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Patent Searching and Data


Title:
INTERRUPTER UNIT FOR A CIRCUIT BREAKER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/024435
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an interrupter unit (100) for a circuit breaker. The interrupter unit (100) comprises: two electrically conductive arc contact pieces (5, 6), which can be moved relative to each other along a switch gap (2); an insulant nozzle (7) with a nozzle duct (8) through which the switch gap (2) runs; a heating volume (10) connected to the nozzle duct (8); a separating housing (11), which divides the heating volume (10) into a cold gas region (31) and a hot gas region (32); a cold gas duct (33), which runs through a nozzle duct end section (25) of the nozzle duct (8) and is connected to the cold gas region (31); and a hot gas duct (34), which runs through the nozzle duct end section (25) and is connected to the hot gas region (32).

Inventors:
CERNAT RADU MARIAN (DE)
LEHMANN VOLKER (DE)
NOWAKOWSKI ANDRZEJ (DE)
REICHERT FRANK (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/067000
Publication Date:
February 08, 2018
Filing Date:
July 06, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H01H33/70; H01H33/82; H01H33/74; H01H33/90
Domestic Patent References:
WO2012139916A12012-10-18
Foreign References:
EP0783173A11997-07-09
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Unterbrechereinheit (100) für einen Leistungsschalter, umfassend

- zwei elektrisch leitfähige Lichtbogenkontaktstücke (5, 6) , die entlang einer Schaltstrecke (2) zwischen einer Ausschaltstellung, in der die Lichtbogenkontaktstücke (5, 6) durch die Schaltstrecke (2) voneinander getrennt sind, und einer Ein¬ schaltstellung, in der die Lichtbogenkontaktstücke (5, 6) in galvanischem Kontakt miteinander stehen, relativ zueinander bewegbar sind,

- eine die Schaltstrecke (2) wenigstens teilweise umgebende Isolierstoffdüse (7) mit einem durch die Isolierstoffdüse (7) verlaufenden Düsenkanal (8), durch den die Schaltstrecke (2) verläuft,

- ein mit dem Düsenkanal (8) verbundenes Heizvolumen (10),

- ein Trenngehäuse (11), welches das Heizvolumen (10) in ei¬ nen Kaltgasbereich (31) und einen Heißgasbereich (32) teilt und wenigstens eine den Kaltgasbereich (31) mit dem Heißgas- bereich (32) verbindende Verbindungsöffnung (40) aufweist,

- einen Kaltgaskanal (33) , der durch einen Düsenkanalendab- schnitt (25) des Düsenkanals (8) verläuft und mit dem Kalt¬ gasbereich (31) des Heizvolumens (10) verbunden ist, und

- einen Heißgaskanal (34), der durch den Düsenkanalendab- schnitt (25) des Düsenkanals (8) verläuft und mit dem Hei߬ gasbereich (32) des Heizvolumens (10) verbunden ist.

2. Unterbrechereinheit (100) nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s ein erstes Lichtbogenkontaktstück (5) ein Kontaktende (20) mit einer Kontaktöffnung (21) aufweist, in die das zweite Lichtbogenkontaktstück (6) in der Einschaltstellung eingefahren ist, und dass der Heißgaskanal (34) das Kontaktende (20) des ersten Lichtbogenkontaktstücks (5) umgibt und der Kalt- gaskanal (33) den Heißgaskanal (34) umgibt.

3. Unterbrechereinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h

eine den Kaltgaskanal (33) und den Heißgaskanal (34) vonei¬ nander trennende Kanaltrennwand (35) . 4. Unterbrechereinheit (100) nach Anspruch 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Kanaltrennwand (35) im Wesentlichen als ein Hohlzylinder ausgeführt ist. 5. Unterbrechereinheit (100) nach Anspruch 3 oder 4,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Kanaltrennwand (35) in den Düsenkanalendabschnitt (25) hineinragt und der Kaltgaskanal (33) von einer Außenoberflä¬ che der Kanaltrennwand (35) und einer den Düsenkanalendab- schnitt (25) berandenden Innenoberfläche der Isolierstoffdü- se (7) berandet ist.

6. Unterbrechereinheit (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Kanaltrennwand (35) Teil des Trenngehäuses (11) ist.

7. Unterbrechereinheit (100) nach Anspruch 6,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Kanaltrennwand (35) einen der Schaltstrecke (2) zugewand¬ ten Gehäuseendabschnitt des Trenngehäuses (11) bildet.

8. Unterbrechereinheit (100) nach Anspruch 6 oder 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Trenngehäuse (11) trichterartig ausgebildet ist, wobei die Kanaltrennwand (35) einen in den Düsenkanalendab¬ schnitt (25) hineinragenden Gehäusehals bildet, an den sich ein Gehäuserumpf (30) anschließt, der in dem Heizvolumen (10) angeordnet ist und einen größeren Innendurchmesser als der Gehäusehals aufweist.

9. Unterbrechereinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s sich der Düsenkanal (8) zu dem Düsenkanalendabschnitt (25) weitet . 10. Unterbrechereinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

g e k e n n z e i c h n e t d u r c h

ein Kompressionsvolumen (28), das durch eine Kompressionswand (27) von dem Heizvolumen (10) getrennt ist, wobei die Kompressionswand (27) an ein Lichtbogenkontaktstück (5, 6) gekoppelt ist, so dass sie das Kompressionsvolumen (28) bei einer relativen Bewegung der Lichtbogenkontaktstücke (5, 6) von der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung verkleinert, und wobei die Kompressionswand (27) wenigstens eine Kompressionswandöffnung (29) aufweist, die durch ein Überströmventil (41) verschlossen ist, wenn ein Druck in dem Heizvolumen (10) im Bereich des Überströmventils (41) größer als ein Druck in dem Kompressionsvolumen (28) ist. 11. Unterbrechereinheit (100) nach Anspruch 10,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Überströmventil (41) wenigstens eine Verbindungsöff¬ nung (40) zwischen dem Kaltgasbereich (31) und dem Heißgasbereich (32) verschließt, wenn der Druck in dem Heizvolu- men (10) kleiner als der Druck in dem Kompressionsvolu¬ men (28) ist.

12. Unterbrechereinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Kaltgaskanal (33) weiter in den Düsenkanal (8) hineinragt als der Heißgaskanal (34) .

13. Leistungsschalter mit einer Unterbrechereinheit (100) ge- maß einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Beschreibung

Unterbrechereinheit für einen Leistungsschalter Die Erfindung betrifft eine Unterbrechereinheit für einen

Leistungsschalter. Die Unterbrechereinheit weist zwei elekt ¬ risch leitfähige Lichtbogenkontaktstücke auf, die entlang ei ¬ ner Schaltstrecke zwischen einer Ausschaltstellung, in der die Lichtbogenkontaktstücke durch die Schaltstrecke voneinan- der getrennt sind, und einer Einschaltstellung, in der die Lichtbogenkontaktstücke in galvanischem Kontakt miteinander stehen, relativ zueinander bewegbar sind. Ferner weist die Unterbrechereinheit eine die Schaltstrecke wenigstens teil ¬ weise umgebende Isolierstoffdüse auf.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Unterbrechereinheit für einen in Form eines so genannten Selbstblasschalters aus ¬ gebildeten Leistungsschalter. Selbstblasschalter setzen bei einem Ausschaltvorgang Energie, die von einem zwischen den Lichtbogenkontaktstücken brennenden Lichtbogen freigesetzt wird, für einen Löschdruckaufbau zum Löschen des Lichtbogens um. Dazu ist ein Lichtbogenraum, in dem der Lichtbogen brennt, mit einem Heizvolumen verbunden, in dem durch den Lichtbogen erhitztes und expandierendes Isoliergas, durch Ab- lation freigesetztes Isolierdüsenmaterial und thermische

Strahlung aus dem Lichtbogenraum den Gasdruck erhöhen. Das Isoliergas in dem Heizvolumen wird zum Löschen des Lichtbogens verwendet. Bei kleinen Stromstärken bewirkt die im

Lichtbogen umgesetzte Leistung keinen ausreichenden Druckauf- bau im Heizvolumen, so dass unterstützend durch den Bewe ¬ gungsablauf des Schalters komprimiertes Löschgas eingesetzt wird .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Unterbrechereinheit für einen Leistungsschalter anzugeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An ¬ spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine erfindungsgemäße Unterbrechereinheit für einen Leis ¬ tungsschalter umfasst zwei elektrisch leitfähige Lichtbogenkontaktstücke, eine Isolierstoffdüse, ein Heizvolumen, ein Trenngehäuse, einen Kaltgaskanal und einen Heißgaskanal. Die Lichtbogenkontaktstücke sind entlang einer Schaltstrecke zwi- sehen einer Ausschaltstellung, in der die Lichtbogenkontaktstücke durch die Schaltstrecke voneinander getrennt sind, und einer Einschaltstellung, in der die Lichtbogenkontaktstücke in galvanischem Kontakt miteinander stehen, relativ zueinander bewegbar. Die Isolierstoffdüse umgibt die Schaltstrecke wenigstens teilweise. Durch die Isolierstoffdüse verläuft ein Düsenkanal, durch den die Schaltstrecke verläuft und der mit dem Heizvolumen verbunden ist. Das Trenngehäuse teilt das Heizvolumen in einen Kaltgas- und einen Heißgasbereich und weist wenigstens eine den Kaltgasbereich mit dem Heißgasbe- reich verbindende Verbindungsöffnung auf. Der Kaltgaskanal verläuft durch einen Düsenkanalendabschnitt des Düsenkanals und ist mit dem Kaltgasbereich des Heizvolumens verbunden. Der Heißgaskanal verläuft durch den Düsenkanalendabschnitt des Düsenkanals und ist mit dem Heißgasbereich des Heizvolu- mens verbunden.

