Druckgasschalterpol
Diese Erfindung betrifft einen Druckgasschalterpol.
Sie betrifft insbesondere eine neue Heizvorrichtung zum
Heizen der Druckgas-Vorratsbehälter, um eine Kondensa tion des Gases dadurch zu vermeiden, dass die Gastempe ratur oberhalb der Kondensationstemperatur gehalten wird, und zwar ohne Rücksicht auf die Aussenbedingun gen.
Die Benutzung von Schwefelhexafluorid für Strom unterbrecher ist bekannt. Bei verhältnismässig hohen
Drücken ist das Schwefelhexafluorid ein ausgezeichnetes
Medium zur Unterbrechung der Lichtbögen und zur Iso lierung von, auf verschiedenem Potential liegenden, elektrisch leitenden Bauteilen. Eine grosse Schwierigkeit bei der Verwendung von Schwefelhexafluorid besteht darin, dass es bei Drücken oberhalb Atmosphärendruck benutzt werden muss, wie z. B. bei 10 Atmosphären. Bei diesen Drücken zeigt das Gas das Bestreben, sich zu kondensieren. Aus diesem Grunde ist es notwendig, das Gas zu erhitzen, da es im flüssigen Zustand seine erwünschten Eigenschaften verliert. Die Druckgas-Vorratsbehälter für das Gas sind normalerweise langgestreckte Zylinder, die mit den Druckgasschaltern innerhalb eines Niederdrucktanks verbunden werden.
Früher wurde eine Heizvorrichtung innerhalb des Druckgastanks angebracht; der Tank wurde dann gegen die Heizvorrichtung geneigt, so dass das verflüssigte Schwefelhexafluorid gegen die Heizvorrichtung fliesst und auf diese Weise wieder verdampft wird. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass sie die Verflüssigung des Gases zulässt und dass die Heizvorrichtungen verhältnismässig schwer zugänglich sind, da sie sich im Inneren des Hochdrucktanks befinden.
Der Erfindung liegt das Bestreben zugrunde, einen Druckgasschalterpol mit einer Heizvorrichtung zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist.
Der erfindungsgemässe Druckgasschalterpol ist dadurch gekennzeichnet, dass er folgende Bestandteile aufweist:
Einen ersten, einen zweiten und einen dritten Druckgasschalter, Zuführungsmittel, um Schwefelhexafluorid von höherem als Atmosphärendruck den drei Schaltern zuzuführen, welche Zuführungsmittel einen langgestreckten, hohlen, Schwefelhexafluorid enthaltenden Hauptzylinder aufweisen, eine erste, eine zweite und eine dritte Zuleitung, die das Innere des Zylinders mit je einem der drei Schalter verbinden, wobei je eine Zuleitung nahe dem ersten Ende, nahe der Mitte und nahe dem gegenüberliegenden Ende an den Zylinder angeschlossen ist, und eine Vielzahl die Aussenseite des Zylinders umgebende Heizbänder, die längs der Seitenwand des Zylinders so verteilt sind, dass das Gas innerhalb des Zylinders praktisch gleichförmig erhitzt wird.
Im folgenden wird eine Ausführungsform des Erfirt- dungsgegenstands als Beispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Vorderansicht eines Druckgasschalterpols,
Fig. 2 eine Seitenansicht derselben Ausführungsform,
Fig. 3 in schematischer Darstellung das Leitungsnetz für das Druckgas der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 und
Fig. 4 in schematischer Darstellung die Anordnung der Heizvorrichtungen am Vorratsbehälter der Ausführungsform der Fig. 1-3.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte, dreiphasige Druckgasschalterpol weist drei Niederdruckbehälter 10, 11, 12 auf; diese Behälter enthalten je einen nicht dargestellten Druckgasschalter zur Unterbrechung einer Phase; für diesen Zweck ist der Behälter mit zwei End-Durchführungen versehen. Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Behälter 10 hat die Durchführungen 13, 14 während die Durchführungen 15, 16 der Fig. 1 den Behältern 11, 12 zugeordnet sind. Ferner ist ein Steuergerät 17 vorgesehen, wie es die Fig. 1 und 2 zeigen, und weiterhin die verschiedenen Steuergeräte und Kompressoren und dgl., die für die Betätigung der in den Behältern 10, 11, 12 enthaltenen Druckgasschalter sowie des Leitungsnetzes für das Druckgas erforderlich sind und weiter unten beschrieben werden.
