電氣開關(guān)裝置的制造方法
【專利摘要】一種電氣開關(guān)裝置(1)，填充有介電絕緣介質(zhì)，其包括有機(jī)氟化合物，尤其氟醚、氟胺、氟酮或氟烯烴，并且該電氣開關(guān)裝置包括至少具有第一起弧觸頭(4a)和配對的第二起弧觸頭(4b)的起弧觸頭組件。至少第一中間空間(7)設(shè)置在第一起弧觸頭(4a)的下游，且/或至少第二中間空間(8)設(shè)置在第二起弧觸頭(4b)的下游。中間空間(7,8)用于中間壓力的提高以及排氣射流的形成，以用于湍流地與排氣系統(tǒng)的金屬壁(7b,8b)進(jìn)行對流熱傳遞。在實(shí)施例中，第一和/或第二中間空間(7,8)由至少一個可移動的壁(14a,14b)所界定，該至少一個可移動的壁布置成橫向于縱軸線(z)并且可由促動裝置(15,16,17)平行于該縱軸線來移位。
【專利說明】
電氣開關(guān)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明處于介質(zhì)和高壓開關(guān)技術(shù)的領(lǐng)域并且涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的電氣開關(guān)裝置和用于運(yùn)行該電氣開關(guān)裝置，尤其以用于用作接地裝置、快速作用接地裝置、電路斷路器、發(fā)電機(jī)電路斷路器、開關(guān)切斷器、組合的切斷器和接地開關(guān)、或在電力傳輸和分配系統(tǒng)中的負(fù)載斷路開關(guān)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電氣開關(guān)裝置在介質(zhì)和高壓開關(guān)應(yīng)用的領(lǐng)域中是熟知的。其例如用于當(dāng)電氣故障發(fā)生時中斷電流。作為用于電氣開關(guān)裝置的示例，電路斷路器具有的任務(wù)是斷開觸頭使這些觸頭保持遠(yuǎn)離彼此以便避免電流流動，甚至在源自電氣故障本身的高電勢的情況下。為了本公開的目的，術(shù)語中等電壓是指從IkV至72.5kV的電壓并且術(shù)語高壓是指高于72.5kV的電壓。電氣開關(guān)裝置，如所述電路斷路器，能夠被認(rèn)為用于傳遞4000A至6300A的高標(biāo)稱電流并且用于在IlOkV至1200kV的非常高壓的情況下開關(guān)40kA至SOkA的非常高的短路電路電流。
[0003]由于高標(biāo)稱電流，如今的電氣開關(guān)裝置需要許多所謂的用于標(biāo)稱電流的標(biāo)稱觸頭指。當(dāng)脫開(斷開)在電氣開關(guān)裝置之內(nèi)的標(biāo)稱或短路電路電流時，電流從電氣開關(guān)裝置的標(biāo)稱觸頭換向到該電氣開關(guān)裝置的起弧觸頭。同樣，當(dāng)連接(閉合)電氣開關(guān)裝置的標(biāo)稱觸頭時，事先連接起弧觸頭。在實(shí)施例中，起弧觸頭包括布置成圍繞電氣開關(guān)裝置的縱軸線的在所謂的起弧指籠中的起弧觸頭指，作為第一起弧觸頭以及駛?cè)氲街富\中的桿或銷釘作為第二起弧觸頭。
[0004]在電氣開關(guān)裝置的斷開過程期間，電弧在第一和第二起弧觸頭之間形成被稱為起弧空間的區(qū)域，該弧是傳導(dǎo)性的并且甚至在起弧觸頭的斷開或物理分離之后仍舊傳遞電流。為了中斷電流，電氣開關(guān)裝置含有介電惰性的流體來用作介電絕緣介質(zhì)并且用于盡可能快地熄滅電弧。熄滅電弧是指從該電弧中取出盡可能多的能量。因此，位于生成電弧的區(qū)域中的流體的一部分在非常短的時間的時段中急劇加熱(到大約20000°C至30000 °C)。由于該部分的體積膨脹，流體的這部分建立壓力并且從起弧空間中噴出。以這種方式，大約當(dāng)電流為零時的瞬間，電弧被吹掉。流體流動到一個或多個排氣空間中，在該處該流體通過冷卻裝置被冷卻并且被轉(zhuǎn)向。與位于排氣空間或空間中的冷的流體的混合僅僅在相對小的程度上是可行的，因?yàn)樵谌魏沃卮蟮幕旌夏軌虬l(fā)生之前，存在在相應(yīng)的排氣空間之內(nèi)的冷的氣體的主要的部分通過從起弧空間中膨脹出來的熱的流體而從排氣空間中擠壓出來。當(dāng)熱的排出流體到達(dá)到例如靠近防護(hù)部的電場加載的區(qū)域時，不期望的介電飛弧能夠發(fā)生，因?yàn)榕懦隽黧w的介電抵抗能力在更高溫度下是典型地更低的。因此必要的是在該流體行進(jìn)到排氣空間的這種電場加載的區(qū)域中之前盡可能地冷卻排出流體。
[0005]在相同
【申請人】的文件EP1403891AI中，公開了 SF6氣吹電路斷路器，在其中源自弧區(qū)域的SF6排氣經(jīng)由中空觸頭進(jìn)入到布置成同心的排氣空間中，并且從該處進(jìn)入到位于更加向外的開關(guān)腔室空間中。對于改善的SF6排氣冷卻而言，至少一個中間空間和可能附加的空間同心地布置在中空觸頭和排氣空間之間并且通過中間壁與彼此分離。中間壁生成增加的中間SF6排氣壓力并且具有用于形成SF6氣體射流的開孔或開口。那么SF6排氣射流沖擊在相對于開口的相對的壁上并且在相對的壁處強(qiáng)烈地成漩渦。因此，SF6排氣通過使得SF6開關(guān)氣體從內(nèi)空間通過一系列的形成射流的開口和使射流成漩渦的相對的遮擋壁沿徑向流出至外空間而冷卻，并且因此大量熱的能量傳輸至在排氣系統(tǒng)中的空間的壁。
[0006]在中空觸頭空間、中間空間和(如果合適)附加的空間之間的開口在周緣上關(guān)于彼此布置成偏置的。在附加的空間和排氣空間之間的開口在周緣上和/或在軸向的方向上關(guān)于彼此構(gòu)造成偏置的。這還引起使得預(yù)定SF6排氣路徑蜿蜒以及盤旋，伴隨有SF6排氣保留在排出區(qū)域中的停留時間增加，并且伴隨有源自SF6排氣的熱傳遞進(jìn)一步改善。此外，開孔能夠借助于以多孔金屬板的形狀的嵌板來覆蓋，以用于產(chǎn)生更大數(shù)量的沿徑向指向的SF6排氣流或SF6排氣射流。這些SF6排氣射流又撞擊相對的壁，并且在沖擊點(diǎn)處成漩渦，并且因此強(qiáng)烈地冷卻熱的SF6排氣。改善冷卻的中間空間在排出區(qū)域中布置在驅(qū)動器觸頭側(cè)上。第二中間空間也能夠設(shè)置在固定的觸頭側(cè)上?？傮w上，在電路斷路器中附加地也就是說，除了中空觸頭空間、排氣空間和開關(guān)腔室空間之外，需要至少一個中間空間，以便實(shí)現(xiàn)有效的SF6排氣冷卻。
[0007]在相同
【申請人】的文件W02006/066420中，公開了具有相似的排氣系統(tǒng)的SF6氣吹發(fā)電機(jī)電路斷路器，其具有帶有用于形成SF6排氣射流的開口的中間壁以及具有用于使得SF6排氣渦流式熱傳遞到這種相對的壁的遮擋壁和散熱功能的相對的壁。
[0008]在相同
【申請人】的文件W02010/142346中，公開具有包括氟酮的新穎的滅弧絕緣流體的氣吹電路斷路器。具有用于提供自吹效果的加熱腔室的高壓電路斷路器能夠與這種氟酮并且特別地C6氟酮來運(yùn)行。公開這種氟酮在開關(guān)運(yùn)行中在回?zé)犭A段期間有益地增加在加熱腔室中的自吹壓力，因?yàn)檫@些氟酮分解成具有更少數(shù)量的碳原子的更大數(shù)量的氟碳化合物。在起弧區(qū)域之內(nèi)，具有從4至12個碳原子的氟酮的有利的滅弧能力至少部分地歸因于氟酮的分解產(chǎn)物主要重組成四氟甲烷(CF4),該四氟甲烷為高度有效的滅弧介質(zhì)。此外，公開C6氟酮用于在弧中斷期間和之后限制在整個的容器中和在排氣空間中的排氣溫度，因?yàn)槌浞值卮嬖诘腃6氟酮分子的分解吸收過度的熱的能量并且防止進(jìn)一步地排氣加熱超過大約550 °C至570 0C的分解溫度。
[0009]在相同
【申請人】的文件W02012/080246中，公開具有包括C5氟酮的滅弧絕緣流體的氣吹電路斷路器。C5氟酮在與某載體氣體，例如氮和二氧化碳的混合時具有的介電強(qiáng)度非線性地增加。C5氟酮在由于分子分解引起的滅弧階段期間又提供在壓縮腔室和/或加熱腔室和/或起弧區(qū)域中的有益的吹壓力增加。此外，在起弧區(qū)域中的C5氟酮重組成四氟甲烷(CF4)有益于滅弧。如提及的那樣，分子分解在排出區(qū)域中也是有益的，因?yàn)榉拇蠹s400°C到大約600°C或甚至900°C的相當(dāng)?shù)偷姆纸鉁囟饶軌蛴米髟谂艢庵械臏囟茸璧K。
[0010]在不僅文件W02010/142346而且文件W02012/080246中，在加熱腔室、壓縮或壓氣腔室、起弧區(qū)域和排氣空間中的氟酮的分解被考慮為有益于電路斷路器性能并且尤其有益于排氣冷卻。
[0011 ]在文件DE102011083588A1中，公開具有至少兩個同心排氣管道的排氣系統(tǒng)。排氣管道具有大數(shù)量的徑向的(外套側(cè)的)超壓減緩開口，這些開口彼此相互偏置，從而阻止了通過這兩個排氣管道的直接徑向的氣體流出。減緩開口能夠布置成迫使排氣反復(fù)進(jìn)入第一和第二排氣管道。也公開了軸向的(端部側(cè)的)不重疊的超壓減緩開口并且這些開口能夠例如在第一和第二排氣管道的相對的端部面上。能夠提供銜鐵體，其是可移位的或尺寸上可適于遮掩或清除開口并且因此以用于調(diào)節(jié)冷卻能力。總體上，通過提供長的蜿蜒的(也就是說交替地徑向和軸向的)氣體路徑，通過提供非常大數(shù)量和密度的開口，并且還通過將每個開口設(shè)有用于更好地混合排氣的相對的遮擋壁區(qū)段來冷卻排氣。
[0012]在文件US7，763，821中，公開壓氣式氣吹電路斷路器，其具有帶有用于在徑向的方向上釋放排氣的徑向的開口的可移動的中空起弧觸頭。用于中空起弧觸頭的驅(qū)動器桿承載用于防止朝驅(qū)動器單元進(jìn)行軸向氣體排出的氣體阻擋件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于，改善在電氣開關(guān)裝置中的排氣冷卻。該目的由獨(dú)立權(quán)利要求的主題來實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例在從屬權(quán)利要求、從屬權(quán)利要求的任何權(quán)利要求組合中，和在說明書連同附圖中公開。
[0014]本發(fā)明的第一方面涉及具有縱軸線z的電氣開關(guān)裝置，其包括起弧空間和至少具有第一起弧觸頭和配對的第二起弧觸頭的起弧觸頭組件，并且此外包括具有至少一個排氣空間的排氣系統(tǒng)，
其中為了閉合和斷開電氣開關(guān)裝置，起弧觸頭中的至少一個可平行于縱軸線z而移動并且與另一個起弧觸頭配合，
其中電氣開關(guān)裝置包括介電絕緣介質(zhì)，該介電絕緣介質(zhì)包括有機(jī)氟化合物，該有機(jī)氟化合物選自:氟醚、氟胺、氟酮、氟烯烴，以及它們的混合物，并且
