DE3843406A1

DE3843406A1 - Sf(pfeil abwaerts)6(pfeil abwaerts)-eindruckschalter

Info

Publication number: DE3843406A1
Application number: DE19883843406
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr Ing Karrenbauer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1990-06-28

Description

In der Hauptanmeldung wird ein SF₆-Eindruckschalter mit einer mit Isoliergas gefüllten Schaltkammer, mindestens zwei Schaltstücken, von denen mindestens eines durch eine Antriebsstange bewegbar ist, einer durch diese Schalt bewegung betätigbaren Kompressionseinrichtung für das Isoliergas deren Kompressionsraum von zwei gegenüberliegenden, relativ zueinander bewegbaren Böden begrenzt ist, beschrieben, bei dem zwischen der Isolierstoffdüse und dem ihr zugewandten Boden eine Druckkammer angeordnet ist, welche in Richtung der Schaltstrecke eine durch ein Rückschlagventil verschließbare Ausströmöffnung aufweist, sowie im Boden eine mittels eines Verschlußorgans verschließbare Einströmöffnung angeordnet ist und ein mit der Schaltstrecke verbundener Gasspeicherraum sich bis zu einer mittels des Verschlußorgans verschließbaren Öffnung erstreckt, welche in den der Ausströmöffnung abgewandten Teil der Druckkammer mündet, wobei in einer ersten Position des Verschlußorgans die Einströmöffnung geöffnet und die Öffnung verschlossen ist und in einer zweiten Position des Verschlußorgans die Einströmöffnung geschlossen und die Öffnung geöffnet ist und dabei die Positionsänderung des Verschlußorgans durch den zurückgelegten Schaltweg oder durch die auf tretende Drücke steuerbar ist (nach Patentanmeldung P 38 10 091).

Bei einem solchen Schalter können jedoch in bestimmten Schaltsituationen Probleme auftreten:

Bei der Ausschaltung von Kurzschlußströmen ist die Einströmöffnung durch das Verschlußorgan verschlossen und es kann in die Druckkammer kein kaltes Löschgas von dem Kompressionsraum nachströmen. Nach der Beblasung des Lichtbogens eines Kurzschlußstromes verbleibt also in der Druckkammer ein Rest heißen, ionisierten Löschgases. Erfolgt nun nach der Unterbrechung eines Kurzschlußstromes eine sofortige Wiedereinschaltung des Schalters mit einer unmittelbar danach erfolgenden Ausschaltung, so ist im Strömungskanal bzw. dem Gasspeicherraum die Dichte des Gases wesentlich vermindert, was die Fähigkeit zur erfolgreichen Beblasung des Lichtbogens entsprechend ver mindert. Diese Situation tritt zwar nur ein, wenn unmittelbar nach der Unterbrechung eines Kurzschlußstromes erneut ein Strom unterbrochen werden muß, kann aber in diesem Fall dazu führen, daß der Lichtbogen nach dem Nulldurchgang des zu unterbrechenden Stromes erneut zündet. Ein Schalter muß jedoch auch in solchen Fällen eine einwandfreie Ausschaltung gewähr leisten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Gegenstand der Hauptan meldung dahingehend zu verbessern, daß eine Beblasung mit kaltem Isoliergas hoher Dichte in allen erdenklichen Schaltsituationen gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Kompressionsraum und der Druckkammer eine Belüftungsöffnung mit einem Ventil angeordnet ist und daß das Ventil sowie das Rückschlagventil bei der Einschaltung des Schalters geöffnet sind.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Kompressionseinrichtung bei jedem Einschaltvorgang das in der Druckkammer befindliche Gas ansaugt, wodurch durch die Düsenöffnung kaltes Löschgas aus der die Lichtbogenlösch einrichtung umgebenden Schaltkammer angesaugt wird. Das nach der Unter brechung eines Kurzschlußstromes in der Druckkammer verbleibende heiße Gas geringer Dichte wird auf diese Weise durch den nachfolgenden Einschaltvor gang in die Kompressionseinrichtung gesaugt und das nachströmende kalte Löschgas wird in der Druckkammer zur erneuten Beblasung des Lichtbogens bereitgestellt. Daß das heiße Löschgas in den Kompressionsraum angesaugt wird, ist unschädlich, da dadurch eine weitere Abkühlung dieses Löschgases erfolgt und das in die Druckkammer angesaugte kalte Löschgas als erstes zur Schaltstrecke strömt und dort die Lichtbogenlöschung bewirkt.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung, bei der die Öffnung des Ventils wie des Rückschlagventils unter Ausnützung von Masseträgheit, Reibungskraft und Drücken unmittelbar durch die Ein schaltbewegung bewirkt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die den Gasspeicher raum mit der Druckkammer verbindende Öffnung bei der Einschaltung verschlos sen ist damit sich die Strömung des angesaugten Frischgases nicht auf Druckkammer und Gasspeicherraum verteilt, sondern nur und dafür intensiver die Druckkammer durchströmt wird, da es bei einer erneuten Ausschaltung darauf ankommt, daß sich dort kaltes Löschgas hoher Dichte befindet und eine maximale Abkühlung erzielt ist.