Innerhalb von Umhüllungen 20, 21 sind zwei langgestreckte Behälter vorgesehen, die Hochdruckgas aufnehmen; dieses muss mit den in den Behältern 10, 11, 12 enthaltenen Stromunterbrechern verbunden werden und ferner auf die weiter unten beschriebene Weise erhitzt wer den. Einzelheiten der Bauweise der Stromunterbrecher sind der amerikanischen Patentschrift No. 3 495 057 zu entnehmen.
Der in Fig. 3 schematisch dargestellte Hochdrucktank 30 kann innerhalb eines der Gehäuse 20, 21 enthalten sein und in Verbindung mit dem Gehäuse 10 für die erste Phase des Druckgasschalters der Fig. 1 und 2 verbunden sein. Es ist zu bemerken, dass der Behälter 10 zwei schematisch dargestellte Druckgasschalter 31, 32 enthält, die mit den ebenfalls schematisch dargestellten Durchführungen 13, 14 verbunden sind. In Fig. 3 stellen die engschraffierten Bereiche die Stellen dar, an denen sich das Hochdruckgas befindet, während die weitschraffierten Gebiete Niederdruckgas darstellen. Das Leistungsnetz weist einen Kompressor 40 auf, dessen Hochdruckseite mit einem Ölfilter und einer Falle 41 sowie mit einem Gastrockner 42 verbunden ist.
Vom Gastrockner 42 strömt das Hochdruckgas durch ein Absperrventil 43, das in Ruhestellung geöffnet ist und sich innerhalb des Haupttanks 30 befindet. Das Hochdruckgas vom Gastrockner 42 ist normalerweise gegen das Niederdrucksystem mittels der im Ruhestand geschlossenen Absperrventile 44, 45 abgesperrt.
Für die Druckgasschalter 31, 32 sind Gasblasventile vorgesehen, die in der amerikanischen Patentschrift No.
3495 057 näher beschrieben sind, um den Hochdruck unterhalb der Druckgasschalter 31, 32 normalerweise zu begrenzen. Das Niederdrucksystem erstreckt sich vom Inneren des Tanks 10 durch die in Ruhestellung offenen Absperrventile 46 und weiter über einen Filtertrockner 47 zurück zum Kompressor 40. Es ist auch ein Serviceanschluss 48 vorgesehen, der mit dem Leistungsnetz mittels eines Ventils 44 und eines Ventils 49 im Niederdrucksystem verbunden ist. Wie man erkennt, sind auch Sicherheitsventile 50 vorgesehen.
Die Fig. 3 zeigt weiter schematisch Widerstandserhitzer 52, 53, die mit dem Hauptgasvorratsbehälter 30 zusammenarbeiten, um das Gas oberhalb seiner Kondensationstemperatur zu halten. Es sind ferner Thermostate 54 für die Erhitzer 52, 53 vorgesehen.
Während des Betriebs sind die den Druckgasschaltern 31, 32 zugeordneten Gasblasventile geöffnet, was in den Zeichnungen nicht dargestellt ist; dadurch verbinden sie das Hochdruckgas mit den Klammern der Druckgasschalter, um das Gas durch die sich voneinander trennenden
Kontakte der Druckgasschalter zu drängen, was nicht dargestellt ist. Dieses Gas wird dadurch abgesperrt, dass man das Blasventil nach der Unterbrechung des Stromkreises schliesst; dabei hält der Kompressor 40 den gewünschten
Differenzdruck zwischen dem Hochdruckzweig und dem Niederdruckzweig aufrecht.