在排氣空間之內(nèi)布置有至少一個中間空間，該中間空間由中間壁包圍，該中間空間包括用于接收來自起弧區(qū)域的排氣的至少一個入口開口，以及包括至少一個出口開口，該出口開口面向尤其排氣空間的相對的壁，并且用于產(chǎn)生至少一個排氣射流并且用于朝相對的壁排出該排氣射流并且使該排氣射流沖擊在相對的壁。
[0015]在實(shí)施例中，沖擊引起至少一個排氣射流成漩渦，該成漩渦促使湍流的氣體的熱傳遞到相對的壁并且降低成漩渦的排氣射流的溫度和壓力。
[0016]在實(shí)施例中，有機(jī)氟化合物選自:全氟醚、氫氟醚、全氟胺、全氟酮、全氟烯烴、氫氟烯烴，以及它們的混合物;尤其這種有機(jī)氟化合物能夠與背景氣體混合并且更尤其地與選自下者的背景氣體化合物混合:空氣、空氣組分、氮、氧、二氧化碳、氮氧化物。
[0017]在實(shí)施例中，介電絕緣介質(zhì)包括具有從4個到15個碳原子的氟酮作為有機(jī)氟化合物。氟酮選自:具有剛好5個碳原子的氟酮、具有剛好6個碳原子的氟酮、具有剛好7個碳原子的氟酮、具有剛好8個碳原子的氟酮，這種氟酮的提及的碳原子中的至少一個由雜原子代替，尤其由氮和/或氧和/或硫，以及它們的混合物代替。
[0018]在實(shí)施例中，中間空間設(shè)計(jì)成使得在運(yùn)行期間，尤其在排氣噴出的時間段期間，
-排氣壓力沿著排氣從起弧區(qū)域通過排氣系統(tǒng)的行進(jìn)路徑而降低;和/或
-在中間空間中的中間排氣壓力p7;p8超過在在排氣通過排氣系統(tǒng)的行進(jìn)路徑中在中間空間的下游的空間中的壓力；和/或
-在至少一個中間空間中的排氣壓力相比于當(dāng)至少一個中間空間不存在時是增加的。
[0019]在實(shí)施例中，中間空間設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在排氣噴出的時間段期間，在中間空間中的中間排氣壓力P7 ； P8超過在該中間空間的緊接著隨后的排氣空間中的排氣壓力至少達(dá)大于1.1的壓力比K，尤其選自:第一壓力比K7、第一另一壓力比Kf、第二壓力比K8，和它們的組合的壓力比K。
[0020]在實(shí)施例中，根據(jù)介電絕緣介質(zhì)而選擇壓力比K、尤其第一壓力比Κ7=Ρ7/Ρ7’和/或第一另一壓力比Kf=p7/p7f和/或第二壓力比Κ8=Ρ8/Ρ8’，。
[0021]在實(shí)施例中，壓力比K為臨界壓力比K，尤其第一臨界壓力比K7=p7/pr和/或第一另一臨界壓力比Kf=p7/p7f和/或第二臨界壓力比Ks=P8/P8，，其以如下方式來選擇:
如果介電絕緣介質(zhì)主要地含有SF6,則在1.6到1.7的范圍中，或如果介電絕緣介質(zhì)主要地或僅僅含有有機(jī)氟化合物與背景氣體的混合物，尤其氟酮或C5氟酮與C02、02和N2中的至少一個的混合物，則在范圍1.7到1.8中。
[0022]將壓力比K選得高有益于提供沖擊氣體射流的高沖擊速度;然而，這能夠增加在排氣的行進(jìn)路徑中的流阻。選擇臨界壓力比K是最佳的，因?yàn)槠湓试S在在行進(jìn)路徑中的流阻維持在依舊適度的水平處時從第一和/或第二出口開口出來達(dá)到聲速流出速度(該速度在在出口開口處沒有提供噴嘴形狀的情況下是最大可實(shí)現(xiàn)的速度)。
[0023]本發(fā)明的第二方面涉及尤其如上述的電氣開關(guān)裝置，具有縱軸線z，電氣開關(guān)裝置包括起弧空間和至少具有第一起弧觸頭和配對的第二起弧觸頭的起弧觸頭組件，并且進(jìn)一步包括具有至少一個排氣空間的排氣系統(tǒng)，
其中為了閉合和斷開電氣開關(guān)裝置，起弧觸頭中的至少一個可平行于縱軸線z而移動并且與另一個起弧觸頭配合，并且電氣開關(guān)裝置包括介電絕緣介質(zhì)，并且
其中在排氣空間之內(nèi)布置至少一個中間空間，該至少一個中間空間由中間壁包圍，包括用于接收來自起弧區(qū)域的排氣的至少一個入口開口，并且包括至少一個出口開口，該出口開口面向尤其排氣空間的相對的壁，并且用于產(chǎn)生至少一個排氣射流和用于朝相對的壁排出該排氣射流和使得該排氣射流沖擊在相對的壁上，并且其中開關(guān)裝置具有用于改變中間空間的尺寸的器件，尤其其中器件用于改變第一和/或第二中間空間或所述第一和/或第二中間空間的尺寸。
[0024]在實(shí)施例中，器件用于在預(yù)定壓力差的范圍之內(nèi)，尤其在0.5bar之內(nèi)并且更尤其地在0.4bar之內(nèi)并且最尤其地在0.3bar之內(nèi)使第一中間空間中的第一中間排氣壓力P7適于第二排氣空間中的第二排氣壓力P8’，或適于第二中間空間中的第二中間排氣壓力P8。
[0025]在實(shí)施例中，中間空間由可移動的壁所界定，該可移動的壁允許調(diào)節(jié)中間空間的尺寸，和/或第一中間空間由第一可移動的壁所界定，該第一可移動的壁允許調(diào)節(jié)第一中間空間的尺寸，和/或第二中間空間由第二可移動的壁所界定，該第二可移動的壁允許調(diào)節(jié)第二中間空間的尺寸。
[0026]在實(shí)施例中，中間空間，尤其第一中間空間和/或第二中間空間設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在滅弧的時間段期間，尤其在整個滅弧時段期間，由中間空間，尤其第一中間空間和/或第二中間空間在具有有機(jī)氟化合物的排氣中引入的附加的流阻保持低于閾值流阻，在低于該閾值流阻的情況下，聲速或超聲速流動狀況保持在起弧區(qū)域中，換言之，在該閾值流阻處或之上，在起弧區(qū)域(6)中會發(fā)生亞聲速的流動狀況。
[0027]在實(shí)施例中，中間空間的尺寸以及至少一個出口開口的位置、數(shù)量和橫截面適于有機(jī)氟化合物，尤其氟酮的氣體流動特性并且更尤其地適于氟酮?dú)怏w混合物的聲音速度，以用于至少暫時地在滅弧的時間段期間在中間空間之內(nèi)保留預(yù)定量的排氣，并且尤其以用于實(shí)現(xiàn)在中間空間中的中間排氣壓力p7;p8高于在中間空間的下游的排氣空間中的排氣壓力Pr，pr的預(yù)定增加水平。
[0028]本發(fā)明的第二方面涉及用于運(yùn)行如在此描述的電氣開關(guān)裝置的方法，其中尤其通過移位至少一個可移動的壁來調(diào)節(jié)在中間空間中的一個中的中間排氣壓力P7 ； P8，使得該壓力至少暫時地在滅弧時段期間尤其在Ibar或0.5bar或更少的壓力差之內(nèi)大約等于在中間空間中的另一個中的中間排氣壓力P8;P7;和/或
其中尤其通過移位至少一個可移動的壁(14a, 14b)來調(diào)節(jié)在中間空間中的一個中的中間排氣壓力P7 ； P8和/或在中間空間中的另一個中的中間排氣壓力P8 ； P7，使得該壓力或這些壓力至少暫時地在滅弧時段期間小于在起弧空間(6)中的第三壓力；和/或
其中尤其通過移位第一可移動的壁來調(diào)節(jié)在第一中間空間中的第一中間排氣壓力P7，使得該壓力至少暫時地在滅弧時段期間尤其在Ibar或0.5bar或更少的壓力差之內(nèi)大約等于在第二排氣空間中的第二排氣壓力P8，；和/或
其中尤其通過移位第一可移動的壁來調(diào)節(jié)在第一中間空間中的第一中間排氣壓力P7和/或在第二排氣空間中的排氣壓力，使得該壓力或這些壓力至少暫時地在滅弧時段期間小于在起弧空間中的第三壓力。
[0029]在實(shí)施例中，尤其通過沿著縱軸線z移位至少一個可移動的壁調(diào)節(jié)在第一中間空間中的第一中間排氣壓力P?和/或在第二中間空間中的第二中間排氣壓力P8，這取決于當(dāng)起弧觸頭斷開或閉合時在起弧觸頭之間形成的電弧的強(qiáng)度。
[0030]在實(shí)施例中，尤其通過沿著縱軸線z移位可移動的壁調(diào)節(jié)在第一中間空間中的第一中間排氣壓力P?和/或在第二中間空間中的第二中間排氣壓力P8，使得介電絕緣介質(zhì)的溫度保持低于有機(jī)氟化合物，尤其氟酮的分解溫度。
[0031]電氣開關(guān)裝置和用于運(yùn)行該電氣開關(guān)裝置的方法具有的優(yōu)點(diǎn)是位于開關(guān)裝置中的絕緣性和滅弧流體的改善的冷卻。尤其，排氣空間的尺寸的調(diào)節(jié)提供引起不同的電流強(qiáng)度，在相應(yīng)的排氣空間中確保這樣的壓力，該壓力是足夠高的以用于建立例如通過至少一個第一開口的朝排氣空間的外部或排氣空間的猛烈的流體流的靈活的途徑。通過在中間空間中提供形成射流的開口以及尤其甚至于這種開口的開孔陣列，可行的是，增加上述排氣流體流的瑞流，因此還提高從流體到該流體的環(huán)境的熱傳遞能力。
[0032]熱傳遞能力的描述的改進(jìn)引起對于電氣開關(guān)裝置，例如高壓電路斷路器的幾個重要的好處。一個優(yōu)點(diǎn)以下面的方式所引起，即通過將流體溫度保持比較低，使得除了 SF6之外的流體的不同的類型的使用甚至更有利。已知的是，使用在高或中等電壓開關(guān)裝置中的滅弧和絕緣性氣體混合物(在此簡單地指如“介電絕緣介質(zhì)”)當(dāng)被加熱至某水平之上時經(jīng)歷分解，在上述開關(guān)裝置的某運(yùn)行狀況下能夠遭遇該分解。這種分解是不想要的，因?yàn)槠浣档土黧w的絕緣性的屬性。SF6具有這樣的屬性，即當(dāng)其冷卻時，其重新結(jié)合并且因此基本上重獲其完全的介電屬性;然而包括有機(jī)氟化合物(如氟酮C5)的其它的氣體沒有展現(xiàn)這種屬性。本發(fā)明改善電路斷路器并且使得能夠?qū)崿F(xiàn)也使用這種包括有機(jī)氟類型化合物的氣體，因?yàn)楣_的主題允許至少在在起弧空間之外的某區(qū)域中，尤其至少在第一排氣空間和/或第二排氣空間和/或外部空間的部分中將氣體溫度保持在有機(jī)氟化合物的分解溫度之下。因此，能夠降低分解，并且例如分解的程度或在排氣中的分解產(chǎn)物關(guān)于有機(jī)氟化合物的濃度比能夠保持在預(yù)定閾值值之下。作為結(jié)果，能夠降低有機(jī)氟化合物的損失并且能夠增加開關(guān)裝置的維護(hù)時間間隔。其它的好處是降低排氣空間的尺寸的可能性。
【附圖說明】
[0033]本發(fā)明的實(shí)施例、優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用從從屬權(quán)利要求，從權(quán)利要求組合以及從現(xiàn)在下面的描述和圖中獲得。其中在:
圖1中示出根據(jù)本發(fā)明的高壓電路斷路器的一種實(shí)施例的截面圖；
圖2中示出根據(jù)本發(fā)明的高壓電路斷路器的另一實(shí)施例的截面圖；
