt. Die Kontakttulpe kann zugleich als hohles Auspuffabströmrohr mit einer Hohlkontaktausströmöffnung 5a ausgebildet sein. Konzentrisch zum Lichtbogenkontaktsystem 5 sind die Nennstromkontakte angeordnet, die ihrereseits vom Schaltkammerisolator 3a umgeben sind.

Zu Beginn einer Schalthandlung ist ein Auspuffbereich 7, 8 des Auspuffvolumens 4 mit Kaltgas 111 gefüllt. Es sind Mittel 71, 72, 73; 7a, 7b; 8a, 8b zur Aufspaltung des heissen Schaltgases 11, 110 in mindestens zwei Teilgasströmungen 11a, 11b, 11c vorhanden. Im Auspuffbereich 7, 8 ist ein Zwischenspeichervolumen 7, 8 zur Speicherung von Kaltgas 111 angeordnet, wobei ein erstes Mittel 71; 101, 102 vorhanden ist, das die erste Teilgasströmung 11a unter Umgehung des Zwischenspeichervolumens 7, 8 in das Schaltkammergehäuse 3 lenkt, und ein zweites Mittel 7a, 7b, 72 vorhanden ist, das die zweite Teilgasströmung 11b zum gespeicherten Kaltgas 111 lenkt und dadurch die Verdrängung des gespeicherten Kaltgases 111 aus dem Zwischenspeichervolumen 7, 8 bewirkt.

Die Fig. 3-9 zeigen hierzu konstruktive Ausführungsbeispiele. Im Auspuffbereich 7, 8 soll zwischen der Lichtbogenlöschzone 6 und dem Schaltkammergehäuse 3 ein kürzerer Weg für die erste Teilgasströmung 11a und ein längerer Weg für die zweite Teilgasströmung 11b und gegebenenfalls für mindestens eine weitere Teilgasströmung 11c vorgegeben sein. Bevorzugt ist eine Weglängendifferenz 2*1 zwischen dem längeren und kürzeren Weg durch eine Durchströmungslänge 2*1 durch das Zwischenspeichervolumen 7, 8 vorgegeben. Die Weglängendifferenz oder Durchströmungslänge kann sich auch aus zwei oder mehr ungleich langen Teilwegen zusammensetzen (Fig. 5-8).

In Fig. 3-9 weist das Zwischenspeichervolumen 7, 8 eine Eintrittsöffnung 70 und eine Austrittsöffnung 80 auf, wobei das erste Mittel 71 die erste Teilgasströmung 11a unter Umgehung des Zwischenspeichervolumens 7, 8 zur Austrittsöffnung 80 lenkt und das zweite Mittel 7a, 7b, 72 die zweite Teilgasströmung 11b oder gegebenenfalls weitere Teilgasströmungen 11c zur Eintrittsöffnung 70 und durch das Zwischenspeichervolumen 7 zur Austrittsöffnung 80 lenkt.

Im Bereich der Austrittsöffnung 80 soll eine Durchmischungszone 12 zur Vermischung der ersten Teilgasströmung 11a mit dem Kaltgas 111 vorhanden sein, das im Zwischenspeichervolumen 7, 8 gespeichert ist und das durch die zweite Teilgasströmung 11b aus dem Zwischenspeichervolumen 7, 8 verdrängt wird. Die Durchmischungszone 12 kann zugleich als Unterdruckzone 12 zur Ansaugung des gespeicherten Kaltgases 111 aus dem Zwischenspeichervolumen 7, 8 ausgestaltet sein. Dies kann z. B. durch die Strömungsverhältnisse und insbesondere Strömungsgeschwindigkeiten der Teilströmungen 11a, 11b und gegebenenfalls 11c im Bereich der Unterdruckzone 12 erreicht werden. Zudem kann die Durchmischungszone 12 auch als Verwirbelungszone 12 für die erste Teilgasströmung 11a und das Kaltgas 111, insbesondere von Gasjets der ersten Teilgassströmung 11a und des Kaltgases 111, ausgestaltet sein.