Die erfindungsgemäße Weiterbildung des Gegenstandes des Hauptpatents kann des weiteren vorteilhafterweise mit den Weiterbildungen des Hauptpatents kombiniert werde, wobei insbesondere auf die Verhinderung der Rückwirkung der Lichtbogenenergie auf den Antrieb verwiesen ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert, wobei auf weitere Vorteile verwiesen wird. Es zeigt

Fig. 1 Teile eines ersten Ausführungsbeispiels, wobei sich die Darstel lung auf einen Schnitt bis zur Mittellinie (Rotationsachse) beschränkt,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei eine Ausschaltung dargestellt ist,

Fig. 3 das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bei der Einschaltung,

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel bei der Einschaltung,

Fig. 5 das dritte Ausführungsbeispiel bei der Ausschaltung eines stromstarken Lichtbogens und

Fig. 6 das dritte Ausführungsbeispiel bei der Ausschaltung eines stromschwachen Lichtbogens.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, wobei der SF₆-Eindruckschalter in einer Teilansicht dargestellt ist, bei der die wesentlichen Teile mittels eines bis zur Rotationsachse reichenden Schnitts dargestellt sind.

Dieses Ausführungsbeispiel enthält einmal die bei einem SF₆-Eindruckschalter üblichen Teile:
2 Schaltstücke 20 und 21, welche bei der Öffnung des Schalters eine Schaltstrecke 4 bilden. Von diesen Schaltstücken ist ein Schaltstück 20 fest und das andere Schaltstück 21 mittels einer Antriebsstange 19 durch den Antrieb von der Einschalt- in eine Ausschaltstellung (sowie umgekehrt) bringbar. Der in der Schaltstrecke 4 bei der Ausschaltung entstehende Lichtbogen 23 wird mittels einer Kompressionseinrichtung beblasen. Dabei wird ein Isoliergasstrom mittels einer Isolierstoffdüse 12 gezielt auf den in der Schaltstrecke 4 brennenden Lichtbogen 23 gerichtet. Diese Kompres sionseinrichtung besteht, wie bei SF₆-Eindruckschaltern üblich, aus einem Kompressionzylinder 17 und zwei Böden 1 und 2, die sich bei einer Ausschal tung aufeinanderzubewegen und so das Isoliergas in einem Kompressionsraum 11 komprimieren. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kompressions zylinder 17 als feststehendes Teil mit dem Boden 2 verbunden und der Boden 1 mit dem Schaltstück 21 führen mittels der Antriebsstange 19 die Schalt bewegung aus, wobei der Boden 1 in den Kompressionszylinder 17 hingezogen wird.

Der Erzielung einer besonders wirksamen Beblasung stromstarker Lichtbögen sowie einer Verhinderung der Rückwirkung der Gasexpansion auf den Antrieb dienen folgende Teile:
Zwischen dem Boden 1 und der Isolierstoffdüse 12 befindet sich eine Druckkammer 3 und davon durch eine Trennwand 25 getrennt ein Gasspeicher raum 9. Die Druckkammer 3 ist in Richtung der Schaltstrecke 4 mit einer Ausströmöffnung 5 versehen, bei der ein Einströmen von durch den Lichtbogen erhitztes Isoliergas durch ein Rückschlagventil 6 verhindert wird. Das Rückschlagventil 6 schließt nur gegen die Kraft einer Feder 31, deren Federkontakt so bemessen ist, daß das Rückschlagventil 6 bei einer durch stromstarke Lichtbögen entstehenden Gasdruckwelle schließt, jedoch beim Ansaugen von Gas in den Kompressionsraum 11 infolge einer Einschaltung geöffnet bleibt. Der Gasspeicherraum 9 verfügt über einen Einlaß 26 in Richtung der Schaltstrecke 4 und über eine Öffnung 10, die in die Druck kammer 3 auf der der Ausströmöffnung 5 gegenüberliegenden Seite einmündet. Der Boden 1 ist mit einer Einströmöffnung 7 versehen, die den Kompres sionsraum 11 mit der Druckkammer 3 verbindet. In dem Bereich der Öffnung 10 und der Einströmöffnung 7 ist ein Verschlußorgan 8 angeordnet. Dieses Verschlußorgan 8 ist in Fig. 1 als verschiebbarer Ring mit L-förmigem Querschnitt ausgebildet. Es kann zwei Positionen einnehmen: Eine erste Position in der der axiale Schenkel des Verschlußorgans 8 dichtend vor die Öffnung 10 geschoben ist und die Einströmöffnung 7 freigibt. In einer zweiten Position, in welcher sich das Verschlußorgan 8 in der Darstellung der Fig. 1 befindet, ist die Öffnung 10 freigegeben und die Einströmöffnung 7 durch den radialen Schenkel des Verschlußorgans 8 verschlossen. Wenn keine Druckunterschiede auf das Verschlußorgan 8 einwirken, wird es von einer Feder 24 in dieser zweiten, dargestellten Position gehalten. Der Boden 2 ist als feststehendes Bauteil ausgebildet, wobei die Antriebsstange 19 durch eine Bohrung dieses Bodens hindurchtritt und eine Dichtung für die Gasdichtheit dieses Durchtritts sorgt. Im Boden 2 ist eine Entlüftungs bohrung 13 angeordnet, welche mit einem Entlüftungsventil 14 versehen ist, das gegen den Druck einer Feder 14′ öffnet.

