DE1212189B

DE1212189B - Impulsartig arbeitende Schalteinrichtung fuer Druckgasschalter

Info

Publication number: DE1212189B
Application number: DEA41588A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Egbertus Frowein
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1962-11-09
Filing date: 1962-11-09
Publication date: 1966-03-10

Description

Impulsartig arbeitende Schalteinrichtung für Druckgasschalter Die Erfindung betrifft eine impulsartig arbeitende Schalteinrichtung für Druckgasschalter mit geschlossenem Gaskreislauf, bei welcher der Ausschaltlichtbogen mit einem in einem Hochdruckraum gespeicherten Löschgas, insbesondere SF., während des kurzzeitigen öffnens der Schaltstücke beblasen wird und die Schaltgase in einem Niederdruckraum aufgefangen werden, und bei welcher das bewegliche Schaltstück und das letztere rohrförmig umgebende bewegliche Blasventilorgan miteinander fest verbunden sind und einen gemeinsam unter Wirkung einer Einschaltfeder stehenden Antriebskolben aufweisen, welcher in einem Antriebszylinder geführt ist, der mit Hochdruckgas gefüllt ist und zum Ausschalten mittels eines Steuerventils vorübergehend mit dem Niederdruckraum verbunden wird.
Bei Druckgasschaltern mit Ein- oder Mehrfachunterbrechung ist es üblich, die Schaltstellen für die Leistungsunterbrechung nur kurzzeitig öffnen zu lassen, sofern eine oder mehrere Spannungstrennstellen vorhanden sind, welche elektrisch in Reihe mit den Leistnugsschaltstellen liegen und in der Ausschaltstellung des Schalters die Spannungsisolation sicherstellen. Hierbei können die Spannungstrennstellen z. B. als sogenannte Serientrenner ausgebildet sein. Es ist ein Druckluftschalter mit Serientrenner bekanntgeworden, bei dem die Leistungsunterbrechungsstellen als kurzzeitig öffnende Schalteinrichtung ausgebildet ist und wobei das bewegliche stiftförmige Schaltstück mit einem druckluftbetätigten Kolben verbunden ist, welcher zugleich ein Glied trägt, das als Ventilorgan eines unmittelbar an der Lichtbogenstrecke des Schalters angeordneten Blasventils dient. Bei dieser bekannten Ausführung ist es jedoch nachteilig, daß das zur impulsartigen Betätigung des beweglichen Schaltstückes erforderliche Steuerventil mit der Schalteinrichtung über eine lange Steuerleitung, welche den gesamten Tragisolator durchsetzt, verbunden ist, so daß dadurch verhältnismäßig lange Schaltzeiten entstehen, welche insbesondere bei Schnellwiedereinschaltung unerwünscht sind. Dieser Nachteil fällt vor allem dann ins Gewicht, wenn man als Lösch- und Steuermedium anstatt Luft z. B. Schwefelhexafiuorid verwendet.
Ferner ist ein Druckluftschalter bekannt, dessen bewegliches Schaltstück fest mit einem Kolben verbunden ist und welcher nach Art eines Schiebers ein Sperrventil steuert, das nur in der offenen Lage der Leistungsschaltstelle geschlossen ist. Diese Anordnung eignet sich jedoch nicht für eine impulsartig arbeitende Schalteinrichtung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine impulsartig arbeitende Schalteinrichtung eine einfache Lösung anzugeben, bei welcher das Wieder= schließen des Schaltstückes durch den bewegten Kontakt selbst gesteuert wird und bei welcher sich insbesondere mit SF, als Lösch- und Steuermedium kurze Schaltzeiten erreichen lassen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß innerhalb des Antriebszylinders ein Hilfsventil angeordnet ist, welches in Strömungsrichtung