圖3中示出在開口具有用于排氣的形成射流的開孔的陣列的情況下的在圖1或2的電路斷路器中的中間排氣空間的第一開口的細(xì)節(jié)圖；
圖4中示出表示針對新穎的滅弧介質(zhì)(在此氟酮與空氣的混合)相較于傳統(tǒng)的SF6的以千焦耳計(jì)的被吸收的熱的能量與以秒計(jì)的在零點(diǎn)電流CZ之后的時間的關(guān)系的線圖；以及圖5中示出內(nèi)螺紋元件的截面圖，該元件在實(shí)施例中能夠布置在圖1和2的電路斷路器的排氣管道之內(nèi)。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以具有標(biāo)稱觸頭和起弧觸頭的高壓電路斷路器的示例來描述本發(fā)明，但在下面描述的原理也要求將本發(fā)明使用在例如在此提及的類型的其它開關(guān)裝置中。在下面相同的參考數(shù)字在結(jié)構(gòu)上或在功能上表示本發(fā)明的不同的實(shí)施例的相同的元件。
[0035]為了本文件的目的，術(shù)語“向右”和“向左”用于與沿著縱軸線z的位置相聯(lián)系，也就是說，向左表示在箭頭z方向上的相對位置并且向右表示在相對的箭頭z方向上的相對位置。請注意，不僅向左而且向右方向?yàn)樵谄鸹】臻g的下游，在該處壓力是最高的并且吹弧氣體和排氣源自該處進(jìn)入不僅向左而且向右方向。
[0036]開關(guān)裝置表示電氣開關(guān)裝置并且能夠包括例如高壓電路斷路器、發(fā)電機(jī)電路斷路器、切斷器、組合的切斷器和接地開關(guān)、負(fù)載斷路開關(guān)、接地裝置，或快速作用接地裝置。
[0037]圖1示出在斷開的布局中的高壓電路斷路器I的實(shí)施例的截面圖。裝置I能夠關(guān)于縱軸線z實(shí)質(zhì)上旋轉(zhuǎn)對稱。在下面只描述電路斷路器I的與本發(fā)明相關(guān)的元件，在圖中示出的其它元件對于理解本發(fā)明是不相關(guān)的。此外，沒有給出電路斷路器I的運(yùn)行原理的詳細(xì)的描述。
[0038]如在此使用的“閉合的布局”表示電路斷路器I的標(biāo)稱觸頭和/或起弧觸頭是閉合的(也就是說彼此接觸)。相應(yīng)地，如在此使用的“斷開的布局”表示電路斷路器I的標(biāo)稱觸頭和/或起弧觸頭是斷開的(也就是說是分離的)。
[0039]純示例性的電路斷路器I由殼體或外部的封殼5包圍，該殼體或外部的封殼通常為柱狀并且布置成圍繞縱軸線z。該電路斷路器I包括標(biāo)稱觸頭組件3a，3b，該標(biāo)稱觸頭組件包括第一標(biāo)稱觸頭，該第一標(biāo)稱觸頭包括多個觸頭指3a，在此出于清楚的原因示出其中僅僅兩個。標(biāo)稱觸頭指3a形成為圍繞縱軸線z的指籠。標(biāo)稱觸頭組件進(jìn)一步包括通常為金屬管道的第二配對標(biāo)稱觸頭3b ο防護(hù)部5a能夠布置成圍繞第一和第二標(biāo)稱觸頭3a，3b。電路斷路器I此外包括起弧觸頭組件4a，4b，該起弧觸頭組件包括第一起弧觸頭4a和第二起弧觸頭4b。類似于第一標(biāo)稱觸頭3a，第一起弧觸頭4a也包括多個指4a，這些指布置成指籠。第二起弧觸頭4b通常為桿形。
[0040]觸頭指3a，4a從所述閉合的布局中(在其中它們彼此處于電氣接觸)相對于觸頭3b，4b可動到在圖1中示出的斷開的布局中(在其中它們彼此分離)，并且反之亦然。還可行的是，僅僅一套觸頭3a，4a或3b，4b分別平行于縱軸線z移動并且另一套觸頭3b，4b或3a，4a分別是靜止的。為了本發(fā)明的解釋性的目的，假設(shè)僅僅第一標(biāo)稱觸頭3a和第一起弧觸頭4a沿著z軸線是可動的并且第二標(biāo)稱觸頭3b和第二起弧觸頭4b是靜止的。然而，本發(fā)明不限于這種布局。
[0041]如提及的那樣，在電氣開關(guān)裝置I在當(dāng)在起弧觸頭4a，4b之間的間距是依舊如此小的以至于電弧3仍然存在在起弧觸頭4a，4b之間時的瞬間中的斷開過程期間來示出電路斷路器I。為了本公開的目的，圍繞電弧3的區(qū)域被稱為起弧空間6或加熱區(qū)域6。
[0042]第一起弧觸頭4a附連到排氣管道7’’ ’并且第一標(biāo)稱觸頭3a附連到第一中間空間7，該第一中間空間至少部分地圍繞排氣管道7’ ’ ’。
[0043]第一排氣空間7’布置成圍繞第一中間空間7。在該實(shí)施例中，第二起弧觸頭4b和第二標(biāo)稱觸頭3b附連到第二中間空間8。第二排氣空間8’布置成圍繞第二中間空間8。封殼5界定了(至少部分地或完全地)包圍排氣管道7’ ’ ’、第一第一中間空間7和第二中間空間8的外部空間9。排氣管道7’’’、第一中間空間7、第一排氣空間7’、第二中間空間8、第二排氣空間8’和外部空間9形成行進(jìn)路徑2或至少一個行進(jìn)路徑2以便流體穿過它們。該行進(jìn)路徑2在圖1中以多個箭頭來示出，其中僅僅一些利用參考數(shù)字2進(jìn)行了表示。注意的是，電氣開關(guān)裝置I能夠具有更少或更多排氣空間或封殼，這視該電氣開關(guān)裝置I的類型而定。
[0044]起弧空間6在左手側(cè)上具有經(jīng)由排氣管道7’’ ’到第一中間空間7的流體連接，并且在右手側(cè)上具有經(jīng)由包圍和/或毗鄰第二起弧觸頭(栓塞)4b的內(nèi)空間80到第二中間空間8的流體連接，如分別以箭頭2示出的那樣。因此尤其地，至少起弧空間6、第一中間空間7、第一排氣空間7’和外部空間9形成用于排氣的第一行進(jìn)路徑，和/或至少起弧空間6、第二中間空間8、第二排氣空間8’和外部空間9形成用于排氣的第二行進(jìn)路徑。
[0045]更詳細(xì)地，排氣系統(tǒng)7，7’，7 ’ ’，7 ’ ’ ’ ； 8，8 ’，8 ’ ’包括在起弧空間6的下游的在開關(guān)裝置I的具有第一起弧觸頭4a的第一側(cè)上的第一排氣空間7’，并且在第一排氣空間7’之內(nèi)布置有至少一個第一中間空間7，該第一中間空間由第一中間壁7a包圍，包括用于接收來自流通地連接到起弧區(qū)域6的中空排氣管道7’ ’’的排氣的第一入口開口 11a，并且包括至少一個第一出口開口 12a，其面向尤其第一排氣空間7 ’的第一相對的壁7b，并且用于產(chǎn)生至少一個第一氣體射流77并且用于朝第一相對的壁排出該第一氣體射流并且使得該第一氣體射流沖擊在第一相對的壁7b上。第一中間空間7設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在排氣噴出的時間段期間，在第一中間空間7中的第一中間排氣壓力P7超過在第一排氣空間7’中的第一排氣壓力P7’至少達(dá)大于1.1的第一壓力比K7=P7/P7’。
[0046]在沒有在圖中示出的實(shí)施例中，中空排氣管道7’’’在第二端部處以機(jī)械的方式連接到第一起弧觸頭4a，和/或
第一另一中間空間布置在第一中間空間7之外，由第一另一中間壁包圍，包括用于接收來自第一中間空間7的排氣的第一另一入口開口 12a，并且包括至少一個第一另一出口開口，其面向尤其第一排氣空間7’的第一另一相對的壁，并且用于產(chǎn)生至少一個第一另一氣體射流并且用于朝第一另一相對的壁排出該第一另一氣體射流并且使得該第一另一氣體射流沖擊在第一另一相對的壁上，并且第一中間空間7和/或第一另一中間空間設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在排氣噴出的時間段期間，在第一中間空間7中的第一中間排氣壓力p7超過在第一另一中間空間中的第一另一中間排氣壓力P7f至少達(dá)大于1.1的第一另一壓力比Kf=P7/
P7f ο
[0047]在在圖1和2中示出的實(shí)施例中，排氣系統(tǒng)包括在起弧空間6的下游的在開關(guān)裝置I具有第二起弧觸頭4b的第二側(cè)上的第二排氣空間8’，并且在第二排氣空間8’之內(nèi)布置有至少一個第二中間空間8，該第二中間空間由第二中間壁8a包圍，包括用于接收來自起弧區(qū)域6的排氣的第二入口開口 I Ib，并且包括至少一個第二出口開口 12b，其面向尤其第二排氣空間8’的第二相對的壁Sb，并且用于產(chǎn)生至少一個第二氣體射流88并且用于朝第二相對的壁排出該第二氣體射流并且使得該第二氣體射流沖擊在第二相對的壁Sb上，并且第二中間空間8設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在排氣噴出的時間段期間，在第二中間空間8中的第二中間排氣壓力P8超過在第二排氣空間8’中的第二排氣壓力P8’至少達(dá)大于1.1的第二壓力比K8=p8/
P8' ο
[0048]在實(shí)施例中，在此公開的壓力比能夠被選為臨界壓力比，也就是說，1(、1(7、1(7￡、1(8對于(主要地)SF6在1.6和1.7之間或?qū)τ诨旌嫌斜尘皻怏w的有機(jī)氟化合物在1.7和1.8之間。這保證了從第一中間空間7和/或第二中間空間8和/或第一另一中間空間中的聲速的流出。
[0049]為了本公開的目的，使用在電路斷路器I中的流體能夠?yàn)镾F6氣體或任何其它的介電絕緣介質(zhì)，該流體或許是氣態(tài)的和/或液態(tài)的，并且尤其能夠?yàn)榻殡娊^緣氣體或熄弧氣體。這種介電絕緣介質(zhì)能夠例如包含包括有機(jī)氟化合物的介質(zhì)，這種有機(jī)氟化合物選自:氟醚、環(huán)氧乙烷、氟胺、氟酮、氟烯烴和它們的混合物和/或分解產(chǎn)物。在此，術(shù)語“氟醚”、“環(huán)氧乙燒”、“氟胺”、“氟酮”和“氟烯經(jīng)”是指至少部分地氟化的化合物。尤其，術(shù)語“氟醚”不僅包含氫氟醚而且包含全氟醚，術(shù)語“環(huán)氧乙烷”不僅包含氫氟環(huán)氧乙烷而且包含全氟環(huán)氧乙烷，術(shù)語“氟胺”不僅包含氫氟胺而且包含全氟胺，術(shù)語“氟酮”不僅包含氫氟酮而且包含全氟酮，并且術(shù)語“氟烯經(jīng)”不僅包含氫氟烯烴而且包含全氟烯烴。因此能夠優(yōu)選的是，氟醚、環(huán)氧乙烷、氟胺和氟酮是完全氟化的，也就是說是全氟化的。
[0050]在實(shí)施例中，介電絕緣介質(zhì)選自:一(或幾個)氫氟醚、一(或幾個)全氟酮、一(或幾個)氫氟烯烴，和它們的混合物。
[0051]尤其，如使用在本發(fā)明的上下文中的術(shù)語“氟酮”要廣泛地理解并且要不僅包含氟一元酮而且包含氟二元酮或通常氟聚酮。明確地，不只由碳原子在側(cè)面包圍的單羰基組能夠存在在分子中。術(shù)語還要不僅包含飽和的化合物而且包含不飽和的化合物，這些化合物包括在碳原子之間的雙和/或三鍵。氟酮的至少部分地氟化的烷基鏈能夠是線性的或分支的并且能夠可選地形成環(huán)。