Zwischen der Druckkammer 3 und dem Kompressionsraum 11 befindet sich eine Belüftungsöffnung 30, welche durch ein Ventil 35 bis 39 verschließbar ist. Das Ventil 35 bis 39 ist folgendermaßen ausgestaltet: Der Boden 1, welcher die Druckkammer 3 von dem Kompressionsraum 11 trennt, ist nicht fest mit der Antriebsstange 19 verbunden, sondern auf dieser in geringfügigem Maße verschiebbar gelagert. Die Antriebsstange 19 weist eine ringförmige Ausnehmung 35 auf, welche auf der einen Seite durch eine Schulter 36 und auf der anderen Seite durch einen Sprengring 37 begrenzt ist. Der Boden 11 weist an seiner Bohrung, durch welche die Anriebsstange 19 hindurchführt, eine Auskragung 38 auf, die in die ringförmige Ausnehmung 35 der Antriebs stange 19 eingreift. Diese Auskragung 38 schlägt in einer Position des Bodens 1 an die Schulter 36 an und in der anderen Position des Bodens 1 schlägt diese Auskragung an den Sprengring 37 an. Die Auskragung 38 ist so ausgebildet, daß sie an dem Sprengring 37 zu einer gasdichten Anlage kommt. An der der Schulter 36 zugewandten Seite der Auskragung 38 sind Ausneh mungen 39 in der Art radial angeordneter Ausfräsungen eingeformt. Dadurch entsteht in der Position des Bodens 1, in der die Auskragung 38 an der Schulter 36 anliegt, eine Verbindung zwischen der Druckkammer 3 und dem Kompressionsraum 11. Bei diesem Schalter sind die Wandung der Druckkammer 3, die Düse 12 sowie die Trennwand 25 mit dem Boden 1 fest verbunden und dadurch ebenfalls gegenüber der Antriebsstange 19 innerhalb der Begrenzungen der Ausnehmung 35 verschiebbar.

Der dargestellte SF₆-Eindruckschalter weist folgende Funktionen auf:
Bei der Abschaltung schwacher Ströme entspricht die Funktion der aus herkömmlichen SF₆-Eindruckschaltern bekannten:
Das Gas wird durch die Schaltbewegung, vermittelt durch die Antriebsstange 19, zwischen dem mit der Antriebsstange 19 bewegten Boden 1 und dem feststehenden Boden 2 im Kompressionsraum 11 komprimiert, tritt durch die Einströmöffnung 7 hindurch und strömt über die Öffnung 5 zum Lichtbogen 23, um diesen in Nulldurchgang zu beblasen.

Im Unterschied zu den herkömmlichen SF₆-Eindruckschaltern öffnet das Löschgas auf diesem Weg das Verschlußorgan 8, strömt durch die Druckkammer 3 hindurch und erreicht nach Verlassen der Druckkammer 3 durch die Ausström öffnung 5 schließlich die Schaltstrecke 4 um den Lichtbogen 23 zu beblasen. Ein Verschluß der Ausströmöffnung 5 durch das Rückschlagventil 6 erfolgt nicht, da bei stromschwachen Lichtbögen keine Gasdruckwelle entsteht, die stark genug ist, das Rückschlagventil 6 gegen die Kraft der Feder 31 zu schließen.

