EP0840341A2 - Leistungsschalter - Google Patents

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Publication number
EP0840341A2
EP0840341A2 EP19970810751 EP97810751A EP0840341A2 EP 0840341 A2 EP0840341 A2 EP 0840341A2 EP 19970810751 EP19970810751 EP 19970810751 EP 97810751 A EP97810751 A EP 97810751A EP 0840341 A2 EP0840341 A2 EP 0840341A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit breaker
weight
percent
breaker according
filler
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19970810751
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lukas Dr. Zehnder
Kurt Dr. Kaltenegger
Lorenz Dr. Müller
Lutz Dr. Niemeyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Research Ltd Switzerland
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Research Ltd Switzerland filed Critical ABB Research Ltd Switzerland
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7076—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by the use of special materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7023—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle

Definitions

  • the invention is based on an electrical Circuit breaker according to the preamble of claim 1.
  • This Fluorocarbon polymers have a comparative one low mold burn-off, but on the other hand one comparatively strong local, down to the deeper Areas under the surface of the insulating nozzle Deep burn up. In particular due to the deep erosion Carbon released, which is an undesirable Sooting of the burnout channels below the surface the insulating nozzle. These pitted and as a result electrically conductive surfaces of the Burnout channels can, after the arc is extinguished, Reignitions between the two, then on different potentials of the switching pieces Circuit breaker initiate failure can lead.
  • the a corresponding filler for each fluorocarbon polymer or a pigment can be added.
  • Such admixtures prevent in particular the deep erosion and thus that Mostly sooty, but they usually have one higher burn rate and thus a larger one Form burns result, so that the life of the Insulating nozzle is greatly reduced. This means that the Insulating nozzle comparatively often in the context of time-consuming revisions of the circuit breaker replaced must become.
  • the invention as defined in claim 1 the task is based on an electrical Circuit breaker specify which one both in terms of Resistance to erosion and soot has improved insulating nozzle.
  • This circuit breaker has one with erosion-proof Contact pieces equipped contact arrangement, which a fixed contact and one along a central one Axis moving contact and one cylindrical trained, the switching pieces concentrically surrounding Insulating nozzle with a throat.
  • the isolation nozzle is made of a burn-resistant plastic. This Plastic is an oxidizing filler added, which deals with the switching off of the Circuit breaker due to thermal exposure of the nozzle material chemically generated carbon connects.
  • FEP or PFA or ETFE or similar aliphatic polymers or a mixture be provided by at least two of these plastics.
  • PA or PI can also be used as the erosion-resistant plastics or PSU or PPS or a similar aromatic polymer or a mixture of at least two of these plastics be used.
  • the fluorocarbon polymer C 2 F 4 has proven to be particularly suitable, which in itself is well suited as a nozzle material and which is admixed with 5 to 25% by weight of SiO 2 or 5 to 25% by weight of MgO or 0.1 to 25% by weight of TiO 2 or 5 to 25 percent by weight of glass fibers or a mixture of at least two of these fillers is further improved.
  • Another well-suited nozzle material is polyphenylene sulfide, that as a filler 20 to 60 percent by weight, in particular however, 40 to 50 percent by weight, glass fibers are added.
  • FIG. 1 shows a schematically illustrated partial section through the quenching chamber 1 of a circuit breaker, the quenching chamber housing is not shown, nor is the nominal current path which is generally present.
  • the extinguishing chamber 1 is filled with an insulating gas, as a rule this is SF 6 gas, which is subjected to an excess pressure in the range from 5 to 6 bar.
  • the quenching chamber 1 is cylindrical and extends along a central axis 2.
  • the quenching chamber 1 has, for example, a fixed contact piece 3 and a movable contact piece 4, which are movable relative to one another along the central axis 2.
  • the resilient, fixed contact piece 3 encloses the movable contact piece 4.
  • the movable contact piece 4 which is designed as a cylindrical contact pin, moves in the direction of an arrow 5 when it is switched off.
  • An insulating nozzle 6 firmly connected to the fixed contact piece 3 surrounds the two contact pieces 3 and 4 concentrically.
  • the movable contact piece 4 closes the constriction 7 of the insulating nozzle 6.
  • an arc burns in the area of the constriction 7 and then with the progressive switch-off movement of the movable contact piece 4 also in the region of the conically shaped one Opening of the cross-section of the insulating nozzle 6 in the direction of the downstream exhaust chamber 8 of the extinguishing chamber 1.
  • the surface 9 in the throat 7 and in the conically widening region of the opening of the insulating nozzle 6 is thermally acted upon by the arc.
  • the limits of the exhaust space 8 are not shown.
