Schaltkammer eines Hochspannungsschalters mit einem Heizvolumen zur Aufnahme von schaltlichtbogenerzeugtem Löschgas

Abstract

 Die Schaltkammer ist für einen gasisolierten Hochspannungsschalter bestimmt. Sie enthält eine Kontaktanordnung (2) mit zwei längs einer Achse (5) relativ zueinander beweglichen Lichtbogenkontakten (3, 4), mit einer Isolierdüse (6), einer Isolierhilfsdüse (11), einem Heizvolumen (7) und einem Heizkanal (10). Der Heizkanal (10) ist zwischen der Isolierdüse (6) und der Isolierhilfsdüse (11) teilweise axial geführt und verbindet eine Lichtbogenzone (9) mit dem Heizvolumen (7). Ein ins Heizvolumen (7) mündender Abschnitt (12) des Heizkanals (10) ist nach innen gegen die Achse (5) geneigt.
Beim Abschalten eines Kurzschlussstroms in der Lichtbogenzone (9) gebildetes Heissgas (13) strömt daher mit einer nach innen gerichteten Geschwindigkeitskomponente ins Heizvolumen (7) und kann in achsennahen Bereichen tief ins Heizvolumen (7) eindringen. Die Qualität eines im Heizvolumen (7) aus dem Heissgas (13) und bereits vorhandenem Kaltgas (16, 18) gebildeten Löschgases, welches der Beblasung eines beim Ausschalten in der Lichtbogenzone (9) brennenden Schaltlichtbogens (8) dient, kann so verbessert werden.

Beschreibung

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltkammer eines Hochspannungsschalters mit einem Heizvolumen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft auch einen Schalter mit einer solchen Schaltkammer.

[0002] Die Schaltkammer der eingangs genannten Art ermöglicht im Spannungsbereich von bis zu einigen hundert kV das Abschalten von Kurzschlusströmen im Bereich von 50 und mehr kA. Sie enthält eine axialsymmetrisch ausgeführte Kontaktanordnung mit zwei längs einer Achse relativ zueinander beweglichen Lichtbogenkontakten, eine Isolierdüse, eine lsolierhilfsdüse, ein Heizvolumen und einen zwischen Isolierdüse und Isolierhilfsdüse teilweise axial geführten und eine Lichtbogenzone mit dem Heizvolumen verbindenden Heizkanal. Die beim Abschalten eines Kurzschlusstrom einen leistungsstarken Schaltlichtbogen aufnehmende Lichtbogenzone ist beim Abschalten eines Kurzschlussstroms in axialer Richtung von den beiden Lichtbogenkontakten und in radialer Richtung von der Isolierdüse und der Isolierhilfsdüse begrenzt. Durch den Schaltlichtbogen gebildetes heisses Gas wird von der Lichtbogenzone über einen Heizkanal in ein die Schaltstücke koaxial umfassendes Heizvolumen geführt. Im Heizvolumen wird das zugeführte heisse Gas mit bereits vorhandenem kalten Gas gemischt und bei Annäherung des abzuschaltenden Stroms an einen Nulldurchgang als Löschgas zur Beblasung des Schaltlichtbogens in die Lichtbogenzone geführt.

[0003] Die von der dielektrischen Festigkeit der Schaltkammer bestimmte Ausschaltleistung eines mit dieser Schaltkammer ausgerüsteten Hochspannungsschalters hängt von der Dichte des Löschgases, d.h. vom Druck und der Temperatur des Löschgases, ab. Werden heisses und kaltes Gas nur unvollständig miteinander vermischt, so können nach dem Nulldurchgang des Kurzschlussstroms im Heizvolumen noch Heissgasblasen vorhanden sein, die mit dem Löschgas in die Lichtbogenzone zurückkehren und gegebenenfalls zu einer unerwünschten Rückzündung führen können.

