SCHALTGERÄTEANORDNUNG MIT EINER SCHALTSTRECKE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltgeräteanordnung mit einer eine Schaltstrecke zumindest teilweise umgebenden Isolierstoffdüse mit einem Düsenkanal, welcher in einem Heizgasvolumen mündet, in welchem ein Deflektorelement mit Deflektorkanal angeordnet ist, wobei aus dem Düsenkanal in Abstrahlrichtung in das Heizgasvolumen abstrahlendes Löschgas in den Deflektorkanal gelenkt wird.

[0002] Eine Schaltgeräteanordnung ist beispielsweise aus dem Patent Abstract of Japan JP 02-086023 bekannt. Dort ist eine Schaltgeräteanordnung beschrieben, welche ein Heizgasvolumen aufweist. Ein Düsenkanal einer Isolierstoffdüse mündet in dem Heizgasvolumen. Zur Lenkung und Leitung von Gasströmen in dem Heizgasvolumen ist innerhalb des Heizgasvolumens ein Deflektorelement mit Deflektorkanal angeordnet. Aus dem Düsenkanal abströmendes Schaltgas wird in den Deflektorkanal des Deflektorelementes eingeleitet. Dabei wird aufgrund der Lage von Deflektorkanal und Düsenkanal zueinander jedoch nur ein Teil des Schaltgases in den Deflektorkanal hineingeleitet.

[0003] Insbesondere im Übergangsbereich von dem Düsenkanal zu dem Deflektorkanal kann es zu Verwirbelungen von in das Heizgasvolumen eingestrahltem Schaltgas kommen.

[0004] Aufgrund des Verwirbelns ist ein relativ ungleichmäßiges Einströmen des Schaltgases in das Heizgasvolumen festzustellen. Insbesondere bei kurzen Zeitintervallen, in welchen ein Befüllen und Entleeren des Heizgasvolumens vorzunehmen ist, kann ein derartiges Verwirbeln bereits im Mündungsbereich des Düsenkanales sich derart auswirken, dass einzelne Zonen des Heizgasvolumens stärker durchwirbelt werden, während andere Abschnitte des Heizgasvolumens nur einer reduzierten Verwirbelung unterliegen.

[0005] Aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 768 150 A1 ist bekannt, an einem Hochspannungs-Leistungsschalter ein mehrfaches Umlenken von aus einer Schaltstrecke abströmendes Schaltgas vorzunehmen. Das abströmende Schaltgas entspannt und neutralisiert sich im Verlauf seines Abströmweges.

[0006] Aus dem US Patent US 4,199,671 geht ein Leistungsschalter hervor, welcher zur Erzeugung einer Löschgasströmung eine Kolben-Zylinder-Anordnung nutzt, die in Abhängigkeit einer Bewegung von relativ zueinander bewegbaren Kontaktstücken ein Komprimieren eines Löschgases vornimmt. Entsprechend erfolgt eine Beblasung eines Lichtbogens, wobei zur Lenkung und Führung des aus der Kolben-Zylinder-Anordnung herausgepressten Gases verschiedenartige Strömungslenkeinrichtungen eingesetzt sind.

[0007] Die zum Löschen des Lichtbogens nötige Energie wird bei der bekannten Konstruktion durch die Kolben-Zylinder-Anordnung zur Verfügung gestellt.

[0008] Aus der Patentschrift DE 195 47 522 C1 ist ein HochspannungsLeistungsschalter bekannt, welcher einen Gasspeicherraum aufweist. Der Gasspeicherraum ist über einen ersten sowie über einen zweiten Ringkanal mit einer zwischen Kontaktstücken befindlichen Schaltstrecke verbunden. Der Gasspeicherraum verfügt über eine ringförmige Trennwand, welche die Mündungsöffnungen von erstem und zweitem Ringkanal trennt. Die beiden Ringkanäle werden in Abhängigkeit des Fortschreitens einer Relativbewegung zwischen den Kontaktstücken zu unterschiedlichen Zeitpunkten freigegeben, so dass der erste Ringkanal einem Befüllen des Gasspeicherraums und der zweite Ringkanal einem Entleeren des Gasspeicherraumes dient. Trotz der relativ aufwändigen Nutzung zweier Ringkanäle sowie einer Trennwand im Inneren des Gasspeicherraumes ist ein Durchmischen von einströmendem heißen Gas mit in dem Gasspeicherraum befindlichem kalten Gas kaum in rascher Weise möglich. Stets verbleiben innerhalb des Gasspeicherraumes Zonen, welche nur bedingt an einem Durchmischen von heißem und kaltem Gas teilnehmen.

[0009] Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schaltgeräteanordnung anzugeben, welche ein effektives Befüllen und Entleeren des Heizgasvolumens mit Schaltgas innerhalb kurzer Zeitintervalle ermöglicht.

[0010] Erfindungsgemäß wird dies bei einer Schaltgeräteanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Deflektorkanal einen Abschnitt aufweist, welcher von einer kegelstumpfförmigen Mantelfläche begrenzt ist und in Abstrahlrichtung einen sich erweiternden Querschnitt aufweist und der Abschnitt einen Übergang zwischen einer im Wesentlichen zylindrischen Mantelfläche und einem verjüngten Abschnitt ausbildet.

[0011] Durch ein Erweitern von Querschnittsflächen des Deflektorkanals in Abstrahlrichtung ist die Möglichkeit gegeben, einströmendes Schaltgas rasch aus dem Bereich der Mündung des Düsenkanals in entferntere Regionen des Heizgasvolumens zu leiten. Bei einem Strömen von Schaltgas innerhalb eines Deflektorkanals ist zu befürchten, dass aufgrund der im Innern des Deflektorkanals auftretenden Reibung an Wandungen eine Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit erfolgt. Bei einem Vorsehen eines sich erweiternden Querschnittes in Abstrahlrichtung kann das Schaltgas kontinuierlich oder auch sprungartig durch Bereiche unterschiedlicher Strömungswiderstände geführt und geleitet werden. Damit können auch größere Mengen rasch durch den Deflektorkanal geleitet werden.

[0012] Dabei kann vorgesehen sein, dass der Deflektorkanal eine entsprechende Erweiterung seines Querschnittes erfährt. Diese Erweiterung ist jedoch nicht zwangsweise auch außenmantelseitig des Deflektorkanals auszuführen. Bei einer entsprechenden Profilierung des Kanals, beispielsweise innerhalb eines zylinderförmigen Grundelementes, kann die außenmantelseitige Gestalt des Deflektorelementes von einem Querschnittsverlauf des Deflektorkanals abweichen.

[0013] In einer bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass beispielsweise eine annähernd gleichbleibende Stärke einer mantelseitigen Wand für das Deflektorelement vorgesehen ist, so dass sich ein Verlauf einer den Deflektorkanal begrenzenden Wandung auch auf einer Außenmantelfläche des Deflektorelementes abbildet. Zur Erweiterung des Querschnittes eines Abschnittes kann das Deflektorelement beispielsweise trichterförmig ausgebildet sein. Eine Innenwandung in dem sich erweiternden Abschnitt kann zylindrisch, gewölbt, konisch usw. ausgeformt sein.

[0014] Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann weiter vorsehen, dass der Abschnitt von einer kegelstumpfförmigen Mantelfläche begrenzt ist.

[0015] Neben einem kontinuierlichen Erweitern des Querschnittes des Deflektorkanals über seine Länge kann auch vorgesehen sein, dass der Deflektorkanal jeweils in verschiedene Abschnitte unterteilt ist, wobei zumindest einer der Abschnitte einen kegelstumpfförmigen, insbesondere hohlkegelstumpfförmigen Verlauf aufweist. So ist es beispielsweise möglich, dass in den Deflektorkanal ein Einbauelement hineinragt, wodurch eine ringförmige Struktur gebildet werden kann und bei entsprechender Formgebung ein hohlkegelstumpfförmiger Abschnitt ausgebildet werden kann. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einer kontinuierlichen Querschnittserweiterung des Deflektorkanals dieser über seine gesamte Länge eine hohlkegelstumpfe Form aufweist, oder lediglich in bestimmten Abschnitten eine derartige Formgebung aufweist. Im Bereich eines hohlkegelstumpfförmigen Abschnittes des Deflektorkanals kann die Wandstärke des Deflektorelementes variieren oder annähernd konstant ausgeführt sein.

[0016] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Abschnitt von einer sprungartig erweiterten zylindrischen Mantelfläche begrenzt ist.

