CH641292A5

CH641292A5 - Druckgasschalter.

Info

Publication number: CH641292A5
Application number: CH785779A
Authority: CH
Inventors: Guido Hux; Hubert Wallimann
Original assignee: Sprecher & Schuh Ag
Priority date: 1979-08-30
Filing date: 1979-08-30
Publication date: 1984-02-15
Also published as: EP0024542B1; EP0024542A1; ATE1401T1; DE3060706D1; JPS5636816A; CA1140191A; ZA805057B

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 erwähnten Gattung.

Die für das Löschgas vorgesehene Heizvorrichtung bezweckt, bei niedrigen Umgebungstemperaturen eine Kondensation des unter Druck stehenden Löschgases und die damit einhergehende Verminderung dessen Dichte und dielektrischer Festigkeit zu verhindern.

Solche Druckgasschalter sind zum Beispiel aus der DE-OS 2825744 und aus der GB-PS 1229036 bekannt. Bei diesen Schaltern steigt das durch die Heizvorrichtung erwärmte Löschgas durch Thermosyphon-Wirkung in einer durch den Tragisolator in Längsrichtung hindurch verlaufende, kaminartige Rohrleitung zur Schaltkammer empor, während aus dieser das kühlere oder das abgekühlte Gas in dem zwischen der Innenwand des Tragisolators und der Aus-senwand der Rohrleitung frei bleibenden Mantelraum wieder zur Heizvorrichtung hin absinkt. Bei Schaltern für vergleichsweise hohe Nennspannungen weisen die Tragisolatoren respektable Höhen auf, so dass eine wirksame und genügend rasche Zirkulation des von der Heizvorrichtung erwärmten Löschgases (ohne weitere Hilfsmittel) ausreichender Strömungsquerschnitte sowohl der Rohrleitung als auch des Mantelraumes bedarf. Dies wiederum bedingt eine grössere Bemessung des Durchmessers des Tragisolators, als es durch dessen rein mechanische Beanspruchung notwendig wäre.

Bei einem anderen, bekannten Schalter der eingangs genannten Art (US-PS 3749869) ist die Schaltkammer horizontal auf zwei rohrförmigen Tragisolatoren abgestützt. Der Innenraum des ersten dieser Tragisolatoren dient nur als Auspuffraum für die Schaltgase und wird nur bei einem Ausschalthub über ein Ventil geöffnet. Der Innenraum des zweiten Tragisolators dagegen dient ebenfalls zum Zuführen des erwärmten und unter Druck stehenden Löschgases zur Schaltkammer und zum Rückführen des kühleren bzw. gekühlten Löschgases von der Schaltkammer zurück zur Heizvorrichtung. Die beiden Strömungswege im Innenraum des zweiten Tragisolators laufen unmittelbar nebeneinander und sind nicht etwa durch eine Trennwand voneinander getrennt. Über eine Düse wird das erwärmte und durch ein Gebläse oder einen Kompressor weiter komprimierte Löschgas in einem Strahl nach oben geblasen und die Saugseite des Gebläses bzw. des Kompressors schöpft kühleres bzw. abgekühltes Löschgas an einer der Düse seitlich benachbarten Stelle aus dem Innenraum des zweiten Tragisolators.

Dass die Länge der Strömungswege bei dieser Anordnung nur sehr beschränkt sein kann, leuchtet ohne weiteres ein. Dementsprechend ist diese Anordnung bei Hochspannungsschaltern (mit Tragisolatoren beträchtlicher Höhe) nicht brauchbar.

Dementsprechend ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, einen Schalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem sich ohne Vergrösserung des Querschnittes des Tragisolators durch die Wirkung der Heizvorrichtung eine ausreichend rasche Zirkulation des Löschgases ausbildet, wobei die Länge des Tragisolators dieser Zirkulation kaum hemmend im Wege steht.

Dieser Zweck wird beim vorgeschlagenen Druckgasschalter durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale erreicht.

Merkmale bevorzugter Ausführungsformen sind den abhängigen Patentansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung zu entnehmen. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste, und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform.

In der Zeichnung sind für funktionell sich entsprechende Teile jeweils dieselben Bezugsziffern verwendet.

Der dargestellte Druckgasschalter 10 besitzt ein an Erdpotential liegendes Traggehäuse 11, auf dem ein rohrförmi-ger, aufrecht stehender Tragisolator 12 dicht angeflanscht ist, dessen Höhe im wesentlichen von der Nennspannung und auch von der Aufstellungsart, für die der Schalter 10 bestimmt ist, abhängig ist.

Der Tragisolator 12 trägt eine hier vertikal angeordnete Schaltkammer 13, die von einem rohrförmigen Isolator 14 umschlossen ist und oben mit einem Anschlussflansch 15 dicht verschlossen ist. Zwischen dem Isolator 14 und dem Tragisolator 12 ist ein dicht mit diesen verbundener, unterer Anschlussflansch 16 angeordnet.