  • the insulating nozzle 6 is made of an erosion-resistant Plastic made of at least one oxidizing acting filler is added. If the insulating nozzle 6 when switched off by the arc thermally is claimed, it reacts from the Nozzle material released carbon immediately with the at the same time released oxidizing filler, for example, a gas is created, which is then from the narrowed part 7 of the insulating nozzle 6 flows out into the exhaust space 8, so that the carbon is no longer in the burnout channels the surface 9 and not on the surface 9 of the Insulating nozzle 6 can deposit.
  • a fabric made of Group of aliphatic polymers such as Polytetrafluoroethylene (PTFE) or fluoroethylene propylene (FEP) or perfluoroalkoxy (PFA) or ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) or a similar aliphatic polymer or a Mixture of at least two of these plastics is provided.
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • FEP fluoroethylene propylene
  • PFA perfluoroalkoxy
  • ETFE ethylene tetrafluoroethylene
  • a fire-resistant plastic it can also be used a substance from the group of aromatic polymers such as for example polyamide (PA) or polyimide (PI) or Polysulfone (PSU) or polyphenylene sulfide (PPS) or a similar aromatic polymer or a mixture of at least two of these plastics are provided.
  • PA polyamide
  • PSU Polysulfone
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PTFE burn-resistant fluorocarbon polymer C 2 F 4
  • PTFE burn-resistant fluorocarbon polymer
  • the chemically effective ranges for the filler admixtures are specified here.
  • the nozzle material can be adapted to the respective special operating requirements within the framework defined by this area information.
  • the following exemplary embodiments show particularly advantageous mixtures for the production of the material for the insulating nozzle 6:
  • the fluorocarbon polymer C 2 F 4 to which 7% by weight of SiO 2 has been added, achieves a pressure build-up that is 1.08 times higher than that of the pure fluorocarbon polymer C 2 F 4 , the burnout of the nozzle ness 7 is only 0.75 times .
  • the higher pressure build-up helps with circuit breakers, which the needed for blowing the arc Generate blowing pressure yourself, advantageous blowing pressure generation.
  • the comparatively low burnout has Consequence that the stability and thus the service life the insulating nozzle 6 is advantageously improved.
  • the fluorocarbon polymer C 2 F 4 to which 7% by weight of MgO has been added, achieves a pressure build-up that is 1.17 times higher than that of the pure fluorocarbon polymer C 2 F 4 , the burnout of the nozzle 7 is only 0.71 times.
  • the higher pressure build-up helps with circuit breakers, which the needed for blowing the arc Generate blowing pressure yourself, advantageous blowing pressure generation.
  • the comparatively very low burnout has Consequence that the stability and thus the service life the insulating nozzle 6 is advantageously improved.
  • the fluorocarbon polymer C 2 F 4 to which 0.4 percent by weight of TiO 2 has been added, achieves a pressure build-up that is 1.65 times higher than that of the pure fluorocarbon polymer C 2 F 4 , but the burnout of the nozzle 7 is here 1, 07 times.
  • the particularly high pressure build-up supports Circuit breakers which are used for blowing the Generate the required blowing pressure yourself, advantageous the blowing pressure generation.
  • This is nozzle material especially for medium power auto blow switches suitable.
  • the comparatively somewhat more severe burnout in the Bottleneck 7 of the insulating nozzle 6 affects this Power range with breaking currents up to about 40 kA not noteworthy, the stability and thus the The service life of the insulating nozzle 6 therefore reaches this Performance range quite satisfactory values.
  • the fluorocarbon polymer C 2 F 4 to which 15% by weight of glass fibers have been added, achieves a pressure build-up that is 1.22 times higher than that of the pure fluorocarbon polymer C 2 F 4 , the burnout of the nozzle ness 7 here is only 0.81 times .
  • burn-resistant materials are suitable Polyphenylene sulfide
  • the filler 20 to 60 Weight percent glass fibers are added as a material for the manufacture of the isolation nozzle 6.
  • the chemically effective area for filler admixture specified.
  • the nozzle material can be inside the frame this range specification defines the respective operational requirements be adjusted.
  • the polyphenylene sulfide, the 40 percent by weight glass fibers are added, achieved compared to the pure Polyphenylene sulfide builds up pressure only 0.86 times is, the burnout of the nozzle strain 7 is only 0.77 times.
  • This erosion-resistant nozzle material also shows fully satisfactory results.
  • the specified nozzle materials allow an optimal Adaptation of the insulating nozzle 6 to the respective circuit breaker type, to the required shutdown capacities and the required intervals for the contact revisions.
  • FIG. 2 shows a diagram which, for example, shows the effects of oxidizing fillers in polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • the temperature T in Kelvin is plotted on the abscissa, and the relative particle density R of the carbon which arises in the region of the throat 7 of the insulating nozzle 6 as a result of the action of an arc is plotted on the ordinate.
  • Curve A represents the deposition of carbon from pure C 2 F 4.
  • Curve B represents the deposition of carbon from C 2 F 4 to which MgO has been added.
  • Curve C represents the deposition of carbon from C 2 F 4 , to which SiO 2 is admixed.