STAND DER TECHNIK

[0004] Eine Schaltkammer der eingangs genannten Art mit einer axialsymmetrischen Kontaktanordnung ist beschrieben in DE 19910166 A1. Bei dieser Schaltkammer kommuniziert eine beim Ausschalten gebildete und von zwei Lichtbogenkontakten axial begrenzte Lichtbogenzone über einen axialsymmetrischen Heizkanal mit einem nach Art eines Torus ausgebildeten Heizvolumen. Der Heizkanal mündet mit einem gegenüber der Symmetrieachse nach aussen geneigten Abschnitt ins Heizvolumen. Von einem Schaltlichtbogen in der Lichtbogenzone gebildetes heisses Gas tritt daher mit einer von der Achse weg nach aussen geführten Geschwindigkeitskomponente ins Heizvolumen.

[0005] In dem von D.Yoshida, H.Ito, H.Kohyama, T.Sawada, K.Kamei und M.Hidaka verfassten Bericht "Evaluation of Current Interrupting Capability of SF6 Gas Blast Circuit Breakers", Proceedings of the XIV International Conference on Gas Discharge and their Applications (Liverpool, 2 - 6 Sept.2002), wird gezeigt, dass es für eine gute Durchmischung eines axial mit Heissgas angeströmten und Kaltgas enthaltenden torusförmigen Heizvolumens einer Schaltkammer vorteilhaft ist, wenn das Verhältnis der Länge L dieses Volumens in axialer Richtung zur Quadratwurzel des Querschnitts A senkrecht zur Achse etwa 0,5 beträgt.

[0006] Ferner beschreiben Georges Gaudart, Pierre Chévrier, Vicenzo Girlando und Antonio Lubello im Bericht "New Circuit Breaker 245 kV 50 kA 50 Hz and 60 HZ with a very low operating energy", 2nd European Conference on HV & MV Substation Equipment (Lyon, France, 20-21 November, 2003), eine Schaltkammer für einen Hochspannungsleistungsschalter, bei der zur Antriebsunterstützung ein torusförmig ausgebildetes Heizvolumen vorgesehen ist, in das der Heizkanal axial einmündet. Zur Verbesserung der Durchmischung von einströmendem Heissgas und bereits vorhandenem kaltem Gas sind an der Mündung des Heizvolumens als Rohr ausgebildete und axial ins Heizvolumen geführte Führungselemente für das Heissgas angeordnet.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0007] Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltkammer der eingangs genannten Art zu schaffen, in der Kaltgas und beim Ausschalten erzeugtes Heissgas zur Bildung eines qualitativ hochwertigen Löschgases mit einfachen Mitteln wirksam durchmischt werden und so eine gute Ausschaltleistung der Schaltkammer und eines mit dieser Schaltkammer ausgerüsteten Schalters gewährleistet ist.

[0008] Bei der Schaltkammer und dem Schalter nach der Erfindung ist ein ins Heizvolumen mündender Abschnitt des Heizkanals nach innen gegen die Achse geneigt.

[0009] Durch diese Massnahme wird zum einen erreicht, dass ins Heizvolumen einströmendes Heissgas eine nach innen gerichtete Geschwindigkeitskomponente aufweist und längs einer axial ausgerichteten Innenwand des Heizvolumens an eine das Heizvolumen in Strömungsrichtung axial begrenzende Rückwand geführt wird. Die nach innen gerichtete Geschwindigkeitskomponente verhindert ein Ablösen der Heissgasströmung von der Innenwand und ermöglicht daher in achsennahen Bereichen ein tiefes Eindringen des heissen Gases ins Heizvolumen. Zugleich setzt dann im Heizvolumen vorhandenes kühles Löschgas dem einströmenden Heissgas nur einen verhältnismässig kleinen Strömungswiderstand entgegen, so dass das die Geschwindigkeit des einströmenden Heissgases nicht wesentlich reduziert wird. Eine die Vermischung des Heissgases mit kühlem Löschgas fördernde Wirbelbildung findet daher erst in einem relativ grossen Abstand von der Mündung des Heizkanals ins Heizvolumen statt. Der gebildete Wirbel bleibt wegen der geringen Viskosität des Heissgases über einen vergleichsweise grossen Zeitraum von mehreren Millisekunden weitgehend stabil, so dass über diesen Zeitraum an der Mündung des Heizkanals ins Heizvolumen kühles Gas erhalten bliebt. Bei Annäherung des abzuschaltenden Stroms an einen Nulldurchgang und Einsetzen einer Löschgasströmung aus dem Heizvolumen in die Lichtbogenzone steht dann schon zu Beginn eines Lichtbogenlöschvorganges kühles Löschgas zur Beblasung des Schaltlichtbogens zur Verfügung. Dadurch und durch nachfolgend ausströmendes Löschgas mit guten Löscheigenschaften, das durch intensives Vermischen infolge des lange wirkenden Wirbel in einem von der Mündung abgewandten Teil des Heizvolumens gebildet wird, ist sichergestellt, dass Kurzschlussströme unterschiedlicher Höhe und Dauer erfolgreich unterbrochen werden können.