Ausserdem kann hinter der Durchmischungszone 12 und vor Eintritt in das Schaltkammergehäuse 3 ein Durchmischungskanal 10 angeordnet sein, in dem eine zusätzliche Durchmischung der ersten Teilgasströmung 11a mit dem aus dem Zwischenspeichervolumen 7, 8 verdrängten Kaltgas 111 und insbesondere mit einer vorgekühlten zweiten Teilgasströmung 11b und gegebenenfalls einer weiteren Teilgasströmung 11c stattfindet. Der Durchmischungskanal 10 ist z. B. durch eine innenliegende Kanalwand 10a vom Zwischenspeichervolumen 8 separiert und mit diesem über eine Kanaleintrittsöffnung 101 verbunden. Die Kanaleintrittsöffnung 101 wirkt somit als Abströmöffnung aus dem Zwischenspeichervolumen 7, 8 und die Kanalaustrittsöffnung als eigentliche Auspufföffnung 102. Der Durchmischungskanal 10 weist einen Durchmesser D und eine Länge L zwischen der Kanaleintrittsöffnung 101 und Kanalaustrittsöffnung 102 auf. Durchmesser D und Länge L sollen so dimensioniert sein, dass eine effiziente Mischung der bereits vorgemischten Teilgasströmungen 11a, 11b, 11c mit dem Kaltgas 111 und miteinander realisiert wird. Der Durchmischungskanal 10 kann axial (Fig. 3-4, 7-9) und/oder radial (Fig. 5-6) ausgerichtet sein.

Die Speicherkapazität des Zwischenspeichervolumens 7, 8 ist so dimensioniert, dass eine gewünschte Mischungsdauer und Mischungstemperatur der ersten Teilgasströmung 11a mit dem zwischengespeicherten Kaltgas 111 erreichbar ist. Auch soll die Durchströmungslänge, z. B. 2*1 in Fig. 3-4, durch das Zwischenspeichervolumen 7, 8 so dimensioniert sein, dass eine gewünschte Zeitverzögerung der zweiten Teilgasströmung 11a im Zwischenspeichervolumen 7, 8 relativ zur ersten Teilgasströmung 11b realisierbar ist.

Fig. 3-9 zeigen auch bevorzugte konstruktive Auslegungen des Schaltgeräts 1. Das Auspuffvolumen 4 ist von einem Auspuffgehäuse 4a umschlossen, das eine Abströmöffnung 101 und eine Auspufföffnung 102 zum Schaltkammergehäuse 2 hin aufweist. Das Zwischenspeichervolumen 7, 8 ist durch einen durchströmbaren Körper 7a, 7b, 8a, 8b gebildet, der im Auspuffvolumen 4 angeordnet ist. Der durchströmbare Körper 7a, 7b, 8a, 8b weist eine erste Öffnung 71 auf zur Abzweigung der ersten Teilgasströmung 11a in einem der Lichtbogenlöschzone 6 zugewandten Bereich des Körpers 7a, 7b, 8a, 8b und für die zweite Teilgasströmung 11b eine zweite Öffnung 72 und gegebenenfalls für eine weitere unterstützende Teilgasströmung 11c eine dritte oder weitere Öffnung 73 in einem der Lichtbogenlöschzone 6 abgewandten Bereich des Körpers 7a, 7b, 8a, 8b.

Bevorzugt ist zur Schaffung eines minimalen Weges für die erste Teilgasströmung 11a die erste Öffnung 71 nahe der Abströmöffnung 101, insbesondere radial gegenüberliegend, angeordnet; und/oder zur Schaffung eines maximalen Weges für die zweite Teilgasströmung 11b ist die zweite Öffnung 72 weit entfernt von der Abströmöffnung 101, insbesondere axial maximal beabstandet zur Abströmöffnung 101, angeordnet; und/oder eine dritte oder weitere Öffnung 73 ist für eine weitere Teilgasströmung 11c in axialer Richtung 1a zwischen der ersten und zweiten Öffnung 71, 72 angeordnet (Fig. 8, rechte Seite). Mit Hilfe der weiteren Teilgasströmung 11c kann der lange Weg in mindestens zwei Pfade 11b, 11c aufgeteilt werden. Dadurch lässt sich die Durchmischung des Schaltgases 11 im äusseren Volumen 8 verbessern.

