DE1177714B

DE1177714B - Pressure gas circuit breaker in boiler design

Info

Publication number: DE1177714B
Application number: DEA41642A
Authority: DE
Inventors: Stanislas Ruffieux
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1962-11-08
Filing date: 1962-11-16
Publication date: 1964-09-10

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: H 02 cBoarding school Class: H 02 c

Deutsche Kl.: 21c-35/10 German class: 21c -35/10

Nummer: 1177 714Number: 1177 714

Aktenzeichen: A 41642 VIII d / 21 cFile number: A 41642 VIII d / 21 c

Anmeldetag: 16. November 1962 Filing date: November 16, 1962

Auslegetag: 10. September, 1964Open date: September 10, 1964

Die Erfindung betrifft einen Druckgasleistungsschalter in Kesselbauform mit geschlossenem Gaskreislauf und mit Mehrfachunterbrechung, bei dem die elektrisch in Reihe geschalteten Schaltstellen, welche mindestens zum Teil zwecks Lichtbogenlöschung von in einem Hochdruckraum gespeicherten Druckgas, insbesondere SF₀, beblasen werden, wobei die Schaltgase nach dem Durchströmen der Schaltstellen in einem Niederdruckraum aufgefangen werden.The invention relates to a pressure gas circuit breaker in boiler design with a closed gas circuit and with multiple interruptions, in which the switching points, which are electrically connected in series and at least partially for the purpose of arc _{extinction, are blown by compressed gas, in particular SF 0} , stored in a high pressure chamber, the switching gases after flowing through the Switching points are collected in a low-pressure room.

Es sind Druckgasschalter der Kesselbauform mit einem zylindrischen Schalterkessel bekanntgeworden, bei denen SF₈ als Löschgas verwendet wird, das während des Löschvorganges den in der Achse des Schalterkessels angeordneten Schaltstellen unter hohem Druck zugeführt wird. Dabei ist das Hochdruckgas in einem getrennten Behälter gespeichert, der sich am Kopfende oder auch im Inneren des eigentlichen Schalterkessels konzentrisch zu diesem befindet. Der Schalterkessel steht dabei unter Niederdruck und bildet unter anderem das Auspuffgefäß für die Schaltkammern. Die Zufuhr des Löschgases zu den Schaltkammern erfolgt über relativ lange und dünne Leitungen, wodurch einerseits verhältnismäßig große Druckabfälle in den Leitungen entstehen und andererseits infolge der schlechten Strömungseigenschaften, insbesondere bei Verwendung von SF₈, eine ziemliche Verzögerung auftritt, bis die Druckgaswelle zu den Schaltstellen gelangt. Damit wird das Schaltvermögen sowie die Ausschaltzeit des Schalters nachteilig beeinflußt. Ferner ist ein Druckgasschalter mit geschlossenem Gaskreislauf bekanntgeworden, bei dem sich der Hochdruckbehälter im Inneren des Niederdruckbehälters befindet, auf welchem die Schaltkammer aufgebaut ist. Letztere besteht aus zwei zueinander konzentrischen Isolierrohren, wobei der durch das eine Rohr zutretende Löschmittelstrom am Ende des Rohres umgelenkt wird und durch das andere Rohr zurückströmt. Abgesehen von dem beträchtlichen Raumbedarf dieser Anordnung ergeben sich infolge der Umlenkung des Löschgasstromes in unmittelbarer Nähe der Schaltstelle hierbei ungünstige Strömungsverhältnisse, durch die das Schaltvermögen nachteilig beeinflußt wird.Pressure gas switches of the boiler design with a cylindrical switch boiler have become known, in which SF _{8 is used} as extinguishing gas, which is fed under high pressure to the switching points arranged in the axis of the switch boiler during the extinguishing process. The high-pressure gas is stored in a separate container, which is located at the head end or inside the actual switch boiler, concentric to it. The switch boiler is under low pressure and forms, among other things, the exhaust vessel for the switching chambers. The extinguishing gas is supplied to the switching chambers via relatively long and thin lines, which on the one hand result in relatively large pressure drops in the lines and, on the other hand, due to the poor flow properties, especially when using SF ₈ , there is a considerable delay before the pressure gas wave reaches the switching points . This adversely affects the switching capacity and the switch-off time of the switch. Furthermore, a pressurized gas switch with a closed gas circuit has become known, in which the high-pressure container is located inside the low-pressure container on which the switching chamber is built. The latter consists of two concentric insulating tubes, the flow of extinguishing agent flowing through one tube being deflected at the end of the tube and flowing back through the other tube. Apart from the considerable space required by this arrangement, the deflection of the extinguishing gas flow in the immediate vicinity of the switching point results in unfavorable flow conditions which adversely affect the switching capacity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für einen raumsparenden Aufbau eines Druckgasschalters der Kesselbauweise anzugeben, bei welcher die Druckverluste in der Löschmittelzufuhr sowie die Ausschaltzeit auf ein Minimum herabgesetzt sind und bei welcher zugleich eine bestmögliche Ausnutzung der Schaltstellen hinsichtlich ihres Schaltvermögens erreicht wird. Erfindungsgemäß wird deshalb Druckgasleistungsschalter in KesselbauformThe invention is based on the object of a solution for a space-saving structure of a Pressure gas switch of the boiler construction, at which the pressure loss in the extinguishing agent supply as well as the switch-off time are reduced to a minimum and at the same time the best possible utilization of the switching points is achieved in terms of their switching capacity. According to the invention is therefore Compressed gas circuit breaker in boiler design