Landscapes

  • Circuit Breakers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

Der Leistungsschalter ist versehen mit einer mit abbrandfesten Schaltstücken ausgerüsteten Kontaktanordnung, welche ein feststehendes Schaltstück (3) und ein entlang einer zentralen Achse (2) bewegliches Schaltstück (4) und eine die Schaltstücke (3,4) konzentrisch umgebende Isolierdüse (6) mit einem Engnis (7) aufweist. Die Isolierdüse (6) ist aus einem abbrandbeständigen Kunststoff gefertigt. Um die Entstehung von Kohlenstoff und dessen Ablagerung an unerwünschten Stellen zu verhindern, ist dem abbrandbeständigen Kunststoff mindestens ein oxidierend wirkender Füllstoff beigemengt, welcher den Kohlenstoff chemisch bindet. <IMAGE>

Description

TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem elektrischen Leistungsschalter gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
STAND DER TECHNIK
Es sind elektrische Leistungsschalter bekannt, die eine Leistungsstrombahn aufweisen mit zwei relativ zueinander beweglichen Schaltstücken. Bei Ausschaltungen tritt in der Schaltstrecke zwischen den beiden Schaltstücken ein Lichtbogen auf, der zum Teil in einer Isolierdüse brennt. Durch die thermischen Auswirkungen des Lichtbogens wird die Isolierdüse beaufschlagt und das Düsenengnis, welches für die Strömungsverhältnisse in der Isolierdüse massgebend ist, brennt aus, sodass sich der Querschnitt des Düsenengnisses vergrössert. Wenn diese Querschnittsvergrösserung gewisse Grenzwerte überschreitet, beeinflusst sie das Ausschaltvermögen des Leistungsschalters negativ. Um diese unerwünschte Querschnittsvergrösserung vergleichsweise klein zu halten, werden abbrandbeständige Fluorcarbonpolymere, beispielsweise Polytetrafluoräthylen (PTFE), für die Herstellung der Isolierdüse verwendet. Diese Fluorcarbonpolymere weisen einerseits einen vergleichsweise geringen Formabbrand auf, jedoch andererseits einen vergleichsweise starken örtlichen, bis in die tieferen Bereiche unter der Oberfläche der Isolierdüse reichenden Tiefenabbrand auf. Insbesondere durch den Tiefenabbrand wird Kohlenstoff freigesetzt, welcher eine unerwünschte Verrussung der unter der Oberfläche liegenden Ausbrandkanäle der Isolierdüse verursacht. Diese verrussten und infolgedessen elektrisch leitenden Oberflächen der Ausbrandkanäle können, nach dem Erlöschen des Lichtbogens, Wiederzündungen zwischen den beiden, dann auf unterschiedlichem Potential liegenden Schaltstücken des Leistungsschalters einleiten, die zu einem Versagen desselben führen können.
Um das schädliche Verrussen zu vermeiden, kann dem jeweiligen Fluorcarbonpolymer ein entsprechender Füllstoff oder ein Pigment beigemischt werden. Derartige Beimischungen verhindern insbesondere den Tiefenabbrand und damit das Verrussen weitgehend, sie haben jedoch in der Regel eine grössere Abbrandrate und damit auch einen grösseren Formabbrand zur Folge, sodass die Lebensdauer der Isolierdüse stark reduziert wird. Dies bedeutet, dass die Isolierdüse vergleichsweise häufig im Rahmen von zeitraubenden Revisionen des Leistungsschalters ersetzt werden muss.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Leistungsschalter anzugeben, welcher eine sowohl bezüglich Abbrandbeständigkeit als auch bezüglich Verrussung verbesserte Isolierdüse aufweist.
