Drackgasschalter mit einer der mehreren Unterbrechungsstellen Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit einer oder mehreren Unterbrechungsstellen, bei dem sich die Schaltventile zur pneumatischen Betätigung der Löschkammern am spannungsführenden Teil des Schalters befinden und über ein Isoliergestänge vom geerdeten Unterteil des Schalters aus gesteuert sind.
Es sind Druckgasschalter bekannt, bei denen die der pneumatischen Betätigung der Schaltstücke die nenden Schaltventile in unmittelbarer Nähe der Schaltstellen angeordnet sind und sich somit am spannungsführenden Teil des Schalters befinden. Dies ergibt günstige Bedingungen hinsichtlich kurzer Schaltzeiten und geringen Druckgasverbrauches, da das Auffüllen der ansonsten notwendigen Zufüh rungsleitungen und -räume zwischen dem spannungs führenden Teil und dem geerdeten Unterteil des Schalters entfällt.
Bei den bekannten Druckgasschal- tern dieser Art erfolgt die Betätigung der Schaltven tile entweder pneumatisch oder hydraulisch über Steuerrohrleitungen oder mechanisch über Isolierge- stänge. Mit dem ständigen Anwachsen der Netz kurzschlussströme gehen im Schalterbau die Bemü hungen einher, die Schaltzeiten, insbesondere die Ausschaltzeit der Leistungsschalter, möglichst zu ver kürzen. Hierbei kommt der schnellen Übertragung der Schaltbefehle vom Schalterunterteil zu den Schalt kammern eine besondere Bedeutung zu. Den pneu matischen und hydraulischen Übertragungen sind da bei gewisse Grenzen gesetzt. Ausserdem sind diese Anordnungen verhältnismässig aufwendig und stör anfällig, da zusätzliche Leitungen bzw.
Steuerorgane benötigt werden. Die bekannten mechanischen über tragungseinrichtungen besitzen ebenfalls noch be stimmte Nachteile, die darin bestehen, dass die am spannungsführenden Teil des Schalters angeordneten Schaltventile kräftige Schliessfedern besitzen und über Isolierstangen mit pneumatischen Antriebskolben am Schalterunterteil in Verbindung stehen, die in Ruhe stellung beidseitig druckbeaufschlagt sind, während zum Schalten die Kolben einseitig entlüftet werden, wodurch über Kolben und Isolierstange das Schalt ventil gegen die Strömungsrichtung geöffnet wird. Die Isolierstange hat dabei die gesamte Öffnungs kraft zu übertragen und muss deshalb entsprechend kräftig ausgebildet sein.
Ihre zu beschleunigende Masse ist daher relativ gross, so dass die Schaltzeit ungünstig beeinflusst wird.
Zur Vermeidung der erwähnten Nachteile wird deshalb erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass jeweils mindestens ein in Strömungsrichtung öffnendes, durch Druckgas angetriebenes Schaltventil über ein in Schliessstellung des Schaltventils unter elastischer Vorspannung stehendes Isolierzuggestänge mit Ein richtungen am Schalterunterteil in Verbindung steht, derart, dass die Einrichtungen das Öffnen und Schlie ssen der Schaltventile bewirken. Bei dieser Anordnung greift beim Ausschalten das Druckgas unmittelbar am Schaltventil selbst an, während das Isolierge- stänge dabei frei nachfolgen kann, ohne die Öffnungs kraft übertragen zu müssen.
Es kann somit als masse armes, elastisches Glied ausgebildet werden, wodurch eine beträchtliche Verringerung der Ausschaltzeit er reicht wird.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der neuen Anordnung, wobei als Einrichtung am Schalterun terteil ein Differentialkolben vorgesehen ist.
Fig. 2 zeigt als Einzelheit ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel mit federbelastetem Druckgaskolben am Unterteil.
Fig. 3 zeigt als Einzelheit eine als Verklinkung ausgebildete Einrichtung am Unterteil.
