CH659540A5 - Hochspannungs-leistungsschalter. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungs-Leistungs-schalter gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Leistungsschalter erzeugen die Löschgasströmung dadurch, dass ein Kolben relativ zu einem Zylinder oder umgekehrt ein Zylinder zu einem feststehenden Kolben zusammen mit dem beweglichen Schaltstück bewegt wird, so dass der Raum zwischen dem Kolben und dem Zylinder komprimiert und so das darin befindliche Gas zur Erzeugung der Lichtbo-gen-Löschgasströmung verdichtet wird.

Aus der US-PS 3 331 935 ist ein SF6-Leistungsschalter bekanntgeworden, der einen Zylinder aufweist, der zusammen mit der Blasdüse bei einem Ausschaltvorgang über einen Kolben gezogen wird, derart, dass der Raum unterhalb der Blasdüse und oberhalb des Kolbens verkleinert wird, so dass das Gas in diesem Raum komprimiert und dem Lichtbogen zur Löschung des Lichtbogens zugeführt wird. Der Kolben ist als beweglicher Kolben ausgeführt, der durch den Druck einer Feder entgegen der Ausschaltrichtung beaufschlagt wird. Im eingeschalteten Zustand ist der Kolben von einer Klinkenanordnung in Einschaltstellung festgehalten und wird zu Beginn einer Ausschalthandlung freigegeben, so dass der Kolben zusätzlich zur Verkleinerung des Raumes, in dem sich das Löschgas befindet, beiträgt. Durch die zusätzliche Verkleinerung des Löschgasraumes wird — wenn man zusätzliche Steuerventile in beweglichen Kolben vorsieht — der Druck gegenüber dem Falle deutlich erhöht, wenn der Kolben feststehend ist. Der Antrieb des Kolbens erfolgt unabhängig von dem Antrieb für das bewegliche Schaltstück. Bei dieser Anordnung ist eine besondere Klinkenanordnung und eine exakte Justierung der Druckfeder erforderlich, damit sich der Kolben in ausreichend synchroner Bewegung zusammen mit dem beweglichen Schaltstück und dem Zylinder verstellt. Eine derartige Anordnung ist kompliziert und die Montage dauert wegen der Justierung der Feder relativ lange. Darüber hinaus ist dadurch, dass der Kolben selbst beweglich ist, das Problem der Abdichtung relativ gross.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Schalter der eingangs genannten Art zu vereinfachen, wobei die Steuerung des Gasdruckes exakt synchron mit dem Bewegungsablauf des bewegbaren bzw. beweglichen Schaltstückes erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale im Kennzeichenteil von Patentanspruch 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. Der Vorteil, der bei dieser Anordnung erreicht wird, liegt insbesondere darin, dass eine genaue und exakte Bewegungssteuerung des Hilfskolbens dadurch erzielt wird, dass auf Federn, die im Laufe der Zeit altern können, verzichtet werden kann. Durch die gemeinsame Bewegung des Hilfskolbens bzw. die richtige Umsteuerung des Hilfskolbens werden Veränderungen der Druckgasströmung im Laufe der Zeit eindeutig vermieden. Darüber hinaus ist auch die Montage vereinfacht und die Gefahr, dass der Hilfskolben aufgrund eines Klemmens der Verriegelung — wie bei der US-PS 3 331 935 — vermieden werden kann.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines hochspannungs-freiluft-SF-gasisolierten Leistungsschalters und

Fig. 2 eine Schnittansicht des rechten Leistungsschalterpoles in zwei Stellungen, nämlich der Einschaltstellung (unterhalb der Mittellinie) und der Ausschaltstellung (oberhalb der Mittellinie).