[0010] Zudem anderen ermöglicht der nach innen geneigte Verlauf des Mündungsabschnitts eine Reduktion der Abmessungen des Heizvolumens in radialer Richtung. Eine den Heizkanal auf seiner Innenseite begrenzende lsolierhilfsdüse kann an der Mündungsstelle des Heizkanals ins Heizvolumen abgeschrägt werden, so dass die Innenwand des Heizvolumens dann von einem einen geringen Durchmesser aufweisenden Kontaktträger eines Lichtbogenkontakts der Schaltkammer gebildet wird. Der Aussendurchmesser des Heizvolumens kann daher reduziert und so die Fertigungskosten der Schaltkammer herabgesetzt werden.

[0011] Grosse Neigungswinkel ermöglichen zwar eine wirtschaftlich vorteilhafte Reduktion des Aussendurchmessers des Heizvolumens, jedoch weist die Heissgasströmung mit wachsenden grossen Neigungswinkeln zunehmend die Tendenz auf, sich vorzeitig von der Innenwand abzulösen. Oberhalb eines Neigungswinkels von 45° ist diese Ablösetendenz bei bestimmten Strömungsgeschwindigkeiten gegebenenfalls schon relativ stark ausgeprägt. Eine besonders gute axial orientierte Führung des Heissgases ins Innere des Heizvolumens bei gleichzeitig klein gehaltenem Aussendurchmesser des Heizvolumens wurde mit einem zwischen 10° und 30° liegenden Neigungswinkel erreicht.

[0012] Mit Vorteil ist der Mündungsabschnitt nach Art eines sich in Neigungsrichtung verjüngenden, hohlen Kegelstumpfs ausgeführt. Ein solcher Mündungabschnitt kann durch Ausführen folgender Massnahmen erreicht werden:

Abschrägen einer Isolierhilfsdüse, Festsetzen der Isolierhilfsdüse am Kontaktträger des vorgenannten Lichtbogenkontakts, Einformen einer den Mündungsabschnitt nach aussen begrenzenden und eine Mantelfläche des hohlem Kegelstumpfs bildenden konischen Fläche in die Isolierdüse und Festsetzen der Isolierdüse.

[0013] Ist diese Mantelfläche am Übergang vom Mündungsabschnitt zum Heizvolumen von einer als Ring ausgebildeten, scharfen Kante begrenzt, so erleichert diese Kante die Ablösung der Heissgasströmung von der Mantelfläche und begünstigt zugleich zusätzlich die Bildung des Wirbels an der Rückwand des Heizvolumens. Bei einer von einem Schaltlichtbogen geringer Leistung erzeugten, schwachen Heissgasströmung wird so mit Sicherheit stromabwärts der Kante ein die Vermischung von Heissgas und Kaltgas fördernder Wirbel gebildet, welcher auch bei leistungsschwachen Schaltlichtbögen zu einem Löschgas guter Qualität führt. Eine weitere Verbesserung der Führung der Heissgasströmung und damit auch der dielektrischen Eigenschaften des Löschgases wird dadurch erreicht, dass die scharfe Kante an einem nach Art einer Nase ins Heizvolumen ragenden Ring angeordnet ist.

[0014] Die vorteilhaften Wirkungen des geneigten Heizkanals bleiben weitgehend erhalten, wenn der Mündungsabschnitt mindestens zwei in Neigungsrichtung erstreckte und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnete Teilkanäle aufweist. Dies gilt vor allem dann, wenn die Teilkanäle jeweils ein nach Art einer Banane ausgeführtes Querschnittsprofil aufweisen.