Die Unterbrechereinheit eignet sich besonders vorteilhaft für einen in Form eines Selbstblasschalters ausgebildeten Leis ¬ tungsschalter. Das Heizvolumen dient dabei als Reservoir zur Speicherung von Isoliergas, das bei einem Ausschaltvorgang zur Löschung eines zwischen den Lichtbogenkontaktstücken brennenden Lichtbogens verwendet wird. Unter einem Ausschalt ¬ vorgang wird dabei eine Bewegung der Lichtbogenkontaktstücke von der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung verstan- den. Der Heißgaskanal ermöglicht die Leitung von Isoliergas zwischen dem Lichtbogenraum, in welchem der Lichtbogen in dem Düsenkanal brennt, und dem Heizvolumen. Beim Ausschaltvorgang wird durch den Lichtbogen erhitztes und expandierendes Iso- liergas in das Heizvolumen geleitet und der Druck in dem Heizvolumen erhöht. Wie oben bereits ausgeführt wurde, be ¬ wirkt bei kleinen Stromstärken die im Lichtbogen umgesetzte Leistung jedoch keinen ausreichenden Druckaufbau im Heizvolu- men, so dass unterstützend komprimiertes zusätzliches Iso ¬ liergas in das Heizvolumen geleitet wird. Je größer das Heiz ¬ volumen ist, umso geringer ist dabei die Druckerhöhung im Heizvolumen durch das zusätzliche Isoliergas. Die Aufteilung des Heizvolumens in einen Kaltgasbereich und einen Heißgasbe- reich ermöglicht, dass zusätzliches Isoliergas nur oder über ¬ wiegend in einen dieser Bereiche geleitet wird und so durch das gegenüber dem gesamten Heizvolumen kleinere Volumen dieses Bereichs in diesem Bereich eine größere Druckerhöhung durch das zusätzliche Isoliergas erreicht wird als in dem Fall, dass das zusätzliche Isoliergas sich gleichmäßig auf das gesamte Heizvolumen verteilt. Dadurch wird die Löschwirkung des zusätzlichen Isoliergases vorteilhaft erhöht.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein erstes Lichtbogenkontaktstück ein Kontaktende mit einer Kontaktöffnung aufweist, in die das zweite Lichtbogenkontaktstück in der Einschaltstellung eingefahren ist, und dass der Heißgaskanal das Kontaktende des ersten Lichtbogenkontaktstücks umgibt, während der Kaltgaskanal den Heißgaskanal umgibt. Da- durch, dass der Heißgaskanal das Kontaktende des ersten

Lichtbogenkontaktstücks umgibt und der Kaltgaskanal den Heiß ¬ gaskanal umgibt, wird der Heißgaskanal bei einer Trennung der Lichtbogenkontaktstücke eher freigegeben als der Kaltgasbe ¬ reich. Somit wird über den Heißgaskanal Druck im Heizvolumen zu einem Zeitpunkt aufgebaut, zu dem der Kaltgaskanal noch nicht freigegeben wird. Durch die verzögerte Freigabe des Kaltgaskanals wird erreicht, dass zu diesem Zeitpunkt die Druckdifferenz zwischen dem Lichtbogenraum und dem Heizvolumen geringer ist, wodurch auch nur wenig Heißgas über den Kaltgaskanal ins Heizvolumen gelangt. Wenn der Lichtbogen an Intensität verliert und eine Rückströmung von Isoliergas aus dem Heizvolumen zum Lichtbogen einsetzt, tritt sowohl über den Kaltgas- als auch über den Heißgaskanal Isoliergas aus dem Heizvolumen aus. Hierbei ist zu beachten, dass im Inneren des Heizvolumens ein Temperaturgradient herrscht, wodurch die Kaltgasströmung aus dem Kaltgasbereich gespeist wird, während die Heißgasströmung aus dem Heißgasbereich gespeist wird. Durch das gemeinsame Wirken beider Kanäle wird der Lichtbogen über eine größere axiale Ausdehnung beströmt, und es entsteht ein ausgeprägter dielektrisch verfestigter Bereich, der zu einer erfolgreichen Löschung beiträgt. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine den Kaltgaskanal und den Heißgaskanal voneinander trennende Kanaltrennwand vor, die beispielsweise im Wesentlichen als ein Hohlzylinder ausgeführt ist. Eine den Kaltgaskanal und den Heißgaskanal voneinander trennende Kanaltrennwand begrenzt gleichzeitig den Kaltgaskanal und den Heißgaskanal und ermöglicht daher eine bauteilsparende Ausbildung von Kaltgas- und Heißgaska ¬ nal .

