Verfahren zum Löschen von Schaltlichtbögen und Hochspannungs-Leistungschalter

Abstract

 Bei einem Verfahren zum Löschen eines Schaltlichtbogens in einer gasgefüllten Löschkammer (3) von eiektrischen Schaltern wird eine hohe Schaitleistung mit einer Schaltstrecke bei einer gleichzeitig mit einem geringen Energieaufwand innerhalb des Nulldurchganges des Stroms möglichen Löschung des Schaltlichtbogens ohne Wiederzündung des Schaltlichtbogens durch die wiederkehrende Spannung realisiert.
Gemäß diesem Verfahren wird die Reduzierung der elektrischen Leitfähigkeit des Schaltlichtbogenplasmas dadurch bewirkt, daß im Gas vor oder/und während eines Abschaltvorganges durch äußere oder innere mechanische Mittel oder/und durch den Energieinhalt des brennenden Schaitlichtbogens ein Druckanstieg bis auf einen oberhalb des Instabilitätsbereiches eines nichtideaien Plasmas liegenden Wert herbeigeführt wird. Nach Erreichen der dazu erforderlichen Druck- und Temperaturwerte während des Schaltvorganges wird ein negativer, vom jeweils verwendeten Gas abhängiger Druckimpuis auf das nichtideale Plasma aufgebracht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löschen eines Schaltlichtbogens in einer gasgefüllten Löschkammer von elektrischen Schaltern und hat zum Ziel, hohe Schaltleistungen mit einer Schaltstrecke bei einer gleichzeitig mit einem geringen Energieaufwand innerhalb des Nulldurchganges des Stromes möglichen Löschung des Schaltlichtbogens ohne Wiederzündung des Schaltlichtbogens durch die wiederkehrende Spannung zu realisieren.

[0002] Für die Löschung des Schaltlichtbogens sind Löschverfahren bekannt, bei denen der Schaltlichtbogen durch ein Gas oder durch Gasgemische (z. B. Luft, Schwefelhexafluorid) beströmt bzw. beblasen wird. Nach einer Trennung der Kontakte entsteht der durch eine Beblasung zu löschende Schaltlichtbogen. Die Beblasung der Schaltstrecke kann vor oder nach dar Kontakttmennung einsetzen und sowohl quer oder lüngs zur Achse des Schaltlichtbogens erfolgen. Das hierzu erforderliche unter Druck stehende Löschgas wird dazu entweder einem mit Druckgas gefüllten Behölter entnomoen (DD-PS 29 033) oder die LöschGassutrömng wird durch den mit einem beweglichen Kontakt der Bchaltstrecke verbundenen Kolben innerhalb dos Schalters selbst erzeugt (z. B. DS-AS 21 44 215).

[0003] Weiterhin ist es bekannt, die Löschmittelströmung mittals des Energieinhaltes des Schaltlichtbogens selbst zu erzougen, . indem die Zersetzung von flüssigen oder festen Stoffen vorgesehen ist.

[0004] Durch die Beblasung der Schaltstrecke wird der Plasmazustand des brennenden Schaltlichtbogens verändert. Durch eine Kühlung des Lichtbogenplasmas wird die Leitfähigkeit herabgesetzt, so daß im Nulldurchgang des Stromes eine Löschung des Schaltlichtbogens erfolgt. Damit die wiederkehrende Spannung zu keiner erneuten Zündung des Schaltlichtbogens führt, wird der Kontaktabstand entsprechend gewählt und gleichzeitig wird durch die Art des Gases und die Höhe des Gasdruckes die Spannungsfestigkeit der Schaltstrecke bestimmt.

[0005] Eine weitere Möglichkeit, die Gefahr des Wiederzündens des Schaltlichtbogens zu reduzieren, besteht darin, die Schaltstrecke auf eine Leistungstrennstelle und eine Spannungstrennstelle aufzuteilen. Außerdem kann die Schaltleistung durch mehrere in Reihe liegende Schaltstrecken realisiert werden. Hierdurch hat jede Schaltstrecke unmittelbar nach dem Stroianulldurchgang einen bestimmten Spannungswert zu tragen.