Bei der Ausschaltung stromstarker Lichtbögen paßt sich der SF₆-Eindruck schalter den durch die Gasexpansion verursachten Bedingungen an und nützt diese Gasexpansion für die Herstellung des erforderlichen Isoliergasdrucks aus:
Während der ersten Phase der Ausschaltbewegung wird in der oben beschrie benen Art und Weise im Kompressionsraum 11 Isoliergas komprimiert, strömt durch die Einströmöffnung 7 in die Druckkammer 3, wobei das Verschluß organ 8 durch die Gasströmung geöffnet wird. Während dieser ersten Phase der Ausschaltbewegung wird der Lichtbogen 23 in der Schaltstrecke 4 gezogen, wodurch Löschgas expandiert und, wie durch den gebogenen Pfeil dargestellt, in Richtung der Kompressionseinrichtung fließt. Dies hat zur Folge, daß die Ausströmöffnung 5 durch das Rückschlagventil 6 verschlossen wird und das unter Druck stehende Gas in den Gasspeicherraum 9 fließt. Während dieser Phase der Ausschaltbewegung herrschen durch das geschlossene Rückschlag ventil 6 in der Druckkammer 3 und dem Kompressionsraum 11 reproduzierbare Druckbedingungen, so daß ein bestimmter Druck einer bestimmten Distanz zwischen den Schaltkontakten 21 und 22 zuzuordnen ist. Dadurch kann die Federkonstante der Feder 14′ so ausgelegt werden, daß das Entlüftungsven til 14 in der Schaltstellung öffnet, in der die Schaltkontakte 20, 21 die zur Lichtbogenlöschung ausreichende Distanz erreicht haben. Durch die Öffnung des Entlüftungsventils 14 sinkt der Druck im Kompressionsraum 11 stark ab, was zur Folge hat, daß das Verschlußorgan 8 sich in die Position begibt, in der es mit seinem radialen Schenkel die Einströmöffnung 7 verschließt und gleichzeitig die Öffnung freigibt. Durch die Entlüftung des Kompressionsraum 11 und die Positionsänderung des Verschlußorgans 8 tritt der SF₆-Eindruckschalter in seine zweite Phase der Ausschaltung. In dieser zweiten Phase der Ausschaltung ist der Antrieb von der Druckkraft im Kompressionsraum 11 durch dessen Entlüftung völlig entlastet, so daß es zu keiner Bremsung der Schaltbewegung oder gar einer Rückwärtsbewegung kommt, im Gegenteil - es tritt sogar eine Beschleunigung der Schaltbewegung durch die Entlastung ein. Vorteilhafterweise muß der Antrieb dadurch neben der Beschleunigung der entsprechenden Schalterteile nur die Energie für die Vorkompression des Gases in der Druckkammer 3 aufbringen.
In der zweiten Phase der Ausschaltbewegung strömt das expandierte, im Gasspeicherraum 9 gespeicherte und dabei gekühlte Gas durch die Öffnung 10 in die Druckkammer 3. Das in der Druckkammer 3 vorkomprimierte kalte Gas wird durch die Gasdruckwelle, welche vom Gasspeicherraum 9 kommt, nach komprimiert, wobei das kalte Gas hoher Dichte vor der Ausströmöffnung 5 liegt, um in dem für die Löschung des Lichtbogens entscheidenden Moment des Stromnulldurchgangs der Beblasung zu dienen. Bei Annäherung des Stromes des Lichtbogens an den Nulldurchgang läßt der durch den Lichtbogen 23 erzeugte Gasdruck nach, das Rückschlagventil 6 öffnet sich und das kalte Gaspolster strömt aus der Ausströmöffnung 5 aus in Richtung der Schaltstrecke 4, um dort den Lichtbogen zu beblasen.
Auf diese Weise wurden bei gleichzeitiger Entlastung des Antriebs optimale Löschbedingungen geschaffen.

Das Ventil 35 bis 39 hat bei den Ausschaltungen keine Funktion: Wird die Antriebsstange 19 zur Ausschaltung nach unten bewegt, so bleibt der Boden 1 zunächst aufgrund der Masseträgheit seiner selbst sowie der Druckkammerwan dung, der Trennwand 25 und der Isolierstoffdüse 12, sowie unter der Wirkung der Reibungskraft des Kontaktes 32 in seiner Lage. Dadurch legt sich die Auskragung 38 unabhängig von der Ausgangslage des Bodens 1 gasdicht an den Sprengring 37 an, wodurch der Boden 1 im Zuge der Ausschaltbewegung mitgenommen wird. Das im Kompressionsraum 11 komprimierte Gas übt außerdem eine Druckkraft auf den Boden 1 aus, die dem Boden 1 ebenfalls gegen den Sprengring 37 preßt.

Während des Einschaltvorgangs wird dagegen durch das Ventil 35 bis 39 eine Belüftung des Kompressionsraums 11 durch die Druckkammer 3 hindurch erzielt:
Zu Beginn der Einschaltbewegung bleibt der Boden 1 sowie das Schaltstück 21, die Druckkammer 3, der Gasspeicherraum 9 und die Düse 12, welche mit dem Boden 1 fest verunden sind, aufgrund ihrer Masseträgheit und aufgrund der Reibungskraft des Kontaktes 32 zunächst in ihrer Ausgangslage. Damit bewegt sich die Antriebsstange 19 zunächst ohne Mitnahme des Bodens 1 nach oben, bis sich die Auskragung 38 an die Schulter 36 anlegt und der Antrieb den Boden 1 mitnimmt. In dieser Stellung besteht eine Verbindung über die Ausnehmungen 35 und 39 zwischen der Druckkammer 3 und dem Kompressionsraum 11. Die Vergrößerung des Volumens des Kompressionsraums 11 im Zuge der Einschaltbewegung führt zu einem Unterdruck im Kompressionsraum 11. Dieser Unterdruck ergibt auch eine zusätzliche Kraft, die die Auskragung 38 an die Schulter 36 anpreßt. Aufgrund des Unterdrucks im Kompressionsraum 11 strömt das heiße Gas aus der Druckkammer 3 in den Kompressionsraum 11. Dadurch wiederum entsteht in der Druckkammer 3 ein Unterdruck, der dazu führt, daß die Druckkammer 3 mit kaltem Gas durch die Öffnung der Isolierstoffdüse 12 gefüllt wird. Dieses kalte Gas wird aus der die Lichtbogenlöscheinrichtung umgebenden Schaltkammer zugeführt. Die Feder 31 des Rückschlagventils 6 ist bezüglich ihrer Federkonstante so ausgewählt, daß dieses Ansaugen des kalten Gases nicht zu einem Schließen des Rückschlagventils 6 führen kann.