Vorzugsweise ragt die Kanaltrennwand in den Düsenkanalendab- schnitt hinein und der Kaltgaskanal ist von einer Außenober ¬ fläche der Kanaltrennwand und einer den Düsenkanalendab- schnitt berandenden Innenoberfläche der Isolierstoffdüse berandet. Diese Ausgestaltung der Erfindung sieht also vor, dass der Kaltgaskanal einen äußeren Bereich des Düsenkanal- endabschnitts bildet und der Heißgasbereich einen inneren Bereich des Düsenkanalendabschnitts bildet. Dies realisiert die oben bereits beschriebene vorteilhafte Anordnung des Kaltgas ¬ kanals um den Heißgaskanal herum. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kanaltrennwand Teil des Trenngehäuses ist. Vorzugsweise bil ¬ det die Kanaltrennwand dabei einen der Schaltstrecke zuge ¬ wandten Gehäuseendabschnitt des Trenngehäuses. Ferner ist das Trenngehäuse beispielsweise trichterartig ausgebildet, wobei die Kanaltrennwand einen in den Düsenkanalendabschnitt hin ¬ einragenden Gehäusehals bildet, an den sich ein Gehäuserumpf anschließt, der im Heizvolumen angeordnet ist und einen grö ¬ ßeren Innendurchmesser als der Gehäusehals aufweist. Die Aus- führung der Kanaltrennwand als Teil des Trenngehäuses ermög ¬ licht eine einstückige Ausführung des Trenngehäuses und der Kanaltrennwand und vereinfacht dadurch die Herstellung und Montage des Trenngehäuses und der Kanaltrennwand. Die Ausbil- dung der Kanaltrennwand als ein der Schaltstrecke zugewandter Gehäuseendabschnitt des Trenngehäuses berücksichtigt, dass entlang der Schaltstrecke kein ausreichender Bauraum zur Aufnahme des Trenngehäuses zur Verfügung steht, da sich in die ¬ sem Bereich der Unterbrechereinheit die Lichtbogenkontaktstü- cke relativ zueinander bewegen. Die trichterartige Ausbildung des Trenngehäuses ermöglicht eine geeignete Aufteilung des Heizvolumens in einen Kaltgasbereich und einen Heißgasbereich und die Ausbildung des Kaltgaskanals und des Heißgaskanals durch das Trenngehäuse.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich der Düsenkanal zu dem Düsenkanalendabschnitt weitet. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht bzw. vereinfacht die Anordnung des Kaltgaskanals und des Heißgaskanals in dem Dü- senkanalendabschnitt .

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht ein Kompressionsvolumen vor, das durch eine Kompressionswand vom Heizvolu ¬ men getrennt ist. Die Kompressionswand ist an ein Lichtbogen- kontaktstück gekoppelt, so dass sie das Kompressionsvolumen bei einer relativen Bewegung der Lichtbogenkontaktstücke von der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung verkleinert. Ferner weist die Kompressionswand wenigstens eine Kompressi ¬ onswandöffnung auf, die durch ein Überströmventil verschlos- sen ist, wenn der Druck im Heizvolumen größer als der Druck im Kompressionsvolumen ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht vorteilhaft, den Druckaufbau im Heizvolumen bei einem Ausschaltvorgang durch Zuführung komprimierten Isoliergases aus dem Kompressionsvolumen in das Heizvolumen zu un- terstützen, wenn die Stromstärke zu klein ist, um eine aus ¬ reichende Druckerhöhung im Heizvolumen zu bewirken. Bei großen Stromstärken, die einen zur Löschung des Lichtbogens ausreichenden Druck im Heizvolumen bewirken, wird das Kompressi- onsvolumen durch das Überströmventil vorteilhaft verschlos ¬ sen, so dass kein Isoliergas druckmindernd aus dem Heizvolu ¬ men in das Kompressionsvolumen entweicht. Eine Weitergestaltung der vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Überströmventil wenigstens eine Verbindungsöffnung zwischen dem Kaltgasbereich und dem Heißgasbereich des Heizvolumens verschließt, wenn der Druck im Heizvolumen kleiner als der Druck im Kompressionsvolumen ist. Diese Weitergestaltung der Erfindung nutzt das Überströmventil nicht nur zum Verschließen des Kompressionsvolumens bei großen Drücken im Heizvolumen, sondern auch zum zumindest teilweisen Verschließen des Heißgasbereiches bei kleinen Drücken im Heißgasbereich. Dadurch wird bei kleinen Drücken im Heißgasbereich vorteilhaft komprimiertes Isoliergas aus dem Kompressionsvolumen nur oder zumindest überwiegend in den Kaltgasbereich geleitet, so dass das komprimierte Isoliergas aus dem Kompressionsvolumen im Kaltgasbereich eine größere Druckerhöhung erzeugt als es der Fall wäre, wenn das kompri- mierte Isoliergas aus dem Kompressionsvolumen gleichmäßig auf das gesamte Heizvolumen verteilt würde.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Kaltgaskanal weiter in den Düsenkanal hineinragt als der Heißgaskanal. Auch diese Ausgestaltung der Erfindung bewirkt, dass der Heißgaskanal bei einer Trennung der Lichtbogenkontaktstücke eher freigegeben wird als der Kaltgasbereich mit den oben bereits genannten Vorteilen. Ein erfindungsgemäßer Leistungsschalter weist eine erfindungsgemäße Unterbrechereinheit mit den oben bereits genann ¬ ten Vorteilen auf.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei- spielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:

FIG 1 eine perspektivische Schnittdarstellung eines ers- ten Ausführungsbeispiels einer Unterbrechereinheit, und

FIG 2 eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Unterbrechereinheit.

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Unterbrechereinheit 100 für einen Leistungsschalter.