[0017] Neben einem sich kontinuierlich erweiternden Abschnitt, beispielsweise einem trichterförmig ausgebildeten Abschnitt, der einen Übergang zwischen sich an diesen Abschnitt anschließenden Bereichen des Deflektorkanals darstellt, kann auch vorgesehen sein, dass sprungartige Erweiterungen in dem Deflektorkanal vorgesehen sind. So ist es beispielsweise möglich, dass der Kanal eine zylindrische Innenmantelfläche aufweist, wobei Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern unmittelbar aneinandergrenzen und so im Verlauf des Deflektorkanals eine vorspringende Kante gebildet ist, an welcher sich der Deflektorkanal in Abstrahlrichtung sprungartig erweitert.

[0018] Bei dem Vorsehen einer sprungartigen Erweiterung ist es möglich, auf einem kurzen Bauraum eine rasche Erweiterung von Querschnittsflächen im Verlauf des Deflektorkanals zu erzeugen. So ist beispielsweise ein schlagartiges Entspannen von Schaltgasen bereits im Innern des Deflektorkanals ermöglicht. Bereits beim Durchströmen des Deflektorkanals können Druckwellen etc. im Schaltgasstrom erzeugt werden, welche das Abströmverhalten des Schaltgases in dem Deflektorkanal und damit auch ein Abstrahlverhalten des Schaltgases aus dem Düsenkanal beeinflussen können.

[0019] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Düsenkanal im Bereich einer Mündungsöffnung eine Querschnittsreduzierung aufweist.

[0020] Der Düsenkanal mündet beispielsweise in Form eines Ringkanals oder eines Kanals mit kreisförmigem Querschnitt in einer Fläche des Heizgasvolumens. Dabei sollte eine Mündungsöffnung des mündenden Düsenkanals und eine Einströmöffnung des Deflektorkanals annähernd koaxial gegenüberliegend ausgerichtet sein, um ein leichtes Einströmen von aus dem Düsenkanal abgestrahlten Schaltgas in den Deflektorkanal zu ermöglichen. Ist nunmehr im Bereich der Mündungsöffnung des Düsenkanals eine zusätzliche Querschnittsreduzierung vorgesehen, beispielsweise in Form einer Düse insbesondere einer Venturidüse, so kann das Schaltgas zusätzlich beschleunigt werden und gezielter in Richtung der Einströmöffnung des Deflektorkanals strahlen. Eine Querschnittsreduzierung kann beispielsweise derart vorgesehen sein, dass der Düsenkanal auf seinem letzten Abschnitt in Richtung der Mündungsöffnung einen annähernd konstanten Querschnitt aufweist, worauf eine kontinuierliche Einschnürung des Querschnitts an der Mündungsöffnung folgt, so dass die Mündungsöffnung den geringsten Querschnitt in Form einer Düsenengstelle aufweist. Zwischen der Mündungsöffnung und der Einströmöffnung ist ein freies Strahlen des Schaltgases vorteilhaft. Im Zusammenwirken der entgegengesetzt zueinander gerichteten Düsenengstellen von Mündungsöffnung und Einströmöffnung ist eine Venturidüse ausgeformt, deren Abnahmeöffnung zwischen Mündungsöffnung und Einströmöffnung liegt. Die Abnahmeöffnung ist beispielsweise ringförmig ausgebildet.

[0021] So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass im Bereich der Mündungsöffnung entsprechende vorspringende Schultern, ballige Ausformungen oder ähnliche Strukturen in den Düsenkanal eingeformt sind.

[0022] Durch die Düsenwirkung der Mündungsöffnung wird abgestrahltes Schaltgas auf einen Fokuspunkt gebündelt.

[0023] Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Abschnitt einen Übergang zwischen einer im Wesentlichen zylindrischen Mantelfläche und einem verjüngten Abschnitt ausbildet.

[0024] Der Abschnitt mit dem sich erweiternden Querschnitt kann beispielsweise in einem zylindrischen Abschnitt münden bzw. in diesen übergehen. Weiterhin kann sich an dem Abschnitt ein verjüngter Abschnitt anschließen, so dass eine zweistufige Querschnittserweiterung im Verlauf der Abströmrichtung des Deflektorkanals erfolgt. Eine Einströmöffnung des Düsenkanals kann beispielsweise an dem sich verjüngenden Abschnitt angeordnet sein, so dass eine zumindest zweistufige Erweiterung des Querschnittes in Abstrahlrichtung vor dem im Wesentlichen hohlzylindrischen Abschnitt des Deflektorkanals vorgesehen ist. Somit ist die zur Verfügung gestellte Querschnittsfläche der Einströmöffnung des Deflektorkanals vergleichsweise reduziert, so dass bei einer entsprechenden Bündelung des aus der Mündungsöffnung des Düsenkanals austretenden Schaltgases ein schnelles verwirbelungsarmes Einströmen in den Deflektorkanal ermöglicht. Dabei sollte angestrebt werden, dass möglichst ein Großteil des abgestrahlten Schaltgases aus dem Düsenkanal in den Deflektorkanal eintritt. Damit sind Verwirbelungen im Bereich zwischen der Mündungsöffnung des Düsenkanals in dem Heizgasvolumen und der Einströmöffnung des Deflektorkanals reduziert. Aufgrund der zumindest zweistufigen Erweiterung des Deflektorkanals ist die Möglichkeit gegeben, im Bereich der Mündungsöffnung des Düsenkanals im Heizvolumen Isoliergas vorzuhalten, welches zunächst kaum mit dem Schaltgas verwirbelt bzw. vermischt wird. Damit wird eine Trennung von in dem Heizgasvolumen befindlichem Isoliergas und in das Heizgasvolumen frei einstrahlendem Schaltgas bewirkt. Diese Trennung kann gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt aufgehoben werden oder auch während eines Befüll- und Entleerungsprozesses des Heizgasvolumens mit Schaltgas aufrecht erhalten werden.

[0025] Zwischen der Wandung des Heizgasvolumens, in welcher die Mündungsöffnung des Düsenkanals liegt und dem Deflektorelement mit der Einströmöffnung ist eine Beabstandung vorgesehen. Damit ist ein freier Übergang von Schaltgas aus dem Düsenkanal in den Deflektorkanal möglich. Über einen zwischen der Mündungsöffnung und der Einströmöffnung befindlichen Spalt kann bei Überdrücken oder Stauungen in das Heizvolumen eingestrahltes Schaltgas ausweichen. In einem solchen Fall kommt es auch zu einer stärkeren Durchmischung von Schaltgas und Isoliergas vor einem Eintritt des Schaltgases in den Deflektorkanal.

[0026] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der verjüngte Abschnitt an einem freien, dem Düsenkanal zugewandten Ende eine Querschnittsreduzierung darstellt.

[0027] Um eine gezieltere Führung des Schaltgases zu bewirken, kann der verjüngte Abschnitt an seinem dem Düsenkanal zugewandten Ende eine zusätzliche Einschnürung darstellen, so dass eine zusätzliche Düsenengstelle gebildet ist. Diese Düsenengstelle kann beispielsweise nach Art einer Venturidüse geformt sein. Durch die Düsenengstelle ist eine Beschleunigung des einströmenden Schaltgases im Bereich der Einströmöffnung des Deflektorkanals und eine anschließende Entspannung in dem Abschnitt mit erweiterndem Querschnitt ermöglicht. Insbesondere in einem Zusammenspiel einer düsenartigen Mündungsöffnung des Düsenkanals und einer düsenartigen Einströmöffnung des Deflektorkanals kann so eine Lenkung und Leitung von Schaltgasen in dem Abschnitt zwischen der Mündungsöffnung der Isolierdüse und der Einströmöffnung des Deflektorelementes erfolgen. Somit ist zum einen eine günstige Lenkung von austretendem Schaltgas aus der Isolierstoffdüse in den Deflektorkanal hinein gegeben. Zum anderen ist aufgrund der freien Führung des Schaltgasstrahles innerhalb des Heizgasvolumens eine Möglichkeit gegeben, im Falle einer Störung ein Abströmen des Schaltgases in den freien Raum zwischen Mündungsöffnung des Düsenkanals und Eintrittsöffnung des Deflektorkanals zu ermöglichen. Damit ist beispielsweise die Gefahr eines Berstens der Isolierstoffdüse oder auch des Deflektorelementes oder weitere Bauteile infolge von Überdruck reduziert.

