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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
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.

Beschreibung[de]

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.


Anspruch[de]
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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