[0052]在實(shí)施例中，介電絕緣介質(zhì)包括為氟一元酮的至少一個化合物和/或還包括并入到分子的碳主干的雜原子，例如氮原子、氧原子和硫原子中的至少一個，以替換一個或多個碳原子。更優(yōu)選地，氟一元酮，尤其全氟酮，能夠具有從3至15或從4至12個碳原子以及尤其從5至9個碳原子。最優(yōu)選地，該氟一元酮，尤其全氟酮能夠包括剛好5個碳原子和/或剛好6個碳原子和/或剛好7個碳原子和/或剛好8個碳原子。
[0053]在實(shí)施例中，介電絕緣介質(zhì)包括為選自下者的氟烯烴的至少一個化合物:包括至少三個碳原子的氫氟烯烴(HF0)、包括剛好三個碳原子的氫氟烯烴(HF0)、反式-1，3，3，3-四氟-1-丙烯(HF0-1234ze)、2，3，3，3-四氟-1-丙烯(HF0-1234yf)，和它們的混合物。
[0054]介電絕緣介質(zhì)能夠進(jìn)一步包括背景氣體或載體氣體(不同于有機(jī)氟化合物(尤其不同于氟醚、環(huán)氧乙烷、氟胺、氟酮和氟烯烴))并且能夠在實(shí)施例中選自:空氣、N2、o2、co2、惰性氣體、H2 ； NO2、NO、N2O;氟碳和尤其全氟碳，例如CF4; CF31、SF6 ；和它們的混合物。
[0055]在相關(guān)的實(shí)施例中，中間空間7，8的尺寸和至少一個出口開口12a; 12b的位置、數(shù)量和橫截面適于有機(jī)氟化合物，尤其氟酮的氣體流動特性并且更尤其地適于氟酮?dú)怏w混合物的聲音速度，以用于至少暫時地在滅弧的時間段期間在中間空間7 ;8之內(nèi)保留預(yù)定量排氣，并且尤其以用于實(shí)現(xiàn)中間空間7;8中的中間排氣壓力p7;p8高于在中間空間7 ;8的下游的排氣空間7 ’ ； 8 ’中的排氣壓力P7，，P8-的預(yù)定增加水平。
[0056]如提及的那樣，為了這種尺寸調(diào)節(jié)，第一中間空間7和/或第二中間空間8在一側(cè)上由至少第一壁14(示例性地在圖1，2中在左手側(cè)上示出)所限制，該第一壁布置成橫向于縱軸線z并且可由至少促動裝置15，16，17平行于該縱軸線z移位。在該實(shí)施例中，至少一個促動裝置包括至少一個彈簧16，該彈簧將促動器15連接到第一壁14。不言而喻的是，促動裝置15還能夠由液壓的或氣動的或電動的促動裝置15形成，或該促動裝置能夠?yàn)閺椈杀旧砘蛏踔翉椈?6。這種移動的第一壁14a的目的是能夠取決于電路斷路器I的運(yùn)行參數(shù)而調(diào)節(jié)第一中間空間7和/或第二中間空間8的容積，目標(biāo)是優(yōu)化在電路斷路器I之內(nèi)的流體流動，這引起在電路斷路器I之內(nèi)的更有效的流體或排氣冷卻。
[0057]例如，在預(yù)期小的電流的情況下，能夠通過在縱軸線z的方向上(朝右手側(cè))推動第一壁14a來降低第一中間空間7。在這種情況中，第一中間空間7的降低有助于保持必要的排出流體或氣體壓力以及實(shí)現(xiàn)排出流體或氣體的優(yōu)化沖擊射流效果77。作為結(jié)果，從中間空間7或空間7，8通過第一出口開口 12a或第二出口開口 12b逸出的排出流體或氣體分別在第一和第二排氣空間7’，8’中產(chǎn)生更高的湍流。如果發(fā)生更高的電流(在該更高的電流存在的情況下，更多能量傳輸?shù)搅黧w或氣體)，流體或氣體在起弧空間6中具有更高的壓力并且膨脹并且能夠需要更大的空間。因此，第一中間空間7能夠通過在逆向或反向平行于縱軸線z(由箭頭z表示的向右方向)的向左方向上移位第一壁14來增大。
[0058]此外，考慮彈簧和促動器系統(tǒng)15，16，可行的是，在某種程度上實(shí)現(xiàn)第一和/或第二中間空間7，8的自我調(diào)節(jié)。這通過借助于促動器15將第一壁14a移位到基本位置(或備選地通過以彈簧或彈簧16直接地提供基本位置)來進(jìn)行。彈簧16具有的彈簧剛度使得該彈簧允許相對于分別由第一可移動的壁14a或第二可移動的壁14b的基本位置定義的第一和/或第二中間空間7，8的基本容積，第一和/或中間空間7，8有最大土 90%，尤其土 70%并且更尤其地土 50%并且最尤其地± 30%的容積變化。例如在上面的限度之內(nèi)的自我調(diào)節(jié)的容積變化在由于經(jīng)過的流體或排氣所引起的分別在排氣空間7，8中的改變壓力的效果的情況下發(fā)生。
[0059]換言之，在中間空間7，8中的一個中的第一壓力以這樣的方式通過移位可移動的壁14a和/或14b來調(diào)節(jié)，即使得該壓力大約等于另一個中間空間8，7的第二壓力。這種壓力驅(qū)動的自我調(diào)節(jié)的容積變化能夠通過至少一個可移位的可移動的第一和/或第二壁14a，14b連同任何促動器系統(tǒng)，例如存在在電路斷路器I中的促動器系統(tǒng)15-17來實(shí)現(xiàn)。在實(shí)施例中，存在有一個可移位的第一壁14a連同任何促動器系統(tǒng)，例如促動器系統(tǒng)15-17，該促動器系統(tǒng)存在在開關(guān)裝置和尤其電路斷路器I的左手側(cè)上(如在圖1，2中示出的那樣)或在右手側(cè)上或在兩側(cè)上。
[0060]在下面給出了在相應(yīng)的中間空間7，8中的容積調(diào)節(jié)如何通過移位第一壁14a來執(zhí)行的示例。在該示例中采取的電流值和壓力值是示例性的并且能夠改變。最初，第一壁14a的基本位置在運(yùn)行電氣開關(guān)裝置I之前由促動器15來設(shè)定，并且在相應(yīng)的中間空間7，8中的壓力針對最大電流的90%來計(jì)算，例如等于50bar;也就是說，基本位置由這些參數(shù)來界定。彈簧剛度以這樣的方式來選擇，即使得在電氣開關(guān)裝置I的運(yùn)行中，當(dāng)電流低于最大電流的90%時，第一壁14不移動。僅僅當(dāng)電流高于最大電流的90%時，第一壁14a才移動。在這種情況中，壓力能夠例如為60bar，引起第一壁14a向左，也就是說關(guān)于代表縱軸線z的箭頭z在相對的方向上移位。當(dāng)壓力又下降到50bar或更低時，則第一壁14a返回移動到其基本位置。
[0061 ]備選地或附加地，在第一中間空間7中和/或在第二中間空間8中的第一壓力取決于在起弧觸頭4a，4b之間當(dāng)這些起弧觸頭是斷開的或閉合的時形成的電弧3的強(qiáng)度來調(diào)節(jié)。有利地，這種措施還有助于在不僅第一而且第二中間空間7和8之內(nèi)的壓力平等化。壓力平等化在使用聯(lián)結(jié)到用于不僅第一而且第二中間空間7，8的促動器15-17的移動的壁14a，14b的實(shí)施例中是最好的。
[0062]備選地或附加地，在第一中間空間7中的第一壓力P7和/或在第二中間空間8中的第二壓力P8通過移位第一壁14a和/或第二壁14b來調(diào)節(jié)，使得第一壓力p7和/或第二壓力P8小于在起弧空間6中的第三壓力。這是期望的，以便防止逸出到中間空間或空間7，8中了的流體或排氣流回到起弧空間6中。
[0063]在實(shí)施例中，在第一中間空間中的第一壓力仍和/或在第二中間空間7，8中的第二壓力P8以這樣的方式來調(diào)節(jié)，即使得通過沿著縱軸線z移位相應(yīng)的第一壁14a，14b將介電絕緣介質(zhì)的溫度保持低于絕緣介質(zhì)的分解溫度。如提及的那樣，氟酮具有大約600-900°C的分解溫度。通過以上述方式調(diào)節(jié)氣體壓力，可行的是，通過電氣開關(guān)裝置(尤其電路斷路器I)的有效的氣體冷卻來避免或降低該介質(zhì)的分解。
[0064]圖4示出使用第一中間空間7結(jié)合包括氟酮，特別地氣態(tài)的C5氟酮(也就是說包括剛好5個碳原子)與作為背景氣體的空氣混合的介電絕緣介質(zhì)的有益的效果。線圖示出針對氟酮空氣混合物(上面的曲線)相較于傳統(tǒng)的SF6(較低的曲線)的以千焦耳計(jì)的被吸收的熱的能量(也就是說排氣冷卻)與以秒計(jì)的在電流零CZ之后的時間的關(guān)系。這證明了，包括有機(jī)氟化合物的新穎的滅弧介質(zhì)具有在中間空間7，8的情況下出人意料地更好的排氣冷卻，如在此公開的那樣。
[0065]在示意性地在圖3中示出的實(shí)施例中，至少一個出口開口 12a; 12b，尤其第一出口開口 12a和/或第二出口開口 12b，由包括多個開孔13的至少一個開孔陣列所覆蓋。
[0066]在實(shí)施例中，在中間壁7a; 8a和相對的壁7b，8b之間的間距H與出口開口 12a; 12b的平均直徑D的比在1.5至8的范圍中，尤其比具有為6的值;尤其其中在第一中間壁7a和第一相對的壁7b之間的第一間距與第一出口開口 12a的平均直徑D的第一比在1.5至8的范圍中或?yàn)?，和/或在第二中間壁8a和第二相對的壁Sb之間的第二間距與第二出口開口 12b的平均直徑D的第二比在1.5至8的范圍中或?yàn)?。在這些實(shí)施例中的任一個中，為6的比能夠?yàn)閮?yōu)選的。這保證了流體或排氣流從中間空間7，8到它們相應(yīng)的第一和/或第二排氣空間7’，8’中的優(yōu)化的傳輸。
[0067]圖2示出在斷開的布局中的高壓電路斷路器I的另一實(shí)施例的截面圖。該實(shí)施例類似于結(jié)合圖1描述的實(shí)施例，具有的差別是，第一壁14a(在此針對左手的第一中間空間7來示出，但備選地或附加地同樣可適用于右手的第二中間空間8)以不同的方式來促動，以用于該第一壁沿著縱軸線z的移動。在該實(shí)施例中，不存在促動器和彈簧。替代地，促動通過使用驅(qū)動器17來進(jìn)行，該驅(qū)動器已經(jīng)存在在電路斷路器I中并且通過驅(qū)動器桿聯(lián)結(jié)到標(biāo)稱和/或起弧觸頭3a，3b，4a，4b。該驅(qū)動器17具有在斷開和閉合程序期間移動左手觸頭，在該示例中標(biāo)稱觸頭3a和起弧觸頭4a的主要任務(wù)。以這種方式，使得排氣管道7’ ’ ’也沿著縱軸線z移位。第一壁14a附連到排氣管道7’’’并且因此也連同該排氣管道一起移動。當(dāng)觸頭3a，3b;4a，4b在閉合時，第一中間空間7是降低的直到觸頭3a，3b;4a，4b到達(dá)了它們閉合的布局為止，在該布局中第I中間空間7具有最小尺寸。當(dāng)觸頭3a，3b;4a，4b在移動到斷開的布局中時，第I中間空間7是增加的直到其到達(dá)最大尺寸為止。在容積增加期間，在相應(yīng)的中間空間7，8中形成負(fù)壓。這有助于附加地吸入或加速從起弧空間6中行進(jìn)出來的加熱的流體或排氣。該實(shí)施例的一個優(yōu)點(diǎn)是，不需要如圖1的促動器15和彈簧16那樣的附加的部件。