Auf diese Weise wird das Ziel erreicht, die Druckkammer 3 durch die Einschaltbewegung mit kaltem Gas zu füllen, so daß kaltes Löschgas zur erneuten Lichtbogenbeblasung in der Druckkammer 3 bereitgestellt ist. Auf diese Weise ist auch eine Lichtbogenlöschung gewährleistet, wenn kurz nach der Unterbrechung eines Kurzschlußstromes eine erneute Ausschaltung erfolgt, welche eine Beblasung des Lichtbogens mit Hilfe der Kompressions einrichtung erforderlich macht. Daß das heiße Gas geringer Dichte im Kompressionsraum 11 steht, ist deshalb unschädlich, weil dieses Gas erst dann zur Schaltstrecke strömt, wenn das gesamte kalte Gas aus der Druck kammer 3 den Lichtbogen 23 beblasen hat. Zu diesem Zeitpunkt, zu dem das Gas geringerer Dichte aus dem Kompressionsraum 11 nachströmt, ist der Licht bogen 23 bereits gelöscht.

Die Fig. 2 zeigt eine abweichende Ausgestaltung der Böden 1 und 2 sowie des Zylinders der Kompressionskammer, der als Zylinder 17′ mit dem Boden 1 verbunden ist und durch die Ausschaltbewegung über den als Kolben ausgebil deten Boden 2 gezogen wird. Bei dieser Ausbildung wird das Entlüftungsven til 14 gegen die Kraft die einer Feder 14′′ durch einen Stift 18 geöffnet. Die Länge dieses Stifts 18 ist so bemessen, daß das Entlüftungsventil 14 beim Erreichen einer zur Lichtbogenlöschung ausreichenden Distanz zwischen den Schaltstücken 20 und 21 die Ventilplatte des Entlüftungsventils 14 aus ihrer Schließstellung hebt. Die Feder 14′′ muß eine größere Federkonstante aufweisen, als die in Fig. 1 beschriebene Feder 14′. Das Verschlußorgan 8 ist ebenfalls als L-förmiger Ring ausgebildet, wobei jedoch zur Erzielung einer besseren Führung der axiale Schenkel länger ausgestaltet ist und durch eine Bohrung die Verbindung zum Ventil 35 bis 39 hergestellt ist. Die vom Gasspeicherraum 9 in die Druckkammer 3 führende Öffnung wurde gegenüber Fig. 1 zur Einfügung eines als Auskragung der Antriebsstange 19 ausgebil deten Absatzes 47 nach oben verlegt. Das untere Ende 46 der Trennwand 25 wurde so ausgebildet, daß bei der Einschaltung, wenn die Auskragung 38 an der Schulter 36 anliegt, es zu einem gasdichten Abschluß zwischen dem Ende 46 der Trennwand 25 und dem Absatz 47 kommt. Dadurch wird eine durch Einschaltungen verschließbare Öffnung 10′ erzielt. Der Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß der Frischgasstrom vollständig durch die Druckkammer 3 geleitet wird, wodurch eine vollständige Füllung der Druck kammer 3 mit Frischgas erzielt wird, so daß kaltes Gas hoher Dichte zur erneuten Lichtbogenbeblasung in ausreichenden Maße vorhanden ist und auch die Wandungen eine gewisse Abkühlung erfahren.

Das Rückschlagventil 6 ist ebenfalls anders ausgebildet als in Fig. 1: Das Rückschlagventil 6 weist in Richtung der Schalterachse weisende Arme 34 auf, welche bei einer Einschaltung mittels eines mit der Antriebsstange19 verbundenen Bundes 33 das Rückschlagventil 6 aus seiner Schließstellung heben. Diese Öffnung des Rückschlagventils 6 erfolgt aufgrund der Verschieb barkeit des Boden 1 gegenüber der Antriebsstange 19, die bei der Einschal tung auch zu einer Relativbewegung des Ventilsitzes des Rückschlagventils 6 gegenüber der Antriebsstange 19 und damit dem Bund 33 führt. Die übrige Funktion des Rückschlagventils 6 ist nicht beeinträchtigt und eine Feder ist nicht erforderlich.