[0006] Ein anderes bekanntes Verfahren benutzt für die Löschung des Schaltlichtbogens eine Vakuumkammer mit einem Innendruck von 10^-3 bis 10^-8 Torr. Der Schaltlichtbogen brennt unter Vakuum im Metalldampf und führt unter der Wirkung . des eigenen Magnetfeldes eine, meist kreisende, Bewegung aus. Der Metalldampf kondensiert an dafür vorgesehenen metallischen Schirmen, was im Nulldurchgang des Stromes bei der hier vorliegenden verringerten Iadunesträgerdichte zur Löschung des Schaltlichtbogens führt.

[0007] Ferner bekannt ist es, durch den nach der Kontakttrenmung entstandenen Schaltlichtbogen eine Flüssigkeit zu verdampfen. Nachdem sich ein hinreichend hoher Druck aufgebaut hat, wird für eine plötzliche Entspannung des Gasvolumens gesorgt. Der Dampf. kondensiert in feinen Tröpfchen und verringert durch eine Anlagerung die Beweglichkeit der freien Ladungsträger, so daß ihre _Be-schleunigung stark behindert wird, wodurch der Schaltlichtbogen erlischt.

[0008] -Bisher hat sich praktisch nur das erstgenannte Verfahren, den Schaltlichtbogen in Wechselwirkung mit einem Gasstrom zu bringen, für die Konstruktion von Schaltkammern mit hohen Nennspannungen als geeignet erwiesen. Alle anderen Verfahren und Schaltprinzipien wurden bisher vorwiegend nur für Mittelspannungsschalter angewendet.

[0009] Die Beströmung mit einem Löschgas erfordert jedoch einen großen technischen Aufwand für die zentrale Verdichtung und Speicherung oder für die Druckerzeugung während des -Ausschaltvorganges. Das Löschprinzip, das die Zersetzung eines Stoffes ausnutzt, hat den Nachteil, daß eine kurzfristige Revision erforderlich wird. Ein weiterer Nachteil bosteht darin, daß zwecks Ableitung der Zersetzungs-_ produkte die Schaltkammer mit einem die Schaltkammer umgebenden Raum in Verbindung stehen muß,

[0010] Hier will die Hrfindung Abhilfe schaffen.

[0011] Die Erfindung, die in den Ansprüchen näher definiert ist, löst dabei die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, welches es ermöglicht, die Löschung eines zwischen den Kontakten eines Schalters brennenden Bchaltlichtbogens zu bewirken, der in einer Löschkammor auftritt, die mit einem Gas gefüllt ist, das auf Grund des hohen Fülldruckcs nicht mehr den idealen Gasgesctzen folgt.

[0012] Das betrachtete Inotabilitätogebick genäß dem Fennzeichen des Anspruches 1 ist durch folgende Bedingung gekennzeichnet:

Darin bedeuten:

a,b = Elektron, Ion, Atom

F = freie Energie des Plasmas

N = Teilchenzahl

( partielle Ableitung = kleine Änderung von N_a oder N_b

[0013] Nach der erfolgten Druckerhöhung im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens muß die Temperatur des Plasmas immer kleiner als die kritische Temperatur des nichtidealen Plasmas sein. Bei der kritischen Temperatur besitzt die zugehörige Isotherme einen Wendepunkt. Die zulässige Größe der Temperaturerhöhung ist im wesentlichen abhängig von der

[0014] Größe der Schaltleistung, dem verwendeten Löschgas und dessen Ausgangsdruck in der Löschkammer, denn diese bestimmen das erforderliche Maß der Reduzierung der elektrischen Leitfähigkeit des sich zwischen den Kontakten befindenden Gases.

[0015] Als Löschgas kommt Xenon in Betracht. Bei diesem Gas ist eine Druckerhöhung auf mindestens 1800 MPa bei einer Temperaturerhöhung bis auf maximal 12000 K vorzunehmen und der während des Schaltvorganges aufzubringende negative Druckimpuls muß zu einer Absenkung des Druckes auf mindestens 1500 MPa führen.

[0016] Die Erfindung sieht auch die Verwendung von Zäsiun. als Löschgas vor. Bei diesem Gas ist eine Druckerhöhung auf mindestens 20 MPa bei einer Temperaturerhöhung bis auf maximal 9500 K erforderlich und der aufzubringende negative Druckimpuls muß den Druck in der Löschkammer auf mindestens 10 MPa während des Schaltvorganges absenken.

