[发明专利]气体绝缘高压开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的高压开关。

上述类型的开关通常为功率开关(Leistungsschalter)，该功率开关在超出70kV的电压范围内控制(beherrschen)超出10kA的切断电流(Ausschaltstrom)。这样的开关具有开关壳体，该开关壳体填充有具有灭弧特性的、例如基于六氟化硫和/或氮气和/或二氧化碳的、通常处于直至若干bar压力下的绝缘气体。为了在切断电流时实现在断开的接触元件(Schaltstück)之间形成的接触间隙(Schaltstrecke)的迅速的电介质的(dielektrisch)加强(Verfestigung)，利用灭弧气体对容纳切换电弧(Schaltlichtbogen)的电弧区域进行吹喷(beblasen)，该灭弧气体通过压缩在由开关的驱动件所操纵的活塞-缸体-压缩装置中的绝缘气体而产生。在切断较大的短路电流时，附加地使用存储在加热腔(Heizvolumen)中的灭弧气体，该灭弧气体由于切换电弧的热作用而压缩(komprimieren)。

背景技术

例如，在文件US 6,207,917B1、JP 2003-197076A、DE 19910166A1或DE 19736708C1中描述开头所提及类型的开关。所描述的开关分别包括填充有具有灭弧特性的绝缘气体的、形成用于绝缘气体的存储室的壳体，以及驱动件。在壳体中布置可由驱动件所操纵的触头组件(Kontaktanordnung)以及加热腔和以力配合的方式与触头组件相联结的活塞-缸体-压缩装置。压缩装置的加热腔和压缩室通过止回阀彼此相连接，并且假如在压缩室中的压力高于在加热室中的压力时而彼此相连通。如果在压缩室中的压力超过预设的压力极限值，如通常在中断较大短路电流时所存在的情况那样，则过压阀发生响应(ansprechen)，并且在响应后所压缩的绝缘气体从压缩室膨胀到存储室中。因此，由驱动件用来压缩膨胀的气体所消耗的能量不用于产生灭弧气体。然而，为了提供足够量的灭弧气体，因此要么压缩室的容积必须为尺寸较大，要么驱动件必须具有相当大的功率，以为了在高的压力峰值时不会被阻挡(blockieren)。

发明内容

如在权利要求书中所说明的那样，本发明的目的在于，实现开头所提及类型的开关，尽管驱动件设计成尺寸较小但该开关通过良好的切换能力而出众。

在权利要求1中所限定的根据本发明的高压开关包括以下构件：

填充有具有灭弧特性的绝缘气体的壳体，该壳体限制用于绝缘气体的存储室，

保持在壳体中的触头组件，该触头组件带有两个接触元件，这两个接触元件在切换过程中借助于驱动件沿着轴线相对于彼此运动，

固定在两个接触元件中的第一个处的、环状地绕着第一接触元件的中空的电弧触头而导引且用作容纳切换电弧气体(Schaltlichtbogengas)的加热腔，该加热腔在切断时与容纳切换电弧的电弧区域相连通，

在切断时由第一接触元件所操纵的活塞-缸体-压缩装置，该活塞-缸体-压缩装置带有环状地绕着中空的电弧触头而导引的压缩室以用于容纳压缩的绝缘气体，

布置在加热腔中的第一止回阀，在接通时通过该第一止回阀将绝缘气体从压缩室引导到加热腔中，

第一过压阀，以用于限制在压缩室中的压缩的绝缘气体的压力，

布置在压缩室中的第二止回阀，在接通时通过该第二止回阀将绝缘气体引导到压缩室中，以及

至少一个用作容纳压缩的气体的第一扩充腔(Erweiterungsvolumen)，该第一扩充腔在第一过压阀打开后与压缩室连通，并且此后通过第三止回阀相对于存储室隔绝(absperren)。

在根据本发明的开关中，压缩室尺寸较小，并且因此可在中断小电流时以较小的驱动力提供对成功地以热学的方式(thermal)吹灭切换电弧来说足够量的压缩的、用作灭弧气体的绝缘气体。在中断大电流时，在第一过压阀的保持驱动力为较小的响应压力之上时，压缩的绝缘气体从压缩室连通到扩充腔中。那么，为了以热学的方式吹灭切换电弧，在驱动力保持较小的时提供比在中断小电流时更大量的灭弧气体，并且因此即使在中断大电流时也可成功地以电介质的方式加强电弧区域。

为了限制在第一扩充腔中的压力，可设置有第二过压阀。

第一扩充腔可通过第二过压阀直接与存储室相连接。备选地，第一扩充腔可通过第二过压阀直接与第二扩充腔相连接。

第二扩充腔可通过第三过压阀直接与存储室或与第三扩充腔相连接。