In Fig. 1 ist ein Druckgasschalter dargestellt, dessen Unterteil als Druckgasbehälter 1 ausgebildet ist. Über den Hohlstützer 2, der die Erdisolation bildet, steht der Druckgasbehälter 1 mit dem span nungsführenden Zwischenbehälter 3.1 in pneuma tischer Verbindung. Mit 4.1 ist der Antriebsteil der nicht näher dargestellten Schaltstelle oder Schalt stellen bezeichnet, die dem Behälter 3.1 zugeordnet sind. Der Antriebsteil 4.1 besteht aus dem Gehäuse 5.1, in dem ein Kolben 6.1 geführt ist, der über eine Kolbenstange 7.1 mit dem nicht gezeichneten be weglichen Schaltstück in Verbindung steht.
Das Ge häuse 5.1 enthält den Raum 8.1, der über die Öffnungen 9.1 und 10.1 mit dem Freien verbunden ist. Die Einlassleitung 11.1 verbindet den Behälter 3.1 mit dem Raum 8.1 und ist in, der gezeichneten Stellung durch den Ventilteller 12.1 des Schalt ventils verschlossen. Der Ventilteller 12.1 steht über die Ventilstange 13.1 und den bei 14.1 gelagerten zweiarmigen Hebel 15.1 mit der Fassungsstelle <B>16.1</B> der Isolierstange 17.1 und 17.2 in Verbindung. Die Ventilstange 13.1 trägt noch einen Feder teller 18.1, gegen den sich die Rückstellfeder <B>19.1</B> abstützt.
Im gewählten Ausführungsbeispiel ist über dem Behälter 3.1 ein weiterer gleichartiger Zwi schenbehälter 3.2 vorgesehen. Die Behälter 3.1 und 3.2 stehen über den Hohlisolator 20 miteinan- der in pneumatischer Verbindung. Der Behälter 3.2 enthält, in völlig gleicher Weise wie der Behälter 3.1, den Antriebsteil 4.2, das Gehäuse 5.2 mit Kolben 6.2, Kolbenstange 7.2, Raum 8.2, Öff nungen 9.2 und 10.2, sowie das Schaltventil mit dem Ventilteller 12.2, der die Einlassleitung 11.2 verschliesst und über die Ventilstange<B>13.2</B> und den hei 14.2 gelagerten Hebel 15.2 mit der Fassungs stelle 16.2 der Isolierstange<B>17.2</B> in Verbindung steht.
Die Ventilstange<B>13.2</B> trägt den Federteller 18.2, gegen den sich die Feder 19.2 abstützt. Die den Behältern 3.1 und 3.2 zugeordneten, nicht nä her dargestellten Schaltstellen können in an sich be kannter Weise elektrisch in Reihe geschaltet sein, wodurch eine Mehrfachunterbrechung erzielt wird. Die Isolierstange<B>17.1,</B> die z. B. aus elastischem Kunststoff mit Glasfasereinlagen besteht, besitzt am unteren Ende die Fassungsstelle 16.3 und ist über diese mit dem im Gehäuse 21 geführten Differential kolben 22 verbunden.