[0028] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass in einer Mantelfläche des Deflektorelementes radial ausgerichtete Öffnungen angeordnet sind.

[0029] Ein radiales Anordnen von Öffnungen in dem Deflektorelement ermöglicht es, im Verlauf des Deflektorelementes aus dem Deflektorkanal über durchgreifende Öffnungen Gase austreten und abfließen zu lassen. So ist es beispielsweise möglich, nach einem nahezu vollständigen Übertreten des Schaltgases aus dem Düsenkanal in den Deflektorkanal hinein zumindest Teile des Schaltgases in radialer Richtung durch die Öffnungen abströmen zu lassen und so ein rasches Befüllen von Zonen des Heizvolumens, die beabstandet zu der Mündungsöffnung des Düsenkanales befindlich sind, zu erzielen.

[0030] Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass gegenüber zumindest einer Öffnung eine schräg ausgerichtete Prallwand angeordnet ist.

[0031] Eine schräge Prallwand ermöglicht radial austretende Löschgase strömungsgünstig umzulenken. Durch die schräge Ausrichtung der Prallwände ist es möglich, die Strömungswiderstände im Innern des Heizgasvolumens zu reduzieren. So kann beispielsweise vorgesehen sein, durch die radialen Öffnungen in dem Deflektorelement Schaltgasanteile um 90 Grad in radialer Richtung umzuleiten und nach einem Anprallen an die Prallwand um weitere 90 Grad umzulenken, so dass eine 180 Grad Kehre zur Abstrahlrichtung zumindest von Teilen des Schaltgases erzeugt werden kann. Die Prallwand kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass diese in Form einer Innenmantelfläche eines Hohlkegelstumpfes oder eines anderen geeigneten Rotationskörpers um das Deflektorelement umläuft, wobei beispielsweise mehrere Ausströmöffnungen ringförmig im Umlauf der Prallwand angeordnet ist.

[0032] Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Öffnungen in einer zylindrischen Mantelfläche angeordnet sind.

[0033] Eine Anordnung der Öffnungen in einem zylindrischen Abschnitt ermöglicht, in dem sich erweiternden Querschnittsbereich des Deflektorkanals zunächst ein rasches Abströmen zu fördern. Die einströmenden Schaltgase beruhigen sich so bereits im Innern des Deflektorkanals, um im Bereich eines Abschnittes mit zylindrischer Mantelfläche, welcher in seinem Verlauf eine nahezu konstante Querschnittsfläche aufweist, über eine Vielzahl von Öffnungen in radialer Richtung aus den Deflektorkanal auszutreten. Neben einer Umlenkung des Schaltgases in radialen Richtungen kann auch vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil des Schaltgases der Abstrahlrichtung folgend aus einer Ausströmöffnung des Deflektorkanals, die im Wesentlichen parallel zur Einströmöffnung ausgerichtet ist, austritt.

[0034] Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Deflektorelement an seinem von der Isolierstoffdüse abgewandten Ende gehalten ist.

[0035] Eine endseitige Lagerung des Deflektorelementes ermöglicht, den Bereich des Deflektorelementes, welcher der Mündungsöffnung des Düsenkanals zugewandt ist, frei in das Heizgasvolumen hineinragen zu lassen. Dadurch ist der dortige Bereich unabhängig von mechanischen Halteeinrichtungen in einer geeigneten strömungsgünstigen Form ausformbar. Somit ist insbesondere bei einem Abströmen von Schaltgasen in radialen Richtungen dieses Schaltgas außenmantelseitig an dem Deflektorelement wieder in Richtung der Isolierstoffdüse zurückzuführen und kann dort beispielsweise auch über den freien Raum, welcher zwischen der voneinander beabstandeten Mündungsöffnung der Isolierstoffdüse bzw. Einströmöffnung des Deflektorelementes befindlich ist, in den Düsenkanal einströmen. So ist es möglich, das Schaltgas nahezu verwirbelungsfrei aus dem Düsenkanal der Isolierstoffdüse in den Deflektorkanal einzuleiten und dort das Schaltgas in radialer Richtung umzulenken, um dieses in entgegengesetzter Richtung an der Außenmantelfläche des Deflektorelementes wieder in Richtung des Düsenkanals strömen zu lassen. Ein Rückströmen kann vorteilhaft auch an einer Außenmantelfläche des Abschnittes mit erweiterndem Querschnitt erfolgen, wobei sich der zum Rückströmen in diesem Bereich ergebende Querschnitt entgegengesetzt zur Abstrahlrichtung erweitert. Vorteilhaft kann dies bei einer rotationssymmetrischen Formgebung des Deflektorelementes erzielt werden, wobei eine Wandungsstärke des Deflektorelementes derart gewählt wird, dass sich die Formgebung des Deflektorkanals auf einer Außenmantelfläche des Deflektorelementes abbildet.

[0036] Je nach Anzahl der Öffnungen und Lage der Öffnungen in dem Deflektorelement kann vor einem Einströmen des Schaltgases in den Deflektorkanal, innerhalb des Heizgasvolumens befindliches kaltes Isoliergas annähernd vermischungsfrei von dem heißen Schaltgas gehalten werden. So kann dieses kalte Isoliergas in seinen dielektrischen Eigenschaften nur geringfügig durch heißes Schaltgas beeinflusst werden. Mit der Schaltanordnung ist eine günstige Löschleistung zu erzielen, indem das kalte Isoliergas von dem innerhalb des Deflektorkanals geleiteten und anschließend umgelenkten heißen Schaltgases aus dem Heizgasvolumen herausgepresst wird.

[0037] Eine Verbindung des Deflektorelementes kann beispielsweise einstückig mit einem Kontaktstück ausgeführt sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Deflektorelement durch eine Verschraubung, Verschweißung oder andere geeignete Fügeverfahren mit weiteren Baugruppen der Schaltgeräteanordnung verbunden wird. Das Deflektorelement kann dabei beispielsweise elektrisch leitende oder elektrisch isolierende Eigenschaften aufweisen.

[0038] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Heizgasvolumen zwischen einem ersten und einem zweiten jeweils koaxial ausgerichteten Kontaktstück angeordnet ist.

[0039] Schaltgeräteanordnungen, welche zum Schalten höherer Leistungen vorgesehen sind, sind üblicherweise mit einem Set von Lichtbogen sowie Nennstromkontaktstücken ausgerüstet. Dabei sind die Nennstromkontaktstücke und Lichtbogenkontaktstücke verschieden voneinander aufgebaut. So ist beispielsweise vorgesehen, dass die Lichtbogenkontaktstücke vorzugsweise der Führung eines Lichtbogens dienen und deshalb entsprechend abbrandfeste Oberflächenbereiche aufweisen. Die Nennstromkontaktstücke, welche durch die Lichtbogenkontaktstücke vor Lichtbogen geschützt werden, können hinsichtlich der elektrischen Stromtragfähigkeit optimiert werden, da ein Auftreten von Lichtbögen an diesen Nennstromkontaktstücken eher unwahrscheinlich ist.

[0040] Dabei ist üblicherweise vorgesehen, dass bei einem Einschaltvorgang zunächst eine galvanische Kontaktierung der Lichtbogenkontaktstücke und darauf folgend eine Kontaktierung der Nennstromkontaktstücke und bei einem Ausschaltvorgang zunächst eine Trennung der Nennstromkontaktstücke und darauf folgend eine Trennung der Lichtbogenkontaktstücke erfolgt. Aufgrund der vor- bzw. nacheilenden Kontaktierung/Trennung der Lichtbogenkontaktstücke werden Vorüberschläge und Ausschaltlichtbögen vorzugsweise zwischen den Lichtbogenkontaktstücken geführt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die jeweils einander zugehörigen Nennstrom- und Lichtbogenkontaktstücke koaxial zueinander ausgerichtet sind. Die unabhängig von dem Schaltzustand der Schaltgeräteanordnung jeweils dasselbe Potential aufweisenden Nennstromkontaktstücke umgeben die Lichtbogenkontaktstücke vorteilhaft. Dabei sind die Lichtbogen- und Nennstromkontaktstücke vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet, so dass das Lichtbogenkontaktstück von einem zugehörigen Nennstromkontaktstück umgeben ist, wobei zwischen einer Innenmantelfläche des Nennstromkontaktstückes und einer Außenmantelfläche des Lichtbogenkontaktstückes ein Heizgasvolumen positionierbar ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn begrenzende Mantelflächen des Heizgasvolumens entsprechend von Lichtbogen- bzw. Nennstromkontaktstück gebildet sind. Die stirnseitigen Flächen sind entsprechend von weiteren Baugruppen gegebenenfalls zeitweise zu verschließen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn bei einer Ausbildung des Heizgasvolumens zwischen zwei koaxial ausgerichteten Kontaktstücken eine Mündungsöffnung einer Isolierstoffdüse stirnseitig, vorzugsweise koaxial, zu einem der Kontaktstücke in dem Heizgasvolumen mündet.