[0017] Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann in Darch- führung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Löschkammer zum Zeitpunkt der Einleitung eines Ausschaltvorganges, nachdem die Löschkammer zuvor unter einem vergleichsweise kleinen statischen Druck von einigen 0,1 MPa gehalten wird, ein definierter Druckanstieg herbeigeführt werden, indem encweder gespeichertes, hochgespanntes Schaltmedium über ein steuerbares Schnellventil durch einen vorzugsweise in dem feststehenden Kontakt befindlichen Kanal in die Löschkammer eingebracht wird oder aber durch Zündung eines beispielsweise durch den feststehenden Kontakt eingebrachten Sprangstoffelenentes. Dabei wird eine weitere Erhöhung des Druckes in der Löschkammer durch den nach der Kontakttrennung entstehenden Schaltlichtbogen verursacht. Wird ein definierter Druckanstieg durch Zündung eines Sprengstoffelementes herbeigeführt, so wird kurz vor Beendigung des Schaltvorganges über ein schnelles, steuerbares Ausströmventil das Gemisch aus Sprengstoffgasen und ursprünglichem Schaltmedium aus der Löschkammer herausgelassen und über ein Rückschlagventil durch ein neues Schaltmedium ersetzt.

[0018] Da die Löschkamaer nach jedem Ausschaltvorgang und während des Einschaltvorganges nur unter einem vergleichsweise kleinen statischen Druck von einigen 0,1 MPa gehalten wird, ist im eigentlichen Hochdruckvorratstank kein sehr hoher statischer Druck mehr notwendig, so daß an die Auslegung des Hochdruckvorratstankes keine besonders hohen Bedingungen mehr gestellt zu werden brauchen. Daraus ergibt sich aber auch, daß für den Einschaltvorgang nur noch verhältnismäßig wenig Kraft benötigt wird, so daß der Einschaltvorgang über einen Federkraftspeicher vorgenommen wird, indem der bewegliche Kontakt durch vorzugsweise

[0019] einen mit dem Fcderkraftspeicher indirekt in Verbindung stehenden beweglichen Prall- und Schubkorper in die Einschaltstellung bewegt wird.

[0020] Obwohl die Löschkemmer nach jedem Ausschaltvorgang und des während des Einschaltvorganges unter einem vergicichweise kleinen statischen Druck gehalten wird, ist eine ausreichenle Spannungsfestigkeit der Schaltstrecke gesichert, da beim Einschaltvorgang das Volumen der Löschkanmer sich verkleinert, was eine Erhöhung des Druckes zur Folge hat.

[0021] In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens, durch das eine Reduzierung der elektrischen Leitfähigkeit des Schaltlichtbogenplasmas bewirkt wird, kann der auf das nichtideale Plasma aufgebrachte negative Druckimpuls durch eine VolumenvergröBerung der Löschkammer und/ oder durch eine definierte Drucksenkung in der Löschkammer herbeigeführt werden, indem die Volumenvergrößerung durch Harausbewegung eines oder beider Kontakte aus der Löschkammer durch Expansion des Schaltmediums über ein schnelles, steuerbares Ausströmventil vorgenommen wird.

[0022] Wird der auf das nichtideale Plasma aufgebrachte negative Druckimpuls durch eine definierte Drucksenkung in der Löschkammer herbeigeführt, indem die Drucksenkung in der Löschkammer durch Expansion des Schaltmediums über ein schnelles, steuerbares Ausströmventil erfolgt, so wird nach jedem Ausschaltvorgang über ein weiteres Ventil der ursprüngliche stationäre Druck in der Löschkammer wieder neu hergestellt,

[0023] Die definierte Drucksenkung durch Expansion des Schaltmediums über das schnelle, steuerbare Ausströmventil dient im wesentlichen dazu, um unter Anwendung des erfindunssgemäßen Verfahrens einen Hochspannunssleistungsschalter bereitzustellen, der alle international festgelegten Schaltfälle beherrscht. Dann um beispielsweise kleine (induktive) Ströme ohne Stronabriß schalten zu können, ist es notwendig, den Plasinadruck in der Löschkammer definiert zu senken. Daraus ergibt sich, daß die Öffnungsdauer des schnellen, steuerbaren Ausströmventils in Abhängigkeit vom stationären Duck in der Löschkammer bestimmt wird.