Der Raum oberhalb des Dif ferentialkolbens 22 ist durch die Leitung 23 mit dem Druckgasbehälter 1 verbunden, während der Raum unterhalb des Kolbens 22 durch das Hülsen ventil 27 verschliessbar ist und über die Leitung 24 mit dem Behälter 1 in Verbindung steht: Das Hül senventil 27 trägt einen Bolzen 28, an dem der zweiarmige, bei 30 gelagerte Hebel 29 angreift. Zur Betätigung des Hülsenventils 27 ist das Gestänge 31 angedeutet, das mit einer nicht gezeichneten Steuereinrichtung an sich bekannter Art verbunden ist. Der Differentialkolben 22 besitzt eine enge Boh rung 25 zur Be- und Entlüftung des Raumes 26. Die Isolierstangen 17.1 und<B>17.2</B> sind innerhalb der Hohl isolatoren 32.1 und 32.2 angeordnet.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Es sei angenommen, dass sich der Schalter in eingeschaltetem Zustand befindet. Zum Ausschalten wird das Gestänge 31, wie durch den Pfeil angedeutet, nach oben bewegt. Dadurch wird das Hülsenventil 27 über den Hebel 29 in seine untere Grenzlage gebracht. Während vorher der Raum unter der grö sseren Fläche des Differentialkolbens 22 über das Innere der Hülse 27 mit dem Freien verbunden war, gelangt jetzt Druckgas aus dem Behälter 1 über die Leitung 24 unter den Kolben 22, während das In nere der Hülse 27 gegen das Freie abgeschlossen wird. Dadurch wird die Schliesskraft auf die Ven tilteller 12.1 und 12.2 aufgehoben.
Diese Schliess kraft wird in der Einschaltstellung des Schalters, aus gehend von dem über die Leitung 23 mit Druckgas von oben her beaufschlagten Kolben 22, über die unter elastischer Vorspannung stehenden Isolierstan gen 17.1 bzw. 17.2 den Hebeln 15.1 bzw. 15.2 und den Ventilstangen 13.1 bzw. 13.2 auf die Ventil teller 12.1 bzw. 12.2 übertragen. Nun wirkt das Druckgas in den Behältern 3.1 und 3.2 über die Verbindungen<B>11.1</B> bzw. 11.2 auf die Ventilteller 12.1 bzw. 12.2 beschleunigend nach unten, wodurch die Räume 8.1 und 8.2 gefüllt und die Kolben 6.1 und 6.2 nach links bewegt werden, so dass die Schaltstellen geöffnet werden.
In ihrer unteren Grenz- lage verschliessen die Ventilteller 12.1 und 12.2 die Öffnungen 9.1 und 9.2, durch die die Räume 8.1 und 8.2 vorher druckfrei über die Öffnungen 10.1 und 10.2 mit dem Freien verbunden waren. Bei dem beschriebenen Ausschaltvorgang bewegen sich die Isolierstangen 17.1 und<B>17.2</B> nach oben, wobei sich ihre elastische Vorspannung unterwegs in dem Masse ausgleichen kann, wie der mit ihnen ver bundene Differentialkolben 22 nachfolgt.
Die Be schleunigung des Kolbens 22 wird durch den Flä- chenüberschuss unterstützt, da durch die enge Boh rung 25 der Raum 26 erst gegen Ende der Be wegung nennenswert gefüllt wird, wodurch im letzten Teil des Hubes eine Kompressionsdämpfung erzielt wird.
Die Länge der Isolierstangen 17.1 und 17.2, sowie ein nicht näher dargestellter Anschlag des Differentialkolbens 22 im Gehäuse 21, werden zweck- mässigerweise so eingestellt, dass die in ihrer unteren Grenzlage die Öffnungen 9.1 und 9.2 abschliessen den Ventilteller 12.1 und 12.2, dabei über die Ven tilstangen 13.1, 13.2 und die Hebel 15,1, 15.2 in den Isolierstangen 17.1 und 17.2 eine gewisse ela stische Vorspannung aufrechterhalten.
Zum Einschalten wird das Hülsenventil 27 über das Gestänge 31 und den Hebel 29 wieder nach oben in die gezeichnete Lage gebracht. Dadurch wird der Raum unter der grossen Kolbenfläche des Diffe rentialkolbens 22 über das Innere der Hülse 27 mit dem Freien verbunden und somit druckfrei. Der Kolben 22 bewegt sich infolge der auf seine kleinere Fläche von oben wirkenden Druckbeaufschlagung und zum Teil durch den im Raume 26 anstehenden Druck, nach unten und bringt über die Isolierstange 17.1 und 17.2, die Hebel 15.1 und 15.2 und die Ventilstangen 13.1 und 13.2 die Ventilteller 12.1 und 12.2 in die gezeichnete Lage.