Fig. 4 zeigt schematisch die neue Anordnung der Heiz volrichtungen 90-95, 100-105, 110-113 für die Hauptdrucktanks 60, 61, die innerhalb der Gehäuse 20, 21 der
Fig. 1 und 2 enthalten sind. Es ist zu bemerken, dass zwischen 20 und 21 und den Hauptdrucktanks 60, 61 eine geeignete elektrische Isolation hergestellt werden muss. In
Fig. 4 sind die Tanks 10, 11, 12 schematisch dargestellt, ebenso wie die Druckgasschalter 30, 32 des Behälters 10 und die Druckgasschalter 62, 63 des Tanks 11 und die
Druckgasschalter 64, 65 des Tanks 12.
Die dicken Linien der Fig. 4 deuten Hochdruckgasverbindungen an. Man kann daraus erkennen, dass die Druckgasschalter 31, 32 mit den Tanks 60, 61 verbunden sind, und zwar mittels Hochdruckverbindungen 66, 67. Ähnliche
Hochdruckverbindungsstücke 68, 70 stellen die Hochdruckverbindungen zwischen dem Tank 60 und den
Druckgasschaltern 62, 63 dar; dagegen verbinden die
Hochdruckverbindungsstücke 69, 61 das Hochdruckgas des Tanks 61 mit den Druckgasschaltern 64, 65.
Das in Fig. 4 dargestellte Gassystem entspricht im wesentlichen dem der Fig. 3, wobei die Hochdruckseite des Kompressors 40 über einen Ölfilter und eine Falle 41, einen Gastrockner 42 und ein Ventil 43, schliesslich mit dem Inneren der Tanks 60, 61 verbunden sind. Die Niederdruckseite des Kompressors 40 ist über einen Filtertrockner 47, ein Ventil 46 mit einer Niederdruckleitung 80 verbunden, die ihrerseits mit den Innenräumen der Tanks 10, 11, 12 verbunden ist. Die Heizanordnung weist ringförmige Heizbänder 90, 91 auf, die auf beiden Seiten der Verbindung zur Leitung 71 angeordnet sind; die Heizbänder 92, 93 sind auf beiden Seiten der Verbindung mit der Leitung 70 befestigt; die Heizbänder 94, 95 sind auf beiden Seiten der Verbindung mit der Leitung 67 befestigt.
Diese Heizbänder bestehen aus beliebigen elektrischen Widerstandsheizkörpern, die mit der Energiequelle 96 verbunden werden können, wie es schematisch dargestellt ist.
Die Heizbänder werden dann mittels eines geeigneten Thermostats 97 oder sogar durch eine Vielzahl von Thermostaten geregelt, die längs des Tanks angeordnet sind, so dass die Energie zu den verschiedenen Heizbändern 90-95 unter Berücksichtigung der Aussentemperatur zugeführt werden kann. Es ist offensichtlich, dass diese neue Anordnung der Heizbänder aufgrund ihrer Versetzung längs der Seitenwand des Tanks eine gleichförmige Erhitzung des innerhalb des Tanks befindlichen Gases gewährleistet.
Für den Tank 60 ist eine ähnliche Anordnung der Heizvorrichtungen vorgesehen; sie umfasst die Heizbänder 100-105 und ihre zugeordnete Energiequelle 106. Die Energiequelle 106 ist über einen Thermostaten 107 angeschlossen. Bei Bedarf besteht die Möglichkeit, dass die Heizbänder 90, 100, 92, 102, 94, 104 von der ersten Energiequelle 96 gespeist werden und dass die anderen Heizbänder von der zweiten Energiequelle 106 gespeist werden. Auf diese Weise wird auch dann eine geeignete Verteilung der Wärme erzielt, wenn eine Energiequelle ausfällt. Es ist auch zu beachten, dass die ringförmigen Heizbänder 90-95, 100-105 dicht an die äussere Oberfläche des Hochdrucktanks 60, 61 angelegt sind und dass sie für Wartungszwecke zugänglich sind, ohne dass der Zugang zum Innenraum der Hochdrucktanks erforderlich ist.
Die Fig. 4 zeigt ferner die Anordnung von Heizmänteln 110, 111 am Tank 60 und von Heizmänteln 112, 113 am Tank 61. Die Benutzung solcher Heizmäntel verbessert die Verteilung der Wärme über die Länge der Tanks 60, 61 noch weiter; diese Mäntel werden in geeigneter Weise von Energiequellen 96, 106 gespeist.