[0068]在實(shí)施例中，用于改變中間空間7，8的尺寸的器件14a，14b，15，16，17，尤其至少一個促動裝置17，包括至少一個排氣管道7’’’，該排氣管道布置在第一排氣空間7’之內(nèi)并且附連到第一起弧觸頭4a，并且開關(guān)裝置I的至少一個驅(qū)動器17用于沿著縱軸線z移動排氣管道7’ ’ ’和第一起弧觸頭4a，其中至少一個第一可移動的壁14a附連到排氣管道7’ ’ ’ ；和/或第一可移動的壁14a用作用于驅(qū)動器17的排氣壓力驅(qū)動的輔助驅(qū)動力支撐件。
[0069]在圖2中示出第一壁14a裝配在排氣管道7’’’的一個極端處。在其它實(shí)施例中，第一壁14a也能夠裝配在沿著排氣管道7’ ’’的另外的地點(diǎn)處。該第一壁能夠到何種程度上裝配在排氣管道7’’’的外表面上的限度，如在縱軸線z的方向上看到的那樣，由第一中間空間7的最小需求的尺寸并且由開口 Ila在排氣管道7’’’中的位置來給定。
[0070]圖2還示出可橫向于縱軸線z移動的第二壁14b的實(shí)施例。這在提供可移動的第一和/或第二可移動的壁14a，14b的其它可能性之中是有用的并且能夠以相對簡單的方式來實(shí)現(xiàn)。
[0071]圖3示出圖1或2的第一出口開口12a或第二出口開口 12b中的一個的實(shí)施例的細(xì)節(jié)圖。至少第一中間空間7 (和/或相應(yīng)地第二中間空間8)的中間壁7b (和/或8b)能夠包括在圖3中示出的類型的多個出口開口 12a，12b。中間壁7b，8b優(yōu)選地關(guān)于縱軸線z同心。出口開口12a，12b由具有多個開孔13的開孔陣列所覆蓋。
[0072]在實(shí)施例中，開孔陣列的開孔13具有出口開口12a; 12b(不包括開孔陣列)，尤其第一出口開口 12a和/或第二出口開口 12b的平均橫截面的不多于50%的橫截面;和/或開孔陣列可利用具有不同的直徑的開孔13的開孔陣列來替換。
[0073]流體或排氣分別從第一和/或第二中間空間7，8中通過所述出口開口12a，12b逸出到第一和/或第二排氣空間7 ’，8’中。將出口開口 12a，12b設(shè)有這種開孔陣列13的優(yōu)點(diǎn)是，流體或排氣流的湍流增加了，因此改善了在流體或排氣的路徑中到劃界的壁的金屬表面的熱傳遞。此外，排氣能夠還更好地集中到?jīng)_擊壁或遮擋壁或相對的壁7b，8b，例如分別布置成相對于出口開口 12a，12b的第一排氣空間7’的第一相對的壁7b或第二排氣空間8’的第二相對的壁8b上。
[0074]在一個實(shí)施例中，具有第一開孔的第一開孔陣列13可利用具有不同的直徑的第二開孔13的第二開孔陣列替換。這對于使電路斷路器I適于不同的或改變的運(yùn)行狀況，例如適于用作介電絕緣和滅弧介質(zhì)的另外的流體而言是有利的。
[0075]在通常的實(shí)施例中，第一起弧觸頭4a為起弧觸頭郁金香形件(tulip)4a并且第二起弧觸頭(4b)為起弧觸頭銷釘(4b);和/或介電絕緣介質(zhì)具有:選自氟醚、氟胺、氟酮、氟烯烴，和它們的混合物的有機(jī)氟化合物；有機(jī)氟化合物與尤其選自下者的背景氣體的混合:C02、〇2、N2o
[0076]在獨(dú)立于并且可適用于公開的配置中任一個的實(shí)施例中，排氣的行進(jìn)路徑的至少一個引導(dǎo)壁區(qū)段設(shè)有突出部18，19，20(例如示例性地參見圖1和2)，這些突出部橫向于引導(dǎo)壁區(qū)段從行進(jìn)路徑中延伸出去或延伸到行進(jìn)路徑中并且用于冷卻排氣。尤其，突出部18，19能夠?yàn)楹暧^的突出部18，19并且能夠以二維的布置或二維的矩陣布置在引導(dǎo)壁區(qū)段處并且能夠在排氣中沿著行進(jìn)路徑的引導(dǎo)壁區(qū)段形成渦流的二維的布置以用于增加從排氣到引導(dǎo)壁區(qū)段的對流熱傳遞的速率。
[0077]在實(shí)施例中，突出部為反向突出部18，19，20，尤其均勻的波紋18或不均勻的波紋19或微觀的突出部20，其延伸到行進(jìn)路徑的引導(dǎo)壁區(qū)段中；和/或突出部為正向突出部18，19，20，尤其均勻的正向突出部18或不均勻的正向突出部19或微觀的突出部20，其從行進(jìn)路徑的引導(dǎo)壁區(qū)段中延伸出去。
[0078]在實(shí)施例中，相對的壁7b，8b，尤其第一相對的壁7b和/或第二相對的壁8b，在其表面上具有均勻的波紋18或不均勻的波紋19或形成微觀的突出部20的增加的表面粗糙度20，全部用于提高從沖擊性排氣射流77，88到相對的壁7b，8b的熱傳遞;和/或相對的壁7b，8b，尤其第一相對的壁7b和/或第二相對的壁8b，由金屬或金屬浸漬的陶瓷材料制成。
[0079]在實(shí)施例中，在形成微觀的突出部20的表面粗糙度20的情況下，包括微觀的突出部20的引導(dǎo)壁區(qū)段的平均粗糙Ra在30μηι至200μηι的范圍中并且更優(yōu)選地在50μηι至150μηι的范圍中并且最優(yōu)選地在7011111至12011111的范圍中來選擇;和/或突出部18，19中任一個都不是形成為微觀的突出部20而是代替地為宏觀的突出部18，19并且宏觀的突出部18，19充分地與彼此間隔開以用于在排氣中形成相互不互相作用的渦流。
[0080]然而其它的實(shí)施例在圖5中公開，該圖5示例性地示出布置在排氣管道6之內(nèi)的至少一個內(nèi)螺紋區(qū)段22的截面圖。內(nèi)螺紋元件22優(yōu)選地為反向突出部22，其形成為在排氣管道6的內(nèi)壁23中的空隙。內(nèi)螺紋區(qū)段用于在中空排氣管道(7’’’)之內(nèi)使得排氣成漩渦。排氣管道6以部分“透明的”方式來示出以用于更好地圖解內(nèi)螺紋或漩渦22。內(nèi)螺紋區(qū)段22的至少一部分能夠彼此連接并且能夠因此在排氣管道6的壁中形成一個或多個通道22。具有內(nèi)螺紋區(qū)段突出部22或連續(xù)內(nèi)螺紋突出部22的排氣管道6的構(gòu)思能夠在在此公開的任何其它的配置中實(shí)現(xiàn)。
[0081]在可獨(dú)立于任何在此公開的配置來實(shí)現(xiàn)的另一實(shí)施例中，至少一個轉(zhuǎn)向裝置21布置在至少一個中間空間7，8的上游并且與至少一個入口開口 11a，Ilb互相作用并且用于使得排氣沿徑向轉(zhuǎn)向到中間空間7，8中。特別地，至少一個轉(zhuǎn)向裝置21能夠布置在中空排氣管道7’ ’’背離起弧區(qū)域6的一側(cè)上并且能夠與在中空排氣管道7’ ’ ’中的至少一個第一入口開口 Ila相互作用并且那么用于使得排氣沿徑向轉(zhuǎn)向到第一中間空間7中。
[0082]本發(fā)明改善冷卻存在在高或中等電壓開關(guān)裝置I之內(nèi)的流體或排氣的能力。通過上述的措施，可行的是，降低最大流體溫度并且因此使用上述的類型的備選的絕緣性和滅弧流體，也就是說如在此公開的有機(jī)氟化合物，伴隨有降低的由于過高的溫度所引起的流體特性的永久惡化的風(fēng)險(xiǎn)。尤其，在存在在起弧空間6中的有機(jī)氟化合物會相當(dāng)完全地被分解時，本發(fā)明允許保護(hù)存在在起弧空間6之外，尤其在第一中間空間7和/或第二中間空間8和外部空間9中的有機(jī)氟化合物，以便受保護(hù)以防由排氣引起的過高的溫度并且因此以防被分解。這允許降低或最小化在電路斷路器運(yùn)行期間發(fā)生的有機(jī)氟化合物的損失。
[0083]在本發(fā)明的另一方面中(具有僅僅示例性的參考符號)，電氣開關(guān)裝置I，尤其如上面公開的那樣，具有縱軸線z，包括起弧空間6和至少具有第一起弧觸頭4a和配對的第二起弧觸頭4b的起弧觸頭組件，并且進(jìn)一步包括具有至少一個排氣空間7’ ；8’的排氣系統(tǒng)7，7’，7’ ’，7’ ’ ’ ；8，8’，8’ ’，其中為了閉合和斷開電氣開關(guān)裝置I，起弧觸頭4a，4b中的至少一個平行于縱軸線z是可動的并且與另一個起弧觸頭4b，4a配合，其中電氣開關(guān)裝置I包括介電絕緣介質(zhì)，該介質(zhì)包括選自氟腈，尤其全氟腈，和它們的混合物和/或分解產(chǎn)物的有機(jī)氟化合物，其中在排氣空間7 ’ ； 8 ’之內(nèi)布置有至少一個中間空間7 ; 8，該中間空間由中間壁7a; 8a包圍，包括用于接收來自起弧區(qū)域6的排氣的至少一個入口開口 I Ia; I Ib，并且包括至少一個出口開口 12a; 12b，該出口開口 12a; 12b面向尤其排氣空間7 ’ ； 8 ’的相對的壁7b，8b，并且用于產(chǎn)生至少一個排氣射流77，88并且用于朝相對的壁排出該排氣射流并且使得該排氣射流沖擊在相對的壁7b，8b上，并且其中中間空間7 ; 8設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在排氣噴出的時間段期間，在中間空間7 ; 8中的中間排氣壓力P7 ; P8超過在該中間空間的緊接著隨后的排氣空間7’；8’中的排氣壓力至少達(dá)大于1.1的壓力比K。
[0084]在實(shí)施例中，氟腈與選自:氟醚、環(huán)氧乙烷、氟胺、氟酮、氟烯烴，和它們的混合物和/或分解產(chǎn)物的有機(jī)氟化合物混合;尤其氟腈與背景氣體混合并且更尤其地與選自:空氣、空氣組分、氮、氧、二氧化碳、氮氧化物的背景氣體化合物混合。
[0085]在實(shí)施例中，氟腈為包含兩個碳原子、三個碳原子或四個碳原子的全氟腈，尤其為全氟烷基腈，特別地全氟乙腈、全氟丙腈(C2F5CN)和/或全氟丁腈(C3F7CN),并且更尤其地為根據(jù)分子式(CF3)2CFCN的全氟異丁腈和/或根據(jù)分子式CF3CF(OCF3)CN的全氟-2-甲氧基丙燒月青。
[0086]在電氣開關(guān)裝置和用于運(yùn)行這種電氣開關(guān)裝置的方法的實(shí)施例中，介電絕緣介質(zhì)選擇成并且中間空間7 ; 8設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在排氣噴出的時間段期間，在中間空間7 ; 8中的中間排氣壓力P7；P8超過在該中間空間的緊接著隨后的排氣空間7’ ;8’中的排氣壓力至少達(dá)大于1.3，優(yōu)選地大于1.4，更優(yōu)選地大于1.5，更優(yōu)選地大于1.6，并且最優(yōu)選地大于1.7的壓力比K。尤其，壓力比K選自:第一壓力比K?、第一另一壓力比Kf、第二壓力比K8，和它們的組合。
[0087]選擇大于1.1的閾值的，或可選地大于1.3或1.4或1.5或1.6或1.7的壓力比K的優(yōu)點(diǎn)是，隨著提高的壓力比K，改善了排氣射流的形成。這引起更多氣體質(zhì)量流動和因此更好的到電氣開關(guān)裝置1的排氣系統(tǒng)7，7’，7’’，7’’’；8，8’，8’’的熱傳遞。