[0041] Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Deflektorelement einstückig mit einem der Kontaktstücke verbunden ist.

[0042] Eine einstückige Ausbildung ermöglicht beispielsweise ein Kontaktstück sowie das Deflektorelement in einem einzigen Gussverfahren auszuformen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, eines der Nennstromkontaktstücke zumindest abschnittsweise aus einem Aluminiumguss auszuformen. Bei einer entsprechenden Formgebung der Gussform kann dann das Deflektorelement mit dem Kontaktstück einstückig ausgeführt sein. Es kann vorgesehen sein, dass das Deflektorelement zusätzlich zumindest abschnittsweise mit elektrisch isolierenden Materialien abgedeckt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Oberflächen des Deflektorelementes vollständig aus elektrisch leitenden Materialien gebildet sind.

[0043] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Deflektorelement an einem die beiden Kontaktstücke winkelstarr kuppelnden Verbindungselement angeschlagen ist.

[0044] Ein erstes und ein zweites Kontaktstück können beispielsweise als Lichtbogen- und als Nennstromkontaktstück ausgebildet sein, wobei diese beiden Kontaktstücke einander zugehörig sind und auf "einer Seite" einer Schaltstrecke der Schaltgeräteanordnung liegen. Dadurch weisen die beiden Kontaktstücke unabhängig von der Schaltstellung der Schaltgeräteanordnung stets dasselbe elektrische Potential auf. Um die beiden Kontaktstücke zueinander zu positionieren bzw. gegeneinander abzustützen, ist ein Verbindungselement vorgesehen, welches die beiden Kontaktstücke miteinander kuppelt. Dabei kann eine starre Kupplung der beiden Kontaktstücke vorgesehen sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass im Verlauf der Kupplung ein Getriebe angeordnet ist, so dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Kontaktstücken ermöglicht ist.

[0045] Das Deflektorelement kann mit dem Verbindungselement derart verbunden sein, dass diese einstückig ausgeformt sind, oder dass dieses Verbindungselement mittels einer lösbaren Verbindung angeschlagen wird.

[0046] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine den Düsenkanal begrenzende Wandung in den Deflektorkanal hineinragt.

[0047] Der Düsenkanal kann vorteilhafterweise eine rotationssymmetrische Struktur aufweisen. Im Bereich der Mündungsöffnung kann dabei insbesondere vorgesehen sein, dass der Düsenkanal eine hohlzylindrische Struktur aufweist, wobei in die Isolierstoffdüse ein Element, beispielsweise ein Lichtbogenkontaktstück und/oder eine Hilfsdüse hineinragt, so dass eine hohlzylindrische Form des Düsenkanals gegeben ist. Dieses hineinragende Element bildet eine den Düsenkanal begrenzende Wandung und kann vorteilhafterweise auch in den Deflektorkanal hineinragen und diesen zumindest teilweise durchsetzen. Vorteilhaft sollte der Deflektorkanal auf seiner gesamten Länge von diesem Element durchsetzt sein. Somit ist eine Anpassung des Querschnittes des Deflektorkanals möglich und bei einem Überströmen von Schaltgas aus dem Düsenkanal in den Deflektorkanal hinein eine Wandung gegeben, gegen welche beispielsweise aufgrund der zusätzlichen düsenartigen Einschnürung der Mündungsöffnung des Düsenkanals bzw. der düsenartigen Einengung der Einströmöffnung des Deflektorkanals ein Entlanggleiten des heißen Schaltgases und übergleiten des heißen Schaltgases von dem einen Kanal in den anderen Kanal ermöglicht. Eine entsprechende Formgebung der Wandung kann den Verlauf einer Querschnittsänderung des Deflektorkanals zusätzlich unterstützen.

[0048] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Deflektorelement elektrisch leitend ist.

[0049] Bei elektrisch leitender Ausgestaltung des Deflektorelementes ist die Möglichkeit gegeben, ein elektrisches Potential von einem Kontaktstück auf das Deflektorelement zu übertragen und somit beispielsweise feldfreie Räume zwischen potentialgleichen Wandungen auszubilden. Damit kann das Risiko der Entstehung von Teilentladungen reduziert werden. Neben einer elektrisch leitenden Ausgestaltung des Deflektorelementes kann dieses zumindest abschnittsweise mit elektrisch isolierenden Materialien abgedeckt sein. Damit kann beispielsweise bei einem Einströmen von heißem Schaltgans eine zusätzliche Emission von Hartgas im Innern des Heizgasvolumens gefördert werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Deflektorelement gegebenenfalls vollständig aus elektrisch isolierenden Materialien ausgeformt ist.

[0050] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Düsenkanal ringförmig in dem Heizgasvolumen mündet.

[0051] Ein ringförmiges Münden des Düsenkanals in dem Heizgasvolumen ermöglicht, eine Unterstützung des Abstrahlens des Schaltgases zu bewirken, so dass eine möglichst laminare Strömung nach dem Austreten aus der Mündungsöffnung des Düsenkanals gegeben ist. Diese laminare Strömung kann sich beispielsweise entlang einer Wandung, welche zumindest den Isolierdüsenkanal in einen ringförmigen Kanal aufspaltet, erstrecken. Sofern dieses Element, welches die Mündungsöffnung als ringförmige Öffnung erscheinen lässt, auch in den Deflektorkanal hineinragt, kann ein verwirbelungsarmes Überleiten des Schaltgases in den Deflektorkanal unterstützt werden.

[0052] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Deflektorelement außenmantelseitig abgestützt ist.

[0053] Ein außenmantelseitiges Abstützen des Deflektorelementes ermöglicht eine nahezu frei gestaltbare Querschnittsgestaltung im Verlauf des Deflektorkanals. Der Deflektorkanal ist frei von Halteelementen oder Einbauteilen und kann so hinsichtlich der Lenkung und Leitung von Schaltgas optimiert werden. Eine außenmantelseitige Abstützung befördert auch eine einfache Montage des Deflektors im Innern des Heizgasvolumens. So kann das Deflektorelement beispielsweise einstückig mit weiteren Baugruppen verbunden sein. Weiterhin ist durch eine außenmantelseitige Halterung bedarfsweise auch ein Austreten von Schaltgas aus einer am entgegengesetzt liegenden Ende zu der Einströmöffnung des Isolierdüsenkanals angeordneten Ausströmöffnung vorsehbar. Damit können in diesem Bereich auch weitere Baugruppen wie Mündungskanäle, Überströmöffnungen, Ventile o. ä. angeordnet werden.

[0054] Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung schematisch gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.

[0055] Dabei zeigt die

Figur 1

einen Schnitt durch eine Schaltgeräteanordnung mit einer ersten Variante eines Deflektorelementes, die

Figur 2

eine Schaltgeräteanordnung mit einer zweiten Variante eines Deflektorelementes in zwei Ausführungsarten und die

Figur 3

eine Schaltgeräteanordnung mit einer dritten Variante eines Deflektorelementes in zwei Ausführungsarten.

