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Anordnung bei Druckluftschaltern
Für hohe Spannungen werden oft Druckluftschalter mit mehreren reihengeschalteten Leistungstrenn- stellen pro Phase verwendet. Diese Leistungstrennstellen sind in Löschkammern eingeschlossen, die auf
Isolatorsäulen angeordnet sind, durch welche den genannten Löschkammer Druckluft zugeführt wird. Bei gewissen Typen vonDruckluftschaltern sind dielöschkammern undisolatorsäulen sowohl in der offenen als auch in der geschlossenen Lage des Schalters mit Druckluft gefüllt, wobei die Leistungstrennstellen da- durch betätigt werden, dass getrennte Betätigungsluftleitungen unter Druck gesetzt oder evakuiert werden.
Bei diesen Schaltern werden die Kontakte der Leistungstrennstellen nach einer Schaltung in offener Lage beibehalten, und die Isolation zwischen den Anschlüssen des Schalters wird von den Leistungstrennstellen selbst und somit nicht von einem schnellwirkenden Reihentrennschalter aufrecht erhalten. Dies bringt mit sich, dass sowohl das Blasluftsystem als auch das Betätigungssystem des Schalters gegen eine Drucksenkung geschützt werden muss, die ein unerwünschtes Schliessen einer offenen Leistungstrennstelle herbeiführen würde. Eine solche Drucksenkung kann vor allem dadurch eintreffen, dass ein Säulenisolator bricht oder eine Löschkammer bei einem Schaltversuch beschädigt wird.
Wenn der Schalter nicht mit irgend einem Schutz gegen einen solchen Schaden versehen worden ist, führt dies dazu, dass der Druckluftschalter von Druckluft entleert wird, oder jedenfalls dazu, dass der Druck unter den niedrigsten zugelassenen Wert gesenkt wird, wobei ein offener Schalter geschlossen wird und ein geschlossener Schalter nicht geöffnet werden kann.
Diese grossen Ungelegenheiten sind wahrgenommen und verschiedene Vorschläge zu ihrer Beseitigung gemacht worden. Der eine ist, die Isolatorsäulen an ihrem unteren Teil mit je ihrem Druckluftbehälter zu verbinden, der durch eine Speiseleitung mit einer gemeinsamen Druckluftquelle verbunden wird. Durch Einsetzen eines Sperrventils in die einzelnen Speiseleitungen, das die Speiseleitung schliesst, wenn der Druck in dem gespeistenDruckluftbehälter unter einen gewissen Wert gesunken ist, hat man einen Schutz gegen grosse Undichtigkeiten erhalten. Der Nachteil dieser Anordnung ist jedoch, dass man immer eine gewisse Drucksenkung imDruckluftsystem des Schalters zulassen muss, ehe ein Sperrventil schliessen kann.
Dies hängt damit zusammen, dass ein Öffnungsmanöver in einem Druckluftschalter immer eine Drucksenkung im Blasluftsystem des Schalters mit sich führt, und dies darf natürlich nicht bedeuten, dass die Speiseleitungen des Schalters gesperrt werden. Weil man also eine Drucksenkung zulassen muss, die übrigens recht bedeutend sein kann, kann es passieren, dass einSperrventil nicht bei einer Undichtigkeit funktioniert, sondern dass keine genügende Drucksenkung entsteht, obwohl eine solche Undichtigkeit so gross sein kann, dass der Kompressor der Druckluftquelle nicht einen genügend grossen Druck im ganzen Blasluftsystem aufrecht erhalten kann, sondern der Druck kann sich z. B. auf einen Wert unmittelbar oberhalb des Betätigungswertes für das Sperrventil einstellen.
Eine andere Methode zum Verhindern, dass die mit einer beschädigten Trennstelle reihengeschalteten Trennstellen auch geschlossen werden, ist, in die genannten Speiseleitungen Rückschlagventile ein- zusetzen. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass sie in keiner Weise die Druckluft der Druckluftquelle daran hindert, durch die beschädigte Stelle herauszuströmen, weshalb die Zufuhr der Druckluft zu den unbeschädigten Teilen des Schalters bei einem genügend grossen Schaden ganz aufhören kann.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen, die Zufuhr der Druckluft zu den Isolatorsäulen durch als Drossel wirkende Zusatzventile zu bewirken, die ausschliesslich von den Druckunterschieden gesteuert werden, die bei Undichtheit des Druckluftsystems entstehen. Solche Ventile wirken also unabhängig von der Betätigungsvorrichtung des Schalters.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung bei Druckluftschaltem mit einer oder mehreren Isolatorsäulen, die je eine eine Leistungstrennstelle enthaltende Löschkammer tragen. Die Isolatorsäulen und Löschkam- mem sind in der geschlossenen sowie in der offenen Lage des Schalters mit Druckluft gefüllt, und die Hauptleitung für Zufuhr von Druckluft zu einer der genannten Isolatorsäulen ist von einer Drosselanordnung begrenzt, doch nicht ganz gesperrt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselanordnung in Zusammenhang mit dem Öffnen des Schalters durch einen von der Betätigungsvorrichtung des Schalters ausgehenden Impuls kurzzeitig öffnet, um die Isolatorsäulen und Löschkammer mit Druckluft nachzufüllen.