[0088]形成的排氣射流會是聲速的，只要用于形成射流的出口開口12a; 12b是開孔12a;12b，但如果用于形成射流的出口開口至少部分地具有噴嘴形狀12a; 12b，并且理想地具有拉瓦爾(Iaval)噴嘴形狀12a; 12b，則能夠變成超聲速的。在排氣射流的更高速度的情況下，氣體質(zhì)量流動和因此熱傳遞能夠進(jìn)一步增加。
[0089]雖然存在本發(fā)明的目前優(yōu)選的實(shí)施例被示出和描述，應(yīng)該無疑地理解的是，本發(fā)明不是受限于此，而是能夠另外地不同地在從屬權(quán)利要求的范圍之內(nèi)來體現(xiàn)和實(shí)行。因此，如“優(yōu)選地”或“尤其”或“尤其地”或“有利地”等的術(shù)語僅僅表示可選的并且示例性的實(shí)施例。
[0090]參考符號列表
I基本電路斷路器 2流體路徑 3電弧
3a第一標(biāo)稱觸頭的觸頭指 3b第二標(biāo)稱觸頭 4a第一起弧觸頭 4b第二起弧觸頭 5殼體、夕卜罩、封殼 5a防護(hù)部 6起弧空間
7(用于產(chǎn)生氣體射流的)第一中間空間 7’第一排氣空間
7’’第一流出通道壁
7’’’排氣管道
7a第一中間空間的壁
7b第一排氣空間的壁、第一相對的壁
77第一氣體射流
8(用于產(chǎn)生氣體射流的)第二中間空間 8，第二排氣空間
8’’第二流出通道壁
8a第二中間空間的壁
Sb第二排氣空間的壁、第二相對的壁
80包圍和/或毗鄰第二起弧觸頭(栓塞)的內(nèi)空間
88第二氣體射流
9外部空間、封殼空間
Ila到第一中間空間中的第一入口開口、排氣管道的出口開口 Ilb到第二中間空間中的第二入口開口 12a第一中間空間的(例如到第一排氣空間中的)第一出口開口 12b第二中間空間的(例如到第二排氣空間中的)第二出口開口 13格柵開孔
14a第一中間空間的第一可移動的壁 14b第二中間空間的第二可移動的壁 15 (用于可移動的壁)的促動器、促動裝置 16壓力平等化器件、有彈力的器件、彈簧 17起弧觸頭和可移動的壁的驅(qū)動器 18均勻的波紋 19不均勻的波紋20表面粗糙度21徑向轉(zhuǎn)向裝置22 (在排氣管道中的)內(nèi)螺紋元件23排氣管道的內(nèi)壁
P7在第一中間空間中的第一中間排氣壓力
P7，在第一中間空間的下游的排氣的第一壓力、在第一排氣空間中的第一壓力P7f在第一另一中間空間中的排氣的第一另一中間壓力P8在第二中間空間中的第二中間排氣壓力
P8，在第二中間空間的下游的排氣的第二壓力、在第二排氣空間中的第二壓力
K (臨界)壓力比
K7第一(臨界)壓力比，P7/V
K7f第一(臨界)壓力比，P7/P7f
Ks第二(臨界)壓力比，ps/p8，
Z縱軸線。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有縱軸線(Z)的電氣開關(guān)裝置(I)，所述電氣開關(guān)裝置(I)包括起弧空間(6)和至少具有第一起弧觸頭(4a)和配對的第二起弧觸頭(4b)的起弧觸頭組件，并且所述電氣開關(guān)裝置(I)進(jìn)一步包括具有至少一個排氣空間(7 ’ ; 8，)的排氣系統(tǒng)(7，7 ’，7 ’ ’，7 ’ ’ ’ ；8，8’，8，，)， 其中為了閉合和斷開所述電氣開關(guān)裝置(I)，所述起弧觸頭(4a，4b)中的至少一個可平行于所述縱軸線(z)而移動并且與另一個起弧觸頭(4b，4a)配合， 其中所述電氣開關(guān)裝置(I)包括介電絕緣介質(zhì)，所述介電絕緣介質(zhì)包括有機(jī)氟化合物，所述有機(jī)氟化合物選自:氟醚、環(huán)氧乙烷、氟胺、氟酮、氟烯烴，以及它們的混合物， 其中在所述排氣空間(7’；8’)之內(nèi)布置有至少一個中間空間(7;8)，所述至少一個中間空間被中間壁(7a; 8a)包圍，所述至少一個中間空間包括用于接收來自起弧區(qū)域(6)的排氣的至少一個入口開口(11a; 11b)，以及包括至少一個出口開口(12a; 12b)，該出口開口(12a;12b)面向尤其所述排氣空間(7’； 8’)的相對的壁(7b，8b)，并且用于產(chǎn)生至少一個排氣射流(77，88)并且用于朝所述相對的壁(7b，8b)排出該排氣射流并且使該排氣射流沖擊在所述相對的壁(7b，8b)上，并且其中 所述中間空間(7 ;8)設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在排氣噴出的時間段期間，在所述中間空間(7 ; 8)中的中間排氣壓力P?; P8超過在該中間空間的緊接著隨后的排氣空間(7 ’ ； 8 ’)中的排氣壓力至少達(dá)大于I.I的壓力比K。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，沖擊引起至少一個排氣射流(77，88)成漩渦，該成漩渦促使湍流的氣體將熱傳遞到相對的壁(7b;8b)并且降低成漩渦的排氣射流(77，88)的溫度和壓力。3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，有機(jī)氟化合物選自:全氟醚、氫氟醚、全氟胺、全氟酮、全氟烯烴、氫氟烯烴，以及它們的混合物;尤其與背景氣體混合并且更尤其地與選自下者的背景氣體化合物混合:空氣、空氣組分、氮、氧、二氧化碳、氮氧化物。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，所述介電絕緣介質(zhì)包括具有從4個到15個碳原子的氟酮作為有機(jī)氟化合物， 尤其所述氟酮選自:具有剛好5個碳原子的氟酮、具有剛好6個碳原子的氟酮、具有剛好7個碳原子的氟酮、具有剛好8個碳原子的氟酮，這種氟酮的提及的碳原子中的至少一個由雜原子代替，尤其由氮和/或氧和/或硫，以及它們的混合物代替。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，所述中間空間(7;8)設(shè)計(jì)成使得在運(yùn)行期間，尤其在排氣噴出的時間段期間，排氣壓力沿著排氣從起弧區(qū)域(6)通過排氣系統(tǒng)(7，7’，7’’，7’’’；8，8’，8’’)的行進(jìn)路徑降低。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，所述中間空間(7;8)設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在排氣噴出的時間段期間，在所述中間空間(7，8)中的中間排氣壓力P?; P8超過在排氣通過所述排氣系統(tǒng)(7，7 ’，7 ’ ’，7 ’ ’ ’ ； 8，8 ’，8 ’ ’)的行進(jìn)路徑中在所述中間空間(7，8)的下游的空間中的壓力。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，所述中間空間(7; 8)設(shè)計(jì)成使得在運(yùn)行期間，尤其在排氣噴出的時間段期間，在所述至少一個中間空間(7;8)中的排氣壓力相比于當(dāng)至少一個中間空間(7;8)不存在時是增加的。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，所述壓力比K選自:第一壓力比K7、第一另一壓力比Kf、第二壓力比K8、以及它們的組合。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，所述排氣系統(tǒng)包括第一排氣空間(7’)，該第一排氣空間在所述起弧空間(6)的下游，在所述開關(guān)裝置(I)的具有所述第一起弧觸頭(4a)的第一側(cè)上，并且在所述第一排氣空間(7’)之內(nèi)布置有至少一個第一中間空間(7)，該第一中間空間由第一中間壁(7a)包圍，該第一中間空間包括用于接收來自流通地與所述起弧區(qū)域(6)連接的中空排氣管道(7’’’)的排氣的第一入口開口(11a)，并且包括至少一個第一出口開口(12a)，該第一出口開口面向尤其第一排氣空間(7’)的第一相對的壁(7b)，并且用于產(chǎn)生至少一個第一氣體射流(77)和用于朝所述第一相對的壁排出該第一氣體射流并且使得該第一氣體射流沖擊在所述第一相對的壁(7b)上，并且 所述第一中間空間(7)設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在排氣噴出的時間段期間，在第一中間空間(7)中的第一中間排氣壓力P7超過在第一排氣空間(7’)中的第一排氣壓力pr至少達(dá)大于I.I的第一壓力比Κ7=Ρ7/Ρ7’ ο10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，所述中空排氣管道(7’’’)在第二端部處以機(jī)械的方式連接到所述第一起弧觸頭(4a)，和/或 第一另一中間空間布置在所述第一中間空間(7)之外，由第一另一中間壁包圍，包括用于接收來自所述第一中間空間(7)的排氣的第一另一入口開口(12a)，并且包括至少一個第一另一出口開口，該第一另一出口開口面向尤其第一排氣空間(7’)的第一另一相對的壁，并且用于產(chǎn)生至少一個第一另一氣體射流并且用于朝所述第一另一相對的壁排出該第一另一氣體射流并且使得該第一另一氣體射流沖擊在所述第一另一相對的壁上，并且 所述第一中間空間(7)和/或所述第一另一中間空間設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在排氣噴出的時間段期間，在第一中間空間(7)中的第一中間排氣壓力p7超過在第一另一中間空間中的第一另一中間排氣壓力P7f至少達(dá)大于1.1的第一另一壓力比Kf=p7/p7f。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于， 所述排氣系統(tǒng)包括在所述起弧空間(6)的下游的、在所述開關(guān)裝置(I)的具有第二起弧觸頭(4b)的第二側(cè)上的第二排氣空間(8’)，并且在第二排氣空間(8’)之內(nèi)布置有至少一個第二中間空間(8)，該第二中間空間由第二中間壁(Sa)包圍，包括第二入口開口(11b)，其用于接收來自起弧區(qū)域(6)的排氣，并且該第二中間空間包括至少一個第二出口開口(12b)，其面向尤其第二排氣空間(8’)的第二相對的壁(8b)，并且用于產(chǎn)生至少一個第二氣體射流(88)和用于朝第二相對的壁排出該第二氣體射流并且使得該第二氣體射流沖擊在第二相對的壁(8b)上，并且 第二中間空間(8)設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在排氣噴出的時間段期間，在第二中間空間(8)中的第二中間排氣壓力P8超過在第二排氣空間(8’)中的第二排氣壓力P8’至少達(dá)大于I.I的第二壓力比Κ8=Ρ8/Ρ8’ ο12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，根據(jù)介電絕緣介質(zhì)所選擇所述壓力比K、尤其第一壓力比Κ7=Ρ7/Ρ7’和/或第一另一壓力比Kf=P7/P7f和/或第二壓力比K8=P8/Ρ8’ ο13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，所述壓力比K為臨界壓力比K，尤其第一臨界壓力比K7=p7/pr和/或第一另一臨界壓力比Kf=p7/p7#P/或第二臨界壓力比Ks=P8/P8，，其以如下方式來選擇: 如果介電絕緣介質(zhì)主要地含有SF6,則在1.6到1.7的范圍中，或 如果介電絕緣介質(zhì)主要地或僅僅含有有機(jī)氟化合物與背景氣體的混合物，尤其氟酮或C5氟酮與C02、02和N2中的至少一個的混合物，則在范圍1.7到1.8中。