[0015] Weist der Heizkanal über seine gesamte Länge einen weitgehend konstanten Querschnitt auf, so kann auch die Strömungsgeschwindigkeit des Heissgases unter Beibehalt einer nach innen gerichteten Geschwindigkeitskomponente im gesamten Mündungsabschnitt konstant gehalten werden. Die Wahrscheinlichkeit einer unerwünschten vorzeitigen Wirbelbildung im Heizkanal infolge von Strömungsinhomogenitäten wird so reduziert.

[0016] Ist der Mündungsabschnitts als sich in Neigungsrichtung verjüngender, hohler Kegelstumpf ausgebildet, so wird der konstante Querschnitt im Mündungsabschnitt dadurch erreicht, dass die Innenfläche des hohlen Kegelstumpfs stärker geneigt ist als dessen Mantelfläche. Eine solche Bemessung des Heizvolumens begünstigt die Bildung und Stabilisierung des Wirbels in einem stromabwärts der Mündung gelegenen Teil des Heizvolumens.

[0017] Ist das Heizvolumen nach Art eines Torus ausgebildet ist und weist es in Umfangsrichtung einen vorwiegend rechteckigen Querschnitt auf, so ist es für die Bildung und Stabilisierung des Heissgaswirbels und damit auch für die Qualität des durch Mischen von Heiss- und Kaltgas erzielten Löschgases von Vorteil, wenn das Verhältnis von Länge des Torus in axialer Richtung zu Höhe des Torus in radialer Richtung zwischen 1 und 3 liegt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0018] Anhand von-Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig.1

eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt auf einen oberhalb einer Achse gelegenen Teil einer ersten Ausführungsform einer Schaltkammer nach der Erfindung,

Fig.2

eine Aufsicht auf einen längs II-II geführten Schnitt durch die Schaltkammer nach Fig.1,

Fig.3

eine Aufsicht auf einen entsprechend Fig.2 geführten Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Schaltkammer nach der Erfindung,

Fig. 4

eine Aufsicht auf einen entsprechend Fig.2 geführten Schnitt durch eine dritte Ausführungsform der Schaltkammer nach der Erfindung, und

Fig.5

eine Aufsicht auf einen axial geführten Schnitt auf einen oberhalb einer Achse gelegenen Teil einer vierten Ausführungsform einer Schaltkammer nach der Erfindung.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0019] In allen Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Teile. Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Schaltkammer eines Hochspannungsleistungsschalters enthält ein mit einem komprimierten Isoliergas, etwa auf der Basis von Schwefelhexafluorid, Stickstoff, Sauerstoff oder Kohlendioxid oder von Mischungen dieser Gase untereinander, beispielsweise Luft, gefülltes und weitgehend axialsymmetrisch gestaltetes Gehäuse 1 sowie eine vom Schaltkammergehäuse 1 aufgenommene und ebenfalls weitgehend axialsymmetrisch gestaltete Kontaktanordnung 2. Von der während eines Abschaltvorgangs dargestellte Kontaktanordnung 2 sind zwei Lichtbogenkontakte 3, 4 dargestellt, von denen der Lichtbogenkontakt 3 längs einer Achse 5 bewegbar angeordnet und der Lichtbogenkontakt 4 feststehend im Gehäuse 1 gehalten ist. Der Lichtbogenkontakt 4 muss nicht notwendigerweise feststehend, er kann auch beweglich ausgebildet sein. Die beiden Lichtbogenkontakte 3, 4 sind von einer Isolierdüse 6 und einem Heizvolumen 7 zum Speichern von Löschgas koaxial umfasst. Das Heizvolumen 7 ist nach Art eines Torus mit einem rechteckigen Querschnitt in Umfangsrichtung ausgeführt. Bei einem für Nennspannungen von typischerweise 200 bis 300 kV und für einen Nenn-Kurzschlussausschaltstrom von typischerweise 50 bis 70 kA bestimmten Schalter kann das Heizvolumen 7 im allgemeinen ca. 1 bis 2 Liter unter Druck stehendes Löschgas aufnehmen.