Die Räume 8.1 und 8.2 werden entlüftet, wodurch sich die Kolben 6.1 und 6.2 nach rechts bewegen können und das Einschalten der Schaltstellen durch entsprechende, nicht näher dargestellte Mittel, wie z. B. Einschalt federn, erfolgt. Dadurch, dass wie oben beschrieben, die Isolierstangen 17.1 und 17.2 auch in der Aus schaltstellung unter einer gewissen elastischen Vor- Spannung stehen, braucht beim Einschalten nur eine geringere elastische Verformung aufgebracht zu wer den, wodurch sich die Einschaltzeit entsprechend verkürzt.
Die Rückstellfedern <B>19.1</B> und 19.2 können verhältnismässig schwach ausgebildet sein, so dass sie auf die Schaltvorgänge praktisch keinen ver zögernden Einfluss ausüben. Sie dienen lediglich dazu, dass beim Füllen des Schalters mit Druckgas, z. B. beim Erstaufbau, oder nach einer Revision, die Ven tilteller 12.1 und 12.2 mit Sicherheit sich in ihrer oberen Grenzlage befinden und damit das Druck gas nicht ins Freie ausströmen kann, z. B. über die Öffnungen 9.1,<B>10.1</B> bzw. 9.2, 10.2.
Für die Aufstellung in Freiluft werden die Iso lierstangen 17.1 und 17.2 in vorteilhafter Weise im Inneren von Hohlisolatoren 32.1 und 32.2 ange ordnet, die zweckmässig mit Druckgas gefüllt sind. Dabei können z. B. die Hebel 15.1 und 15.2 in bekannter Weise auf einer gemeinsamen Welle, die druckdicht in einer entsprechend ausgebildeten Arma tur der Hohlisolatoren gelagert ist, mit seitlich ver setzten Armen ausgeführt werden, derart, dass sich ein Arm ausserhalb der Armatur im Freien und der andere sich im druckgefüllten Inneren der Armatur befindet.
Eine weitere Ausgestaltung der am Schalterun terteil befindlichen Einrichtung zur Betätigung des Isoliergestänges ist in Fig. 2 wiedergegeben.
Hier sind die der Fig. 1 entsprechenden gleichen Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Iso- lierstange 17.1 steht über die Fassungsstelle 16.3 mit einem Kolben 32 in Verbindung, der im Ge häuse 21 geführt ist und unter der Wirkung der Druckfeder 33 steht. Der Raum unter dem Kolben ist über die Leitung 24 mit dem Behälter 1 verbun den. Das Hülsenventil 27 sowie die Teile 28 bis 31 entsprechen völlig denjenigen der Fig. 1.
Die Wirkungsweise ist folgende: In der gezeich neten Lage, die der Einschaltstellung des Schalters entspricht, steht die Isolierstange 17.1 durch die Druckfeder 33 unter elastischer Vorspannung. Zum Ausschalten wird das Hülsenventil 27 in der bereits unter Fig. 1 beschriebenen Weise in die untere Grenz- lage gebracht, wodurch sich der Kolben 32 unter Wirkung des einströmenden Druckgases nach oben bewegt. Zum Einschalten wird die Hülse 27 in die gezeichnete Lage zurückgebracht, und damit der Raum unter dem Kolben 32 entlüftet, so dass sich der Kolben und Isoliergestänge unter Wirkung der Feder 33 nach unten in die gezeichnete Lage be wegt.