Die Teile mit gleichen Bezugszeichen entsprechen den Teilen der Fig. 1 und weisen dieselbe, dort beschriebene Funktion auf.

Fig. 2 zeigt die Ausschaltung eines stromstarken Lichtbogens. Der gerade Pfeil zeigt die Ausschaltbewegung der Antriebsstrange 19. Die durch den Lichtbogen 23 verursachte Gasdruckwelle strömt in Richtung des gebogenen Pfeils unter Schließung des Rückschlagventils 6 durch den Einlaß 26 in den Gasspeicherraum 9 und von dort, in der oben (Fig. 1) beschriebenen zweiten Phase der Ausschaltung, durch die Öffnung 10′ in die Druckkammer 3. Die gestrichelten Pfeile zeigen das Zurückfluten des Gases aus der Druckkammer 3 bei Annäherung des Stromes an den Nulldurchgang mit einer Beblasung des Lichtbogens 23. Da die zur Erreichung einer Lichtbogenlöschung ausreichende Distanz zwischen den Schaltkontakten 20, 21 erzielt ist, hat der Stift 18 das Entlüftungsventil 14 geöffnet. Die durch die Entlüftungsbohrung 13 weisenden Pfeile zeigen die Entlüftung des Kompressionsraums 11, welche zu einer Entlastung des Antriebs führt.

Fig. 3 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 bei der Einschaltung. Der gerade, nach oben weisende Pfeil zeigt die Einschaltbewegung der bewegten Schalterteile. Die Auskragung 38 liegt an der Schulter 36 an, wodurch die Druckkammer 3 über die Ausnehmung 35 sowie die Ausnehmungen 39 und der Belüftungsöffnung 30 mit dem Kompressionsraum 11 verbunden ist. Der sich durch die Ausschaltung vergrößernde Kompressionsraum 11 saugt, wie die gestrichelte Linie zeigt, das Gas aus der Druckkammer 3. Da das Rückschlag ventil 6 geöffnet ist, strömt, wie die gebogenen Pfeile zeigen, frisches Löschgas hoher Dichte aus der die Lichtbogenlöscheinrichtung umgebenden Schaltkammer durch die Düse 12 und die Ausströmöffnung 5 in die Druckkam mer 3. Das Entlüftungsventil 14 ist bei der Einschaltung geschlossen.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine andere Ausgestaltung des Ventils mit den Teilen 7, 8, 24 und 40 bis 48 in verschiedenen Schaltsituationen.

Bei dieser Ausgestaltung des Ventils dient die Einströmöffnung 7 als Belüftungsöffnung für die Einschaltung. Das Verschlußorgan 8 übernimmt die Funktion des Ventils, wobei dieses Verschlußorgan 8 bei der Einschaltung geöffnet wird. Dazu ist der Boden 1 mit einer ringförmigen, die Antriebs stange 19 umfassenden Auskragung 43 ausgestattet. Diese Auskragung 43 greift in eine ringförmige Nut 40 der Antriebsstange 19 ein, wobei der Boden 1 - sowie die mit diesem verbundenen Schalterteile - dadurch eine geringe Verschiebung ausführen kann, daß die Auskragung 43 eine geringere Breite aufweist als die Nut 40. Bei der Ausschaltung liegt die Auskragung 43 an der Schulter 41 der Nut 40 an. Bei der Einschaltung liegt die Auskragung 43 dagegen an der Schulter 42 an. Bei dieser Ausbildung gleitet der Boden 1 gasdicht auf der Antriebsstange 19. Mit der Antriebsstange 19 ist eine Haltenase 45 verbunden, die an eine Aussparung 44 des Verschlußorgans 8 eingreift. Diese Haltenase 45 ist so angeordnet, daß sie bei einer Einschaltung das Verschlußorgan 8, bedingt durch die Relativbewegung des Bodens 1 gegenüber der Antriebsstange 19, aus seiner Schließstellung hebt. Dadurch ist die Druckkammer 3 über die Einströmöffnung 7 mit dem Kompres sionsraum 11 verbunden. Der Pfeil durch die Einströmöffnung 7 zeigt die Ansaugung des in der Druckkammer 3 befindlichen Gases in den Kompres sionsraum 11. Gleichzeitig ist in der oben beschriebenen Weise die Öff nung 10′ verschlossen. Das Frischgas kann wie bei Fig. 3 beschrieben in die Druckkammer 3 strömen. Auch bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Relativ bewegung des Bodens 1 gegenüber der Antriebsstange 19, wie bereits er läutert, durch die Masseträgheit, die Reibung und die Drücke.