14.一種電氣開關(guān)裝置(I)，尤其根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其具有縱軸線(z)，所述電氣開關(guān)裝置(I)包括起弧空間(6)和至少具有第一起弧觸頭(4a)和配對的第二起弧觸頭(4b)的起弧觸頭組件，并且進(jìn)一步包括具有至少一個排氣空間(7’；8’)的排氣系統(tǒng)(7，7’，7’’，7’’’；8，8’，8’’)， 其中為了閉合和斷開電氣開關(guān)裝置(I)，所述起弧觸頭(4a，4b)中的至少一個可平行于縱軸線(z)而移動并且與另一個起弧觸頭(4b，4a)配合，并且所述電氣開關(guān)裝置(I)包括介電絕緣介質(zhì)，并且 其中在排氣空間(7 ’ ； 8 ’)之內(nèi)布置至少一個中間空間(7 ; 8)，該至少一個中間空間由中間壁(7a; 8a)包圍，包括用于接收來自起弧區(qū)域(6)的排氣的至少一個入口開口(11a; 11b)，并且包括至少一個出口開口(12a; 12b)，該出口開口(12a; 12b)面向尤其排氣空間(7’ ； 8’)的相對的壁(713，813)，并且用于產(chǎn)生至少一個排氣射流(77，88)和用于朝相對的壁排出該排氣射流和使得該排氣射流沖擊在相對的壁(7b，8b)上，并且 其中開關(guān)裝置(1)具有用于改變中間空間(7，8)的尺寸的器件(14&，1413，15，16，17)，尤其其中所述器件(14a，14b，15，16，17)用于改變第一中間空間(7)或所述第一中間空間(7)的尺寸和/或第二中間空間(8)或所述第二中間空間(8)的尺寸。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電氣開關(guān)裝置(1)，其特征在于，所述器件(14&，1413，15，16，17)用于在預(yù)定壓力差范圍之內(nèi)，尤其在0.5bar之內(nèi)并且更尤其地在0.4bar之內(nèi)并且最尤其地在0.3bar之內(nèi)使在第一中間空間(7)中的第一中間排氣壓力p7適于第二排氣空間(8)中的第二排氣壓力P8’，或適于第二中間空間(8)中的第二中間排氣壓力p8。16.根據(jù)權(quán)利要求14至15中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于， 中間空間(7; 8)由可移動的壁(14a，14b)所界定，該可移動的壁允許調(diào)節(jié)中間空間(7;8)的尺寸，和/或 第一中間空間(7)由第一可移動的壁(14a)所界定，該第一可移動的壁允許調(diào)節(jié)第一中間空間(7)的尺寸，和/或 第二中間空間(8)由第二可移動的壁(14b)所界定，該第二可移動的壁允許調(diào)節(jié)第二中間空間(8)的尺寸。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，可移動的壁(14a，14b)，尤其第一可移動的壁(14a)和/或第二可移動的壁(14b)，在一側(cè)上界定中間空間(7 ;8)并且布置成橫向于縱軸線(z)并且可由至少促動裝置(15，16; 17)來平行于縱軸線(z)移位。18.根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，所述器件(14a，14b，15，16，17)，尤其至少一個促動裝置(15，16)包括至少一個促動器(15)和附連到促動器(15)的至少一個彈簧(16)以用于定位可移動的壁(14a，14b)，并且 尤其至少一個促動器為氣動的或液壓的或電動的促動器(15)或?yàn)閺椈伞?9.根據(jù)權(quán)利要求14至18中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，可移動的壁(14a，14b)的基本位置可由促動器(15)或由彈簧(16)的基本位置來調(diào)節(jié)，并且彈簧(16)具有的剛度使得彈簧(16)允許中間空間(7，8)相對于中間空間(7，8)的由可移動的壁(14a，14b)的基本位置界定的基本容積有在最大土 90%，尤其土 70%和更尤其地土 50%并且最尤其地± 30%的調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)的容積變化。20.根據(jù)權(quán)利要求18至19中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，第一可移動的壁(14a)和/或第二可移動的壁(14b)的基本位置可由促動器(15)或由彈簧(16)的基本位置來調(diào)節(jié)，并且彈簧(16)具有的剛度使得彈簧(16)允許分別第一中間空間(7)和/或第二中間空間(8)分別相對于第一中間空間(7)和/或第二中間空間(8)的分別由第一可移動的壁(14a)和/或第二可移動的壁(14b)的基本位置界定的容積有最大±90%，尤其±70%和更尤其地土 50%和最尤其地土 30%的容積變化。21.根據(jù)權(quán)利要求14至20中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，所述器件(14a，14b，15，16，17)，尤其至少一個促動裝置(17)，包括至少一個排氣管道(7 ’ ’ ’)，該排氣管道布置在第一排氣空間(7’)之內(nèi)并且附連到第一起弧觸頭(4a)，并且所述開關(guān)裝置(I)的至少一個驅(qū)動器(17)用于沿著縱軸線(z)移動排氣管道(7’’’)和第一起弧觸頭(4a)，其中至少一個第一可移動的壁(14a)附連到排氣管道(7和/或 第一可移動的壁(14a)用作排氣壓力驅(qū)動的輔助驅(qū)動力支撐件以用于驅(qū)動器(17)或所述驅(qū)動器(17)。22.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，尤其根據(jù)權(quán)利要求14至21中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其中 第一起弧觸頭(4a)為起弧觸頭郁金香形件(4a)并且第二起弧觸頭(4b)為起弧觸頭銷釘(4b);和/或 其中介電絕緣介質(zhì)包括:選自氟醚、氟胺、氟酮、氟烯烴，和它們的混合物的有機(jī)氟化合物;有機(jī)氟化合物與尤其選自下者的背景氣體混合:CO2、O2、N2。23.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，電氣開關(guān)裝置(I)進(jìn)一步包括: 外部空間(9)，其至少部分地包圍，尤其完全地包圍第一排氣空間(7)和第二排氣空間⑶， 其中至少起弧空間(6)、第一中間空間(7)、第一排氣空間(7’)和外部空間(9)形成用于排氣的第一行進(jìn)路徑，和/或 其中至少起弧空間(6)、第二中間空間(8)、第二排氣空間(8’)和外部空間(9)形成用于排氣的第二行進(jìn)路徑。24.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，中間空間(7，8)，尤其第一中間空間(7)和/或第二中間空間(8)設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在滅弧的時間段期間，尤其在整個滅弧時段期間，由中間空間(7，8)，尤其第一中間空間(7)和/或第二中間空間(8)在包括有機(jī)氟化合物的排氣中引入的附加的流阻保持低于閾值流阻，在低于該閾值流阻的情況下，聲速或超聲速流動狀況保持在起弧區(qū)域(6)中。25.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，中間空間(7，8)的尺寸以及至少一個出口開口(12a; 12b)的位置、數(shù)量和橫截面適于有機(jī)氟化合物，尤其氟酮的氣體流動特性并且更尤其地適于氟酮?dú)怏w混合物的聲音速度，以用于至少暫時地在滅弧的時間段期間在中間空間(7;8)之內(nèi)保留預(yù)定量的排氣，并且 尤其以用于實(shí)現(xiàn)在中間空間(7; 8)中的中間排氣壓力p7;p8高于在中間空間(7; 8)的下游的排氣空間(7 ’ ； 8 ’)中的排氣壓力P7，，P8-的預(yù)定的增加水平。26.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，至少一個出口開口(12a; 12b)，尤其第一出口開口(12a)和/或第二出口開口(12b)，由包括多個開孔(13)的至少一個開孔陣列所遮蓋。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，在中間壁(7a;8a)和相對的壁(7b，8b)之間的間距(H)與出口開口(12a; 12b)的平均直徑(D)的比在1.5至8的范圍中，尤其比具有為6的值； 尤其在第一中間壁(7a)和第一相對的壁(7b)之間的第一間距與第一出口開口(12a)的平均直徑(D)的第一比在1.5至8的范圍中或?yàn)?，和/或在第二中間壁(8a)和第二相對的壁(Sb)之間的第二間距與第二出口開口(12b)的平均直徑(D)的第二比在1.5至8的范圍中或?yàn)? ο28.根據(jù)權(quán)利要求26至27中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于， 開孔陣列的開孔(13)具有出口開口(12a; 12b)，尤其第一出口開口(12a)和/或第二出口開口( 12b)的平均橫截面的不多于50%的橫截面;和/或 開孔陣列可利用具有不同的直徑的開孔(13)的開孔陣列來替換。29.