In der Schaltkammer 13 ist ein Satz 17 fester, mit dem oberen Anschlussflansch 15 verbundener Kontaktstücke und ein Satz 18 beweglicher Kontaktstücke angeordnet, die elektrisch mit dem unteren Anschlussflansch 16 verbunden sind und denen eine bewegliche Blasdüse 19 sowie ein Pumpzylinder 20 zugeordnet sind. An den Satz 18 beweglicher Kontaktstücke ist eine Schub- und Zugstange 21 gekoppelt, die sich nach unten aus der Schaltkammer 13 heraus erstreckt und unternends an einen Schub- und Zugrohr 22 aus einem Iso2

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lierstoff verankert ist, welches seinerseits über eine weitere Stange 23 und einen Pleuel 24 an eine Kurbel 25 eines nicht näher dargestellten Antriebes gekoppelt ist. Eine obernends im Traggehäuse 11 und unternends an der Stange 23 abgestützte Druckfeder 26 dient als Kraftspeicher für den Ausschalthub.

Die Schaltkammer 13 und die Innenräume des Tragisolators 12 sowie des Traggehäuses 11 sind nach aussen dicht abgeschlossen, stehen jedoch untereinander in Strömungsverbindung und enthalten ein unter einem Druck von etwa 5-20 bar stehendes Löschgas, zum Beispiel SF6. Wie bereits einleitend erwähnt, ist es wichtig, bei solchen Schaltern eine Kondensation des Löschgases bei tieferen Umgebungstemperaturen zu vermeiden.

Zu diesem Zweck ist eine elektrisch mit dem Traggehäuse 11 verbundene - also ebenfalls an Erdpotential liegende -Heizvorrichtung 27 vorgesehen. Diese weist im einzelnen ein Heizelement, zum Beispiel eine elektrische Heizwendel 28 auf, die in einem unten offenen Rohrabschnitt 29 angeordnet ist. Dieser Rohrabschnitt 29 ist koaxial und mit radialem Spiel in einem becherförmigen Gehäuse 30 - vorzugsweise aus einem thermisch schlecht jedoch elektrisch ausreichend leitendem Material - angeordnet, und ist mit seinem oberen Ende an einen Krümmer 31 angeschlossen, an den ein radial aus dem Gehäuse 30 herausführendes Rohr 32 angeschlossen ist. Das Rohr 32 führt zu einer radialen Bohrung 33 im Flansch 34 des Traggehäuses, an welchem der Tragisolator 12 dicht befestigt ist. Obernends ist am Gehäuse 30 eine neben dem Tragisolator 12 und parallel zu diesem angeordnete Strömungsverbindungsleitung 35 angeschlossen, welche eine Strömungsverbindung zwischen der Heizvorrichtung 27 und der Schaltkammer 13 herstellt.

Diese Verbindungsleitung 35 weist bei der Ausführungs-form gemäss Fig. 1 einen ersten, rohrförmigen Isolator 36,

eine auf der Höhe des unteren Anschlussflansches 16 und an diesen über eine Strebe 37 befestigte, metallische Verbindungsmuffe 38, sowie einen zweiten, neben dem Isolator 14 und parallel zu diesem angeordneten rohrförmigen Isolator 39 auf, dessen oberes Ende mit einem metallischen, mit Kühlrippen 40 und einem seitlich abstehenden Anschlussstutzen 41 versehenen Anschlussstück 42 verbunden ist. Der Anschlussstutzen 41 ist auf nicht näher dargestellte Weise dicht an eine radial aus dem oberen Anschlussflansch 15 herausführende Bohrung 43 angeschlossen, die ihrerseits vom oberen Ende der Schaltkammer 13 ausgeht. Es ist zu beachten, dass im Schalter 10 - sei es in Einschalt- oder in der dargestellten Ausschaltstellung - abgesehen von dem kleinen, durch die Heizvorrichtung 27 (wenn eingeschaltet) bedingten Druckgefälle, überall im wesentlichen der gleiche Löschgasdruck herrscht.

Im Betrieb heizt die Heizwendel 28 das dieses bestrei641 292

chende Löschgas auf, welches seinerseits im Rohr 29 aufsteigt und zugleich über den zwischen Gehäuse 30 und Rohr 29 frei bleibenden Mantelraum und das untere, offene Ende des Rohres 29 weiteres Löschgas aus der Verbindungsleitung 35 nachzieht. Das erwärmte Löschgas gelangt über das Rohr 32 und die Bohrung 33 unternends in den Innenraum des Tragisolators 12 und steigt durch diesen und durch die Schaltkammer 13 empor, wobei es sich, je nach Umgebungstemperatur, mehr oder weniger abkühlt. Durch die Bohrung 43 und den Anschlussstutzen 41 verlässt nun das bereits etwas abgekühlte Löschgas die Schaltkammer 13 und gelangt in das mit Kühlrippen versehene Anschlussstück 42, wo es eine weitere Abkühlung erfährt. Dadurch sinkt das Gas nun wieder in der Verbindungsleitung 35 zur Heizvorrichtung 27 hin ab.