Dadurch wird zwar bewirkt, dass bei einer grösseren Beschädigung eines der Säulenisolatoren eine geringe Luftmenge je Zeiteinheit verlorengeht. Die Ausführung wird aber bedeutend vereinfacht.
Durch die Erfindung ist die Zufuhr von Druckluft zu einer Leistungstrennstelle normalerweise gedrosselt. Daher kann ein nennenswerter Verlust an Druckluft wegen eines Fehlersan einerlsolatorsäule oder Löschkammer nur in der kurzen Zeit stattfinden, wo die Drosselanordnung geöffnet wird.
Die oben genannte Anordnung ist jedoch beim Füllen des Schalters mit Druckluft zwecks Inbetriebnahme kaum geeignet, da gleichzeitig mit dem Öffnen desDrosselorgans auchdas Blaseventil des Schalrers geöffnet wird, wobei ein grosser Teil der eingeführtem Druckluft direkt ins Freie geleitet wird. Um dies zu vermeiden, ist es zweckmässig, dass die Drosselanordnung beim Füllen des Schalters mit Druckluft bei Inbetriebnahme geöffnet werden kann oder mittels einer Ventilanordnung nebengeschaltet werden kann, ohne dass das Betätigungsorgan der Leistungstrennstelle beeinflusst wird.
Die Drosselanordnung wird in gewissen Fällen von einem Zweiwegventil gesteuert, das von einer druckluftbetätigten Kolbenanordnung beeinflusst wird, und das Füllen des Schalters mit Druckluft bei Inbetriebnahme kann dabei dadurch vor sich gehen, dass der Kolbenanordnung über ein Steuerventil Druckluft zugeführt wird, ohne dass das Betätigungsorgan der Leistungstrennstelle beeinflusst wird. Alternativ kann ein Sperrventil angeordnet werden, durch dessen Öffnen die Drosselanordnung nebengeschaltet wird.
Da mehrere druckluftführende Isolatorsäulen pro Schalterpol angeordnet worden sind, wird die Nebenschlussleitung in mindestens eine Zweigleitung pro gedrosselte Isolatorsäule aufgeteilt. In den einzelnen Zweigleitungen werden Rückschlagventile angeordnet, damit bei einem Isolatorbruch die Druckluft nicht von einem unbeschädigten Isolator durch die zugehörige Zweigleitung, die gemeinsame Nebenschlussleitung und die Zweigleitung zu dem beschädigten Isolator hinaus ins Freie geleitet wird.
Die Fig. 1 und 2 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung.
In Fig. 1, die einen Schalterpol mit reihengeschalteten Leistungstrennstellen zeigt, bezeichnet 1 eine Löschkammer, die die Leistungstrennstelle selbst enthält. Die nicht gezeigten Betätigungsmechanismen der Leistungstrennstellen sind von solchem Typ, dass die Leistungstrennstellen geöffnet werden, wenn den Mechanismen Druckluft durch die Betätigungsleitung 2 zugeführt wird, und in offener Lage gehalten werden, solange ein gewisser Druck in der Betätigungsluftleitung aufrecht erhalten wird. Im Blasluftsystem des Schalters ist auf der Ausströmungsseite jeder Leistungstrennstelle ein nicht gezeigtes Sperrventil, das normalerweise geschlossen ist und nur kurzzeitig bei einem Öffnen des Schalters geöffnet wird.
Dies bedeutet, dass die Löschkammer 1 des Schalters, die Isolatorsäulen 3 und der Druckluftbehälter 4 ständig mit Druckluft gefüllt sein können. Die Druckluftbehälter werden durch Rohre 5 von einer für jede Phase gemeinsamen Hauptleitung 6 gespeist, die über einen Hahn 7 mit einer nicht gezeigten Druckluftquelle verbunden ist. Gegenüber den Öffnungen der Rohre 5 in der Hauptleitung 6 sind bewegliche Ventilköpfe 8 angeordnet. Diese sind je mit ihrem Kolben 9 verbunden, der in einem Zylinder 10 in der Wand der Hauptleitung läuft. Eine Feder 11 betätigt den Kolben 9 und den damit verbundenen Ventilkopf 8 in schliessender Richtung.