Anmelder:Applicant:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri&Cie.,Public company Brown, Boveri & Cie.,

Baden (Schweiz)Baden (Switzerland)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,Dr.-Ing. E. Sommerfeld, patent attorney,

München 23, Dunantstr. 6Munich 23, Dunantstr. 6th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Stanislas Ruffieux, Baden (Schweiz)Stanislas Ruffieux, Baden (Switzerland)

vorgeschlagen, daß der zylinderförmig ausgebildete Schalterkessel in Längsrichtung durch quer zu seiner Achse angeordnete Zwischenböden aus Isolierstoff abwechselnd in Hoch- und Niederdruckräume unterteilt ist, wobei an jedem Zwischenboden mindestens eine Schaltstelle derart befestigt ist, daß ihre Achse mit derjenigen des Schalterkessels annähernd zusammenfällt. Bei dieser Ausführung können sämtliche Schaltstellen als Leistungsschaltstellen ausgebildet werden, welche in an sich bekannter Weise in der Ausschaltstellung des Schalters geöffnet sind. Es können aber auch in bekannter Weise die Leistungsschaltstellen impulsartig arbeitend ausgebildet sein und mit einer oder mehreren in Reihe liegenden Spannungsschaltstellen, welche in Ausschaltstellung geöffnet bleiben, zusammenwirken. Schließlich eignet sich die neue Ausführung in vorteilhafter Weise dafür, daß jeweils eine an sich bekannte, aus Spannungs- und Leistungsschaltstelle gebildete bauliche Einheit an einem Zwischenboden derart befestigt werden kann, daß sich die Spannungsschaltstelle im Hochdruckraum befindet.proposed that the cylinder-shaped switch boiler in the longitudinal direction through transversely to his Intermediate floors made of insulating material arranged on the axis are alternately divided into high and low pressure spaces is, wherein at least one switching point is attached to each intermediate floor in such a way that its axis almost coincides with that of the switch boiler. In this embodiment, all Switching points are designed as power switching points, which in a known manner in the Off position of the switch are open. However, the power switching points can also be used in a known manner Be designed to work in a pulsed manner and with one or more in series Voltage switching points, which remain open in the switch-off position, interact. Finally suitable the new design in an advantageous manner for the fact that in each case a known per se, from voltage Structural unit formed and power switching point attached to an intermediate floor in this way can be that the voltage switching point is in the high pressure chamber.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Druckgasschalters teilweise im Schnitt dargestellt, an Hand dessen der Erfindungsgedanke im folgenden näher erläutert wird. Mit 1 ist ein aus mehreren Schüssen bestehender metallischer Kessel bezeichnet, der Erdpotential führt und durch die isolierenden Zwischenwände 2 a, 2 b, 2 c in je zwei Hochdruckräume 3 a, 3 b und zwei Niederdruckräume 4 a, 4 b unterteilt ist. Den Zwischenwänden 2 b, 2 c sind jeweils die der Leistungsunterbrechung dienenden, inIn the drawing, an exemplary embodiment of a pressurized gas switch is shown partially in section, on the basis of which the concept of the invention is explained in more detail below. 1 denotes a metallic tank consisting of several shots, which carries earth potential and is divided into two high-pressure chambers 3 a, 3 b and two low-pressure chambers 4 a, 4 b by the insulating partitions 2 a, 2 b, 2 c . The partition walls 2 b, 2 c are each used for power interruption, in