Vorzugsweise wirkt die zweite Öffnung 72 mit einer Umlenkeinrichtung 7b, 8b, 8a zur Rückführung des gespeicherten Kaltgases 111 und der zweiten Teilgasströmung 11b zur Austrittsöffnung 80 des Zwischenspeichervolumens 7, 8 zusammen; und/oder die Weglängendifferenz zwischen dem kürzeren Weg 11a für die erste Teilgasströmung und dem längeren Weg 11b für die zweite Teilgasströmung ist durch den axialen Abstand zwischen der ersten und zweiten Öffnung 71, 72 gegeben. Die Öffnungen 71, 72, 73 können Löcher oder Schlitze in einer Wandung 7a, 7b des Körpers 7a, 7b, 8a, 8b sein. Die Öffnungen 71, 72, 73 können in einer radialen Wandung 7a und/oder in einer axialen Wandung 7b des Körpers 7a, 7b, 8a, 8b angeordnet sein. Eine Anzahl, Grösse (d. h. Querschnittsfläche A1, A2, A3) und Position der ersten, zweiten und gegebenenfalls dritten Öffnungen 71, 72, 73 sollen so gewählt sein, dass die erste Teilgasströmung 11a noch im Auspuffvolumen 4 weitgehend mit dem gespeicherten Kaltgas 111 durchmischbar ist. Insbesondere sollen im durchströmbaren Körper 7a, 7b, 8a, 8b mehrere Löcher oder Schlitze 72 und gegebenenfalls 73 so am Umfang und/oder entlang der axialen Erstreckung angeordnet sein, dass sich im zweiten und gegebenenfalls weiteren Teilgasströmen 11b, 11c eine Heissgasfront ausbildet und keine Kaltgastaschen im Zwischenspeichervolumen 7, 8 bestehen bleiben. Typischerweise wird im Bereich der Öffnungen 71, 72, 73 der gesamte Durchströmungsquerschnitt A0=A1+A2, gegebenenfalls A0=A1+A2+A3, am geringsten und die Durchströmungsgeschwindigkeit am höchsten sein.

Der durchströmbare Körper 7a, 7b, 8a, 8b kann einen Innenzylinder 7a, 7b und einen Aussenzylinder 8a, 8b umfassen. Innen- und Aussenzylinder 7a, 7b, 8a, 8b sind vorzugsweise koaxial zueinander und zur Schalterachse 1a angeordnet. Durch Innen- und Aussenzylinder 7a, 7b, 8a, 8b ist das Zwischenspeichervolumen 7, 8 radial durch mindestens zwei Mantelflächen 7a, 8a und axial endseitig durch zugehörige Bodenflächen 7b, 8b begrenzt. Der Innenzylinder 7a, 7b definiert ein inneres Volumen V1 und weist zur Löschbogenzone 6 hin eine Eintrittsöffnung 70 für die zweite Teilgasströmung 11a auf. Der Aussenzylinder 8a, 8b umgreift den Innenzylinder 7a, 7b, definiert ein äusseres Volumen V2 und weist zur Löschbogenzone 6 hin eine Austrittsöffnung 80 für das gespeicherte Kaltgas 111 und die zweite Teilgasströmung 11b auf. Der Innenzylinder 7a, 7b und Aussenzylinder 8a, 8b stehen durch die zweite Öffnung 72 und gegebenenfalls die dritte Öffnung 73 miteinander in Verbindung. Das innere und äussere Volumen V1, V2 sollen so aufeinander abgestimmt sein, dass eine gewünschte Speicherkapazität für das Kaltgas 111 und eine gewünschte Durchströmungsdynamik für die zweite Teilgasströmung 11b realisierbar sind.

Das Zwischenspeichervolumen 7, 8, das erste Mittel 71; 101, 102 und das zweite Mittel 7a, 7b, 72 können im Auspuffbereich 7, 8 eines ersten und/oder eines zweiten Kontakts 5 des Schaltgeräts 1 angeordnet sein. Bei dem Schaltgerät 1 kann es sich um einen Hochspannungsleistungsschalter 1 oder einen Hochstromschalter oder einen Trennschalter o. ä. handeln.

Im Detail sind in Fig. 3-8 folgende Varianten gezeigt: Fig. 3: linke Seite oder Antriebskontaktseite und rechte Seite oder Festkontaktseite jeweils zwei Teilgasströmungen 11a, 11b realisiert durch Löcher 71, 72; Fig. 4: linke Seite mit Schlitzen 71, 72 statt Löchern und rechte Seite mit grossflächiger zweiter Öffnung 72 in Rückwand 7b des Innenzylinders 7a, 7b; Fig. 5-6: axial ausgerichtete erste und zweite Öffnungen 71, 72 sowie Innenzylinder 7a, 7b axial verkürzt (linke Seite) und/oder radial verkleinert (rechte Seite); desweiteren Durchmischungskanal 10 mit radialem Auspuff oder Gasaustritt 102; Fig. 7: Schlitze 72 für die zweite Teilgasströmung 11b so dimensioniert, dass ein Heissgasstrahl oder Jet aufgebaut und gegen die Aussenwand 8a des Aussenzylinders 8a, 8b geprallt wird, wie weiter unten diskutiert; Fig. 8: Zusatzvolumen 9a zum Aufbau eines Heissgasstrahls oder Jets (linke Seite) und dritte Öffnungen 73 zur Abspaltung einer dritten Teilgasströmung 11c; und Fig. 9: erste Teilgasströmung 11a oder, wie gezeigt, zweite Teilgasströmung 11b mit weiteren Kühlmechanismen 9.