Dieser Leistungsschalter weist eine mit abbrandfesten Schaltstücken ausgerüstete Kontaktanordnung auf, welche ein feststehendes Schaltstück und ein entlang einer zentralen Achse bewegliches Schaltstück und eine zylindrisch ausgebildete, die Schaltstücke konzentrisch umgebende Isolierdüse mit einem Engnis aufweist. Die Isolierdüse ist aus einem abbrandbeständigen Kunststoff gefertigt. Diesem Kunststoff ist ein oxidierend wirkender Füllstoff beigemengt, welcher sich mit dem bei Ausschaltungen des Leistungsschalters aufgrund der thermischen Beaufschlagung des Düsenmaterials entstehenden Kohlenstoff chemisch verbindet.
Als abbrandbeständige Kunststoffe können FEP oder PFA oder ETFE oder ähnliche aliphatische Polymere oder ein Gemisch von mindestens zweien dieser Kunststoffe vorgesehen werden. Als abbrandbeständige Kunststoffe können ferner PA oder PI oder PSU oder PPS oder ein ähnliches aromatisches Polymer oder ein Gemisch von mindestens zweien dieser Kunststoffe eingesetzt werden.
Als besonders geeignet hat sich das Fluorcarbonpolymer C2F4 erwiesen, welches an sich schon gut als Düsenmaterial geeignet, und welches durch die Beimischung von 5 bis 25 Gewichtsprozent SiO2 oder 5 bis 25 Gewichtsprozent MgO oder 0,1 bis 25 Gewichtsprozent TiO2 oder 5 bis 25 Gewichtsprozent Glasfasern oder eines Gemischs von mindestens zweien dieser Füllstoffe weiter verbessert wird.
Ein weiteres gut geeignetes Düsenmaterial ist Polyphenylensulfid, dem als Füllstoff 20 bis 60 Gewichtsprozent, insbesondere jedoch 40 bis 50 Gewichtsprozent, Glasfasern beigemischt sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnung, welche lediglich einen möglichen Ausführungsweg darstellt, näher erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Es zeigen:
  • Fig.1 einen stark vereinfachten Teilschnitt durch einen erfindungsgemässen Leistungsschalter, und
  • Fig.2 ein Diagramm, welches die Auswirkungen unterschiedlicher Füllstoffe darstellt.
    • Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind nicht dargestellt.
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
    Die Figur 1 zeigt einen schematisch dargestellten Teilschnitt durch die Löschkammer 1 eines Leistungsschalters, das Löschkammergehäuse ist nicht dargestellt, ebenso nicht die in der Regel vorhandene Nennstrombahn. Die Löschkammer 1 ist mit einem Isoliergas gefüllt, in der Regel ist dies SF6-Gas, welches mit einem Überdruck im Bereich von 5 bis 6 bar beaufschlagt ist. Die Löschkammer 1 ist zylindrisch ausgebildet und erstreckt sich entlang einer zentralen Achse 2. Die Löschkammer 1 weist beispielsweise ein feststehendes Schaltstück 3 und ein bewegliches Schaltstück 4 auf, die relativ zu einander entlang der zentralen Achse 2 beweglich sind. Das federnd ausgebildete feststehende Schaltstück 3 umschliesst im eingeschalteten Zustand der Löschkammer 1 das bewegliche Schaltstück 4. Das bewegliche Schaltstück 4, welches als zylindrischer Schaltstift ausgebildet ist, bewegt sich in Richtung eines Pfeils 5, wenn eine Ausschaltung erfolgt. Eine mit dem feststehenden Schaltstück 3 fest verbundene Isolierdüse 6 umgibt die beiden Schaltstücke 3 und 4 konzentrisch. Im eingeschalteten Zustand der Löschkammer 1 verschliesst das bewegliche Schaltstück 4 das Engnis 7 der Isolierdüse 6. Nach der Kontakttrennung der beiden Schaltstücke 3 und 4 brennt ein Lichtbogen im Bereich des Engnisses 7 und bei fortschreitender Ausschaltbewegung des beweglichen Schaltstücks 4 dann auch im Bereich der konisch ausgeformten Öffnung des Querschnitts der Isolierdüse 6 in Richtung des nachgeordneten Auspuffraumes 8 der Löschkammer 1. Die Oberfläche 9 im Engnis 7 und im konisch sich erweiternden Bereich der Öffnung der Isolierdüse 6 wird durch den Lichtbogen thermisch beaufschlagt. Die Begrenzungen des Auspuffraumes 8 sind nicht dargestellt.
