DE1191015B - Druckluftschalter mit Daempfungswiderstand - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HO2c

Deutsche Kl.: 21 c - 35/10

Nummer: 1191015

Aktenzeichen: A 40469 VIII d/21 c

Anmeldetag: 19. Juni 1962

Auslegetag: 15. April 1965

Die Erfindung betrifft einen Druckluftschalter mit einem eine Leistungsschaltstelle enthaltenden Druckluftbehälter und mit einem in einem getrennten Widerstandsbehälter untergebrachten, wenigstens zeitweise zur Leistungsschaltstelle parallelgeschalteten Dämpfungswiderstand. Bei solchen Schaltern wird der Dämpfungswiderstand über eine besondere Hilfsschaltstelle zugeschaltet und nach dem Öffnen der Leistungsschaltstelle wieder abgeschaltet.

Bei einem bekannten Schalter dieser Gattung ist der Dämpfungswiderstand außerhalb des Raumes, in dem die Leistungsschaltstelle untergebracht ist, in einem Isolatorgehäuse angeordnet. Die Hilfsschaltstelle ist in diesem Fall eine Funkenstrecke. Das Überschlagen eines Funkens wird dadurch erleichtert, daß während des Abschaltens der Raum, in dem die Elektroden, zwischen denen der Lichtbogen entstehen soll, liegen, evakuiert wird. Durch den Dämpfungswiderstand kann wegen der Funkenstrecke nur ein Strom begrenzter Größe fließen, so daß auch die Erhitzung des in diesem Fall hochohmigen Widerstandes keine besonderen Probleme aufwirft. Die Anordnung des Widerstandes außerhalb des die Leistungsschaltstelle enthaltenden Raumes ist beim bekannten Druckluftschalter naheliegend, da der Raum, in dem die dem Widerstand vorgeschaltete Hilfsschaltstelle liegt, zwingend außerhalb des mit Druckluft zu füllenden Schaltraumes liegen muß.

Die bekannte Anordnung ist nicht verwendbar, wenn der parallelgeschaltete Dämpfungswiderstand einen sehr niedrigen ohmschen Widerstand hat. Das ist dann der Fall, wenn der Schalter zum Abschalten von Abstandsfehlern dient, d. h. von Fehlern, die in ungefähr 1 Kilometer Abstand von einem Schalter auftreten. In diesem Fall soll der Dämpfungswiderstand noch Ströme von einigen 1000 Ampere durchlassen, die erst einige Halbperioden später durch die genannte Hilfsschaltstelle unterbrochen werden. Bei solchen Schaltern wird die im Widerstand während einiger Halbperioden des Wechselstromes gespeicherte Energie sehr groß, und man muß damit rechnen, daß während dieser kurzen Zeit die gesamte Wärme vom Widerstandsmaterial aufgenommen wird, bevor es anfängt sich abzukühlen. Die Temperatur des Widerstandes wird dabei um so höher, je geringer sein Gewicht ist.

Da ein Widerstand der vorbeschriebenen Art durch eine Hilfsschaltstelle abgeschaltet werden muß, so ist es wegen der großen Stromstärke naheliegend, die Hilfsschaltstelle und auch den Widerstand selbst zusammen mit der Leistungsschaltstelle in dem mit Druckluft gefüllten Schaltgehäuse anzuordnen, da nur Druckluftschalter mit Dämpfungswiderstand

Anmelder:

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,

Västeräs (Schweden)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,

Gießen, Bismarckstr. 43

Als Erfinder benannt:

Haakon Forwald, Ludvika (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 26. Juni 1961 (6665)

bei Anwesenheit von Druckluft so starke Ströme geschaltet werden können.

Das führt aber zu Nachteilen. Der Widerstand soll aus Kosten- und Platzgründen kleine Abmessungen haben. Das bedeutet, daß er während der kurzzeitigen Erwärmung sehr hohe Temperaturen annimmt. Dieser Temperatur folgt dann auch die Temperatur der Druckluft im Schaltergehäuse, wobei der Druck im Gehäuse von z. B. 16 Atmosphären bei 15° C auf 44 Atmosphären bei 500° C steigen kann. Das bedeutet, daß das gesamte Schaltergehäuse für einen so hohen Druck bemessen werden muß.

Die Erfindung behebt die zuvor genannten Schwierigkeiten. Sie bezieht sich wie angegeben auf einen Druckluftschalter mit einem eine Leistungsschaltstelle enthaltenden Druckluftbehälter und mit einem in einem getrennten Widerstandsbehälter untergebrachten, wenigstens zeitweise zur Leistungsschaltstelle parallelgeschalteten Dämpfungswiderstand. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Widerstandsbehälter an den Druckluftbehälter über ein Rückschlagventil angeschlossen ist, das nur Druckluft vom Druckluftbehälter zum Widerstandsbehälter durchtreten läßt. Mit einer solchen Ausbildung sind die zuvor genannten Nachteile der bekannten Ausführungen behoben. Die Druckluft in dem die Leistungsschaltstelle enthaltenden Behälter wird nicht durch den Widerstand erwärmt. Gegenüber der bekannten Anordnung des Widerstandes in einem besonderen geschlossenen, nicht mit Druckluft gefüllten Behälter wird erreicht, daß die Luft eine bedeutend größere Isolierwirkung hat, so daß zum Erreichen einer aus-