Der Hochspannungs-Freiluft-Leistungsschalter besitzt in der Fig. 1 die Bezugsziffer 10. Ganz schematisch: der Leistungsschalter besitzt eine Polsäule 12, an deren oberem Ende ein Umlenkkasten 14 angebracht ist, an dem beidseitig die Leistungsschalterkammern 16 und 18 befestigt sind. Die Leistungsschalterkammern 16 und 18 werden über einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb 20 angetrieben; wie dies im einzelnen erfolgt, braucht hier nicht näher erläutert zu werden. Es ist dies allgemeiner Stand der Technik. Die Übertragung der Antriebskraft erfolgt über eine im Inneren der Polsäule 12 verlaufende Isolierstange 22, die mit einem Führungskolben 24 ver5

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bunden ist, der im Inneren eines Führungsrohres 26, das sich an die Polsäule 12 anschliesst, geführt ist. Der Führungskolben 24 ist in dem Führungsrohr 26 über Dichtungen 28 geführt. Auf der Oberseite des Führungskolbens 28 ist über eine Achse 30 ein erster Hebel 32 eines Umlenkgestänges 34 angelenkt, an dessen freiem Ende über eine weitere Gelenkachse 36 ein Zwischenhebel 38 angelenkt ist, der an einem V-förmigen Stützdoppelarm befestigt ist, und dabei die beiden Arme miteinander verbindet, welcher Stützdoppelarm über eine ortsfest gelagerte Achse 42 schwenkbar um diese Achse an dem Zwischengehäuse 14 angebracht ist. Das andere Ende des Zwischenhebels 38 besitzt ebenfalls eine Achse 44, an der ein Übertragungshebel 46 angelenkt ist, der über eine weitere Anlenkachse 48 mit dem beweglichen Schaltstück 50 der Leistungsschalterkammer 16 verbunden ist. Das bewegliche Schaltstück 50 ist als Rohrschaltstück ausgebildet und besitzt an dem der Achse 48 gegenüberliegenden Ende eine Düse 52, die mit einem Festkontaktrohr 54 im eingeschalteten Zustand (siehe Darstellung unterhalb der Mittèllinie M-M) zusammenwirkt.

Über das Umlenkgetriebe oder das Umlenkgestänge 38 wird die Bewegung des Antriebs, die in Pfeilrichtung Fl erfolgt, in die Bewegung des beweglichen Schaltstückes 50, die in Pfeilrichtung F2 erfolgt, umgelenkt.

An dem Gehäuse 14 schliesst sich hin zur Leistungsschalterkammer 16 eine Endwand 56 an, in der eine Öffnung 58 angebracht ist, in die ein Fortsatz 60 an einem Flansch 62 eines Stützrohres 64 eingreift; über eine Schrauben-Mutternverbindung 66 ist das Stützrohr 64 mit der Endwand 56 des Umlenkgehäuses 15 fest verbunden. Das freie Ende des Stützrohres 64 besitzt einen kragenartigen Flansch 68, an den sich der Zylinderboden 70 einer Kolben-Zylinderanordnung zur Erzeugung des Löschgases im Leistungsschalter anschliesst. Der Zylinderboden selbst besitzt einen rohrförmigen Abschnitt 72, an den sich ein kegelstumpfförmiger Abschnitt 74 anschliesst, der abgeschlossen ist von einem ebenen Boden78. In dem Boden 78 befinden sich mehrere Rückschlagventile 80 (nur eines ist zu sehen), die so geschaltet sind, dass sie eine Gasströmung nur in Pfeilrichtung F3 zulassen. An den zylindrischen Rohrabschnitt ausserhalb des kegelstrumpfartigen Bereiches schliesst sich ein nach rechts hin offenes Zylinderrohr 82 an, in dem ein kegel-stumpfartiger Kolben 84 über Dichtungen 86 bzw. 88 geführt ist, welcher Kolben mit einem flanschartigen Ring an der den Dichtungen 86 bzw. 88 entgegengesetzten Seite versehen ist, der über eine Schrauben-Muttern-Verbindung 92 mit dem beweglichen Schaltstück 50 fest verbunden ist. Über einen zusätzlichen Spannring 94 ist eine Isolierstoffdüse 96 mit dem Kolben 84 fest verbunden. Die Isolierstoffdüse 96 ist so ausgebildet, dass sie zusammen mit dem beweglichen Kontaktstück 50 einen Kanal 98 bildet, der — wie weiter unten erläutert — hin zu der eigentlichen Kontaktstelle 50/54 einen radial verlaufenden kreisförmigen Zugangskanal 100 bildet. Der Zylinderboden 70, das Zylinderrohr 82 und der Kolben 84 bilden oben erwähnte Kolben-Zy-linderanordnung.