    Die Isolierdüse 6 ist aus einem abbrandbeständigen Kunststoff gefertigt, dem mindestens ein oxidierend wirkender Füllstoff beigemengt ist. Wenn die Isolierdüse 6 bei einer Ausschaltung durch den Lichtbogen thermisch beansprucht wird, so reagiert der dabei aus dem Düsenmaterial freigesetzte Kohlenstoff sofort mit dem zugleich freigesetzten oxidierend wirkenden Füllstoff, beispielsweise entsteht ein Gas, welches dann aus dem Engnis 7 der Isolierdüse 6 in den Auspuffraum 8 abströmt, sodass sich der Kohlenstoff nicht mehr in den Ausbrandkanälen unter der Oberfläche 9 und auch nicht auf der Oberfläche 9 der Isolierdüse 6 ablagern kann.
    Als abbrandbeständiger Kunststoff ist ein Stoff aus der Gruppe der aliphatischen Polymere wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen (PTFE) oder Fluoräthylenpropylen (FEP) oder Perfluoralkoxy (PFA) oder Äthylentetrafluoräthylen (ETFE) oder ein ähnliches aliphatisches Polymer oder ein Gemisch von mindestens zweien dieser Kunststoffe vorgesehen. Als abbrandbeständiger Kunststoff kann aber durchaus auch ein Stoff aus der Gruppe der aromatischen Polymere wie beispielsweise Polyamid (PA) oder Polyimid (PI) oder Polysulfon (PSU) oder Polyphenylensulfid (PPS) oder ein ähnliches aromatisches Polymer oder ein Gemisch von mindestens zweien dieser Kunststoffe vorgesehen werden.
    Besonders eignet sich das abbrandbeständige Fluorcarbonpolymer C2F4 (PTFE), dem als Füllstoff 5 bis 25 Gewichtsprozent SiO2 oder 5 bis 25 Gewichtsprozent MgO oder 0,1 bis 25 Gewichtsprozent TiO2 oder 5 bis 25 Gewichtsprozent Glasfasern oder ein Gemisch von mindestens zweien dieser Füllstoffe beigemischt sind, als Material für die Herstellung der Isolierdüse 6. Hier sind die chemisch wirksamen Bereiche für die Füllstoffbeimengungen angegeben. Das Düsenmaterial kann innerhalb des Rahmens, den diese Bereichsangaben abstecken, an die jeweiligen speziellen Betriebsanforderungen angepasst werden. Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele zeigen besonders vorteilhafte Mischungen für die Herstellung des Materials für die Isolierdüse 6:
    Ausführungsbeispiel 1:
    Das Fluorcarbonpolymer C2F4, dem 7 Gewichtsprozent SiO2 beigemischt sind, erreicht gegenüber dem reinen Fluorcarbonpolymer C2F4 einen Druckaufbau der um das 1,08-fache höher ist, der Ausbrand des Düsenengnisses 7 beträgt nur das 0,75-fache.
    Der höhere Druckaufbau unterstützt bei Leistungsschaltern, welche den für die Beblasung des Lichtbogens benötigten Blasdruck selbst erzeugen, vorteilhaft die Blasdruckerzeugung. Der vergleichsweise geringe Ausbrand hat zur Folge, dass die Standfestigkeit und damit die Lebensdauer der Isolierdüse 6 vorteilhaft verbessert wird.
    Ausführungsbeispiel 2:
    Das Fluorcarbonpolymer C2F4, dem 7 Gewichtsprozent MgO beigemischt sind, erreicht gegenüber dem reinen Fluorcarbonpolymer C2F4 einen Druckaufbau der um das 1,17-fache höher ist, der Ausbrand des Düsenengnisses 7 beträgt nur das 0,71-fache.
    Der höhere Druckaufbau unterstützt bei Leistungsschaltern, welche den für die Beblasung des Lichtbogens benötigten Blasdruck selbst erzeugen, vorteilhaft die Blasdruckerzeugung. Der vergleichsweise sehr geringe Ausbrand hat zur Folge, dass die Standfestigkeit und damit die Lebensdauer der Isolierdüse 6 vorteilhaft verbessert wird.
    Ausführungsbeispiel 3:
    Das Fluorcarbonpolymer C2F4, dem 0,4 Gewichtsprozent TiO2 beigemischt sind, erreicht gegenüber dem reinen Fluorcarbonpolymer C2F4 einen Druckaufbau der um das 1,65-fache höher ist, der Ausbrand des Düsenengnisses 7 beträgt hier jedoch das 1,07-fache.