Diese Anordnung erlaubt eine verhältnismä ssig einfache Gestaltung des Kolbens, ausserdem ent- fällt gegenüber der Fig. 1 die Leitung 23. Durch eine entsprechende Hubbegrenzung des Kolbens 32 kann hierbei in gleicher Weise, wie unter Fig. 1 be schrieben, das Isoliergestänge ebenfalls in der Aus- Schaltstellung unter elastischer Vorspannung gehalten werden.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Be tätigungseinrichtung am Schalterunterteil. Hierbei ist die Isolierstange 17.1 über die -Fassungsstelle 16.3 mit einer Halteklinke 34 gelenkig verbunden. Die Halteklinke 34 umgreift mit einer Aussparung den fest im Raum gelagerten Bolzen 35 und wird in der verklinkten Stellung durch einen Schenkel, der als Winkelhebel ausgebildeten Stützklinke 36 fest gehalten. Der andere Schenkel des Klinkenhebels 36 steht über die Stange 37 mit einer nicht näher dargestellten Auslösevorrichtung in Verbindung, die z.
B. als elektromagnetischer Auslöser in bekannter Weise ausgebildet sein kann. Ausserdem ist an der Fassungsstelle 16.3 der bei 39 gelagerte Hebel 38 angelenkt, der seinerseits mit einer an sich bekannten Rückstellvorrichtung 40 verbunden ist, die im ge wählten Beispiel als Druckgaskolben angedeutet ist.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Die gezeichnete Lage entspricht wiederum der Ein schaltstellung des Schalters. Zum Ausschalten wird die Stange 37 durch den nicht dargestellten Auslöser nach rechts bewegt, wie durch den Pfeil angedeutet. Dadurch gibt der linke Schenkel der Stützklinke 36 die Halteklinke 34 frei, die unter der Zugwirkung der Isolierstange 17.1 vom Bolzen 35 abrutscht, so dass sich die Isolierstange nach oben bewegt, wo durch die Ausschaltung des Schalters in der oben unter Fig. 1 beschriebenen Weise vonstatten geht.
Zum Einschalten wird Druckgas unter den Kolben der Rückstellvorrichtung gegeben, wodurch die Iso- lierstange über den Hebel 38 nach unten bewegt wird. In der unteren Grenzlage findet wieder die Verklinkung der Teile 34,<B>351</B> 36 in an sich bekann ter Weise statt, wofür die an den Klinken 34 und 36 angreifenden, nicht näher bezeichneten Rückstell- federn vorgesehen sind.
Unmittelbar nach vollzogener Einschaltung wird die Rückstellvorrichtung 40 durch ein geeignetes, der übersichtlichkeit wegen nicht dar gestelltes Steuerventil wieder entlüftet.
In einer Abänderung der Fig. 1 bis 3, kann die Betätigungseinrichtung am Schalterunterteil als Elek tromagnet ausgebildet werden, an dessen Anker die Isolierstange 17.1 angelenkt ist. In der Einschalt stellung des Schalters ist der Magnet erregt und hält das Isoliergestänge in seiner unteren Grenzlage fest. Zum Ausschalten wird der Magnet ganz oder teil weise entregt und gibt die Bewegung des Isolierge- stänges nach oben frei, während zum Einschalten des Schalters die Erregung des Magneten voll eingeschal tet wird, wodurch das Isoliergestänge wieder in seine untere Grenzlage überführt wird.
Die neue Anordnung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. So ist es zum Bei spiel möglich, dass die am spannungsführenden Teil angeordneten Schaltventile die Funktion von Vor steuerventilen übernehmen und dass zwischen ihnen und dem Schaltstückantrieb weitere Hauptschalt- ventile zwischengeschaltet werden.
Auch bei dieser Anordnung hat man den Vorteil, dass durch die Verwendung eines massearmen, und damit leicht zu beschleunigenden Isoliergestänges, die Befehlsüber tragung zwischen dem Schalterunterteil zu den ak tiven, auf Potential liegenden Schaltkammern ausser ordentlich rasch erfolgt, wodurch im Hinblick auf kurze Schaltzeiten ein weiterer Fortschritt im Schal terbau erzielt wird.