[0020] In der nicht dargestellten Einschaltposition der Kammer ist das linke Ende des Lichtbogenkontakts 4 in stromleitender Weise in das rechte Ende des rohrförmig ausgebildeten Lichtbogenkontakts 3 eingeschoben. Beim Ausschalten trennen sich die beiden Lichtbogenkontakte 3, 4 voneinander und bildet sich hierbei ein auf den beiden Enden der Lichtbogenkontakte fussender Lichtbogen 8, der - wie Fig.1 entnehmbar ist - in einer Lichtbogenzone 9 brennt. Die Lichtbogenzone 9 ist von den beiden Lichtbogenkontakten 3, 4 axial und von der Isolierdüse 6 und einer Isolierhilfsdüse 11 radial begrenzt. Die Lichtbogenzone 9 kommuniziert mit einem Heizkanal 10. Der Heizkanal 10 ist zwischen der Isolierdüse 6 und der lsolierhilfsdüse 11 teilweise axial geführt und mündet mit einem nach innen gegen die Achse 5 geneigten Abschnitt 12 ins Heizvolumen 7. Der Neigungswinkel beträgt α. Die Isolierhilfsdüse 11 umfasst das von Kontaktfingern gebildete freie Ende des Lichtbogenkontakts 3 in Umfangsrichtung.

[0021] In einer Halbwelle des abzuschaltenden Stroms ist der Druck in der Lichtbogenzone 9 im allgemeinen grösser als im Heizvolumen 7. Der Heizkanal 10 führt dann vom Lichtbogen 8 gebildetes heisses Gas ins Heizvolumen 7. Lässt die Heizwirkung des Lichtbogens 8 bei Annäherung an den Nulldurchgang des Stroms nach, so erfolgt eine Strömungsumkehr. Im Heizvolumen 7 gespeichertes Gas strömt als Löschgas über den Heizkanal 10 in die Lichtbogenzone 9 und bebläst dort den Lichtbogen 8 mindestens solange bis dieser im Stromnulldurchgang gelöscht ist.

[0022] Die Qualität des zur Lichtbogenbeblasung im Heizvolumen 7 gespeicherten Löschgases und damit auch die Ausschaltleistung der Schaltkammer hängen von der durch Druck und Temperatur des Löschgases bestimmten Gasdichte ab. Druck und Temperatur werden vor allem durch Stromstärke und Dauer des Schaltlichtbogens bestimmt, unter anderem aber auch durch Form und Rauminhalt des Heizvolumens 7. Während die Grösse des Heizvolumens 7 nur den Druckaufbau beeinflusst, werden durch die Form des Heizvolumens die Gasdurchmischung und damit die Löschgastemperatur beeinflusst. Die Qualität des Löschgases hängt aber auch wesentlich vom Strömungsverhalten des heissen Gases auf dem Weg von der Lichtbogenzone 9 ins Heizvolumen 7 ab. Dadurch, dass der Mündungsabschnitt 12 nach innen geneigt in die Heizkammer 7 einläuft, erhält das durch einen Doppelpfeil 13 gekennzeichnete Heissgas eine nach innen gerichtete Geschwindigkeitskomponente und wird längs eines rohrförmigen Kontaktträgers 14 des Lichtbogenkontakts 3 an eine das Heizvolumen in Strömungsrichtung axial begrenzende Rückwand 15 geführt. Die nach innen gerichtete Geschwindigkeitskomponente verhindert ein Ablösen der Heissgasströmung 13 vom Kontaktträger 14, welche die axial ausgerichtete Innenwand des Heizvolumens 7 bildet, und ermöglicht so in achsennahen Bereichen tiefes Eindringen der Heissgasströmung 13 ins Heizvolumen. Eine die Vermischung des Heissgases 13 mit Kaltgas 16 fördernde Verwirbelung findet daher erst weit von der Einmündung des Heizkanals 10 ins Heizvolumen 7 entfernt statt. Ein bei der Verwirbelung gebildeter Heissgaswirbel 17 bleibt wegen der geringen Viskosität des Heissgases über einen vergleichsweise grossen Zeitraum von mehreren Millisekunden weitgehend stabil, so dass über diesen Zeitraum an der Mündung des Heizkanals ins Heizvolumen Kaltgas 18 erhalten bleibt.