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der Kesselachse befindlichen Schaltstellen Sb, Sc zugeordnet, während der Zwischenwand 2 a eine Leistungsschaltstelle 5 α und eine Spannungsschaltstelle 6 a zugeordnet sind. Das bewegliche stiftförmige Schaltstück 5 d der Leistungsschaltstelle befindet sich dabei innerhalb des rohrförmigen Blasventilorgans 5 / und wird mit dem Schaltstück 5d gleichzeitig betätigt, während das feststehende düsenförmige Schaltstück Se an der isolierenden Zwischenwand 2α bis 2 c befestigt ist. Die Spannungsschaltstelle 6 α besitzt das bewegliche, stiftförmige Schaltstück 6 b, welchem das feststehende tulpenförmige Schaltstück 6 d gegenübersteht, das seinerseits im Tragteil 6 c angeordnet ist, wobei letzteres mittels des Stützisolators 10 im Schalterkessel 1 gehaltert ist. Als Stromverbindung zwisehen den Schaltstellen 5 α und 5 b ist das perforierte Rohr la vorgesehen, während das weitere perforierte Rohr 7 fr in Verbindung mit dem Stromleiter 8 b zur unteren Anschlußstelle 9 b des Schalters führt. Desgleichen ist das feststehende Schaltstsück 6 d über das Tragteil 6 c und den Stromleiter 8 a mit der oberen Anschlußstelle 9 α des Schalters elektrisch verbunden. Der Stützisolator 10 b dient der mechanischen Halterung des Rohres 7 b im Schalterkessel 1. Zur Steuerung der Schaltstellen sind die Einrichtungen 12 a, 12 b vorgesehen, welche über die in den Isolatoren 11 a, life befindlichen Übertragungsmittel an sich bekannter Art auf die Schaltstellen einwirken. Im gewählten Ausführungsbeispiel wirkt dabei die Einrichtung 12a gemeinsam auf die Leistungsschaltstelle 5 α und die Spannungsschaltstelle 6 a, während die Einrichtung 12b ihrerseits gemeinsam die Leistungsschaltstellen 5 b, Sc betätigt. Die im Rohr 13 befindliche Kuppelleitung 14 verbindet die Einrichtungen 12a, 12b miteinander, so daß z.B. bei Ansteuerung der Einrichtung 12 α die Einrichtung 12 b pneumatisch im Gleichlauf mitgenommen wird. Das Rohr 13 besitzt einen Einlaßstutzen 15, welcher mit der nicht näher dargestellten Verdichtereinrichtung verbunden ist. Das zugeführte Hochdruckgas gelangt dabei über das Rohr 13 in die beiden Hochdruckräume 3 a, 3 b. Der Rücklauf des Niederdruckgases aus den Niederdruckräumen Aa, 4 b erfolgt über die Rohrleitung 16, deren Auslaßstutzen 17 mit der Eingangsseite der Verdichtereinrichtung verbunden ist.the boiler axis located switching points Sb, Sc assigned, while the partition 2 a are assigned a power switching point 5 α and a voltage switching point 6 a . The movable pin-shaped contact piece 5 d of the power switching point is located inside the tubular blow valve element 5 / and is actuated simultaneously with the contact piece 5d , while the fixed nozzle-shaped contact piece Se is attached to the insulating partition 2α to 2c. The voltage switching point 6 α has the movable, pin-shaped contact piece 6 b, which is opposite the fixed tulip-shaped contact piece 6 d, which in turn is arranged in the support part 6 c, the latter being held in the switch tank 1 by means of the support insulator 10. The perforated tube la is provided as a power connection between the switching points 5 α and 5 b , while the further perforated tube 7 fr in connection with the conductor 8 b leads to the lower connection point 9 b of the switch. Likewise, the fixed switching piece 6 d is electrically connected to the upper connection point 9 α of the switch via the support part 6 c and the conductor 8 a. The post insulator 10 b is used to mechanically hold the pipe 7 b in the switch boiler 1. To control the switching points, the devices 12 a, 12 b are provided, which act on the switching points via the transmission means located in the insulators 11 a, life of a known type . In the selected exemplary embodiment, the device 12a acts jointly on the power switching point 5α and the voltage switching point 6a , while the device 12b for its part jointly actuates the power switching points 5b, Sc. The coupling line 14 located in the pipe 13 connects the devices 12a, 12b with one another, so that, for example, when the device 12a is activated, the device 12b is driven pneumatically in synchronism. The pipe 13 has an inlet connection 15 which is connected to the compressor device, not shown in detail. The high-pressure gas fed in passes through the pipe 13 into the two high-pressure spaces 3 a, 3 b. The return of the low-pressure gas from the low-pressure chambers Aa, 4b takes place via the pipeline 16, the outlet connection 17 of which is connected to the inlet side of the compressor device.