[0056] In den Figuren 1, 2 und 3 sind jeweils gleich wirkende Schaltgeräteanordnungen dargestellt, die sich im Wesentlichen durch die verschiedenartigen Ausgestaltungen von in einem Heizgasvolumen angeordneten Deflektorelementen unterscheiden. Daher soll zunächst beispielhaft anhand der Figur 1 der grundsätzliche Aufbau einer Schaltgeräteanordnung dargestellt werden. Die Ausführungen bezüglich der Schaltgeräteanordnung, wie in der Figur 1 dargestellt, entsprechen sinngemäß auch für die Figuren 2 und 3 dargestellten Schaltgeräteanordnungen. Entsprechend sind in den Figuren gleich wirkende Baugruppen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

[0057] In der Figur 1 ist eine Schaltgeräteanordnung im Schnitt dargestellt. Die Schaltgeräteanordnung weist eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Struktur auf, welche sich um eine Längsachse 1 erstreckt. Die Schaltgeräteanordnung weist eine Schaltstrecke 2 auf. Die Schaltstrecke 2 erstreckt sich zwischen einem ersten Lichtbogenkontaktstück 5 sowie einem zweiten Lichtbogenkontaktstück 6. Zu den Lichtbogenkontaktstücken 5, 6 ist jeweils ein erstes Nennstromkontaktstück 3 sowie ein zweites Nennstromkontaktstück 4 zugeordnet. Die Nennstromkontaktstücke 3, 4 sowie die Lichtbogenkontaktstücke 5, 6 sind jeweils rotationssymmetrisch zu der Längsachse 1 ausgeformt und koaxial zu der Längsachse 1 angeordnet. Dabei weist das erste Lichtbogenkontaktstück 5 eine rohrförmige Struktur auf, welches an seinem dem zweiten Lichtbogenkontaktstück 6 zugewandten Ende eine tulpenförmige Buchse aufweist. Entsprechend ist das zweite Lichtbogenkontaktstück 6 bolzenförmig ausgeführt, um unter galvanischem Kontakt in die Buchse des ersten Lichtbogenkontaktstückes 5 einfahrbar zu sein. Das zweite Nennstromkontaktstück 4 weist eine Vielzahl von Kontaktfingern auf, welche elastisch verformbar sind und zu einer Kontaktierung mit dem ersten Nennstromkontaktstück 3 auf eine Mantelfläche des ersten Nennstromkontaktstückes 3 auffahrbar sind.

[0058] Das erste Nennstromkontaktstück 3 sowie das erste Lichtbogenkontaktstück 5 sind zueinandergehörig. Das zweite Nennstromkontaktstück 4 und das zweite Lichtbogenkontaktstück 6 sind ebenfalls zueinandergehörig. Die zueinandergehörigen Kontaktstücke weisen unabhängig von einem Schaltzustand der Schaltgeräteanordnung stets das gleiche elektrische Potential auf.

[0059] Die Nennstromkontaktstücke 3, 4 sowie die Lichtbogenkontaktstücke 5, 6 sind längs der Längsachse 1 relativ zueinander bewegbar, so dass Nennstromkontaktstücke 3, 4 und Lichtbogenkontaktstücke 5, 6 miteinander in Kontakt treten können. Dabei ist vorgesehen, dass bei einem Einschaltvorgang die Lichtbogenkontaktstücke 5, 6 einander zeitlich vor den Nennstromkontaktstücken 3, 4 kontaktieren. Bei einem Ausschaltvorgang trennen sich zunächst die Nennstromkontaktstücke 3, 4 und zeitlich darauf folgend die Lichtbogenkontaktstücke 5, 6.

[0060] Aufgrund des Zeitversatzes bei einer Kontaktierung bzw. Trennung der Lichtbogenkontaktstücke 5, 6 und Nennstromkontaktstücke 3, 4 wird ein Einschalt- bzw. Ausschaltlichtbogen zwischen dem Lichtbogenkontaktstück 5, 6 geführt. Um einen brennenden Lichtbogen günstig zu lenken und zu leiten, ist eine Isolierstoffdüse 7 vorgesehen. Die Isolierstoffdüse 7 weist einen Düsenkanal 8 auf. Der Düsenkanal 8 ist dabei rotationssymmetrisch ausgebildet und weist eine Engstelle auf, welche zeitweise von dem zweiten Lichtbogenkontaktstück 6 verdämmbar ist. Die Isolierstoffdüse 7 umgibt mit ihrem Düsenkanal 8 die Schaltstrecke 2 zumindest teilweise und ist koaxial zur Längsachse 1 ausgerichtet. Die Isolierstoffdüse 7 ist außenmantelseitig mit einem umlaufenden Kragen ausgestattet, welcher in einer gegengleichen Ausnehmung an dem ersten Nennstromkontaktstück 3 winkelstarr gelagert ist. Zur Sicherung der Isolierstoffdüse 7 an dem ersten Nennstromkontaktstück 3 ist eine Verschraubung 9 vorgesehen.

[0061] Das erste Lichtbogenkontaktstück 5 ragt in den Düsenkanal 8 der Isolierstoffdüse 7 hinein, wodurch der einem Heizgasvolumen 10 zugewandte Abschnitt des Düsenkanals 8 in Form eines Ringkanals ausgebildet ist. Das Heizgasvolumen 10 ist im Wesentlichen in Form eines hohlzylindrischen Speicherraumes ausgebildet, wobei die Außenmantelfläche des Heizgasvolumens 10 von dem ersten Nennstromkontaktstück 3 und die Innenmantelfläche von dem ersten Lichtbogenkontaktstück 5 bzw. einen das erste Lichtbogenkontaktstück 5 umgebenden Isolierstoff begrenzt ist. Stirnseitig ist das Heizgasvolumen 10 an seinem dem zweiten Lichtbogenkontaktstück 6 zugewandten Ende von einer Fläche der Isolierstoffdüse 7 begrenzt. Weiter ist diese Stirnseite des Heizgasvolumens 10 von der Verschraubung 9 sowie Teilen des Nennstromkontaktstückes 3 begrenzt. Am entgegengesetzten stirnseitigen Ende des Heizgasvolumens 10 ist ein Verbindungselement 11 angeordnet. Das Verbindungselement 11 kuppelt das erste Nennstromkontaktstück 3 mit dem ersten Lichtbogenkontaktstück 5, so dass diese miteinander in Wirkverbindung stehen und über dieses Verbindungselement 11 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen diesen beiden Kontaktstücken 3, 5 gegeben ist. In dem Verbindungselement 11 sind in Richtung der Längsachse 1 verlaufende Ausnehmungen angeordnet.

[0062] Der Bereich des ersten Lichtbogenkontaktstückes 5, welcher in den Düsenkanal 8 hineinragt, ist von einer Hilfsdüse 12 aus Isolierstoff umgeben. Die Hilfsdüse 12 begrenzt mit einer Wandung den Düsenkanal 8, insbesondere im Bereich seiner im Wesentlichen hohlzylindrischen Ausgestaltung. Die Hilfsdüse 12 überragt dabei das erste Lichtbogenkontaktstück 5 in Richtung des zweiten Lichtbogenkontaktstückes 6. Weiterhin ummantelt die Hilfsdüse 12 das erste Lichtbogenkontaktstück 5 auch zumindest zu einem Teil im Innern des Heizgasvolumens 10. In der Fläche der Isolierstoffdüse 7, in welcher der Düsenkanal 8 in dem Heizgasvolumen 10 mündet, ist eine ringförmige Mündungsöffnung 13 befindlich. Dabei ist in unmittelbarer Nähe zu der Mündungsöffnung 13 eine Einschnürung des ringförmigen Abschnittes des Düsenkanals 8 vorgesehen, so dass unmittelbar im Bereich der Mündungsöffnung 13 eine Düsenengstelle gebildet ist. Zur Bildung der Düsenengstelle ist im vorliegenden Falle die Isolierstoffdüse 7 mit einer entsprechenden radial nach innen gerichteten Anformung versehen. Unterstützt wird die Düsenwirkung durch die sich im Bereich der Mündungsöffnung 13 radial erweiternde Hilfsdüse 12. Darüber hinaus können auch weitere Gestaltungen des Bereiches der Mündungsöffnung 13 des Düsenkanals 8 vorgesehen sein, um eine Düse zu formen. Beispielsweise können in den Kanal vorspringende Schultern, Rampen, Einschnürungen oder andere geeignete Anformungen angeordnet sein, um eine Düsenwirkung zu erzielen. Aus der Mündungsöffnung 13 des Düsenkanals 8 abstrahlendes Schaltgas wird in Abstrahlrichtung in einen Deflektorkanal 14a eines Deflektorelementes 15a eingeleitet. Die Abstrahlrichtung verläuft parallel zur Längsachse 1.

[0063] Die Figur 1 zeigt eine erste Variante eines Deflektorelementes 15a mit einem Deflektorkanal 14a. Die prinzipielle Wirkungsweise der in den Figuren 2 und 3 in Varianten gezeigten Deflektorelemente 15b, 15c und Deflektorkanäle 14b, 14c ist jeweils gleich. Lediglich die konstruktive Ausgestaltung unterscheidet voneinander.

[0064] Im Folgenden wird beispielhaft die Wirkung eines Deflektorelementes anhand der Figur 1 beschrieben.