[0023] Bei Annäherung des abzuschaltenden Stroms an einen Nulldurchgang und Einsetzen einer Löschgasströmung aus dem Heizvolumen 7 in die Lichtbogenzone 9 steht dann schon zu Beginn eines Lichtbogenlöschvorgangs das Kaltgas 18 als besonders hochwertiges Löschgas zur Beblasung des Schaltlichtbogens zur Verfügung. Auch ein später wirkender Anteil des Löschgas, der durch intensives Vermischen des Heissgaswirbels 17 im hinteren Teil des Heizvolumens 7 mit dem Kaltgas 16 gebildet wurde, ist qualitativ hochwertig und stellt so sicher, dass Kurzschlussströme unterschiedlicher Höhe und Dauer erfolgreich unterbrochen werden können.

[0024] Aus Fig.1 ist ersichtlich, dass der nach innen geneigte Verlauf des Mündungsabschnitts 12 die Abmessungen des Heizvolumens 7 in radialer Richtung reduziert. Ersichtlich ist die Isolierhilfsdüse 11 im Mündungsabschnitt 12 abgeschrägt ausgebildet. Die Innenwand des Heizvolumens 7 wird daher von dem einen geringeren Durchmesser als die lsolierhilfsdüse 11 aufweisenden Kontakträger 14 des Lichtbogenkontakts 3 gebildet, so dass der den Rauminhalt des Heizvolumens 7 bestimmende Aussendurchmesser dieses Volumens reduziert werden kann.

[0025] Der Neigungswinkels α kann bis zu 45° betragen. Bei grösseren Winkeln tendiert die Heissgasströmung dazu, sich vorzeitig vom Kontaktträger 14 abzulösen. Eine gut ausgebildete axiale Führung des Heissgases 13 ins Innere des Heizvolumens 7 bei gleichzeitig klein gehaltenem Aussendurchmesser des Heizvolumens wird mit Neigungswinkeln α erreicht, die zwischen 10° und 30° liegen.

[0026] In der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Schaltkammer nach der Erfindung ist der Mündungsabschnitt 12 nach Art eines sich in Neigungsrichtung verjüngenden, hohlen Kegelstumpfs ausgeführt. Der hohle Kegelstumpf kann durch konisches Abschrägen der Isolierhilfsdüse 11 unter Bildung einer als Innenfläche 19 des hohlen Kegelstumpfs wirkenden konischen Fläche, Einformen einer als Mantelfläche 20 des Kegelstumpfs wirkenden konischen Fläche in die Isolierdüse 11 und nachfolgendes Festsetzen der Isolierhilfsdüse 11 am Kontaktträger 14 und der Isolierdüse 6 an der mit dem Bezugszeichen 21 gekennzeichneten Aussenwand des Heizvolumens 7 erreicht werden.

[0027] Der Heizkanal 10 weist über seine gesamte Länge weitgehend konstanten Querschnitt auf. Die Strömungsgeschwindigkeit des Heissgases ist daher im gesamten Heizkanal, insbesondere auch im Mündungsabschnitt 12, weitgehend konstant. Die Wahrscheinlichkeit einer unerwünschten vorzeitigen Wirbelbildung im Heizkanal 10 infolge von Strömungsinhomogenitäten wird so gering gehalten. Der konstante Querschnitt im Mündungsabschnitt 12 wird dadurch erreicht, dass die Fläche 19 stärker geneigt ist als die Fläche 20.

[0028] Aus Fig.1 ist ersichtlich, dass die Mantelfläche 20 am Übergang vom Mündungsabschnitt 12 ins Heizvolumen 7 von einer als Ring ausgebildeten, scharfen Kante 22 begrenzt ist. Diese Kante erleichtert das Ablösen der Heissgasströmung 13 von der Mantelfläche 20 und begünstigt daher die Bildung des Wirbels 17 erst an der Rückwand 15 des Heizvolumens. Der Radius der Kante 22 beträgt typischerweise 0,1 bis 1 mm.