Die Unterbrechereinheit 100 weist eine im Wesentlichen rota ¬ tionssymmetrische Struktur auf, welche sich um eine Längsach- se 1 erstreckt. Die Unterbrechereinheit 100 weist ein erstes Lichtbogenkontaktstück 5 und ein zweites Lichtbogenkontakt ¬ stück 6 auf. Dem ersten Lichtbogenkontaktstück 5 ist ein erstes Nennstromkontaktstück 3 zugeordnet. Dem zweiten Lichtbogenkontaktstück 6 ist ein zweites Nennstromkontaktstück 4 zu- geordnet. Die Nennstromkontaktstücke 3, 4 sowie die Lichtbo ¬ genkontaktstücke 5, 6 sind jeweils rotationssymmetrisch zu der Längsachse 1 ausgeformt und koaxial zu der Längsachse 1 angeordnet . Das erste Lichtbogenkontaktstück 5 ist rohrartig ausgebildet und weist ein dem zweiten Lichtbogenkontaktstück 6 zugewandtes Kontaktende 20 mit einer tulpenförmigen Kontaktöffnung 21 sowie eine einen Endabschnitt umgebende Schutzhülle 9 aus ei ¬ nem elektrisch isolierenden Material auf. Das zweite Lichtbo- genkontaktstück 6 ist bolzenförmig ausgeführt, um unter galvanischem Kontakt in die Kontaktöffnung 21 des ersten Lichtbogenkontaktstückes 5 einfahrbar zu sein. Das zweite Nenn ¬ stromkontaktstück 4 weist eine Vielzahl von Kontaktfingern 22 auf, welche elastisch verformbar sind und zu einer Kontaktie- rung mit dem ersten Nennstromkontaktstück 3 auf eine Mantelfläche 23 des ersten Nennstromkontaktstückes 3 auffahrbar sind. Das erste Nennstromkontaktstück 3 sowie das erste

Lichtbogenkontaktstück 5 sind zueinandergehörig und weisen unabhängig von einem Schaltzustand der Unterbrechereinheit 100 stets dasselbe elektrische Potential auf. Das zweite Nennstromkontaktstück 4 und das zweite Lichtbogenkontaktstück 6 sind ebenfalls zueinandergehörig und weisen unabhängig von dem Schaltzustand der Unterbrechereinheit 100 stets dasselbe elektrische Potential auf.

Die Nennstromkontaktstücke 3, 4 und die Lichtbogenkontaktstü ¬ cke 5, 6 sind entlang der Längsachse 1 relativ zueinander zwischen einer in Figur 1 dargestellten Ausschaltstellung und einer Einschaltstellung bewegbar. In der Ausschaltstellung sind die beiden Lichtbogenkontaktstücke 5, 6 durch eine

Schaltstrecke 2 voneinander getrennt. Entsprechend sind in der Ausschaltstellung die beiden Nennstromkontaktstücke 3, 4 voneinander getrennt. In der Einschaltstellung ist das zweite Lichtbogenkontaktstück 6 in die Kontaktöffnung 21 des ersten Lichtbogenkontaktstücks 5 eingefahren und die Kontaktfin ¬ ger 22 des zweiten Nennstromkontaktstücks 4 liegen an der Mantelfläche 23 des ersten Nennstromkontaktstückes 3 an. Da- bei kontaktieren bei einem Einschaltvorgang die Lichtbogenkontaktstücke 5, 6 einander zeitlich vor den Nennstromkon- taktstücken 3, 4. Bei einem Ausschaltvorgang trennen sich zunächst die Nennstromkontaktstücke 3, 4 und zeitlich darauf folgend die Lichtbogenkontaktstücke 5, 6.

Bei einer Kontaktierung und bei einer Trennung der Lichtbogenkontaktstücke 5, 6 entsteht jeweils ein Lichtbogen zwi ¬ schen den Lichtbogenkontaktstücken 5, 6. Um den Lichtbogen zu lenken und zu leiten, ist eine Isolierstoffdüse 7 vorgesehen. Die Isolierstoffdüse 7 weist einen Düsenkanal 8 auf. Der Dü ¬ senkanal 8 ist rotationssymmetrisch ausgebildet und weist ei ¬ ne Kanalengstelle 24 auf, deren Durchmesser zu einem Durchmesser des zweiten Lichtbogenkontaktstücks 6 korrespondiert. Die Isolierstoffdüse 7 umgibt die Schaltstrecke 2 zumindest teilweise und ist koaxial zur Längsachse 1 ausgerichtet. Der Düsenkanal 8 weitet sich zu einem Düsenkanalendabschnitt 25 hin, in den das erste Lichtbogenkontaktstück 5 hineinragt.

Die Isolierstoffdüse 7 weist außenmantelseitig einen umlau ¬ fenden Düsenkragen 26 auf, der ringförmig um das erste Lichtbogenkontaktstück 5 herum verläuft und in einer gegengleichen Ausnehmung an dem ersten Nennstromkontaktstück 3 gelagert ist.

An den Düsenkanalendabschnitt 25 schließt sich ein Heizvolu ¬ men 10 an, das einen Abschnitt des ersten Lichtbogenkontakt ¬ stücks 5 umgibt. Radial bezüglich der Längsachse 1 erstreckt sich das Heizvolumen 10 zwischen einer Außenoberfläche des ersten Lichtbogenkontaktstücks 5 und einer Innenoberfläche des ersten Nennstromkontaktstücks 3. Axial bezüglich der Längsachse 1 erstreckt sich das Heizvolumen 10 zwischen einem von dem zweiten Lichtbogenkontaktstück 6 abgewandten Ende der Isolierstoffdüse 7 und einer Kompressionswand 27, die das Heizvolumen 10 von einem Kompressionsvolumen 28 trennt.