Im Falle einer Schalthandlung von Ein nach Aus wird die Isolierstange in Pfeilrichtung Fl' gezogen und über das Umlenkgetriebe 34 wird das bewegliche Schaltstück 50 in Pfeilrichtung F2' gezogen. Dadurch bewegt sich über den Ringsteg 90 der Kolben 84 gegen den Zylinderboden 70, so dass der Raum Rl, der gebildet wird aus dem Kolben 84, dem Zylinderrohr 82, dem Zylinderboden 70 und dem Boden 78 verkleinert wird, wodurch das in diesem Raum befindliche SF6-Gas durch Öffnungen 102 im Ring 90 gemäss Pfeilrichtung G in den Kanal 90 einströmt und über den Kanal 100 im Falle einer Ausschalthandlung dem Lichtbogen zugeführt wird. Unterhalb der Mittellinie M-M ist die Einschaltstellung gezeichnet; oberhalb der Mittellinie die Ausschaltstellung, in der der Raum Rl die kleinsten Abmessungen hat.

Unterhalb des Zylinderbodens 70, also auf der dem Raum Rl entgegengesetzten Seite ist ein Hilfskolben 110 angebracht, der einen konisch zulaufenden Bereich 112 besitzt, an dessen Ende mit grossem Durchmesser ein flanschartiger Kragen 104 angeformt ist, der im Inneren des Zylinderrohres bzw. des Bereiches 72 über Dichtungen 106 beweglich und abgedichtet geführt wird. Das andere Ende des Hilfskolbens 110, also das Ende mit dem kleineren Durchmesser besitzt einen Boden 114, der mit einem Rückschlagventil 116 versehen ist, das eine Gasströmung ebenfalls lediglich in Pfeilrichtung F3 zulässt. An den Boden 114 schliesst sich in die Richtung, in der sich der kegel-stumpfartige Bereich 112 erweitert, ein zylinderrohrartiger Fortsatz 118 an, an dessen Aussenfläche eine Gelenkachse 120 befestigt ist, an der eine Antriebsstange 122 angelenkt ist. In der Fig-. 2 ist die Achse 120 und die Antriebsstange 122 oberhalb der Mittellinie M-M um 90 gedreht gezeichnet, und im Inneren des Umlenkgehäuses 14 erkennt man in richtiger Darstellung einen Teil der Antriebsstange 122, an deren freiem Ende ein Gelenkzapfen 124 angebracht ist, an dem ein Hebel 126, der über eine Achse 128 an einem Stützelement 130 ortsfest gelagert ist, und ein weiterer Hebel 132 angelenkt sind, dessen anderes Ende über einen weiteren Gelenkzapfen 134 mit einer weiteren Stange 136 gelenkig verbunden ist, die an dem Führungskolben 24 befestigt ist, wobei die Achse der Antriebs- oder Isolierstange 22 mit der Mittelachse der Stange 136 fluchtet.

Der Hilfskolben 110 hat, wie aus der Fig. 2 ersichtlich, insgesamt drei Stellungen. Die strichlierte Stellung I zeigt den Hilfskolben in seiner Einschaltstellung. Sowie die Antriebsstange 22 in Pfeilrichtung F' 1 und das bewegliche Kontaktstück in Pfeilrichtung F' 2 bewegt werden, wird der Hilfskolben über die Stangen 126 und 132 bzw. 122 aus der Stellung I in die dick ausgezogene Stellung II verfahren, in der sich der Hilfskolben annähernd in der Stellung befindet, in der sich das bewegliche Kontaktstück auf halber Strecke bei der Ausschalthandlung befindet. Zur vollständigen Ausschaltung bewegt sich der Hilfskolben 110 dann in die Stellung III. Der Hilfskolben 110 ist der Form des feststehenden Zylinderbodens 70 angepasst, wobei der Zylinderbereich 118 das bewegliche Schaltstück in einer Gleitführung oder Gleitdichtungsführung umfasst.