Hilfsmittel 9, 9a, 9b, 9c; 74, 75 zur Vorkühlung des Schaltgases 11 können im Auspuffvolumen 4 des Schaltgeräts 1 angeordnet sein. Die Hilfsmittel 9, 9a, 9b, 9c; 74, 75 können in der Heissgasströmung 110 vor der Aufspaltung in die Teilgasströmungen 11a, 11b, 11 und/oder in der ersten Teilgasströmung und/oder in der zweiten Teilgasströmung 11a, 11b und gegebenenfalls in der weiteren Teilgasströmung 11c angeordnet sein. Solche Hilfsmittel betreffen einerseits jetbildende Ausströmöffnungen 74 im Zwischenspeichervolumen 7, 8 und/oder in einem Zusatzvolumen 9a zur Bildung von Gasjets sowie eine Prallwand 75 zur Verwirbelung und intensiven turbulent konvektiven Kühlung der Gasjets. Weitere Details dieses Kühlmechanismus können der vorveröffentlichten europäischen Patentanmeldung EP 1 403 891 A1 und der nicht vorveröffentlichten internationalen Patentanmeldung PCT/CH2004/000752 entnommen werden, die hiermit durch Bezugnahme mit ihrem gesamten Offenbarungsgehalt in die Beschreibung aufgenommen seien. Insbesondere kann eine Abstrahlcharakteristik der Öffnungen 71, 72, 73 so an einen Abstand zur gegenüberliegenden Prallwand 75, z. B. der Aussenwand 8a oder Rückwand 8b des Aussenzylinders 8a, 8b, angepasst sein, dass die Wirbel an oder im Bereich der Prallwand 75 gebildet werden. Zudem kann das Schaltgas und können insbesondere die Wirbel auf Kreisbahnen, Schraubenbahnen oder auf Spiralbahnen geführt werden. Insbesondere können die Kreisbahnen, Schraubenbahnen oder auf Spiralbahnen entlang der Prallwand 75 um den Innenzylinder 7a, 7b zur Ausströmöffnung 80 des Zwischenspeichervolumens 7, 8 hin verlaufen. Gemäß Fig. 8 kann das Zusatzvolumen 9a beispielsweise als zylindrische Metallhülse 9a gestaltet sein. Die jetbildende Metallhülse 9a kann z. B. tulpenkontaktseitig oder antriebskontaktseitig konzentrisch um die Hohlkontaktausströmöffnung 5a und zudem innerhalb des Zwischenspeichervolumens 7, 8 oder auf dem Schaltgas-Abströmweg 11 vor dem Zwischenspeichervolumen 7, 8 angeordnet sein. Gemäß Fig. 9 können die Hilfsmittel auch eine Prallplatte 9b und/oder Lenkmittel 9c und/oder Verwirbelungsmittel 9c für das Schaltgas 11 umfassen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1
elektrisches Schaltgerät, Unterbrechereinheit; Hochspannungsleistungsschalter
1a
Zentrale Achse, Schalterachse
2
Schaltkammer, Schaltkammervolumen
3
Schaltkammergehäuse, Schaltkammerwand
3a
Schaltkammerisolator
4
Auspuffvolumen
4a
Auspuffgehäuse, Auspuffwand; Stromanschlussarmaturen
5
Lichtbogenkontaktsystem, erster Kontakt, Schaltstift, Festkontakt; zweiter Kontakt, Kontakttulpe, Hohlkontakt, Antriebskontakt
5a
Hohlkontaktausströmöffnung
6
Lichtbogenlöschzone
6a
Isolierstoffdüse
7, 8
kaltgasgefüllter Auspuffbereich, Zwischenspeichervolumen, Kaltgasreservoir
7
erstes Volumen V1, inneres Volumen
7a, 7b, 8a, 8b
durchströmbarer Körper
7a, 7b
Aussenwand, Rückwand des inneren Volumens; durchströmbarer Körper
70
Eintrittsöffnung in Zwischenspeichervolumen
71
erste Ausströmöffnung(en)
72
zweite Ausströmöffnung(en), Durchströmöffnung(en)
73
dritte Ausströmöffnung(en), weitere Ausströmöffnung(en), Durchströmöffnung(en)
74
jetbildende Ausströmöffnung(en)
75
Prallwand
8
zweites Volumen V2, äusseres Volumen
80
Austrittsöffnung in Zwischenspeichervolumen
8a, 8b
Aussenwand, Rückwand des Zwischenspeichervolumens oder Kaltgasreservoirs
9
Hilfsmittel zur Vorkühlung
9a
Zusatzvolumen, Vorkühlvolumen, jetbildendes Volumen V3
9b
Prallplatte
9c
Lenkmittel, Verwirbelungsmittel für Schaltgas
10
Durchmischungskanal, zusätzliche Durchmischungslänge
10a
innenliegende Kanalwand
101
Kanaleintrittsöffnung, Abströmöffnung
102
Kanalaustrittsöffnung, Auspufföffnung
11
Löschgasströmung
11a, 11b
erste, zweite Teilgasströmung
11c
dritte Teilgasströmung, weitere Teilgasströmungen
110
Heissgas
111
Kaltgas
12
Durchmischungszone; Unterdruckzone; Verwirbelungszone
13
durchmischtes Abgas
A1, A2, A3
Querschnittsfläche der ersten, zweiten, dritten Ausströmöffnung(en)
A0
Gesamtausströmfläche
L, D
Länge, Durchmesser des Durchmischungskanals
1
Abstand zwischen Ausströmöffnungen