509 539/335

reichenden Sicherheit gegen Überschläge keine so großen Gehäuseabmessungen nötig sind wie bei Widerstandsbehältern ohne Druckluftfüllung. Auch die Wärmeübertragung vom Widerstand zur Gehäusewand geht bei dichter Luft wesentlich schneller vonstatten als bei Luft gringerer Dichte. Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Rückschlagventils, zwischen dem die Leistungsschaltstelle enthaltenden Raum und dem die Hilfsschaltstelle enthaltenden Raum wird zu einem eine selbsttätige Füllung des Widerstandsraumes bei Inbetriebnahme des Druckluftschalters erreicht und zum anderen seine selbsttätige Nachfüllung sichergestellt, wenn ein Teil der Druckluft über ein Überdruckventil, das gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein kann, abgelassen wurde. Dadurch, daß der Dämpfungswiderstand in einem besonderen Behälter angeordnet ist, der vom Druckluftsystem der Leistungsschaltstelle mittels eines Rückschlagventils getrennt ist, ist es ferner möglich, ohne größere Kosten den im Verhältnis zu dem übrigen mit Druckluft gefüllten Raum des Schalters beträchtlich kleineren Widerstandsbehälter für einen höheren Druck als den Betriebsdruck zu bemessen. Man muß damit rechnen, daß die Luft im Widerstandsbehälter eine Temperatur annimmt, die nicht wesentlich niedriger als die des Widerstandsmaterials ist. Die Wärmekapazität der im Widerstandsbehälter eingeschlossenen Druckluft ist nämlich klein im Verhältnis zum Widerstandsmaterial. Wegen der Temperaturzunahme der Luft im Wider-Standsbehälter wird der Luftdruck im genannten Behälter wesentlich über den Druck im Druckluftsystem der Leistungsschaltstelle steigen. Dies ist im vorliegenden Fall ein Vorteil, weil dadurch die Dichte der Luft im Widerstandsbehälter und somit auch ihre dielektrische Festigkeit beibehalten wird. Die Isolation innerhalb des Widerstandsbehälters wird also nicht durch die Temperaturzunahme der Luft in diesem Behälter verschlechtert.

Damit der Druck im Widerstandsbehälter nicht allzu hoch steigt, kann dieser, wie bereits erwähnt, mit einem Überdruckventil versehen sein. Dieses Überdruckventil wird auf einen öffnungsdruck eingestellt, der dem Druck entspricht, auf den der Betriebsdruck im Widerstandsbehälter bei der im Widerstandsbehälter maximal zugelassenen Temperatur gestiegen ist. Das Überdruckventil soll also bei einem normal verlaufenden Schaltvorgang nicht in Funktion treten, sondern hat den Charakter eines Sicherheitsventils. Wenn das übrige Druckluftsystem des Schalters entleert wird, bleibt der Druck im Widerstandsbehälter, welcher deshalb mit einer besonderen Entleerungsanordnung, z. B. einem Entleerungshahn, versehen werden muß. Um das Ableiten der Wärme von dem Dämpfungswiderstand zu erleichtern, ist es zweckmäßig, den Widerstandsbehälter aus Metall auszuführen und mit Kühlflanschen zu versehen.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung gezeigt. In dieser bezeichnet 1 eine in einem ständig mit Druckluft gefüllten aus Metall bestehenden Behälter 2 angeordnete Leistungsschaltstelle. Eine Hilfsschaltstelle 3 in Reihe mit einem Dämpfungswiderstand 4 ist zur Leistungsschaltstelle 1 parallel geschaltet. Der Dämpfungswiderstand 4 ist in einem Behälter 5 aus Metall angeordnet und mit Kühlflansche 6 versehen. Der Behälter 2 steht mit dem Behälter 5 über eine Leitung 7 in Verbindung. In dieser Leitung 7 ist ein Rückschlagventil 8 angeordnet, das nur Druckluft vom Behälter 2 zum Behälter 5 durchläßt. Der Behälter 5 ist auch mit einem Überdruckventil 9 versehen, das bei dem Druck öffnet, der bei der im Widerstandsbehälter höchstzulässigen Temperatur entsteht.

Bei einer Unterbrechung wird zuerst die Leistungsschaltstelle 1 geöffnet und einige Halbperioden später die Hilfsschaltstelle 3. Während dieser Zeit wird im Dämpfungswiderstand 4 Energie in Form von Wärme gespeichert, die dann die Druckluft im Behälter 5 erwärmt. Weil das Rückschlagventil die Druckluft im Behälter 5 daran hindert, durch die Leitung 7 zum Behälter 2 zurückzuströmen, wird der Druck im Behälter 5 steigen. Diese Druckzunahme erfolgt proportional mit der absoluten Temperatur. Dadurch wird die Dichte der Luft im Widerstandsbehälter beibehalten, so daß die dielektrische Festigkeit in diesem Behälter nicht verschlechtert wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Druckluftschalter mit einem eine Leistungsschaltstelle enthaltenden Druckluftbehälter und mit einem in einem getrennten Widerstandsbehälter untergebrachten, wenigstens zeitweise zur Leistungsschaltstelle parallelgeschalteten Dämpfungswiderstand, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsbehälter (5) an den Druckluftbehälter (2) über ein Rückschlagventil (8) angeschlossen ist, das nur Druckluft vom Druckluftbehälter zum Widerstandsbehälter durchtreten läßt.

2. Druckluftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsbehälter (5) so bemessen ist, daß er einen höheren Luftdruck aushält als der die Leistungsschaltstelle enthaltende Druckluftbehälter.

3. Druckluftschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsbehälter mit einem Überdruckventil (9) zum Herauslassen der Druckluft aus dem Widerstandsbehälter versehen ist.

4. Druckluftschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil auf einen Öffnungsdruck eingestellt ist, der. dem Druck entspricht, auf den der Betriebsdruck im Widerstandsbehälter bei der in diesem maximal zugelassenen Temperatur angestiegen ist.

5. Druckluftschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsbehälter (5) aus Metall ausgeführt und mit Kühlflansche versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 348 438;
britische Patentschriften Nr. 762 988, 826 463.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 539/335 4.65 © Bundesdruckerei Berlin