Die Wirkungsweise der neuen Anordnung ist folgende: In der gezeichneten Lage befindet sich der Schalter in Ausschaltstellung. Die Spannungsschaltstelle 6a ist dabei geöffnet, wobei sich die zwischen den getrennten Schaltstücken 6 b, 6 d vorhandene Schaltstrecke unter Hochdruckgasisolation befindet. Die impulsartig arbeitenden Leistungsschaltstellen 5 α bis 5 c sind in bekannter Weise in der stationären Ausschaltstellung geschlossen. Hierbei stehen die beweglichen Schaltstücke 5d mit den festen Schaltstücken 5 e im Eingriff, wobei gleichzeitig das Blasventilorgan 5/ den Abschluß zwischen den Hochdruckräumen 3 α bzw. 3 b und den Niederdruckräumen 4a bzw. Ab herstellt. Zum Einschalten erhält z. B. die Einrichtung 12 a einen Ein-Steuerbefehl, wodurch das bewegliche Schaltstück 6b der Spannungsschaltstelle 6 a zum Eingriff mit dem festen Schaltstück 6d kommt, so daß die Spannungsschaltstelle geschlossen wird. Im eingeschalteten Zustand des Schalters wird seine Strombahn von den Teilen 9a, 8a, 6c, 6d, Se, la den entsprechenden Teilen der Schaltstellen 5 δ, 5c sowie durch Ib, Sb und 9 b gebildet. Die nicht näher dargestellten Antriebseinrichtungen der Schaltstellen 5a bis 5 c sind in bekannter Weise so ausgebildet, daß die Schaltstück 5 α* sowie die Blasventilorgane 5/ der mit den Schaltstellen jeweils eine bauliche Einheit bildenden Blasventile beim Einschalten in Ruhe bleiben. Zum Ausschalten wird z.B. der Einrichtung 12a ein entsprechender Aus-Steuerbefehl erteilt, der sie zum Ansprechen bringt, wobei durch die in dem Isolator 11a befindlichen, nicht näher dargestellten Übertragungsmittel die Antriebseinrichtung der Leistungsschaltstelle 5 a sowie der Spannungsschaltstelle 6 a derart betätigt werden, daß das Blasventilorgan 5/ und praktisch gleichzeitig damit die Schaltstücke 5d, Se öffnen. Der jeweils zwischen letzterem entstehende Lichtbogen wird durch das aus den Hochdruckräuuen 3 α bzw. 3 b in die Niederdruckräume 4a bzw. Ab strömende Druckgas beblasen und gelöscht. Dabei gelangt das die düsenförmigen Schaltstücke 5e durchströmende Schaltgas zunächst in das Innere der Rohre 7a bzw. Ib und anschließend durch deren Perforation in die Räume 4a bzw. Ab. Der Trennbeginn der Schaltstücke 6b, 6d der Spannungsstelle erfolgt dabei in bekannter Weise mit einer gewissen Verzögerung, sobald die Löschung des Lichtbogens beendet ist. Die beiden übrigen Leistungsschaltstellen 5 b, Sc arbeiten dabei in gleicher Weise wie die Schaltstelle 5 a. Ihre gleichzeitige Betätigung erfolgt durch die Kuppelleitung 13, durch welche die Einrichtung 12έ im Gleichlauf mitgenommen wird. Nach Erreichen einer ausreichenden Schaltstückdistanz an der Spannungsschaltstelle 6 a schließen die impulsartig arbeitenden Leistungsschaltstellen 5 a bis 5 c und damit auch die Blasventilorgane 5/ wieder in an sich bekannter Weise, so daß die Isolation des ausgeschalteten Druckgasschalters nunmehr allein von der Spannungsschaltstelle hergestellt wird.The mode of operation of the new arrangement is as follows: In the position shown, the switch is in the off position. The voltage switching point 6a is open, the switching path existing between the separate contact pieces 6b, 6d being under high pressure gas insulation. The pulsed power switching points 5 α to 5 c are closed in a known manner in the stationary switch-off position. Here, the movable contact pieces 5d are provided with the fixed contact members 5 e in engagement, while simultaneously the Blasventilorgan 5 / α completion between the high-pressure chambers 3 and 3 b and establishes the low pressure chambers 4a and Ab. To switch on z. B. the device 12 a an on-control command, whereby the movable switching piece 6b of the voltage switching point 6a comes into engagement with the fixed switching piece 6d , so that the voltage switching point is closed. When the switch is switched on, its current path is formed by parts 9a, 8a, 6c, 6d, Se, la, the corresponding parts of switching points 5δ, 5c and Ib, Sb and 9b . The drive devices of the switching points 5a to 5c, not shown in detail, are designed in a known manner so that the switching piece 5 α * and the blow valve elements 5 / the blow valves, which each form a structural unit with the switching points, remain at rest when switched on. To turn off, for example, the device 12a is given a corresponding off control command that makes it respond, the drive device of the power switching point 5a and the voltage switching point 6a being actuated by the transmission means located in the isolator 11a, not shown in detail, in such a way that the Blow valve element 5 / and practically simultaneously open the contact pieces 5d, Se. The resulting respectively between the latter arc is α by the Hochdruckräuuen from the 3 and 3 b in the low-pressure chambers 4a and blown from flowing pressurized gas and deleted. Here, the the nozzle-shaped contact pieces 5e flowing through the switching gas first reaches the interior of the tubes 7a and Ib and subsequently through the perforations in the spaces 4a and Ab. The separation start of the contact pieces 6b, 6d of the voltage point is carried out in a known manner with a certain delay as soon as the arc has been extinguished. The other two power switching points 5 b, Sc work in the same way as switching point 5 a. Their simultaneous actuation takes place through the coupling line 13, through which the device 12έ is carried along in synchronism. After reaching a sufficient contact distance at the voltage switching point 6 a, the pulsed power switching points 5 a to 5 c and thus also the blow valve organs 5 / close again in a manner known per se, so that the isolation of the switched off gas switch is now produced solely by the voltage switching point.