Anspruch[de]
Verfahren zur Kühlung eines Schaltgases (11) in einem elektrischen Schaltgerät (1) für elektrische Energieversorgungsnetze, insbesondere in einem Hochspannungsschalter (1), wobei das Schaltgerät (1) eine Schaltkammer (2) umfasst, die von einem Schaltkammergehäuse (3) umschlossen ist, wobei ferner bei einem Schaltvorgang heisses Schaltgas (11, 110) von einer Lichtbogenlöschzone (6) zu einem mit Kaltgas (111) gefüllten Auspuffbereich (7, 8) strömt, wobei das heisse Schaltgas (11, 110) in mindestens zwei Teilgasströmungen (11a, 11b, 11c) aufgespalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass a) zumindest ein Teil des Kaltgases (111) im Auspuffbereich (7, 8) zwischengespeichert wird und die erste Teilgasströmung (11a) an dem zwischengespeicherten Kaltgas (111) vorbeigeleitet und in die Schaltkammer (2) abgeströmt wird und b) mit Hilfe der zweiten Teilgasströmung (11b) das zwischengespeicherte Kaltgas (111) aus dem Auspuffbereich (7, 8) verdrängt und vor dem Abströmen in das Schaltkammergehäuse (3) mit der ersten Teilgasströmung (11a) durchmischt wird. Verfahren zur Kühlung eines Schaltgases (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a) die zweite Teilgasströmung (11b) zum zwischengespeicherten Kaltgas (111) geführt wird und/oder b) die erste Teilgasströmung (11a) über einen kürzeren Weg und die zweite Teilgasströmung (11b) sowie gegebenenfalls eine diese unterstützende weitere oder dritte Teilgasströmung (11c) über einen längeren Weg in das Schaltkammergehäuse (3) abgeströmt wird. Verfahren zur Kühlung eines Schaltgases (11) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass a) der zwischengespeicherte Teil des Kaltgases (111) im Auspuffbereich in einem Zwischenspeichervolumen (7, 8) zwischengespeichert wird und b) das Zwischenspeichervolumen (7, 8) eine Eintrittsöffnung (70) und eine Austrittsöffnung (80) für die zweite (11b) und gegebenenfalls weitere Teilgasströmung (11c) und im Bereich der Austrittsöffnung (80) eine Durchmischungszone (12) aufweist, in welcher das gespeicherte Kaltgas (111) mit der ersten Teilgasströmung (11a) vermischt wird. Verfahren zur Kühlung eines Schaltgases (11) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass a) von der ersten Teilgasströmung (11a) ein Unterdruck im Bereich der Durchmischungszone (12) erzeugt wird, durch den das zwischengespeicherte Kaltgas (111) aus dem Zwischenspeichervolumen (7, 8) angesogen wird, und/oder b) im Bereich der Durchmischungszone (12) in der ersten Teilgasströmung (11a) und im Kaltgas (111) Gasjets erzeugt und gegeneinander gerichtet und dadurch vermischt werden, und/oder c) hinter der Durchmischungszone (12) und vor Eintritt in das Schaltkammergehäuse (3) in einem Durchmischungskanal (10) die erste Teilgasströmung (11a) mit dem zwischengespeicherten Kaltgas (111) und insbesondere mit einer vorgekühlten zweiten Teilgasströmung (11b) und gegebenenfalls einer weiteren Teilgasströmung (11c) zusätzlich vermischt wird. Verfahren zur Kühlung eines Schaltgases (11) nach einem der Ansprüche 3-4, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Speicherkapazität des Zwischenspeichervolumens (7, 8) nach Massgabe einer gewünschten Mischungsdauer und Mischungstemperatur der ersten Teilgasströmung (11a) mit dem zwischengespeicherten Kaltgas (111) gewählt wird und/oder b) eine Wegdifferenz (2*1) zwischen dem längeren und dem kürzeren Weg gleich einer Durchströmungslänge (2*1) durch das Zwischenspeichervolumen (7, 8) gewählt wird. Verfahren zur Kühlung