[0024] Selbstverständlich ist es erforderlich, daß bei der Verwirklichung des er findungsgemäßen Verfahrens der beveg- liche Kontakt - kommen zwei bewegliche Kontakte zur Anwendung, so trifft das für beide zu - in den beiden Endstellungen durch eine automatische mechanische Ver- und Entriegelung gesichert wird. Erst nach der Entriegelung ist der Bewegungsprozeß des Kontaktes einzuleiten.

[0025] Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: ein Diagramm, das die thermodynamischen Eigenschaften von Xenon aufzeigt, wie bei konstantem Druck die Elektronendichte in Abhängigkeit von der Temperatur sich ändert,

Fig. 2: :einen Schnitt eines Hochspannungsleistungsschalters, bei dem der negative Druckimpuls durch eine Volunenvergrößerung der Löschkammer erfolgt,

Fig. 3: einen Schnitt eines Hochspannungsleistungsschalters, bei dem zur Herbeiführung des negativen Druckimpulses neben der Volumenvergrößerung eine definierte Drucksenkung in der Löschkammer vorgenommen wird,

Fig. 4: einen Schnitt eines Hochspannungsleistungsschalters, bei dem ein definierter Druckanstieg in der Löschkammer durch über den feststehenden Kontakt eingeleitetes hochgespanntes Schaltmedium erfolgt, eingeleite

Fig. 5: einen Schnitt eines Hochspanmungsloistungsschalters, bei dem.ein definierter Druckanstieg in der Löschkarmmer durch Zündung eines Sprcngstoffelcmntes erfolgt.

[0026] Bei dem in Fig. T dargestellten Diagramm wird zunächst davon ausgebenden, daß eine nicht weiter dargestellte Löschkammer mit einem Gas unter einem definierten Druck gefüllt ist. Als Gas findet des einatonige Gas Xenon (Xe) Anuendang. Der in der Löschkamner. vor einem Schultvorgang herrschende Druck liegt bei Werten, bei denen des XE-Gas sich noch wie ein ideales oder auch schon nichtideales Gas verhält. Durch den im Augenblick des einsetzenden Schaltvorganges entstehenden Schaltlichtbogen erfolgt eine Abgabe von freier Energie aus dem Schaltlichtbogen an das Gas. Es erhöhen sich der Druck und die Temperatur des Gases bei geringfügig durch das Betätigen des ebenfalls nicht dargestellten beweglichen Kontaktes herbeigeführter Volumenvergrößerung der Löschkasmer. Die Druckerhöhung muß auf einen solchen Wert führen, bei dem die abgegebene Energie des Schaltlichtbogens an das Gas den Arbeitspunkt für den nachfolgenden Verfahrensschritt oberhalb des Instabilitätsbereiches des Gases gewährleistet und bei nachfolgend eingeleiteter plötzlicher Druckabsenkung die erforderliche Größenordnung der Reduzierung der elektrischen Leitfälligkeit des Lichtbogenplasmas gesichert ist.

[0027] Die vorgesehene Druckerhöhung soll im Beispiel zu einem Druck von 3000 MPa bei einer Temperaturerhöhung bis auf 10⁴ K führen (siehe Fig. 1). Bei Erreichen dieses. Arbeitspunktes wird zu einem definierten Zeitpunkt nach Entstehen des Schaltlichtbogens ein negativer Druckimpuls aufgegeben, der den Druck in der Löschkammer suf einen wert von 2000 Mpa herobestzt. Im Augenblick des wirkenden Druckimpulses sinkt spontan die elektrische Leitfähigkeit des Gases bis auf einen wert unterhalb des Instabilitätsbereiches ab, woboi alle thormcdynamischen Zustandsänderungen durch das Instabilitäisgebiet laufon. Beim Durchlaufen dieses Inotebilitiitsgobictes findet ein Phacon- übergang, der Mottübergang von oinem Plasma mit hohem Ionisationsgnad zu einem mit niedrigem Ionisationsgrad statt. Der danit cerbunleme Loitfähigkeibsspfung tritt in nohreren GröBenordrungen auf,auch unter Berücksichtigung einer Bnersiesuführcung durch den Schaltlichtbogen selbst. Die eintretende sbronbegrensung als sloge der Reduzierung der Leitfähigkeit des Lichtbogenplasmas bewirkt, daß der Schaltlichtbogen im Stromnulldurchgang erlischt und danach nicht-wiederzündet.