Die Kompressionswand 27 ist mit dem ersten Lichtbogenkontakt ¬ stück 5 verbunden und bewegt sich bei einem Ausschaltvorgang mit dem ersten Lichtbogenkontaktstück 5 von dem zweiten

Lichtbogenkontaktstück 6 weg, wobei sie das Kompressionsvolu ¬ men 28 bei der Bewegung verkleinert und Isoliergas in dem Kompressionsvolumen 28 komprimiert. Die Kompressionswand 27 weist mehrere Kompressionswandöffnungen 29 zu dem Heizvolu- men 10 auf.

Ein Trenngehäuse 11 unterteilt das Heizvolumen 10 in einen Kaltgasbereich 31 und einen Heißgasbereich 32. Ferner unterteilt das Trenngehäuse 11 den Düsenkanalendabschnitt 25 in einen mit dem Kaltgasbereich 31 verbundenen Kaltgaskanal 33 und einen mit dem Heißgasbereich 32 verbundenen Heißgaskanal 34. Das Trenngehäuse 11 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Längsachse 1 ausgebildet und umgibt einen das Kontaktende 20 aufweisenden Endabschnitt des ersten Lichtbo ¬ genkontaktstücks 5.

Das Trenngehäuse 11 ist trichterartig mit einem in dem Heiz- volumen 10 angeordneten Gehäuserumpf 30 und einem in den Dü- senkanalendabschnitt 25 hineinragenden Gehäusehals ausgebil ¬ det .

Der Gehäusehals weist eine hohlzylindrische Kanaltrennwand 35 zwischen dem Kaltgaskanal 33 und dem Heißgaskanal 34 und eine schaltstreckenseitige Gehäuseöffnung 36 des Trenngehäuses 11 auf. Der Kaltgaskanal 33 wird von einer Außenoberfläche der Kanaltrennwand 35 und einer den Düsenkanalendabschnitt 25 berandenden Innenoberfläche der Isolierstoffdüse 7 berandet. Der Heißgaskanal 34 wird von einer Innenoberfläche der Kanal ¬ trennwand 35 und einer Außenoberfläche des ersten Lichtbogen ¬ kontaktstücks 5 berandet.

Der Gehäuserumpf 30 des Trenngehäuses 11 wird durch einen Gehäusemantel 37, eine Gehäuseschulter 38 und einen Gehäuse ¬ kragen 39 gebildet. Der Gehäusemantel 37 ist als ein Hohlzy ¬ linder ausgebildet, dessen Zylinderachse die Längsachse 1 ist und der einen größeren Innendurchmesser als die Kanaltrennwand 35 aufweist. Die Gehäuseschulter 38 verbindet den Gehäu- semantel 37 mit der Kanaltrennwand 35. Der Gehäusekragen 39 bildet ein von der Schaltstrecke 2 abgewandtes und dem Komp ¬ ressionsvolumen 28 zugewandtes Ende des Trenngehäuses 11. Der Gehäusekragen 39 steht von dem Gehäuserumpf 30 nach innen ab und erstreckt sich von dem Gehäuserumpf 30 bis zu dem ersten Lichtbogenkontaktstück 5, das durch den Gehäusekragen 39 geführt ist. Der Gehäusekragen 39 verläuft parallel zu der Kom ¬ pressionswand 27 und ist von der Kompressionswand 27 beab ¬ standet. Der Gehäusekragen 39 weist mehrere Verbindungsöff ¬ nungen 40 auf, die den Kompressionswandöffnungen 29 in der Kompressionswand 27 gegenüber liegen. Der von dem Trenngehäu ¬ se 11 umgebene Bereich des Heizvolumens 10 bildet den Heiß ¬ gasbereich 32 des Heizvolumens 10, der übrige Bereich des Heizvolumens 10 bildet den Kaltgasbereich 31. Zwischen den Kompressionswandöffnungen 29 in der Kompressionswand 27 und den Verbindungsöffnungen 40 in dem Gehäusekragen 39 ist ein Überströmventil 41 angeordnet, das ringför- mig um das erste Lichtbogenkontaktstück 5 herum verläuft. Das Überströmventil 41 ist zwischen einer in Figur 1 dargestell ¬ ten ersten Ventilstellung und einer zweiten Ventilstellung bewegbar. In der ersten Ventilstellung verschließt das Überströmventil 41 die Kompressionswandöffnungen 29 in der Komp- ressionswand 27, in der zweiten Ventilstellung verschließt das Überströmventil 41 die Verbindungsöffnungen 40 in dem Gehäusekragen 39. Die Ventilstellung des Überströmventils 41 hängt von der Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem Kompressionsvolumen 28 und dem Druck in dem Heizvolumen 10 im Be- reich des Überströmventils 41 ab. Wenn der Druck in dem Kompressionsvolumen 28 kleiner als dieser Druck in dem Heizvolumen 10 ist, nimmt das Überströmventil 41 die erste Ventil ¬ stellung ein. Wenn der Druck in dem Kompressionsvolumen 28 größer als dieser Druck in dem Heizvolumen 10 ist, nimmt das Überströmventil 41 die zweite Ventilstellung ein.