根據(jù)權(quán)利要求5以及前述權(quán)利要求1至4和6至28中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，行進(jìn)路徑的至少一個引導(dǎo)壁區(qū)段設(shè)有橫向于引導(dǎo)壁區(qū)段從行進(jìn)路徑中延伸出去或延伸到行進(jìn)路徑中并且用于冷卻排氣的突出部(18，19，20)，尤其突出部(18，19)為宏觀的突出部(18，19)并且以二維的布置或二維的矩陣布置在引導(dǎo)壁區(qū)段處并且在排氣中沿著行進(jìn)路徑的引導(dǎo)壁區(qū)段形成渦流的二維的布置以用于增加從排氣到引導(dǎo)壁區(qū)段的對流熱傳遞的速率。30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于， 突出部為反向突出部(18，19，20)，尤其均勻的波紋(18)或不均勻的波紋(19)或微觀的突出部(20)，其延伸到行進(jìn)路徑的引導(dǎo)壁區(qū)段中；和/或 突出部為正向突出部(18，19，20)，尤其均勻的正向突出部(18)或不均勻的正向突出部(19)或微觀的突出部(20)，其從行進(jìn)路徑的引導(dǎo)壁區(qū)段中延伸出去。31.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于， 相對的壁(7b，8b)，尤其第一相對的壁(7b)和/或第二相對的壁(8b)，在其表面上具有均勻的波紋(18)或不均勻的波紋(19)或形成微觀的突出部(20)的增加的表面粗糙度(20)，全部用于提高從沖擊性排氣射流(77，88)到相對的壁(7b，8b)的熱傳遞;和/或 相對的壁(7b，8b)，尤其第一相對的壁(7b)和/或第二相對的壁(8b)，由金屬或金屬浸漬的陶瓷材料制成。32.根據(jù)權(quán)利要求29至31中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于， 在表面粗糙度(20)形成微觀的突出部(20)的情況下，包括微觀的突出部(20)的引導(dǎo)壁區(qū)段的平均粗糙(Ra)在30μηι至200μηι的范圍中并且更優(yōu)選地在50μηι至150μηι的范圍中并且最優(yōu)選地在70μηι至120μηι的范圍中來選擇。33.根據(jù)權(quán)利要求29至31中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，突出部(18，19)中的任一個都不是形成為微觀的突出部(20)而是改為宏觀的突出部(18，19)并且宏觀的突出部(18，19)充分地彼此間隔開以用于在排氣中形成相互不互相作用的渦流。34.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，中空排氣管道(7’’’)具有內(nèi)螺紋元件(22)，尤其連續(xù)螺紋元件(22)，其在中空排氣管道(7’’’)之內(nèi)形成至少一個凹入的通道，以用于在中空排氣管道(7’’’)之內(nèi)使得排氣成漩渦;和/或 布置在至少一個中間空間(7，8)的上游的至少一個轉(zhuǎn)向裝置(21)與至少一個入口開口(lla，llb)相互作用并且用于使得排氣沿徑向轉(zhuǎn)向到中間空間(7，8)中，和/或布置在中空排氣管道(7’’’)的背離起弧區(qū)域(6)的一側(cè)上的至少一個轉(zhuǎn)向裝置(21)與在中空排氣管道(7’中的至少一個第一入口開口(Ila)相互作用并且用于使得排氣沿徑向轉(zhuǎn)向到第一中間空間(7)中。35.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，其為或包括接地裝置、快速動作接地裝置、電路斷路器、發(fā)電機(jī)電路斷路器、開關(guān)切斷器、組合的切斷器和接地開關(guān)、或負(fù)載斷路開關(guān)。36.—種電氣開關(guān)裝置(I)，尤其根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其具有縱軸線(z)，所述電氣開關(guān)裝置(I)包括起弧空間(6)和至少具有第一起弧觸頭(4a)和配對的第二起弧觸頭(4b)的起弧觸頭組件，并且進(jìn)一步包括具有至少一個排氣空間(7’；8’)的排氣系統(tǒng)(7，7’，7’’，7’’’；8，8’，8’’)， 其中為了閉合和斷開電氣開關(guān)裝置(I)，起弧觸頭(4a，4b)中的至少一個可平行于縱軸線(z)而移動并且與另一個起弧觸頭(4b，4a)配合， 其中電氣開關(guān)裝置(I)包括介電絕緣介質(zhì)，該介電絕緣介包括選自下者的有機(jī)氟化合物:氟腈，尤其全氟腈，和它們的混合物和/或分解產(chǎn)物， 其中在排氣空間(7’ ； 8’)之內(nèi)布置有至少一個中間空間(7; 8)，該中間空間由中間壁(7a; 8a)包圍，包括用于接收來自起弧區(qū)域(6)的排氣的至少一個入口開口(11a; 11b)，以及包括至少一個出口開口(12a; 12b)，該出口開口(12a; 12b)面向尤其排氣空間(7’； 8’)的相對的壁(713，813)，并且用于產(chǎn)生至少一個排氣射流(77，88)并且用于朝相對的壁(713，813)排出該排氣射流并且使該排氣射流沖擊在相對的壁(7b，8b)上，并且 其中中間空間(7 ; 8)設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在排氣噴出的時間段期間，在中間空間(7 ;8)中的中間排氣壓力P?; P8超過在該中間空間的緊接著隨后的排氣空間(7 ’ ; 8 ’)中的排氣壓力至少達(dá)大于I.I的壓力比K。37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的電氣開關(guān)裝置(I)，尤其根據(jù)前述權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，氟腈與選自下者的有機(jī)氟化合物混合:氟醚、環(huán)氧乙烷、氟胺、氟酮、氟烯烴、和它們的混合物和/或分解產(chǎn)物。38.根據(jù)前述權(quán)利要求36至37中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，氟腈為包含兩個碳原子、三個碳原子或四個碳原子的全氟腈，尤其為全氟烷基腈，特別地全氟乙腈、全氟丙腈(C2F5CN)和/或全氟丁腈(C3F7CN)并且更尤其地為根據(jù)分子式(CF3)2CFCN的全氟異丁腈和/或根據(jù)分子式CF3CF(OCF3)CN的全氟-2-甲氧基丙烷腈。39.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，介電絕緣介質(zhì)選擇成并且中間空間(7 ; 8)設(shè)計(jì)成使得至少暫時地在排氣噴出的時間段期間，在中間空間(7 ; 8)中的中間排氣壓力P7; P8超過在該中間空間的緊接著隨后的排氣空間(7 ’ ； 8 ’)中的排氣壓力至少達(dá)大于1.3，優(yōu)選地大于1.4，更優(yōu)選地大于1.5，更優(yōu)選地大于1.6，和最優(yōu)選地大于1.7的壓力比K。40.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)，其特征在于，用于產(chǎn)生至少一個排氣射流(77，88)并且用于朝相對的壁排出該排氣射流并且使得該排氣射流沖擊在相對的壁(7b，8b)上的至少一個出口開口(12a; 12b)為開孔(12a; 12b)或?yàn)閲娮?12a; 12b)，尤其拉瓦爾噴嘴(12a;12b)。41.一種用于運(yùn)行根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣開關(guān)裝置(I)的方法。42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于， 尤其通過移位至少一個可移動的壁(14a，14b)來調(diào)節(jié)在中間空間(7，8)中的一個中的中間排氣壓力P?; P8，使得該壓力至少暫時地在滅弧時段期間尤其在Ibar或0.5bar或更少的壓力差之內(nèi)大約等于在中間空間(8; 7)中的另一個中的中間排氣壓力p8;p7;和/或 尤其通過移位至少一個可移動的壁(14a，14b)來調(diào)節(jié)在中間空間(7，8)中的一個中的中間排氣壓力P7;P8和/或在中間空間(8;7)中的另一個中的中間排氣壓力？8;?7，使得該壓力或這些壓力至少暫時地在滅弧時段期間小于在起弧空間(6)中的第三壓力。43.根據(jù)權(quán)利要求41至42中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 尤其通過移位第一可移動的壁(14a)來調(diào)節(jié)在第一中間空間(7)中的第一中間排氣壓力P?，使得該壓力至少暫時地在滅弧時段期間尤其在Ibar或0.5bar或更少的壓力差之內(nèi)大約等于在第二排氣空間(8 ’)中的排氣壓力;和/或 尤其通過移位第一可移動的壁(14a)來調(diào)節(jié)在第一中間空間(7)中的第一中間排氣壓力(P7)和/或在第二排氣空間(8 ’)中的排氣壓力，使得該壓力或這些壓力至少暫時地在滅弧時段期間小于在起弧空間(6)中的第三壓力。44.根據(jù)權(quán)利要求41至43中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，尤其通過沿著縱軸線(z)移位至少一個可移動的壁(14a，14b)調(diào)節(jié)在第一中間空間(7)中的第一中間排氣壓力p7和/或在第二中間空間(8)中的第二中間排氣壓力p8，這取決于當(dāng)起弧觸頭斷開或閉合時在起弧觸頭(4a，4b)之間形成的電弧(3)的強(qiáng)度。45.根據(jù)權(quán)利要求41至44中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，尤其通過沿著縱軸線(z)移位可移動的壁(14a，14b)調(diào)節(jié)在第一中間空間(7)中的第一中間排氣壓力p7和/或在第二中間空間(8)中的第二中間排氣壓力p8，使得介電絕緣介質(zhì)的溫度保持低于有機(jī)氟化合物，尤其氟酮的分解溫度。
【文檔編號】H01H33/22GK106030744SQ201480076219
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年12月22日
【發(fā)明人】J.曼蒂拉, 葉向陽, M.德霍特雷, O.科斯薩特, S.格羅布
【申請人】Abb 技術(shù)有限公司