Compressed gas switch pole
This invention relates to a compressed gas switch pole.
In particular, it relates to a new heating device for
Heating the pressurized gas storage container in order to avoid condensation of the gas by keeping the gas temperature above the condensation temperature, regardless of the external conditions.
The use of sulfur hexafluoride for current breakers is known. At relatively high
Pressing the sulfur hexafluoride is an excellent one
Medium for interrupting the arcs and for isolating electrically conductive components at different potentials. A major difficulty in using sulfur hexafluoride is that it must be used at pressures above atmospheric pressure, such as. B. at 10 atmospheres. At these pressures, the gas tends to condense. For this reason it is necessary to heat the gas as it loses its desired properties in the liquid state. The pressurized gas reservoirs for the gas are usually elongated cylinders that are connected to the pressurized gas switches within a low pressure tank.
Previously, a heater was placed inside the pressurized gas tank; the tank was then inclined towards the heater so that the liquefied sulfur hexafluoride flows against the heater and is thus evaporated again. However, this device has the disadvantage that it allows the gas to be liquefied and that the heating devices are relatively difficult to access because they are located inside the high-pressure tank.
The invention is based on the aim of creating a compressed gas switch pole with a heating device that does not have these disadvantages.
The compressed gas switch pole according to the invention is characterized in that it has the following components:
A first, a second and a third pressurized gas switch, supply means for supplying sulfur hexafluoride of higher than atmospheric pressure to the three switches, which supply means comprise an elongated, hollow, sulfur hexafluoride-containing master cylinder, first, second and third supply lines which enter the interior of the cylinder each with one of the three switches, with a lead near the first end, near the middle and near the opposite end connected to the cylinder, and a plurality of heating bands surrounding the outside of the cylinder, which are distributed along the side wall of the cylinder that the gas is heated practically uniformly within the cylinder.
In the following, an embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail as an example with reference to the drawings. Show it:
1 shows the front view of a compressed gas switch pole,
2 shows a side view of the same embodiment,
3 shows a schematic representation of the line network for the compressed gas of the embodiment of FIGS. 1 and 2 and
4 shows a schematic representation of the arrangement of the heating devices on the storage container of the embodiment of FIGS. 1-3.
The three-phase pressure gas switch pole shown in FIGS. 1 and 2 has three low-pressure containers 10, 11, 12; these containers each contain a pressurized gas switch, not shown, for interrupting a phase; for this purpose the container is provided with two end passages. The container 10 shown in FIGS. 1 and 2 has the passages 13, 14 while the passages 15, 16 of FIG. 1 are assigned to the containers 11, 12. Furthermore, a control unit 17 is provided, as shown in FIGS. 1 and 2, and furthermore the various control units and compressors and the like that are required for actuating the compressed gas switch contained in the containers 10, 11, 12 and the line network for the compressed gas and are described below.
Within envelopes 20, 21 two elongated containers are provided which hold high pressure gas; this must be connected to the circuit breakers contained in the containers 10, 11, 12 and also heated in the manner described below who the. Details of the construction of the circuit breakers are given in American patent no. 3 495 057.
The high-pressure tank 30 shown schematically in FIG. 3 can be contained within one of the housings 20, 21 and can be connected in connection with the housing 10 for the first phase of the compressed gas switch of FIGS. 1 and 2. It should be noted that the container 10 contains two pressure gas switches 31, 32, shown schematically, which are connected to the bushings 13, 14 also shown schematically. In Fig. 3, the areas hatched represent the locations where the high pressure gas is, while the areas hatched represent low pressure gas. The power network has a compressor 40 whose high pressure side is connected to an oil filter and a trap 41 and to a gas dryer 42.
The high-pressure gas flows from the gas dryer 42 through a shut-off valve 43, which is open in the rest position and is located within the main tank 30. The high pressure gas from the gas dryer 42 is normally shut off from the low pressure system by means of the shut-off valves 44, 45 closed at rest.