Dem Kompressionsvolumen 28 ist eine Druckablasskammer 42 nachgeordnet, die ein Überdruckventil 43 zu dem Kompressions ¬ volumen 28 aufweist. Wenn der Druck in dem Kompressionsvolu- men 28 einen Druckschwellenwert überschreitet, öffnet das

Überdruckventil 43, so dass Isoliergas aus dem Kompressions ¬ volumen 28 in die Druckablasskammer 42 und durch Kammeröffnungen 45 der Druckablasskammer 42 aus der Druckablasskammer 42 strömen kann. Das Überdruckventil 43 dieses Ausfüh- rungsbeispiels ist federbelastet ausgeführt, so dass der

Druckschwellenwert durch eine Vorspannung einer Feder 44 bestimmt wird.

Im Betrieb der Unterbrechereinheit 100 ist die Unterbrecher- einheit 100 mit einem Isoliergas, beispielsweise mit Schwe- felhexafluorid, Stickstoff oder einem anderen geeigneten Gas befüllt. Isoliergas befindet sich insbesondere in dem Düsen ¬ kanal 8, dem Heizvolumen 10 und dem Kompressionsvolumen 28. Bei einem Ausschaltvorgang, bei dem die Lichtbogenkontaktstü ¬ cke 5, 6 voneinander getrennt werden, kommt es zu einem Brennen eines Lichtbogens zwischen den beiden Lichtbogenkontakt ¬ stücken 5, 6. Der Lichtbogen erhitzt in seiner Umgebung be- findliches Isoliergas, welches daraufhin expandiert und vor ¬ nehmlich durch den Heißgaskanal 34 in den Heißgasbereich 32 des Heizvolumens 10 strömt, da der Heißgaskanal 34 bei der Trennung der Lichtbogenkontaktstücke 5, 6 vor dem Kaltgaska ¬ nal 33 freigegeben wird. Das in den Heißgasbereich 32 strö- mende Isoliergas erhöht den Druck in dem Heißgasbereich 32. Gleichzeitig wird bei der Trennung der Lichtbogenkontaktstü ¬ cke 5, 6 durch die Bewegung der Kompressionswand 27 das Iso ¬ liergas in dem Kompressionsvolumen 28 komprimiert und der Druck in dem Kompressionsvolumen 28 erhöht.

Die Druckerhöhung in dem Heißgasbereich 32 ist von der Stromstärke abhängig. Bei kleinen Stromstärken ist die Druckerhöhung in dem Heißgasbereich 32 relativ gering, so dass der in dem Kompressionsvolumen 28 erzeugte Druck größer als der Druck in dem Heißgasbereich 32 wird und das Überströmventil 41 die zweite Ventilstellung einnimmt, in der es die Ver ¬ bindungsöffnungen 40 in dem Gehäusekragen 39 des Trenngehäuses 11 verschließt. Dadurch wird der Kaltgasbereich 31 von dem Heißgasbereich 32 getrennt und über die Kompressionswand- Öffnungen 29 in der Kompressionswand 27 mit dem Kompressions ¬ volumen 28 verbunden, so dass Isoliergas aus dem Kompressi ¬ onsvolumen 28 in den Kaltgasbereich 31 strömt. Das Isoliergas strömt nach der Freigabe des Kaltgaskanals 33 aus dem Kalt ¬ gasbereich 31 durch den Kaltgaskanal 33 zu dem Lichtbogen und löscht schließlich den Lichtbogen. Da der Heißgasbereich 32 dabei durch das Überströmventil 41 verschlossen ist, ist der dem aus dem Kompressionsvolumen 28 strömenden Isoliergas zur Verfügung stehende Raum des Heizvolumens 10 auf den Kaltgas ¬ bereich 31 reduziert, wodurch vorteilhaft der Druck in dem Isoliergas und damit die Löschwirkung des Isoliergases gegen ¬ über einer Situation, in der Isoliergas aus dem Kompressionsvolumen 28 in das gesamte Heizvolumen 10 strömt, erhöht wer ¬ den . Bei großen Stromstärken ist die Druckerhöhung in dem Heißgasbereich 32 entsprechend groß, so dass der Druck in dem Heiß ¬ gasbereich 32 größer als der in dem Kompressionsvolumen 28 erzeugte Druck ist und das Überströmventil 41 die erste Ven ¬ tilstellung einnimmt, in der es die Verbindungsöffnungen 40 in dem Gehäusekragen 39 des Trenngehäuses 11 freigibt und die Kompressionswandöffnungen 29 in der Kompressionswand 27 verschließt. Dadurch strömt erhitztes Isoliergas durch die Ver- bindungsöffnungen 40 aus dem Heißgasbereich 32 in den Kaltgasbereich 31 und erhöht den Druck in dem Kaltgasbereich 31. Wenn der Lichtbogen an Intensität verliert und die Rückströ- mung von Isoliergas aus dem Heizvolumen 10 zu dem Lichtbogen einsetzt, strömt Isoliergas sowohl aus dem Kaltgasbereich 31 durch den Kaltgaskanal 33 als auch aus dem Heißgasbereich 32 durch den Heißgaskanal 34 zu dem Lichtbogen und löscht schließlich den Lichtbogen. Dabei verbessert das Zusammenwirken des Kaltgaskanals 33 und des Heißgaskanals 34 die Lösch ¬ wirkung des Isoliergases durch die Vergrößerung der axialen Ausdehnung, über die der Lichtbogen mit Isoliergas beströmt wird. Ein in dem Kompressionsvolumen 28 entstehender gefährlicher Überdruck wird über die Druckablasskammer 42 abgebaut.

Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausfüh- rungsbeispiels einer Unterbrechereinheit 100 für einen Leis ¬ tungsschalter. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nur durch die Ausgestaltung und Anordnung des Trenngehäuses 11 und die Form des Düsenkanalendabschnitts 25 sowie der damit einhergehenden Ausgestaltung des Kaltgasbereiches 31, des Heißgasbereiches 32, des Kaltgaskanals 33 und des Heißgaskanals 34.

Das Trenngehäuse 11 ist trichterartig mit einem in dem Heiz- volumen 10 angeordneten Gehäuserumpf 30 und einem in den Dü- senkanalendabschnitt 25 hineinragenden Gehäusehals ausgebil ¬ det . Der Gehäusehals unterscheidet sich von dem Gehäusehals des in Figur 1 dargestellten Trenngehäuses 11 dadurch, dass das Ende des Gehäusehalses dieselbe Wandstärke wie der übrige Gehäuse ¬ hals aufweist, während das Ende des Gehäusehalses des in Fi- gur 1 dargestellten Trenngehäuses 11 eine größere Wandstärke als der übrige Gehäusehals aufweist. Außerdem ist das Ende des Gehäusehalses leicht zu dem Kontaktende 20 des ersten Lichtbogenkontaktstücks 5 hin umgebogen. Der Gehäuserumpf 30 unterscheidet sich von dem Gehäuse ¬ rumpf 30 des in Figur 1 dargestellten Trenngehäuses 11 dadurch, dass er keinen Gehäusekragen 39 aufweist, dass der Gehäusemantel 37 mehrere Verbindungsöffnungen 40 zu dem Kalt ¬ gasbereich 31 aufweist, und dass die Gehäuseschulter 38 weni- ger steil ausgebildet ist. Der Gehäusemantel 37 ist mit der Kompressionswand 27 verbunden. Die Kompressionswandöffnungen 29 in der Kompressionswand 27 münden direkt in den Heiß ¬ gasbereich 32. Das Überströmventil 41 ist in dem Heißgasbe ¬ reich 32 vor den Kompressionswandöffnungen 29 angeordnet.

Das Überströmventil 41 ist zwischen einer in Figur 2 darge ¬ stellten ersten Ventilstellung und einer zweiten Ventilstellung bewegbar ist. In der ersten Ventilstellung verschließt das Überströmventil 41 die Kompressionswandöffnungen 29 in der Kompressionswand 27, in der zweiten Ventilstellung öffnet das Überströmventil 41 die Kompressionswandöffnungen 29, wo ¬ bei es von den Kompressionswandöffnungen 29 beabstandet ist. Die Ventilstellung des Überströmventils 41 hängt von der Druckdifferenz zwischen einem Druck in dem Kompressionsvolu- men 28 und einem Druck in dem Heißgasbereich 32 ab. Wenn der Druck in dem Kompressionsvolumen 28 kleiner als der Druck in dem Heißgasbereich 32 ist, nimmt das Überströmventil 41 die erste Ventilstellung ein. Wenn der Druck in dem Kompressionsvolumen 28 größer als der Druck in dem Heißgasbereich 32 ist, nimmt das Überströmventil 41 die zweite Ventilstellung ein.

Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsöffnungen 40 in dem Trenngehäu- se 11, die den Heißgasbereich 32 mit dem Kaltgasbereich 31 verbinden, nicht verschließbar.

Entsprechend strömt bei einem Ausschaltvorgang immer, insbe- sondere auch bei kleinen Stromstärken, Isoliergas von dem

Heißgasbereich 32 in den Kaltgasbereich 31. Wie im Falle des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels verschließt das Überströmventil 41 im Falle großer Stromstärken die Kompres ¬ sionswandöffnungen 29, so dass der Lichtbogen in diesem Fall nur von Isoliergas aus dem Kaltgasbereich 31 und dem Heißgas ¬ bereich 32 gelöscht wird. Im Fall kleiner Stromstärken tritt Isoliergas aus dem Kompressionsvolumen 28 hinzu, das durch die Kompressionswandöffnungen 29 in den Heißgasbereich 32 eintritt und von dort durch das vor den Kompressionswandöff- nungen 29 angeordnete Überströmventil 41 überwiegend zu Ver ¬ bindungsöffnungen 40 gelenkt wird und durch diese Verbindungsöffnungen 40 in den Kaltgasbereich 31 strömt, so dass das aus dem Kompressionsvolumen 28 strömende Isoliergas über ¬ wiegend in den Kaltgasbereich 31 strömt.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs ¬ beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.