Da in Einschaltstellung des Schalters in der Schaltkammer 13 je nach geführtem Strom ebenfalls Wärme entsteht, braucht die Heizwendel nicht ununterbrochen eingeschaltet zu bleiben. Deshalb kann, z.B. im Bereich des unteren Endes der Verbindungsleitung 35, ein nur schematisch angegebener Temperaturfühler 44 vorgesehen sein, der z.B. über einen Schalter 45 die von der Heizwendel 28 aufgenommene Heizleistung regelt, z.B. zu- oder abschaltet.

Der wesentliche Unterschied zwischen der Ausführungsform der Fig. 1 und jener der Fig. 2 besteht darin, dass die Verbindungsleitung 35 bei der Fig. 2 nur bis zum unteren Anschlussflansch 16 reicht. Dementsprechend weist die Verbindungsleitung 35 nur den rohrförmigen Isolator 36 auf, auf den das Anschlussstück 42 dicht aufgesetzt ist. Dessen Anschlussstutzen 41 ist mit einem im unteren Anschlussflansch 16 ausgebildeten Durchlass 46 verbunden, der seinerseits vom unteren Ende der Schaltkammer 13 ausgeht.

In beiden Fällen ist eine (selbst wenn nur die Thermo-syphon-Wirkung ausgenützt wird) wirksame Zirkulation des Löschgases durch die Heizvorrichtung hindurch gewährleistet.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 wird der gesamte Schalter in diesen Zirkulationsweg einbezogen. Diese Ausführungsform eignet sich daher besonders zur Freiluft-Auf-stellung in Gebieten, wo besonders niedrige Umgebungstemperaturen zu erwarten sind. Die etwas weniger aufwendige Ausführungsform der Fig. 2 eignet sich dagegen eher zur Aufstellung in Gebieten, in denen nicht extrem tiefe Umgebungstemperaturen zu erwarten sind.

Selbstverständlich kann die Löschgaszirkulation mit bekannten, in den Zeichnungen nicht näher dargestellten Mitteln, wie Pumpe oder Ventilator, verstärkt werden. Diese verstärkte Löschgaszirkulation kann sowohl bei extrem kalter Witterung als auch bei hoher Strombelastung des Druckgasschalters von Vorteil sein, wobei in letzterem Fall die Heizwendel 28 durch den Temperaturfühler 44 und den Schalter 45 abgeschaltet ist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Druckgasschalter mit einem rohrförmigen Tragisolator (12), der auf einem an Erdpotential liegenden Traggehäuse

(11) abgestützt ist und seinerseits wenigstens eine Schaltkammer (13) trägt, wobei die Innenräume des Traggehäuses (11) und des Tragisolators (12) sowie die Schaltkammer (13) nach aussen abgekapselt, jedoch untereinander in Strömungsver-bindung stehen und ein Löschgas unter Druck enthalten, sowie mit einer an Erdpotential liegenden Löschgas-Heizvorrichtung (27), die über den Tragisolator (12) mit der Schaltkammer (13) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass von der Schaltkammer (13) eine neben dem Tragisolator

(12) angeordnete Strömungsverbindungsleitung (35) zu der Heizvorrichtung (27) ausgeht.
2. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindungsleitung (35) im wesentlichen durch einen oder mehrere rohrförmige, parallel zum Tragisolator (12) angeordnete Isolatoren (36,39) gebildet ist.
3. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindungsleitung (35) vom Bereich des dem Tragisolator (12) abgekehrten Endes der Schaltkammer (13) ausgeht (Fig. 1).
4. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindungsleitung (35) ■ vom Bereich des dem Tragisolator (12) zugekehrten Endes der Schaltkammer (13) ausgeht (Fig. 2).
5. Druckgasschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (29,31,40) vorgesehen sind, um das Löschgas im Tragisolator (12) von unten nach oben und in der Strömungsverbindungsleitung (35) von oben nach unten strömen zu lassen.
6. Druckgasschalter nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel einen am oberen Ende der Strömungsverbindungsleitung (35) angeordneten Gaskühler (40) aufweisen.
7. Druckgasschalter nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel ein im unteren Bereich der Strömungsverbindungsleitung (35) angeordnetes, ein Heizelement (28) enthaltendes Rohr (29) aufweisen, dessen unteres Ende offen ist, und dessen oberes Ende über einen Krümmer (31) mit dem unteren Bereich des Innenraumes des Tragisolators (12) verbunden ist.