[0028] Zu Beginn des Loschvorganges werden bei dem Hochspannungsleistungsschalter nach Fig. 2 die Kontakte 1;2 getrennt, ohne das Volumen der Löschkammer 3 merklich zu vargrößern. Durch den entstehenden Schaltlichtbogen werden der Druck und die Temperatur bis zu den notwendigen Ausgangswerten erhöht. Danach wird eine gesteuerte Volumenvergrößerung eingeleitet, die durch Hinausbewegen des beweglichen Kontaktes 2 aus der Löschkammer 3 erreicht wird. In der hochdruckbelastbaren Löschkammer 3 befindet sich ein ausgewähltes Schaltnedium (z. B. Gas) unter einem Anfangsdruck P₁ und einer Temperatur T₁. Das Löschkammervolumen V₁ (x) ist abhängig von der Stellung des beweglichen Kontaktes 2. Der Antrieb des beweglichen Kontaktes 2 erfolgt durch ein Volumen V₂, indem der Druck P₂ mit einem Steuerventil 4 einstellbar ist. Dieses steuerbare Volulnew V₂ befindet sich in einem Hochdruckantriebsteil 5. Für den Schließvorgang der Schaltstrecke wird bei geschlossenem-Steuerventil 4 über ein weiteres Ventil 6 aus einem Hochdruckvorratstahk 7 Gas entnommen, so daß P₂ > P₁ wird.

[0029] Damit beim Abschaltvorgang kein Gas in Richtung des Hochdruckvorratstarkcs 7 strömen kann, befindet sich hintor dem Prallkörper 8 ein Rückschlagventil 9. Soll zu einem definierten Zeitpunkt der Abschaltvorgang beginnen, so muß die Spule 10 dos Steuerventils 4 angesteuert werden, da sonst durch die Andrückfeder 11 das Volumen V₂ geschlossen bleibt. Erst bei Stromfluß durch die Spule 10 öffnet das Steuerventil 4, so daß P₂< P₁ wird, wodurch der bewegliche Kontakt 2 sich aus dor ßöschkammer 3 bewegt. kurz nach dem Trennen der Kontakte 1;2 entfloht ein Gchaltlichtbogen in der Löschkslmer 3, wodurch der Anfangsdruck P₁ um einen Rrjtor erhöht wird, der aber im wesentlichen abhänsig ist . von Abschaltstrom und dem Schaltmedium der Löschkamer 3.

[0030] Bei Stromnulldurchgang tritt eine merkliche Abkühlung des Plasmas in der Löschkammer 3 auf und bei gleichzeitiger Vergrößerung des Kammervolumens V₁, durch das Harausbewegen des beweglichen Kontaktes 2 tritt der beabsichtigte Plasmaphasenübergang auf. Es kommt somit zu einer sehr schnellen Senkung der Ledungsträgerdichte, so daß ein Wiederzünden des Schaltlichtbogens verhindert wird. Somit ist.es möglich, einen Schaltlichtbogen beim Stronmulldurchgang erfolgreich zu löschen, ohne daß eine Beblasung der Schaltstrecke notwendig wird.

[0031] Bei dem Hochspannungsleistungsschalter nach Fig. 3 erfolgt zur Herbeiführung des negativen Druckimpulses auch wieder eine VolumenvergröBßrung der Löschkammer 3, indem der bewegliche Kontakt 2 aus der Löschkammer 3 hinausbewegt wird. Zusätzlich ist jedoch eine definierte Drucksenkung in der Löschkammer 3 durch Expansion des Schaltmediums über das schnelle, steuerbare Ausstromventil 12 vorgesehen, dessen Öffnungsdauer in Abhängigkeit vom stationären Druck in der Lösclikammer 3 bestimmt wird. Ist der Ausschaltvorgang beendet, so wird über ein weiteres Ventil 13 der ursprüngliche stationäre Druck in der Löschkammer 3 wieder neu hergestellt. Das Schaltmedium kann dazu entweder aus dem Hochdruckvorratstank 7 entnommen werden oder ist aus einem weiteren, nicht weiter dargestellten Hochdruckbehälter zu entnehmen. Dieser wiederum kann nachgefüllt werden durch erneute Kompression des Schaltmediums mit einem Kompressor, der das aufgefangene Schaltmedium aus einem ebenfalls nicht weiter dargestellten Behälter nach Ausströmung über das schnelle, steuerbare Ausströmventil 12 wiederverwendet..