Fig. 5 zeigt dieselbe Ausbildung bei der Ausschaltung eines stromstarken Lichtbogens. Die Einströmöffnung 7 wurde dadurch, daß der Stift 18 das Entlüftungsventil 14 geöffnet hat (zweite Phase der Ausschaltung) unter dem Druck der Feder 24 auf das Verschlußorgan 8 geschlossen und die Gasdruck welle strömt durch die Öffnung 10′ in die Druckkammer 3. Bei Annäherung des Stromes an den Nulldurchgang öffnet das Rückschlagventil 6 und der Licht bogen wird beblasen.

Fig. 6 zeigt die Ausbildung gemäß Fig. 4 bei der Ausschaltung eines stromschwachen Lichtbogens. Das im Kompressionsraum 11 komprimierte Gas strömt durch die Einströmöffnung 7 unter Öffnung des Verschlußorgans 8 gegen den Druck der Feder 24 und unter Verschließung der Öffnung 10′ in die Druckkammer 3. Von dort strömt dieses Löschgas unter Öffnung des Rück schlagventils 6 zur Schaltstrecke, wo der Lichtbogen beblasen wird. Die Trennwand 25 ist an ihrem unteren Ende 46 so ausgebildet, daß sie mit dem Verschluß 48, welcher durch den oberen Teil des senkrechten Schenkels des Verschlußorgans 8 gebildet wird, zur Anlage kommt und dadurch eine Schließung der Öffnung 10′ bewirkt.

Bezugszeichenliste F 88/32

1 und 2 Böden (welche den Kompressionsraum 11 be grenzen)
3 Druckkammer
4 Schaltstrecke
5 Ausströmöffnung
6 Rückschlagventil
7 Einströmöffnung
8 Verschlußorgan
9 Gasspeicherraum
10 Öffnung
10′ verschließbare Öffnung (Öffnung 10 als verschließbare Öffnung ausgebildet)
11 Kompressionsraum
12 Isolierstoffdüse
13 Entlüftungsbohrung
14 Entlüftungsventil
14′, 14′′ Feder (des Entlüftungsventils 14)
17 Kompressionszylinder
18 Stift
19 Antriebsstange
20 Schaltstück (feststehend)
21 Schaltstück (beweglich)
23 Lichtbogen
24 Feder
25 Trennwand
26 Einlaß
30 Belüftungsöffnung
31 Feder
32 Kontakt
33 Bund
34 Arme
35 ringförmige Ausnehmung (der Antriebsstange 19)
36 Schulter
37 Sprengring
38 Auskragung (nach innen in die ringförmige Ausnehmung 35 eingreifend)
39 Ausnehmung (in der Art radial angeordneter Ausfräsungen)
40 ringförmige Nut (der Antriebsstange 19)
41, 42 Schultern der ringförmigen Ausnehmung 40
43 Auskragung (nach innen in die ringförmige Nut 40 eingreifend)
44 Aussparung (des Verschlußorgans 8)
45 Haltenase
46 unteres Ende der Trennwand 25, zusammenwirkend mit dem Absatz 47 (ausgebildet als Auskragung der Antriebsstange) beziehungsweise 48 (ausgebildet als senkrechter Schenkel des Verschlußorgans 8)

Claims

1. SF₆-Eindruckschalter mit einer mit Isoliergas gefüllten Schaltkammer, mindestens zwei Schaltstücken, von denen mindestens eines durch eine Antriebsstange bewegbar ist, einer durch diese Schaltbewegung betätig baren Kompressionseinrichtung für das Isoliergas deren Kompressionsraum von zwei gegenüberliegenden, relativ zueinander bewegbaren Böden begrenzt ist, wobei zwischen der Isolierstoffdüse und dem ihr zugewandten Boden eine Druckkammer angeordnet ist, welche in Richtung der Schaltstrecke eine durch ein Rückschlagventil verschließbare Ausströmöffnung aufweist, sowie im Boden eine mittels eines Verschlußorgans verschließbare Einströmöffnung angeordnet ist und ein mit der Schaltstrecke verbundener Gasspeicherraum sich bis zu einer mittels des Verschlußorgans ver schließbaren Öffnung erstreckt, welche in den der Ausströmöffnung abgewandten Teil der Druckkammer mündet, wobei in einer ersten Position des Verschlußorgans die Einströmöffnung geöffnet und die Öffnung verschlossen ist und in einer zweiten Position des Verschlußorgans die Einströmöffnung geschlossen und die Öffnung geöffnet ist und dabei die Positionsänderung des Verschlußorgans durch den zurückgelegten Schaltweg oder durch die auftretende Drücke steuerbar ist (nach Patentanmeldung P 38 10 091), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kompressionsraum (11) und der Druckkammer (3) eine Belüftungsöffnung (30, 7) mit einem Ventil (35 bis 39; 7, 8, 24 und 40 bis 48) angeordnet ist und daß das Ventil (35 bis 39 oder 7, 8, 24 und 40 bis 48) sowie das Rückschlagventil (6) bei der Einschaltung des Schalters geöffnet sind.