[0065] Der Deflektorkanal 14a weist eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Hohlstruktur auf und ist koaxial zu der Längsachse 1 angeordnet. Dabei weist das Deflektorelement 15a gemäß Figur 1 einen einstückigen Verbund mit dem ersten Nennstromkontaktstück 3 auf. Das Deflektorelement 15a gemäß Figur 1 ist an seinem von der Mündungsöffnung 13 fortgewandten Ende mit dem ersten Nennstromkontaktstück 3 verbunden und von diesem gehalten. Im vorliegenden Falle ist eine einstückige Ausfertigung von Deflektorelement 15a sowie Nennstromkontaktstück 3 vorgesehen. Darüber hinaus kann das Deflektorelement 15a auch alternativ befestigt sein. Der im Innern des Deflektorelementes 15a gebildete Deflektorkanal 14a weist eine Einströmöffnung auf. Die Einströmöffnung ist an dem Ende des Deflektorelementes 15a angeordnet, welches der Mündungsöffnung 13 zugewandt ist. Das Deflektorelement 15a ist dabei derart dimensioniert, dass zwischen der Mündungsöffnung 13a und der Einströmöffnung des Deflektorkanals 14a ein spaltförmiger Freiraum vorgesehen ist. Dieser spaltförmige Freiraum dient beispielsweise einem Abströmen von übermäßigen Schaltgasmengen bzw. einem Rückströmen von Schaltgas oder Isoliergas. An seinem der Mündungsöffnung 13 zugewandten Ende ist die Einströmöffnung ebenfalls mit einer Querschnittseinschnürung versehen, so dass im Bereich der Einströmöffnung des Deflektorkanals 14a ebenfalls eine Düsenengstelle einer Düse gebildet ist. Dabei ist die Richtwirkung der Düsen an der Mündungsöffnung 13 des Düsenkanals 8 sowie der Düse der Einströmöffnung des Deflektorkanals 14a entgegengesetzt zueinander gerichtet, d. h. in Abstrahlrichtung der Schaltgase aus der Mündungsöffnung 13 ist eine kontinuierliche Verengung zur Ausbildung einer Düse an der Mündungsöffnung 13 gegeben. Entsprechend umgekehrt ist die Düsenengstelle an der Einströmöffnung dergestalt gebildet, dass ausgehend von der Einströmöffnung des Deflektorkanals 14a eine Erweiterung des Querschnittes des Deflektorkanals 14a erfolgt. Von der Düsenwirkung wird aus der Mündungsöffnung 13a abstrahlendes Schaltgas gegen eine Außenmantelfläche der Hilfsdüse 12 gestrahlt und strömt entlang der Außenmantelfläche der Hilfsdüse 12 in den Deflektorkanal 14a ein. Innerhalb des Deflektorkanals 14a ergibt sich ein Abschnitt 16, welcher sich in Abstrahlrichtung des Schaltgases erweitert. Dabei ist dieser Abschnitt mit einer im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Mantelfläche versehen. Vorzugsweise sollte dieser Abschnitt 16 des Deflektorkanals 14a hohlkegelstumpfförmig ausgeformt sein. An den Abschnitt 16 schließt sich ein hohlzylindrischer Abschnitt an, welcher eine annähernd konstante Querschnittsfläche des Deflektorkanals 14a zur Verfügung stellt. Der Abschnitt 16 und die in Abstrahlrichtung davor liegende düsenförmige Verjüngung bilden einen trichterförmigen Übergang von der Einströmöffnung zu dem hohlzylindrischen Abschnitt aus.

[0066] Eine Ausströmöffnung des Deflektorkanals 14a ist von dem Verbindungselement 11 zumindest teilweise verdeckt, so dass heißes Schaltgas, welches über die Einströmöffnung in den Deflektorkanal 14a einströmt, auch über radial ausgerichtete Öffnungen 17 um 90 Grad radial nach außen umgelenkt werden kann. Ein Teil des in den Deflektorkanal 14a eingestrahlten Schaltgases kann auch durch Öffnungen in dem Verbindungselement 11 in Abstrahlrichtung weiter strömen. Im vorliegenden Falle ist die Hilfsdüse 12 derart dimensioniert, dass diese teilweise den Deflektorkanal 14a begrenzt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Hilfsdüse derart dimensioniert ist, dass der Deflektorkanal 14a auf seiner gesamten Länge auch von einer Mantelfläche der Hilfsdüse 12 begrenzt ist.

[0067] Zumindest einigen der Öffnungen 17 ist eine schräge Prallwand 18 zugeordnet. Aufgrund der schrägen Anordnung der Prallwand 18 wird das Umlenken der radial nach außen geleiteten Schaltgasanteile um weitere 90 Grad unterstützt, so dass Schaltgas, welches im Innern des Deflektorkanals 14a in Abstrahlrichtung gelenkt ist, durch die Öffnungen 17 radial nach außen geleitet und an Außenmantelflächen des Deflektorelementes 15a mit entgegengesetzten Richtungssinn zurückgeleitet wird.

[0068] In der in der Figur 1 gezeigten Darstellung ist oberhalb der Längsachse 1 das Einstrahlen von Schaltgasen durch mehrere Pfeile veranschaulicht. Unterhalb der Längsachse 1 ist ein Rückströmen von Schaltgasen an Außenmantelflächen des Deflektorelementes 15a in entgegengesetzter Richtung zur Abstrahlrichtung dargestellt, wobei das Schaltgas zu einem gegebenen Zeitpunkt wieder in die Mündungsöffnung 13 eintritt und in Richtung zweitem Lichtbogenkontaktstück 6 rückströmt.

[0069] Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, weist das dortige Deflektorelement 15a eine im Wesentlichen konstante Wandstärke auf, so dass sich die Formgebung des Deflektorkanals 14a auch in Außenmantelflächen des Deflektorelementes 15a wiederfindet.

[0070] Im Folgenden soll schematisch die Wirkungsweise und Funktion einer Strömung von Schaltgasen beschrieben werden.

[0071] Bei einem Schaltvorgang, insbesondere einem Ausschaltvorgang, kommt es zu einem Brennen eines Schaltlichtbogens zwischen den beiden Lichtbogenkontaktstücken 5,6. Insbesondere während einer Verdämmung der Düsenengstelle durch das zweite Lichtbogenkontaktstück 6 erzeugt der Lichtbogen Schaltgas. Dies erfolgt durch Erhitzung und Expansion von in der Schaltgeräteanordnung angeordnetem Isoliergas wie beispielsweise Schwefelhexafluorid, Stickstoff oder anderen geeigneten Gasen bzw. Gasgemischen. Das expandierte Schaltgas wird über den Düsenkanal 8 zumindest zu einem Teil in Richtung des Heizgasvolumens 10 geleitet. Dabei erfolgt eine Lenkung im Bereich der Mündungsöffnung 13 derart, dass das heiße Schaltgas zu einem Großteil, insbesondere nahezu vollständig, in die Einströmöffnung des Deflektorkanals 14a gelenkt wird. Innerhalb des Heizgasvolumens 10 befindet sich bereits kaltes Isoliergas. Dieses kalte Isoliergas wird zunächst getrieben von dem heißen Schaltgas durch die Öffnungen 17 aus dem Deflektorkanal 14a hinausgetrieben. Im weiteren Verlauf kommt es zu einer immer stärkeren Ansammlung von Schaltgas in dem Heizgasvolumen 10, so dass sich der Druck innerhalb des Heizgasvolumens 10 erhöht. Mit einem Freigeben der Düsenengstelle des Düsenkanals 8 kann das in seinem Druck erhöhte innerhalb des Heizgasvolumens 10 gespeicherte Gas ausströmen. Da bisher ein Abströmen von kaltem Isoliergas durch die Mündungsöffnung 13 aufgrund des eingestrahlten heißen Schaltgases verhindert ist, wird bei einem Freigeben der Düsenengstelle der Isolierstoffdüse 8 zunächst das von dem heißen Schaltgas zusammengepresste, im Bereich des freien Raumes zwischen Mündungsöffnung 13 und Einströmöffnung zwischengespeicherte kalte Isoliergas ausgestoßen. Anschließend erfolgt auch ein Abströmen des heißen Schaltgases.