Unterhalb der Mittellinie M-M ist der Leistungsschalter in der Stellung gezeigt, in der er sich in die halbe Ausschaltstellung bewegt hat. In diesem Falle liegt der Hilfskolben praktisch vollständig am feststehenden Zylinderboden an. In der Stellung oberhalb der Linie M-M ist der Schalter in seiner Ausschaltstellung gezeigt und aufgrund der Umsteuerung des Hilfskolbens aus der Einschaltstellung in die Mittel- und dann wieder in die Ausschaltstellung wird der Raum R2 unterhalb des feststehenden Zylinderbodens verkleinert, so dass das in diesem Raum R2 befindliche Gas in Pfeilrichtung F3 in den Raum Rl hineingedrückt wird, so dass der Druck des SF6-Gases im Inneren des Raumes Rl erhöht wird, wodurch insgesamt eine höhere Leistung geschaltet werden kann. Die Steuerung dieser Bewegung erfolgt über die Stangen 122, 126 und 132, wobei sich die Stange 126 lediglich kreisförmig um die ortsfeste Achse 128 drehen kann. Aufgrund der räumlichen Zuordnung der einzelnen Stangen zu der Stütze 130 bzw. zu der Achse 128 wird die gewünschte Bewegungsumsteuerung des Hilfskolbens 110 bewirkt.

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2 Blätter Zeichnungen

Claims (7)

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1. Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem feststehenden Schaltstück, einem beweglichen Schaltstück und einem von dessen Antrieb gesteuerten Kolben-Zylindersystem zur Erzeugung einer Löschgasströmung, wobei der Kolben des Kolben-Zylindersystems mit einem beweglichen Kontaktstück verbunden ist und der Zylinder feststeht, dadurch gekennzeichnet,

dass auf der der Kontaktstelle entgegengesetzten Seite des feststehenden Zylinderbodens (70) ein zusätzlicher Hilfskoben (110) angeordnet ist, der zusammenmit dem beweglichen Schaltstück (50) und dem Kolben (84) des Kolben-Zylindersystems so angetrieben ist, dass er in der ersten Hälfte der Ausschaltbewegung entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens (84) bewegt wird und dadurch den Raum (R2) zwischen sich und dem feststehenden Zylinderboden komprimiert, so dass das darin befindliche Gas in dem Raum zwischen dem Zylinder und dem- Kolben des Kolben-Zylindersystems gedrückt wird, und dass der Hilfskolben in der zweiten Hälfte der Ausschaltbewegung synchron mit dem Kolben des Kolben-Zylindersystems in Ausschaltstellung bewegt wird.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Boden des feststehenden Zylinderbodens (70) wenigstens ein Rückschlagventil (80) angeordnet ist, welches eine Gasströmung lediglich in den zwischen dem Kolben (84) und dem feststehenden Zylinderboden (70) der Kolben-Zylinder-Anordnung gebildeten Löschgasraum zulässt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Hilfskolben (112) wenigstens ein weiteres Rückschlagventil (116) angeordnet ist, welches eine Gasströmung lediglich in den Raum zwischen dem Hilfskolben und dem feststehenden Zylinderboden (70) zulässt.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskolben (110) der Form des feststehenden Zylinderbodens (70) angepasst ist, wobei der Hilfskolben einen kragenartigen Flansch (104) aufweist, der in einem zylindrischen Abschnitt (72) des feststehenden Zylinderbodens (70) abgedichtet geführt ist.

5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der feststehende Zylinderboden kegelstumpfartig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskolben (110) ebenfalls kegelstumpfartig ausgebildet ist und den kragenartigen Flansch (104) im Bereich des grösseren Durchmessers besitzt, wogegen das wenigstens eine weitere Rückschlagventil (116) in einem im Bereich mit kleinerem Durchmesser angeordneten, radial verlaufenden Hilfskolbenboden (114) angebracht ist.

6. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Boden (114) ein zylinderartiger Fortsatz (118) angeformt ist, der das bewegliche Kontaktstück (50) mit einer Gleitdichtung umfasst und auf diesem gleiten kann und dass die Antriebsstange (122) zur Betätigung des Hilfskolbens an dem Fortsatz (118) angelenkt ist.

7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende einer bzw. der Antriebsstange (122) für den Hilfskolben (110) über ein Umlenkgetriebe (126, 132) mit einer mit einem Antrieb für den Leistungsschalter verbundenen Hauptanstriebsstange (22) in Verbindung steht.