eines Schaltgases (11) nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass a) die erste Teilgasströmung (11a) unter Umgehung des Zwischenspeichervolumens (7, 8) über einen minimalen Weg in das Schaltkammergehäuse (3) abgeströmt wird und/oder b) die zweite Teilgasströmung (11b) durch das Zwischenspeichervolumen (7, 8) über einen maximalen Weg in das Schaltkammergehäuse (3) abgeströmt wird und/oder c) eine weitere Teilgasströmung (11c) mindestens streckenweise durch das Zwischenspeichervolumen (7, 8) in das Schaltkammergehäuse (3) abgeströmt wird. Verfahren zur Kühlung eines Schaltgases (11) nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Schaltgas (11) mit Hilfsmitteln zur Vorkühlung (9, 9a, 9b, 9c; 74, 75) im Auspuffvolumen (4) des Schaltgeräts (1) vorgekühlt wird, b) insbesondere dass das Heissgas (110) vor der Aufspaltung in die Teilgasströmungen (11a, 11b, 11c) und/oder die erste Teilgasströmung (11a) und/oder die zweite Teilgasströmung (11b) und gegebenenfalls eine weitere Teilgasstömung (11c) vorgekühlt wird. Verfahren zur Kühlung eines Schaltgases (11) nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass a) im Schaltgas (11) durch eine jetbildende Ausströmöffnung (74) im Zwischenspeichervolumen (7, 8) und/oder in einem Zusatzvolumen (9a) ein Gasjet gebildet wird, der auf eine Prallwand (75) gelenkt und dort verwirbelt wird und/oder b) das Schaltgas (11) auf eine Prallplatte (9b) gelenkt wird und/oder c) im Schaltgas (11) mittels Lenkmitteln (9c) ein verlängerter Weg, insbesondere ein mäandrierender Weg, vorgegeben wird und/oder mittels Verwirbelungsmitteln (9c) ein Rezirkulationsgebiet gebildet wird. Elektrisches Schaltgerät (1) für ein elektrisches E-nergieversorgungsnetz, insbesondere Hochspannungsschalter (1), umfassend eine Schaltkammer (2), die von einem Schaltkammergehäuse (3) umschlossen ist und eine Lichtbogenlöschzone (6) sowie ein Auspuffvolumen (4) zur Kühlung von heissem Schaltgas (11, 110) aufweist, wobei zu Beginn einer Schalthandlung ein Auspuffbereich (7, 8) des Auspuffvolumens (4) mit Kaltgas (111) gefüllt ist, wobei ferner Mittel (71, 72, 73; 7a, 7b; 8a, 8b) zur Aufspaltung des heissen Schaltgases (11, 110) in mindestens zwei Teilgasströmungen (11a, 11b, 11c) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass a) in dem Auspuffbereich (7, 8) ein Zwischenspeichervolumen (7, 8) zur Speicherung von Kaltgas (111) angeordnet ist, b) ein erstes Mittel (71; 101, 102) vorhanden ist, das die erste Teilgasströmung (11a) unter Umgehung des Zwischenspeichervolumens (7, 8) in das Schaltkammergehäuse (3) lenkt und c) ein zweites Mittel (7a, 7b, 72) vorhanden ist, das die zweite Teilgasströmung (11b) zum gespeicherten Kaltgas (111) lenkt und dadurch die Verdrängung des gespeicherten Kaltgases (111) aus dem Zwischenspeichervolumen (7, 8) bewirkt. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass a) im Auspuffbereich (7, 8) zwischen der Lichtbogenlöschzone (6) und dem Schaltkammergehäuse (3) ein kürzerer Weg für die erste Teilgasströmung (11a) und ein längerer Weg für die zweite Teilgasströmung (11b) und gegebenenfalls eine weitere Teilgasströmung (11c) vorgegeben ist und b) insbesondere dass eine Weglängendifferenz (2*1) zwischen dem längeren und kürzeren Weg durch eine Durchströmungslänge (2*1) durch das Zwischenspeichervolumen (7, 8) vorgegeben ist. Elektrisches Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 9-10, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Zwischenspeichervolumen (7, 8) eine