Claims

Patent claims:

1. Compressed gas circuit breaker in boiler design with closed gas circuit and with multiple interruptions, in which the switching points electrically connected in series, which are at least partially _{blown by compressed gas stored in a high-pressure chamber, in particular SF 6} , for the purpose of arc quenching, the switching gases after flowing through the switching points in a low-pressure chamber, characterized in that the cylinder-shaped switch boiler is divided in the longitudinal direction by an intermediate floor made of insulating material arranged transversely to its axis alternately into high and low-pressure chambers, with at least one switching point being attached to each intermediate floor in such a way that its axis coincides with that of the Switch boiler almost coincides.

2. Compressed gas circuit breaker according to claim 1, characterized in that all switching points are designed as power switching points that are open in the off position of the switch are.

3. Compressed gas circuit breaker according to claim 1, characterized in that at least one Switching point is designed as a voltage switching point, which is open in the off position of the switch is, while the other switching points are designed as pulse-like power switching points.

are formed, which are only opened briefly when switching off.

4. Compressed gas circuit breaker according to claim 3, characterized in that in each case a voltage and a power switching point form a structural unit such that the power switching voltage switching point is arranged in the high pressure chamber.

place attached to an intermediate floor and the 695 077.

Considered publications: German patent specifications No. 633 818, 666 971,

1 sheet of drawings