Der Raum auf der einen Seite des Kolbens 9 steht in ständiger Verbindung mit der Hauptleitung 6, während der Raum auf der andern Seite des Kolbens 9 über eine Leitung 12 und ein Zweiwegeventil 13 normalerweise in Verbindung mit der Hauptleitung 6 steht, aber über das Zweiwegeventil 13 mit der freien Luft verbunden werden kann. Das Zweiwegeventil wird von einem Kolben 14 in einem Zylinder 15 betätigt. Eine Feder 16 betätigt den Kolben 14 in einer solchen Richtung, dass die Leitung 12 durch das Zweiwegeventil 13 an die Hauptleitung 6 angeschlossen wird, wenn im wesentlichen derselbe Luftdruck auf beiden Seiten des Kolbens 14 herrscht. Die Räume auf beiden Seiten des Kolbens 14 sind mittels einer gedrosselten Leitung 17 und einer damit parallelgeschalteten Leitung 18, die ein Rückschlagventil 19 enthält, miteinander verbunden.
Der Raum auf der einen Seite des Kolbens 14 kann durch eine Leitung 20 und ein Ventil 21 entweder mit der Hauptleitung 6
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oder mit dem Freien in Verbindung gesetzt werden. Das Ventil 21 ist mit vier reihengeschalteten Kol- ben 22, 23,24 und 25 verbunden. Die Betätigungsventile 26,27 und 28 für die einzelnen Schaltpole sind über die Leitungen 29, 30 und 31 angeordnet, die Betätigungsluftleitungen der Schaltpole an Druckluft oder an die freie Luft anzuschliessen, wobei die Leitung 29 in Verbindung mit der Betätigungsleitung 2 und den Leitungen 30 und 31 mit den nicht gezeigten Betätigungsluftleitungen der Schaltpole steht.
Gleichzeitig mit den Leitungen 29,30 und 31 werden auch die Räume 32,33 und 34 unter den Kolben 22,
23 und 24 mit Druckluft gefüllt. Der Raum 35 unter dem Kolben 25 kann über ein getrenntes Ventil 36, entweder mit der Hauptleitung 6 oder mit dem Freien in Verbindung gesetzt werden. Ein durchgehender
Kanal 37 ist im Ventilkopf 8 angeordnet.
Die Anordnung wirkt in folgender Weise. Wenn der Schalter geöffnet werden soll, werden die Lei- tungen 29,30 und 31 über die Betätigungsventile 26,27 und 28 an die druckluftgefüllten Hauptleitungen 6 angeschlossen, wobei die einzelnen Betätigungsluftleitungen mit Druckluft gefüllt und sämtliche Leistungs- trennstellen geöffnet werden. Gleichzeitig wird an der unteren Seite der Kolben 22,23 und 24 Druckluft zugeführt, wobei das Ventil 21 geöffnet wird und Druckluft an der oberen Seite des Kolbens 14 zugeführt wird. Dabei wird das Zweiwegeventil 13 so beeinflusst, dass die Leitung 12 an die freie Luft angeschlossen wird.
Die Räume unter den einzelnen Kolben 9 werden von Druckluft entleert, und die Kolben mit den Ventilköpfen 8 werden nach unten geführt, so dass die Rohre 5 vollständig, zum schnellen Nachfüllen der Druckluftbehälter 4 mit Druckluft geöffnet werden. Nach einer gewissen Zeit hat sich der Druck auf beiden Seiten des Kolbens 14 ausgeglichen, wobei dieser von der Feder 16 in seine Ausgangslage zurückgetrieben wird. Die Verzögerung der Rückführung des Kolbens 14 in diese Lage kann dadurch geregelt werden, dass der Leitung 17 ein geeigneter Durchströmungsquerschnitt gegeben wird. Wenn der Kolben 14 nach oben geführt wird, wird die Leitung 12 über dasZweiwegeventil 13 wieder an die Hauptleitung 6 angeschlossen, wobei die Ventilköpfe 8 wieder die Rohre 5 schliessen.
Bei Schliessen des in der Figur gezeigten Schaltpols wird die Leitung 2 über dasBetätigungsventil 26 an die freie Luft angeschlossen. Der Kolben 14 bleibt dabei in seiner oberen Lage.