[0032] 3ei dem in Fig. 4 dargestellten Hochspsnnungsleistungsschalter wird zum Zeitpunkt der Einleitung des Ausschaltvorganges in der Löschkammer 3 ein definierter Druckanstieg herbeigeführt, indem in einem HochdruckgefäB 14 gospeichor- tes, hochgespanntes Schaltmedium über ein steuerbares Schnellventil 15 durch den in dem feststehenden Kontakt 1 befindlichen Kanal 16 in die Löschkammer 3 eingebracht wird, so daß es mit Hilfe des steuerbaren Schnellventils 15 möglich ist, die Schaltstrecke kurzzeitig in Abhängigkeit vom zu schaltenden Strom zu beaufschlagen. Das einströmende Schaltmedium innerhalb der Löschkammer 3 prallt auf den beweglichen Kontakt 2 und verursacht eine Hinausbeschleunigung des beweglichen Kontaktes 2 aus der Löschkammer 3₁ wenn sich das Steuerventil.4 im geöffneten Zustand befindet. Der nach der Kontakttrennung entstehende Schaltlichtbogen verursacht dann eine weitere Erhöhung des Druckes in der Löschkammer 3. Eine schnelle Drucksenkung in der Löschkammer 3 wird nicht nur durch Vergrößerung des Volumens in der Löschkammer 3 erreicht, indem der bewegliche Kontakt 2 aus der Löschkammer 3 herausbewegt wird, sondern auch durch gezieltes Herauslassen des Schaltmediums über das schnelle, steuerbare Ausströmventil 12. Obwohl die Fig. 4 einen Hochspannungsleistungsschalter zeigt, der auch für den Einschaltvorgang einen Druckgasantrieb vorsieht, kann dieser Einschaltvorgang auch durch einen Federkraftspeicherantrieb erfolgen, da die Löschkammer 3 nur noch unter einem Druck von einigen 0,1 MPa steht.

[0033] Gemäß dem Hochspann-mgsleistungsschalter nach Fig. 5 wird zur Herbeiführung des definierten Druckanstieges innerhalb der Löschkammer 3 durch den feststehenden Kontakt 1 ein Sprcngstoffeleujcnt 17 in Form einer Tablette durch ein Transportgefäß 13 eingsbracht, die zu einem definierten Zeitpunkt gezündet wird. Nach Zündung dieser entsteht in Abhängigkeit von der Sprengstoffsenge eine kurzzeitige Druckcrhöhung und der bewegliche Kontakt 2 wird aus der Löschkamuer 3 heruusboschleunigt. Kurz vor Ende. des Schaltvirgabges ist übor ein schnellès,-steuerbares Ausstrköm-Gemisch aus Sprengstoffgasen und ventil 19 das Gemisch aus Sprengstoffgasen und ursprünglichem Schaltmedium in der Löschkammer 3 schnell herauszulassen und durch ein neues Schaltmedium zu ersetzen. Dieser Gasaustauschprozeß wird eingeleitet durch das Öffnen. des schnellen,steuerbaren Ausströmventiles 19. Das Rückschlagventil 20 ist so eingestellt, daß bei Absenkung des Druckes in der Löschkammer 3 auf einen festgelegten Druck, beispielsweise einige 0,1 MPa, sich das Rückschlagventil 20 öffnet. Nach einer aus Experimenten bestimmten Zeitdauer für den Gesamtaustausch- und Spülprozeß wird das schnelle, steuerbare Ausströmventil 19 geschlossen, so daß sich wieder ein sehr hochspannungsfestes Schaltmedium in der Löschkammer 3 befindet.

[0034] Der Einschaltvorgang erfolgt über einen Federkraftspeicherantrieb 21, indem der bewegliche Kontakt 2 mit Hilfe des Kraftübertragungselementes 22 in die Einschaltstellung.bewegt wird.