[0072] Aufgrund der Anordnung eines Deflektorelementes 15a innerhalb des Heizgasvolumens 10 kann eine Vermischung von kaltem Isoliergas und heißem Schaltgas in dem Heizgasvolumen 10 begrenzt werden. Dadurch ist es möglich, dass die Schaltstrecke 2 im Bereich der Isolierstoffdüse 7 zunächst mit kaltem Isoliergas geflutet wird. Kaltes Isoliergas weist gegenüber heißem Schaltgas eine verbesserte Kühl- und Isolierwirkung auf. Damit ist es möglich, auch in kurzen Zeiträumen innerhalb des Schaltgasvolumens hohe Drücke zu erzielen und dabei lediglich eine begrenzte Durchmischung von einströmendem heißen Schaltgas und in dem Heizgasvolumen 10 befindlichen kaltem Isoliergas zuzulassen.

[0073] Die Figur 2 zeigt die aus der Figur 1 bekannte Schaltgeräteanordnung, wobei im Heizgasvolumen 10 eine zweite Variante eines Deflektorelementes 15b gezeigt ist. Das Deflektorelement 15b ist oberhalb der Längsachse 1 in einer ersten Ausführungsart und unterhalb der Längsachse 1 in einer zweiten Ausführungsart dargestellt. Das Deflektorelement 15b gemäß Figur 2 weist im Wesentlichen eine kegelstumpfförmige Außenmantelfläche auf. Die erste oberhalb der Längsachse 1 dargestellte Ausführungsart weist dabei über einen Großteil der Länge des Deflektorelementes 15b eine konstante Wandstärke auf, so dass sich der im Innern des Deflektorelementes 15b erstreckende Deflektorkanal 14b gemäß Figur 2 nahezu kontinuierlich erweitert und eine hohlkegelförmige Gestalt aufweist. An seinem der Mündungsöffnung 13 zugewandten Ende ist das Deflektorelement 15b mit einer vorspringenden Schulter versehen, so dass ein verjüngter Abschnitt mit düsenartigen Einengungen unmittelbar im Bereich der Einströmöffnung gegeben ist. In der ersten Ausführungsart des Deflektorelementes 15b gemäß Figur 2 ist das Deflektorelement 15b einstückig mit dem ersten Nennstromkontaktstück 3 verbunden. Weiterhin sind Variationen der Formgebung und Anordnung der Öffnungen 17 dargestellt.

[0074] Abweichend von der Formgebung der ersten Ausführungsart oberhalb der Längsachse 1 ist die zweite Ausführungsart unterhalb der Längsachse 1 innenmantelseitig mit einer sprungartigen Erweiterung 19 versehen, so dass der Deflektorkanal 14b gemäß Figur 2 unterhalb der Längsachse dargestellte Variante im Wesentlichen aus zwei aneinander stoßenden hohlzylindrischen, eine sprungartige Erweiterung 19 ausbildenden Abschnitten gebildet ist. Weiterhin ist bei der zweiten Ausführungsart des Deflektorelementes 15b eine Verschraubung des Deflektorelementes 15b vorgesehen, wobei diese Verschraubung gemeinsam mit dem Verbindungselement 11 an einer vorspringenden Schulter des ersten Nennstromkontaktstückes 3 erfolgt. Die Wirkung des Deflektorelementes 15b mit seinem Deflektorkanal 14b, in beiden Ausführungsarten oberhalb und unterhalb der Längsachse 1, erfolgt wie zu Figur 1 beschrieben.

[0075] Während die Ausführungen des Deflektorelementes 15a, 15b gemäß den Figuren 1 und 2 im Wesentlichen aus einem elektrisch leitenden Material vorgesehen sind, ist bei der dritten Ausführungsart gemäß der Figur 3 eine Ausgestaltung des dortigen Deflektorelementes 15c als Isolierstoffteil vorgesehen. Dabei kann vorgesehen sein, dass Teile des Deflektorelementes 15c gemäß Figur 3 mit metallischen Verstärkungen ausgestattet sind. Ebenso kann auch vorgesehen sein, dass die Deflektorelemente 15a, 15b gemäß den Figuren 1 bzw. 2 zumindest teilweise mit Abdeckungen aus Isolierstoff versehen sind.

[0076] Die dritte Variante eines Deflektorelementes 15c gemäß Figur 3 ist auf der Hilfsdüse 12 aufsitzend ausgebildet. Im vorliegenden Falle ist ein einstückiger Verbund zwischen Hilfsdüse 12 und Deflektorelement 15c vorgesehen. Das Deflektorelement 15c und somit auch der Deflektorkanal 14c sind vollständig von einer Außenmantelfläche der Isolierstoffdüse 12 durchsetzt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Isolierstoffdüse 12 lediglich teilweise in das Deflektorelement 15c hineinragt. Der von dem Deflektorelement 15c umgebene Deflektorkanal 14c gemäß Figur 3 weist eine Ringstruktur auf. Dabei ist bei der ersten Ausführungsart oberhalb der Längsachse 1 eine kontinuierliche Erweiterung des Deflektorkanals 14c vorgesehen. Wiederum ist im Bereich der Schaltgaseintrittsöffnung des Deflektorelementes 15c eine vorspringende Nase vorgesehen, welche eine Verjüngung in Form einer Düsenengstelle unmittelbar im Bereich der Einströmöffnung darstellt. Das Deflektorelement 15c ist über Streben, welche im Innern des Deflektorkanals 14c befindlich sind, an der Hilfsdüse 12 abgestützt.

[0077] Bei der unterhalb der Längsachse 1 dargestellten zweiten Ausführungsart des Deflektorelementes 15c ist vorgesehen, dass außenmantelseitig eine kegelstumpfförmige Mantelfläche zur Verfügung gestellt ist, während die Innenmantelseite des Deflektorelementes 15c, welche den Deflektorkanal 14c begrenzt, durch zwei aneinander stoßende im Wesentlichen hohlzylindrische Abschnitte begrenzt ist, wobei eine sprungartige Erweiterung 19 von dem einen querschnittsgeringeren Abschnitt zu dem anderen querschnittsgrößeren Abschnitt erfolgt. Im Bereich des Sprunges zwischen den beiden hohlzylindrischen Abschnitten des Deflektorkanals 14c sind vorzugsweise Streben zum Abstützen des Deflektorelementes 15c anzuordnen.

[0078] Abweichend von den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Konstruktionen ist an dem Ende des Deflektorkanals 14c, welcher von der Mündungsöffnung 13 abgewandt ist, eine Beabstandung zu der dortigen stirnseitigen Wand des Heizgasvolumens 10 vorgesehen.

[0079] Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsvarianten illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden. Insbesondere sind Varianten der Formgebung der Öffnungen, sowie Formgebungen des Deflektorkanäle sowie der Deflektorelemente vorsehbar. Vorzugsweise sollte jedoch bei der Ausrichtung der Düsenstellen an der Mündungsöffnung 13 sowie der Einströmöffnung der Deflektorkanäle 14a, 14b, 14c daran festgehalten werden, dass die Düsenwirkungen entgegengesetzt zueinander gerichtet ist, so dass aus der Mündungsöffnung ausgestrahltes Schaltgas möglichst radial nach innen zu der Längsachse 1 gegen eine Mantelfläche der Hilfsdüse 12 bzw. eine Mantelfläche des ersten Lichtbogenkontaktstückes 5 geleitet ist und entsprechend in die entgegengesetzt richtende Düsenengstelle der Einströmöffnung des Deflektorkanals übergeleitet wird.

Ansprüche

1. Schaltgeräteanordnung mit einer eine Schaltstrecke (2) zumindest teilweise umgebenden Isolierstoffdüse (7) mit einem Düsenkanal (8), welcher in einem Heizgasvolumen (10) mündet, in welchem ein Deflektorelement (15a, 15b, 15c) mit Deflektorkanal (14a, 14b, 14c) angeordnet ist, wobei aus dem Düsenkanal (8) in Abstrahlrichtung in das Heizgasvolumen (10) abstrahlendes Löschgas in den Deflektorkanal (14a, 14b, 14c) gelenkt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Deflektorkanal (14a, 14b, 14c) einen Abschnitt (16) aufweist, welcher von einer kegelstumpfförmigen Mantelfläche begrenzt ist und in Abstrahlrichtung einen sich erweiternden Querschnitt aufweist und der Abschnitt (16) einen Übergang zwischen einer im Wesentlichen zylindrischen Mantelfläche und einem verjüngten Abschnitt ausbildet.

2. Schaltgeräteanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abschnitt (16) von einer sprungartig erweiterten zylindrischen Mantelfläche begrenzt ist.

3. Schaltgeräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Düsenkanal (8) im Bereich einer Mündungsöffnung (13) eine Querschnittsreduzierung aufweist.

4. Schaltgeräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der verjüngte Abschnitt an einem freien, dem Düsenkanal (8) zugewandten Ende eine düsenartige Querschnittsreduzierung darstellt.

5. Schaltgeräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer Mantelfläche des Deflektorelementes (15a, 15b, 15c) radial ausgerichtete Öffnung (17) angeordnet sind.

6. Schaltgeräteanordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
gegenüber zumindest einer Öffnung (17) eine schräg ausgerichtete Prallwand (18) angeordnet ist.

7. Schaltgeräteanordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Öffnungen (17) in der zylindrischen Mantelfläche angeordnet sind.

8. Schaltgeräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Deflektorelement (15a, 15b, 15c) an seinem von der Isolierstoffdüse (8) abgewandten Ende gehalten ist.

9. Schaltgeräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Heizgasvolumen (10) zwischen einem ersten und einem zweiten jeweils koaxial ausgerichteten Kontaktstück (3, 5) angeordnet ist.

10. Schaltgeräteanordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Deflektorelement (15a, 15b, 15c) einstückig mit einem der Kontaktstücke(3) verbunden ist.

11. Schaltgeräteanordnung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Deflektorelement (15a, 15b, 15c) an einem die beiden Kontaktstücke (3, 5) winkelstarr kuppelnden Verbindungselement (11) angeschlagen ist.

12. Schaltgeräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine den Düsenkanal (8) begrenzende Wandung in den Deflektorkanal (14a, 14b, 14c) hineinragt.

13. Schaltgeräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Deflektorelement (15a, 15b, 15c) elektrisch leitend ist.

14. Schaltgeräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Düsenkanal (8) ringförmig in dem Heizgasvolumen (10) mündet.

15. Schaltgeräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Deflektorelement (15a, 15b, 15c) außenmantelseitig abgestützt ist.

Claims

1. Switchgear arrangement having an insulating material nozzle (7) at least partially enclosing a switch path (2) with a nozzle channel (8) which opens out into a hot gas space (10) in which is arranged a deflector element (15a, 15b, 15c) with deflector channel (14a, 14b, 14c), wherein extinguishing gas discharging from the nozzle channel (8) in the discharge direction into the hot gas space (10) is diverted into the deflector channel (14a, 14b, 14c), characterized in that the deflector channel (14a, 14b, 14c) has a section (16) which is bounded by a sleeve surface in the shape of a truncated cone and has an expanding cross section in the discharge direction, and the section (16) forms a transition between a substantially cylindrical sleeve surface and a tapered section.

2. Switchgear arrangement according to Claim 1, characterized in that the section (16) is bounded by a cylindrical sleeve surface which expands in a step-like manner.

3. Switchgear arrangement according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the nozzle channel (8) has a reduction in cross section in the region of an outlet opening (13).

4. Switchgear arrangement according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the tapered section constitutes a reduction in cross section at a free end facing the nozzle channel (8).

5. Switchgear arrangement according to one of Claims 1 to 4, characterized in that radially aligned openings (17) are arranged in a sleeve surface of the deflector element (15a, 15b, 15c).

6. Switchgear arrangement according to Claim 5, characterized in that an angled impact wall (18) is arranged opposite at least one opening (17).

7. Switchgear arrangement according to either of Claims 5 and 6, characterized in that the openings (17) are arranged in the cylindrical sleeve surface.

8. Switchgear arrangement according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the deflector element (15a, 15b, 15c) is held at its end which faces away from the insulating material nozzle (8).

9. Switchgear arrangement according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the hot gas space (10) is arranged between a first and a second contact piece (3, 5) which are aligned coaxially in each case.

10. Switchgear arrangement according to Claim 9, characterized in that the deflector element (15a, 15b, 15c) is connected in one piece to one of the contact pieces (3).

11. Switchgear arrangement according to Claim 9 or 10, characterized in that the deflector element (15a, 15b, 15c) is attached to a connecting element (11) which couples the two contact pieces (3, 5) in an angularly rigid manner.

12. Switchgear arrangement according to one of Claims 1 to 11, characterized in that a wall which borders the nozzle channel (8) extends into the deflector channel (14a, 14b, 14c).

13. Switchgear arrangement according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the deflector element (15a, 15b, 15c) is electrically conducting.

14. Switchgear arrangement according to one of Claims 1 to 13, characterized in that the nozzle channel (8) opens out into the hot gas space (10) in the form of a ring.

15. Switchgear arrangement according to one of Claims 1 to 14, characterized in that the deflector element (15a, 15b, 15c) is supported on the outer sleeve side.

Revendications

1. Agencement d'appareils de coupure, comprenant une tuyère ( 7 ) en matière isolante entourant au moins en partie une section de coupure et ayant un canal ( 8 ) qui débouche dans un volume ( 10 ) de gaz chaud, dans lequel est disposé un élément ( 15a, 15b, 15c ) de déflecteur ayant un canal ( 14a, 14b, 14c ) de déflecteur, du gaz d'extinction, sortant du canal ( 8 ) de la tuyère dans le sens de sortie dans le volume ( 10 ) de gaz chaud, étant dévié dans le canal ( 14a, 14b, 14c ) du déflecteur,
caractérisé en ce que
le canal ( 14a, 14b, 14c ) du déflecteur a un tronçon ( 16 ) qui est délimité par une surface d'enveloppe tronconique et a, dans le sens de sortie, une section transversale qui s'élargit et le tronçon ( 16 ) forme une transition entre une surface d'enveloppe sensiblement cylindrique et un tronçon rétréci.

2. Agencement d'appareils de coupure suivant la revendication 1,
caractérisé en ce que
le tronçon ( 16 ) est délimité par une surface d'enveloppe cylindrique s'élargissant brusquement.

3. Agencement d'appareils de coupure suivant l'une des revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
le canal ( 8 ) de la tuyère a une réduction de section transversale dans la partie d'une embouchure ( 13 ).

4. Agencement d'appareils de coupure suivant l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que le tronçon rétréci représente, à une extrémité libre tournée vers le canal ( 8 ) de la tuyère, une réduction de section transversale de type en tuyère.

5. Agencement d'appareils de coupure suivant l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que
une ouverture ( 17 ) dirigée radialement est ménagée dans une surface d'enveloppe de l'élément ( 15a, 15b, 15c ) du déflecteur.

6. Agencement d'appareils de coupure suivant la revendication 5,
caractérisé en ce que
une paroi ( 18 ) de déflecteur dirigée de manière inclinée est disposée en face d'au moins une ouverture ( 17 ).

7. Agencement d'appareils de coupure suivant l'une des revendications 5 à 6,
caractérisé en ce que
les ouvertures ( 17 ) sont disposées dans la surface d'enveloppe cylindrique.

8. Agencement d'appareils de coupure suivant l'une des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que
l'élément ( 15a, 15b, 15c ) du déflecteur est maintenu à son extrémité éloignée de la tuyère ( 8 ) en matière isolante.

9. Agencement d'appareils de coupure suivant l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que
le volume ( 10 ) de gaz chaud est disposé entre une première et une deuxième pièces ( 3, 5 ) de contact dirigées respectivement coaxialement.

10. Agencement d'appareils de coupure suivant la revendication 9,
caractérisé en ce que
l'élément ( 15a, 15b, 15c ) du déflecteur est d'une seule pièce avec l'une des pièces ( 3 ) de contact.

11. Agencement d'appareils de coupure suivant la revendication 9 ou 10,
caractérisé en ce que
l'élément ( 15a, 15b, 15c ) du déflecteur est en butée sur un élément ( 11 ) de liaison accouplant d'une manière rigide angulairement les deux pièces ( 3, 5 ) de contact.

12. Agencement d'appareils de coupure suivant l'une des revendications 1 à 11,
caractérisé en ce que
une paroi délimitant le canal ( 8 ) de la tuyère pénètre dans le canal ( 14a, 14b, 14c ) du déflecteur.

13. Agencement d'appareils de coupure suivant l'une des revendications 1 à 12,
caractérisé en ce que
l'élément ( 15a, 15b, 15c ) du déflecteur est conducteur de l'électricité.

14. Agencement d'appareils de coupure suivant l'une des revendications 1 à 13,
caractérisé en ce que
le canal ( 8 ) de la tuyère débouche annulairement dans le volume ( 10 ) de gaz chaud.

15. Agencement d'appareils de coupure suivant l'une des revendications 1 à 14,
caractérisé en ce que
l'élément ( 15a, 15b, 15c ) du déflecteur est appuyé du côté de l'enveloppe extérieure.

Zeichnung