[0029] Bei der Ausführungsform der Schaltkammer gemäss Fig.5 ist die Kante 22 an einem nach Art einer Nase ins Heizvolumen ragenden Ring 23 angeordnet. Der Ring 23 sorgt für eine verbesserte Führung der Heissgasströmung 13 im Mündungsbereich.

[0030] Anstelle als hohler Kegelstumpf kann der Mündungsabschnitt 12 auch anders geformt sein. Aus den Figuren 3 und 4 ist ersichtlich, dass der Mündungsabschnitt in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnete Teilkanäle 12' (Fig.3) und 12" (Fig.4) aufweisen kann, welche wie in Fig.3 dargestellt etwa kreisförmigen Querschnitt oder wie aus Fig.4 ersichtlich ein nach Art einer Banane ausgeführtes Querschnittsprofil aufweisen können.

[0031] Für die Qualität des durch Mischen von Heiss- und Kaltgas erzielten Löschgases ist es günstig, wenn beim Heizvolumen 7 das Verhältnis von Länge des Torus in axialer Richtung zu Höhe des Torus in radialer Richtung zwischen 1 und 3 liegt.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0032] 

1

Gehäuse

2

Kontaktanordnung

3, 4

Kontaktstücke

5

Achse

6

Isolierdüse

7

Heizvolumen

8

Lichtbogen

9

Lichtbogenzone

10

Heizkanal

11

Isolierhilfsdüse

12

Mündungsabschnitt

12', 12"

Teilkanäle

13

Heissgas(strömung)

14

Kontaktträger

15

Rückwand

16, 18

Kaltgas

17

(Heissgas)wirbel

19

Innenfläche

20

Mantelfläche

21

Aussenwand

22

Kante

23

Ring

Ansprüche

1. Schaltkammer für einen gasisolierten Hochspannungsschalter mit einer Kontaktanordnung (2), enthaltend zwei längs einer Achse (5) relativ zueinander bewegliche Lichtbogenkontakte (3, 4), eine Isolierdüse (6), eine Isolierhilfsdüse (11), ein Heizvolumen (7) und einen zwischen Isolierdüse (6) und Isolierhilfsdüse (11) teilweise axial geführten und eine Lichtbogenzone (9) mit dem Heizvolumen (7) verbindenden Heizkanal (10), dadurch gekennzeichnet, dass ein ins Heizvolumen (7) mündender Abschnitt (12) des Heizkanals (10) nach innen gegen die Achse (5) geneigt ist.

2. Schaltkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) höchstens 45° beträgt.

3. Schaltkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) zwischen 10° und 30° liegt.

4. Schaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündungsabschnitt (12) nach Art eines sich in Neigungsrichtung verjüngenden, hohlen Kegelstumpfs ausgeführt ist.

5. Schaltkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Mündungsabschnitt (12) radial nach aussen begrenzende Mantelfläche (20) des hohlen Kegelstumpfs am Übergang vom Mündungsabschnitt (12) ins Heizvolumen (7) von einer als Ring ausgebildeten, scharfen Kante (22) begrenzt ist.

6. Schaltkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die scharfe Kante (22) an einem nach Art einer Nase ins Heizvolumen (7) ragenden Ring (23) angeordnet ist.

7. Schaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündungsabschnitt (12) mindestens zwei in Neigungsrichtung erstreckte und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnete Teilkanäle (12', 12") aufweist.

8. Schaltkammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkanäle (12") jeweils ein nach Art einer Banane ausgeführtes Querschnittsprofil aufweisen.

9. Schaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkanal (10) über seine gesamte Länge einen weitgehend konstanten Querschnitt aufweist.

10. Schaltkammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung des Mündungsabschnitts (12) als sich in Neigungsrichtung verjüngender, hohler Kegelstumpf dessen Innenfläche (19) stärker geneigt ist als dessen Mantelfläche (20).

11. Schaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizvolumen (7) nach Art eines Torus ausgebildet ist und in Umfangsrichtung einen vorwiegend rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei das Verhältnis von Länge des Torus in axialer Richtung zu Höhe des Torus in radialer Richtung zwischen 1 und 3 liegt.

12. Hochspannungsschalter mit einer Schaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

Zeichnung