Aus dem Obigen geht hervor, dass die Rohre 5, bis auf eine kurze Zeit in Zusammenhang mit dem Öffnen des Schalters ständig gedrosselt sind. Sollte nun z. B. eine der Isolatorsäulen beschädigt werden, wird die Druckluft daran gehindert, durch den beschädigten Isolator herauszuströmen, da die Durchströmungsfläche des entsprechenden Rohres 5 gedrosselt worden und jetzt gleich der Durchströmungsfläche der Leitung 37 ist. Die Anordnung verhindert also in einer sehr effektiven Weise, dass eine beschädigte Isolatorsäule mit zugehöriger Leistungstrennstelle auf Betrieb und Betätigung der Leistungstrennstellen in den beschädigten Teilen des Schalters störend einwirkt.
Wie früher erwähnt, ist es jedoch bei Inbetriebnahme des Schalters wünschenswert, dass die Rohre 5 öffnen können, ohne dass dies in Zusammenhang mit dem Öffnen derLeistungstrennstellen geschieht. Deshalb ist ein separates Ventil 36 angeordnet worden, mittels dessen der Raum 35 in Verbindung mit der Hauptleitung 6 gesetzt und mit Druckluft gefüllt werden kann. Die Druckluft wirkt auf den Kolben 25, der nach oben geführt wird, wobei das Ventil 21 geöffnet und der Raum über dem Kolben 14 mit Druckluft gefüllt wird.
Derselbe Verlauf, der oben in Verbindung mit dem Öffnen des Schalters beschrieben worden ist, wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Leistungstrennstellen des Schalters diesmal nicht geöffnet werden, weil die Betätigungsventile 26, 27 und 28 geschlossen gehalten werden und keine Druckluft zu den Betätigungsleitungen des Schalters durchlassen. Die Ventilköpfe 8 öffnen natürlich auch jetzt nur temporär die Rohre 5. und es kann daher zweckmässig sein, ein Manometer an irgendeines der Rohre 5 anzuschliessen, und wenn der Luftdruck im in Frage stehenden Rohr nach einer Betätigung des Ventils 36 nicht vollen Wert erreicht, kann der Vorgang wiederholt werden.
Der Hahn 7. das Zweiwegeventil 13, die Kolbenanordnung 14-19, das Ventil 21 mit der Antriebsanordnung 22-25 und das Ventil 36 werden bei dreipoligenSchalternzweckmässigerweise zu einem Aggregat zusammengeführt, welches dann gemeinsam für die drei Pole des Schalters ist. Die Anordnung 22-24 ist gerade in der gezeigten Weise mit Hinblick darauf ausgeführt, dass es eine Möglichkeit für eine phasenweise Kurzschlussfortschaltung geben soll.
Fig. 2 zeigt eine andere mögliche Ausführungsform der Erfindung. In der Figur bezeichnen 1-13 dieselben Einzelheiten wie in Fig. 1. Das Zweiwegeventil 13 wird von einem Kolben 44 betätigt, durch den ein schmaler Kanal 38 angeordnet ist. 39 ist ein Betätigungsventil, mittels dessen die Betätigungsluftleitung 2 an die Hauptleitung 6 oder an die freie Luft angeschlossen werden kann. Wenn die Leitung 2 mit Druckluft gefüllt wird, werden die Leistungstrennstellen und die Rohre 5 des Schalters geöffnet. Zum Füllen des Schalters mit Druckluft bei Inbetriebnahme ist deshalb die Nebenschlussleitung 40 mit den Zweigleitungen 41 angeordnet worden. 42 ist ein Absperrhahn.
Wenn dieser geöffnet wird, wird der von den
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Ventilköpfen 8 gedrosselte Teil der Rohre 5 nebengeschlossen, und Druckluft kann unbehindert zu dem Behälter 5 strömen. In jeder Zweigleitung ist ein Rückschlagventil 43 angeordnet worden. Wenn eine der Isolatorsäulen 3 beschädigt ist, wird somit der Druck in den übrigenSäulen durchihre Rückschlagventile 43 beibehalten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung bei Druckluftschaltern mit einer oder mehreren Isolatorsäulen, die je eine eine Leistungstrennstelle enthaltende Löschkammer tragen, wobei die genannten Isolatorsäulen und Löschkammer in der geschlossenen sowie in der offenen Lage des Schalters mit Druckluft gefüllt sind, und die Hauptleitung für Zufuhr von Druckluft zu einer der genannten Isolatorsäuien von einer Drosselanordnung begrenzt, doch nicht ganz gesperrt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselanordnung (8) in Zusammenhang mit dem Öffnen des Schalters durch einen von der Betätigungsvorrichtung des Schalters ausgehenden Impuls kurzzeitig öffnet, um die Isolatorsäulen {3) und Löschkammern (1) mit Druckluft nachzufüllen.