Ansprüche

1. Verfahren zum Löschen eines Schaltlichtbogens in einer gasgefüllten Löschkammer (3) von elektrischen Schaltern, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder/und während eines Schaltvorganges durch innere oder äußere Mittel oder/und durch die freie Energie des brennenden Schaltlichtbogens in der Löschkammer (3) ein Druckanstieg bis auf einen oberhalb des Instabilitätsbereichas eines nichtidealen Plasmas liegenden wert herbeigeführt wird und nach Erreichen der dazu erforderlichen Druck- und Temperaturwerte während des Schaltvorganges ein derart negativer, vom jeweils verwendeten Gas abhängiger Druckimpuls auf das nichtideale Plasma aufgebracht wird, daß ein Phasenübergang von einem Plasma mit hoher Elektronendichte oberhalb des Instabilitätsbereiches zu einem mit niedriger, unterhalb des Instabilitätsbereiches liegender Elektronendichte eintritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Xenon als Löschgas Verwendung findet und vorzugsweise eine Druckerhöhung auf mindestens 1800 MPa bei einer Temperaturerhöhung bis auf maxinal 12000 K vorgenommen wird und daß während des Schaltvorganges ein negativer Druckimpuls aufgebracht wird, der zu einer Absenkung des Druckes auf mindestens 1500 MPa führt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Zäsium als.Löschgas Verwendung findet und vorzugsweise eine Druckerhöhung auf mindestens 20 MPa bei einer Tonperaturer-.. höhung bis auf naxinal 9500 K vorgenommen wird und daß während des Schaltvorganges ein negativer Druckinpuls aufgebracht wird, der zu einer Absenkung des Druckes auf mindestens 10 MPa führt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der auf das nichtideale Plasma aufgebrachte negative Druckimpuls durch eine Volumenvergrößerung der Löschkammer (3) und/oder durch eine definierte Drucksenkung in der Löschkamuer (3) herbeigeführt wird, indem die Volumenvergrößerung durch Heraufsbewegung eines oder beider Kontakte (1;2) aus der Löschkaomer (3) erfolgt und die definierte Drucksenkung in der Iöschkammer· (3) durch Expansion des Schaltmediums über ein schnelles, steuerbares Ausströmventil (12) vorgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem bei definierter Drucksenkung in der Löschkammcr (3) durch Expansion des Schaltmediums über ein schnelles, steuerbares Ausströmventil (12) nach jedem Ausschaltvorgang über ein weiteres Ventil (13) der ursprüngliche stationäre Druck in der Löschkamser (3) neu hergestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, bei dem die Öffnungsdauer des schnellen, steuerbaren Ausströmventils (12) in Abhängigkeit vom stationären Druck in der Löschkammer (3) bestimmt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in der Lösch- kammr (3) zum Zeitpunkt der Einleitung eines Ausschaltvorgenges, nachdem die Löschkammer (3) zuvor unter einem vergleichsweise kleinen statischen Druck von einigen 0,1 MPa gehalten wird, ein definierter Druckanntieg herbeigeführt wird, indem entweder gespeichertes, hochgespanntes Schaltmcdium ein steuerbares Schnellvcntil (15) durch einen vorzugswoise in dem feststehenden Kontakt (1) befindlichen Kanal (16) in die ßöschkumer (3) eingebracht wird oder aber durch Zündung eines beispielsweise durch den feststehenden Kontakt (1) eingebrachten Sprengstoffelonontes (17).

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei in Kerbeiführung eines definierten Druckanstieges durch Zündung eines Sprengstoffelementes (17) kurz vor Beendigung des Schaltvorganges über ein schnelles, steuerbares Ausströmventil (19) das Gemisch aus Sprengstoffgasen und ursprünglichem Scmltimedium aus der Löschkammer (3) herausgelassen und über ein Rückschlagventil (20) durch ein neues Schaltmedium ersetzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, bei dem durch den nach der Eontakttrennung entstehenden Schaltlichtbogen eine weitere Erhöhung des Druckes in der Löschkammer (3) erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, bei dem der Einschaltvorgang über einen Federkraftspeicher (21) vorgenommen wird, indem der bewegliche Kontakt (2) durch vorzugsweise ein mit dem Federkraftspeicher (21) indirekt in Verbindung stehendes bewegliches Kraft- übertragungselenent (22) in die Einschaltstellung bewegt wird.

Zeichnung