    Der besonders hohe Druckaufbau unterstützt bei Leistungsschaltern, welche den für die Beblasung des Lichtbogens benötigten Blasdruck selbst erzeugen, vorteilhaft die Blasdruckerzeugung. Dieses Düsenmaterial ist besonders für Selbstblasschalter mittlerer Leistung geeignet. Der vergleichsweise etwas stärkere Ausbrand im Engnis 7 der Isolierdüse 6 wirkt sich in diesem Leistungsbereich mit Ausschaltströmen bis etwa 40 kA nicht nennenswert aus, die Standfestigkeit und damit die Lebensdauer der Isolierdüse 6 erreicht deshalb in diesem Leistungsbereich durchaus zufriedenstellende Werte.
    Ausführungsbeispiel 4:
    Das Fluorcarbonpolymer C2F4, dem 15 Gewichtsprozent Glasfasern beigemischt sind, erreicht gegenüber dem reinen Fluorcarbonpolymer C2F4 einen Druckaufbau der um das 1,22-fache höher ist, der Ausbrand des Düsenengnisses 7 beträgt hier nur das 0,81-fache.
    Mit diesem Düsenmaterial wird ebenfalls ein guter Druckaufbau erreicht, wie er bei Selbstblasschaltern erwünscht ist. Ferner wird eine recht gute Standfestigkeit der Isolierdüse 6 gewährleistet.
    Zudem eignet sich, wie bereits beschrieben, abbrandbeständiges Polyphenylensulfid, dem als Füllstoff 20 bis 60 Gewichtsprozent Glasfasern beigemischt sind, als Material für die Herstellung der Isolierdüse 6. Hier ist ebenfalls der chemisch wirksame Bereich für die Füllstoffbeimengung angegeben. Das Düsenmaterial kann innerhalb des Rahmens, den diese Bereichsangabe absteckt, an die jeweiligen Betriebsanforderungen angepasst werden. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel mit einer besonders vorteilhaften Mischung für die Herstellung des Materials für die Isolierdüse 6 angegeben:
    Ausführungsbeispiel 5:
    Das Polyphenylensulfid, dem 40 Gewichtsprozent Glasfasern beigemischt sind, erreicht gegenüber dem reinen Polyphenylensulfid einen Druckaufbau der lediglich das 0,86-fache beträgt, der Ausbrand des Düsenengnisses 7 beträgt nur das 0,77-fache.
    Auch dieses abbrandbeständige Düsenmaterial zeigt voll zufriedenstellende Resultate.
    Die angegebenen Düsenmaterialien erlauben eine optimale Anpassung der Isolierdüse 6 an den jeweiligen Leistungsschaltertyp, an die jeweils geforderten Abschaltleistungen und an die geforderten Intervalle für die Kontaktrevisionen.
    Die Figur 2 zeigt ein Diagramm, welches beispielsweise die Auswirkungen von oxidierenden Füllstoffen bei Polytetrafluoräthylen (PTFE) darstellt. Auf der Abszisse ist die Temperatur T in Kelvin aufgetragen, auf der Ordinate ist die relative Teilchendichte R des im Bereich des Engnisses 7 der Isolierdüse 6 infolge Lichtbogeneinwirkung entstandenen Kohlenstoffes aufgetragen. Die Kurve A stellt das Abscheiden von Kohlenstoff aus reinem C2F4 dar. Die Kurve B stellt das Abscheiden von Kohlenstoff aus C2F4, dem MgO beigemischt ist, dar. Die Kurve C stellt das Abscheiden von Kohlenstoff aus C2F4, dem SiO2 beigemischt ist, dar. Deutlich ist anhand der Kurven B und C zu erkennen, dass der ablagerungsfähige Kohlenstoff durch die bei diesen Düsenmaterialien frei werdenden Sauerstoffatome chemisch gebunden wird, sodass er sich nicht mehr unter bzw. an der Oberfläche 9 der Isolierdüse 6 ablagern und dielektrisch bedingte Überschläge einleiten kann.
    BEZEICHNUNGSLISTE
    1
    Löschkammer
    2
    zentrale Achse
    3
    feststehendes Schaltstück
    4
    bewegliches Schaltstück
    5
    Pfeil
    6
    Isolierdüse
    7
    Engnis
    8
    Auspuffraum
    9
    Oberfläche
    A,B,C
    Kurven
    R
    relative Teilchendichte
    T
    Temperatur in Kelvin