Gas blowing valves are provided for the compressed gas switches 31, 32, which are described in American patent specification no.
3495 057 are described in more detail in order to normally limit the high pressure below the compressed gas switch 31, 32. The low-pressure system extends from the interior of the tank 10 through the shut-off valves 46, which are open in the rest position, and further via a filter drier 47 back to the compressor 40. A service connection 48 is also provided, which is connected to the power network by means of a valve 44 and a valve 49 in the low-pressure system is. As can be seen, safety valves 50 are also provided.
FIG. 3 further shows schematically resistance heaters 52, 53, which work together with the main gas storage container 30 in order to keep the gas above its condensation temperature. Thermostats 54 are also provided for the heaters 52, 53.
During operation, the gas blower valves assigned to the compressed gas switches 31, 32 are open, which is not shown in the drawings; thereby connecting the high pressure gas with the clamps of the gas pressure switch to separate the gas through the
To push contacts of the gas pressure switch, which is not shown. This gas is shut off by closing the blow valve after the circuit has been interrupted; while the compressor 40 holds the desired
Differential pressure between the high pressure branch and the low pressure branch upright.
Fig. 4 shows schematically the new arrangement of the heating devices 90-95, 100-105, 110-113 for the main pressure tanks 60, 61 within the housing 20, 21 of the
Figs. 1 and 2 are included. It should be noted that between 20 and 21 and the main pressure tanks 60, 61 suitable electrical insulation must be established. In
Fig. 4, the tanks 10, 11, 12 are shown schematically, as well as the compressed gas switch 30, 32 of the container 10 and the compressed gas switch 62, 63 of the tank 11 and the
Pressurized gas switch 64, 65 of the tank 12.
The thick lines in Fig. 4 indicate high pressure gas connections. It can be seen from this that the pressurized gas switches 31, 32 are connected to the tanks 60, 61, specifically by means of high-pressure connections 66, 67. Similar
High pressure fittings 68, 70 provide the high pressure connections between the tank 60 and the
Compressed gas switches 62, 63; on the other hand they connect
High pressure connectors 69, 61 the high pressure gas of the tank 61 with the pressure gas switches 64, 65.
The gas system shown in FIG. 4 corresponds essentially to that of FIG. 3, the high pressure side of the compressor 40 being connected to the interior of the tanks 60, 61 via an oil filter and a trap 41, a gas dryer 42 and a valve 43. The low-pressure side of the compressor 40 is connected via a filter dryer 47 and a valve 46 to a low-pressure line 80, which in turn is connected to the interior spaces of the tanks 10, 11, 12. The heating arrangement has annular heating bands 90, 91 which are arranged on both sides of the connection to the line 71; the heating bands 92, 93 are attached on either side of the connection with the conduit 70; the heating bands 94, 95 are fastened on both sides of the connection with the line 67.
These heating bands consist of any electrical resistance heating element that can be connected to the energy source 96, as shown schematically.
The heating bands are then controlled by means of a suitable thermostat 97 or even by a plurality of thermostats arranged along the tank so that the energy can be supplied to the various heating bands 90-95 taking into account the outside temperature. It is evident that this new arrangement of the heating bands, due to their displacement along the side wall of the tank, ensures uniform heating of the gas within the tank.
A similar arrangement of heaters is provided for tank 60; it comprises the heating bands 100-105 and their associated energy source 106. The energy source 106 is connected via a thermostat 107. If necessary, there is the possibility that the heating bands 90, 100, 92, 102, 94, 104 are fed by the first energy source 96 and that the other heating bands are fed by the second energy source 106. In this way, a suitable distribution of the heat is achieved even if an energy source fails. It should also be noted that the annular heating bands 90-95, 100-105 are placed tightly against the outer surface of the high pressure tank 60, 61 and that they are accessible for maintenance purposes without access to the interior of the high pressure tanks being required.
FIG. 4 also shows the arrangement of heating jackets 110, 111 on tank 60 and heating jackets 112, 113 on tank 61. The use of such heating jackets improves the distribution of heat over the length of tanks 60, 61 even further; these jackets are fed by energy sources 96, 106 in a suitable manner.