Eintrittsöffnung (70) und eine Austrittsöffnung (80) aufweist, b) das erste Mittel (71) die erste Teilgasströmung (11a) unter Umgehung des Zwischenspeichervolumens (7, 8) zur Austrittsöffnung (80) lenkt und c) das zweite Mittel (7a, 7b, 72) die zweite Teilgasströmung (11b) oder gegebenenfalls weitere Teilgasströmungen (11c) zur Eintrittsöffnung (70) und durch das Zwischenspeichervolumen (7, 8) zur Austrittsöffnung (80) lenkt. Elektrisches Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Austrittsöffnung (80) des Zwischenspeichervolumens (7, 8) eine Durchmischungszone (12) zur Vermischung der ersten Teilgasströmung (11a) mit dem Kaltgas (111) vorhanden ist, das im Zwischenspeichervolumen (7, 8) gespeichert ist und das durch die zweite Teilgasströmung (11b) aus dem Zwischenspeichervolumen (7, 8) verdrängt wird. Elektrisches Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Durchmischungszone (12) zugleich als Unterdruckzone (12) zur Ansaugung des gespeicherten Kaltgases (111) aus dem Zwischenspeichervolumen (7, 8) ausgestaltet ist, und/oder b) die Durchmischungszone (12) zugleich als Verwirbelungszone (12) für die erste Teilgasströmung (11a) und das Kaltgas (111), insbesondere von Gasjets der ersten Teilgassströmung (11a) und des Kaltgases (111), ausgestaltet ist, und/oder c) hinter der Durchmischungszone (12) und vor Eintritt in das Schaltkammergehäuse (3) ein Durchmischungskanal (10) angeordnet ist, in dem eine zusätzliche Durchmischung der ersten Teilgasströmung (11a) mit dem aus dem Zwischenspeichervolumen (7, 8) verdrängten Kaltgas (111) und insbesondere mit einer vorgekühlten zweiten Teilgasströmung (11b) und gegebenenfalls einer weiteren Teilgasströmung (11c) stattfindet. Elektrisches Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Speicherkapazität des Zwischenspeichervolumens (7, 8) nach Massgabe einer gewünschten Mischungsdauer und Mischungstemperatur der ersten Teilgasströmung (11a) mit dem zwischengespeicherten Kaltgas (111) gewählt ist und/oder b) eine Durchströmungslänge (2*1) des Zwischenspeichervolumens (7, 8) nach Massgabe einer gewünschten Zeitverzögerung der zweiten Teilgasströmung (11a) im Zwischenspeichervolumen (7, 8) relativ zur ersten Teilgasströmung (11b) gewählt ist. Elektrisches Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 9-14, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Auspuffvolumen (4) von einem Auspuffgehäuse (4a) umschlossen ist, das eine Abströmöffnung (101) und eine Auspufföffnung 102) zum Schaltkammergehäuse (2) hin aufweist, b) das Zwischenspeichervolumen (7, 8) durch einen durchströmbaren Körper (7a, 7b, 8a, 8b) gebildet ist, der im Auspuffvolumen (4) angeordnet ist und c) der durchströmbare Körper (7a, 7b, 8a, 8b) eine erste Öffnung (71) zur Abzweigung der ersten Teilgasströmung (11a) in einem der Lichtbogenlöschzone (6) zugewandten Bereich des Körpers (7a, 7b, 8a, 8b) und für die zweite Teilgasströmung (11b) eine zweite Öffnung (72) in einem der Lichtbogenlöschzone (6) abgewandten Bereich des Körpers (7a, 7b, 8a, 8b) aufweist. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass a) die erste Öffnung (71) nahe der Abströmöffnung (101), insbesondere radial gegenüberliegend, angeordnet ist und/oder b) die zweite Öffnung (72) weit entfernt von der Abströmöffnung (101), insbesondere axial maximal beabstandet zur Abströmöffnung (101), angeordnet ist und/oder c) eine dritte oder weitere Öffnung (73) für eine dritte oder weitere Teilgasströmung (11c) in axialer Richtung (1a) zwischen der ersten und zweiten Öffnung (71, 72) angeordnet ist. Elektrisches Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 15-16, dadurch gekennzeichnet, dass a) die zweite Öffnung (72) mit einer Umlenkeinrichtung (7b, 8b, 8a) zur Rückführung des gespeicherten Kaltgases (111) und der zweiten Teilgasströmung (11b) zur Austrittsöffnung (80) des Zwischenspeichervolumens (7, 8) zusammenwirkt und/oder b) eine Weglängendifferenz (2*1) zwischen dem kürzeren Weg für die erste Teilgasströmung (11a) und dem längeren Weg für die zweite Teilgasströmung (11b) durch den axialen Abstand zwischen der ersten und zweiten Öffnung (71, 72) gegeben ist. Elektrisches Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 15-17, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Öffnungen (71, 72, 73) Löcher oder Schlitze in einer Wandung (7a, 7b) des Körpers (7a, 7b, 8a, 8b) sind und/oder b) die Öffnungen (71, 72, 73) in einer radialen Wandung (7a) und/oder in einer axialen Wandung (7b) des Körpers (7a, 7b, 8a, 8b) angeordnet sind und/oder c) eine Anzahl, Grösse und Position der ersten, zweiten und gegebenenfalls dritten Öffnungen (71, 72, 73) so gewählt sind, dass die erste Teilgasströmung (11a) noch im Auspuffvolumen (4) weitgehend mit dem gespeicherten Kaltgas (111) durchmischbar ist. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Ansprüche 15-18, dadurch gekennzeichnet, dass a) der durchströmbare Körper (7a, 7b, 8a, 8b) einen koaxial angeordneten Innenzylinder (7a, 7b) umfasst, der zur Löschbogenzone (6) hin eine Eintrittsöffnung (70) für die zweite Teilgasströmung (11a) aufweist, b) der durchströmbare Körper (7a, 7b, 8a, 8b) einen den Innenzylinder (7a, 7b) umgreifenden Aussenzylinder (8a, 8b) umfasst, der zur Löschbogenzone (6) hin eine Austrittsöffnung (80) für das gespeicherte Kaltgas (111) und die zweite Teilgasströmung (11a) aufweist und c) der Innenzylinder (7a, 7b) und der Aussenzylinder (8a, 8b) durch die zweite Öffnung (72) und gegebenenfalls die dritte Öffnung (73) miteinander in Verbindung stehen. Elektrisches Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 9-19, dadurch gekennzeichnet, dass a) Hilfsmittel (9, 9a, 9b, 9c; 74, 75) zur Vorkühlung des Schaltgases (11) im Auspuffvolumen (4) des Schaltgeräts (1) angeordnet sind, b) insbesondere dass die Hilfsmittel (9, 9a, 9b, 9c; 74, 75) in der Heissgasströmung (110) vor der Aufspaltung in die Teilgasströmungen (11a, 11b, 11c) und/oder in der ersten Teilgasströmung und/oder in der zweiten Teilgasströmung (11a, 11b) und gegebenenfalls in einer weiteren Teilgasströmung (11c) angeordnet sind. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Hilfsmittel eine jetbildende Ausströmöffnung (74) im Zwischenspeichervolumen (7, 8) und/oder in einem Zusatzvolumen (9a) zur Bildung von Gasjets sowie eine Prallwand (75) zur Verwirbelung der Gasjets umfassen und/oder b) die Hilfsmittel eine Prallplatte (9b) und/oder Lenkmittel (9c) und/oder Verwirbelungsmittel (9c) für das Schaltgas (11) umfassen. Elektrisches Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 9-21, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Zwischenspeichervolumen (7, 8), das erste Mittel (71; 101, 102) und das zweite Mittel (7a, 7b, 72) im Auspuffbereich (7, 8) eines ersten und/oder eines zweiten Kontakts (5) des Schaltgeräts (1) angeordnet sind und/oder b) das Schaltgerät (1) ein Hochspannungsleistungsschalter (1) oder ein Hochstromschalter oder ein Trennschalter ist.






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