    Claims (8)

    1. Leistungsschalter mit einer mit abbrandfesten Schaltstücken ausgerüsteten Kontaktanordnung, welche ein feststehendes Schaltstück (3) und ein entlang einer zentralen Achse (2) bewegliches Schaltstück (4) und eine die Schaltstücke (3,4) konzentrisch umgebende Isolierdüse (6) mit einem Engnis (7) aufweist, die aus einem abbrandbeständigen Kunststoff gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet,
      dass dem abbrandbeständigen Kunststoff mindestens ein oxidierend wirkender Füllstoff beigemengt ist.
    2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
      dass als abbrandbeständiger Kunststoff ein aliphatisches Polymer oder ein aromatisches Polymer vorgesehen ist.
    3. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
      dass als aliphatisches Polymer Polytetrafluoräthylen (PTFE) oder Fluoräthylenpropylen (FEP) oder Perfluoralkoxy (PFA) oder Äthylentetrafluoräthylen (ETFE) oder ein ähnliches Polymer oder ein Gemisch von mindestens zweien dieser Polymere vorgesehen ist.
    4. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
      dass als aromatisches Polymer Polyamid (PA) oder Polyimid (PI) oder Polysulfon (PSU) oder Polyphenylensulfid (PPS) oder ein ähnliches Polymer oder ein Gemisch von mindestens zweien dieser Polymere vorgesehen ist.
    5. Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
      dass dem Polytetrafluoräthylen (PTFE) als Füllstoff 5 bis 25 Gewichtsprozent SiO2 oder 5 bis 25 Gewichtsprozent MgO oder 0,1 bis 25 Gewichtsprozent TiO2 oder 5 bis 25 Gewichtsprozent Glasfasern oder ein Gemisch von mindestens zweien dieser Füllstoffe beigemischt sind.
    6. Leistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
      dass als Füllstoff insbesondere 10 bis 20 Gewichtsprozent SiO2 oder 5 bis 15 Gewichtsprozent MgO oder 0,1 bis 5 Gewichtsprozent TiO2 oder 10 bis 20 Gewichtsprozent Glasfasern oder ein Gemisch von mindestens zweien dieser Füllstoffe vorgesehen ist.
    7. Leistungsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
      dass dem Polyphenylensulfid (PPS) als Füllstoff 20 bis 60 Gewichtsprozent, insbesondere 40 bis 50 Gewichtsprozent, Glasfasern beigemischt sind.
    8. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
      dass der Füllstoff pulverförmig oder faserförmig oder als Granulat ausgebildet ist.
    EP19970810751 1996-11-05 1997-10-08 Leistungsschalter Withdrawn EP0840341A2 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE1996145525 DE19645525A1 (de) 1996-11-05 1996-11-05 Leistungsschalter
    DE19645525 1996-11-05

    Publications (1)

    Publication Number Publication Date
    EP0840341A2 true EP0840341A2 (de) 1998-05-06

    Family

    ID=7810670

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP19970810751 Withdrawn EP0840341A2 (de) 1996-11-05 1997-10-08 Leistungsschalter

    Country Status (5)

    Country Link
    EP (1) EP0840341A2 (de)
    JP (1) JPH10172401A (de)
    KR (1) KR19980041883A (de)
    CN (1) CN1181604A (de)
    DE (1) DE19645525A1 (de)

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