2. SF₆-Eindruckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (6) mit einer Feder (31) ausgestattet ist, deren Federkonstante so bemessen ist, daß das Rückschlagventil (6) bei einer durch stromstarke Lichtbögen entstehenden Gasdruckwelle schließt, jedoch beim Ansaugen von Gas in den Kompressionsraum (11) geöffnet bleibt.

3. SF₆-Eindruckschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Ventil (35 bis 39), bei dem der die Druckkammer (3) vom Kompres sionsraum (11) trennende Boden (1) mit einer ringförmigen, die Antriebs stange (19) umfassenden Auskragung (38) ausgestattet ist, wobei die Auskragung (38) so in eine ringförmige Ausnehmung (35) der Antriebs stange (19) eingreift, daß die Auskragung (38) bei einer Einschaltbewe gung dichtend an einem die Ausnehmung (35) begrenzenden Sprengring (37) anliegt und bei einer Ausschaltbewegung die Auskragung (38) an einer Schulter (36) der Ausnehmung (35) anliegt, wobei die Druckkammer (3) über Ausnehmungen (39) mit dem Kompressionsraum (11) verbunden ist.

4. SF₆-Eindruckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (39) als radial angeordnete Ausfräsungen an der der Schulter (36) zugewandten Seite der Auskragung (38) angeordnet sind.

5. SF₆-Eindruckschalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan (8) als axial verschiebbarer Ring mit L- förmigem Querschnitt ausgebildet ist, wobei in der ersten Position des Verschlußorgans (8) der axiale Schenkel dichtend vor die Öffnung (10) geschoben und die Einströmöffnung (7) freigegeben ist und in der zweiten Position die Öffnung (10) freigegeben und die Einströmöffnung (7) durch den radialen Schenkel verschlossen ist, und daß die axiale Verschiebung des L-förmigen Rings durch eine Entlüftung des Kompressionsraums (11) bewirkt ist.

6. SF₆-Eindruckschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftung des Kompressionsraumes (11) durch eine Entlüftungsboh rung (13) mit einem Entlüftungsventil (14) bewirkt ist, welches gegen die Kraft einer Feder (14′) öffnet, wobei die Federkonstante so bestimmt ist, daß die Öffnung des Entlüftungsventils (14) bei einem Druck im Kompres sionsraum (11) stattfindet, der auftritt, wenn bei geschlossenem Rückschlagventil (6) die zur Lichtbogenlöschung ausreichende Distanz zwishen den Schaltkontakten (20, 21) erreicht ist.

7. SF₆-Eindruckschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (14) gegen die Kraft einer Feder (14′′) öffnet, deren Federkonstante größer als die der Feder (14′) ist, und da mit dem Boden (1) ein Stift (18) verbunden ist, welcher in seiner Länge so bemessen ist, daß er das Entlüftungsventil (14) beim Erreichen einer zur Lichtbogenlöschung ausreichenden Distanz zwischen den Schaltkontakten (20, 21) öffnet.

8. SF₆-Eindruckschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2) beim Erreichen einer zur Lichtbogenlöschung aus reichenden Distanz zwischen den Schaltkontakten (20, 21) über eine am Kompressionszylinder (17) und/oder an der Antriebsstange (19) angeordnete Aussparung läuft, welche den Kompressionsraum (11) mit der Schaltkammer verbindet.

9. SF₆-Eindruckschalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Boden (1) fest verbundene Trennwand (25) mit ihrem unteren Ende (46) dann zur Anlage an einem als Auskragung der Antriebs stange (19) ausgebildeten Absatz (47) kommt, wenn die Auskragung (38) an der Schulter (36) anliegt, wobei der Öffnung (10′) verschlossen ist.

10. SF₆-Eindruckschalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 6 bis 9 und 5, mit einem Ventil (7, 8, 24 und 40 bis 48), dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (1) mit einer ringförmigen, die Antriebsstange (19) umfassenden Auskragung (43) ausgestattet ist, wobei die Auskragung (43) in eine ringförmige Nut (40) der Antriebsstange (19) eingreift, die Auskragung (43) bei einer Einschaltbewegung an der Schulter (42) und bei einer Ausschaltbewegung an der Schulter (41) anliegt, daß der Boden (1) an der Antriebsstange (19) gasdichtet gleitet, daß eine mit der Antriebsstange (19) verbundene Haltenase (45) in eine Aussparung (44) des Verschlußorgans (8) eingreift und bei der Einschaltung dichtend vor die Öffnung (10′) schiebt, wodurch gleichzeitig die Einströmöffnung (7) geöffnet ist.

11. SF₆-Eindruckschalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (6) mit in Richtung der Schalterachse weisenden Armen (34) versehen ist, welche bei einer Einschaltung mittels eines mit der Antriebsstange (19) verbundenen Bundes (33) das Rückschlagventil (6) aus seiner Schließstellung heben.