zwischen der Kontaktstelle und dem Steuerventil liegt, wobei der Ventilkörper des Hilfsventils fest mit dem Antriebszylinder verbunden ist und zugleich als Führung für das bewegliche Schaltstück und als Stromzuführung dient und der Ventilteller des Hilfsventils in Achsrichtung des beweglichen Schaltstückes verschiebbar ist' und bei geschlossenem Kontakt von dem dem beweglichen Kontakt abgewandten Ende einen Abstand kürzer als der Ausschaltweg besitzt, so daß am Ende der Bewegung des Schaltstückes der Ventilteller mit diesem kraftschlüssig verbunden ist und die Schließbewegung des Hilfsventils ausführt.
An Hand des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispieles einer Schalteinrichtung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Mit 1 ist ein Tragisolator bezeichnet, welcher gleichzeitig der Unterteilung des nicht näher dargestellten Schalterkessels in den Niederdruckraum 29 und den Hochdruckraum 30 dient. In dem Tragisolator 1 ist der Flansch 2 eingebettet, mit welchem der Festkontaktträger 3 druckdicht verschraubt ist. In letzterem ist die Dichtung 3 a des Blasventils eingelassen und das düsenförmige feststehende Schaltstück 4 fest eingeschraubt. Mit 5 ist der rohrförmige Stromleiter bezeichnet, welcher über das Teil 3 mit dem Schaltstück 4 in elektrischer Verbindung steht. Außerdem besitzt der Tragisolator 1 einen über Rippen 1 a verbundenen Flansch 1 b, welcher über die Platte 6 mit dem Zylinder 7 verbunden ist. In letzterem ist der Antriebskolben 8 gleitend geführt, welcher einerseits den Rohrkörper 9 trägt und andererseits das bewegliche Schaltstück 10 aufnimmt, wobei letzteres mittels eines Bundes dem Antriebskolben 8 von oben her aufliegt und durch den Ring 18, welcher zweckmäßig z. B. als Schrumpfring ausgebildet ist, fixiert ist. Das Schaltstück 10 trägt an seinem oberen Ende die Kontakttulpe 11 sowie das axial verschiebbar geführte Abbrandstück 12, das unter der Wirkung der Druckfeder 13 steht. An seinem unteren Ende ist das Schaltstück 10 mit einer Abschlußkappe 10a versehen und im Gleitkontakt 17 gelagert, welcher der Stromübertragung zwischen dem Schaltstück 10 und dem Zylinder 14 a dient, wobei letzterer mit dem Führungsteil 14 fest verschraubt ist. Der Zylinder 14 a ist oben mit der Hülse 15 fest verbunden, welche gleichzeitig zur Befestigung der Dämpferscheiben 16 dient. Die Öffnungen 28 des Zylinders 14a verbinden den Raum 27b mit dem Raum 27c, während die Öffnungen 14 b im Führungsteil 14 den Raum 27a mit dem Raum 27 c verbinden. Im Führungsteil 14 ist ferner die Dichtung 23 eingelassen sowie der Ventilteller 20 des Hilfsventils über die Stange 21 gleitend gelagert. Der Ventilteller 20 besitzt die Anschlagfläche 20a und steht unter der Wirkung der Feder 22, während sich die Einschaltfeder 19 zwischen dem Antriebskolben 8 und dem Führungsteil 14 abstützt. Letzteres besitzt Rippen 14 c, durch die das Führungsgehäuse 14d für das Steuerventil getragen ist. Das Steuerventilorgan ist als Hülse 24 ausgebildet, die über Rippen die Betätigungsstange 24a trägt, wobei letztere im Teil 14 d gleitend geführt ist. Die Hülse 24 ist an beiden Enden als Ventilsitz ausgebildet und arbeitet mit den Dichtungen 25 bzw. 26 zusammen, die im Führungsgehäuse 14d bzw. im Führungsteil 14 eingelassen sind. Der Zylinder 7 besitzt die Öffnung 7a, durch die der Hochdruckraum 30 mit dem Raum 27c kommuniziert. Die Wirkungsweise der neuen Anordnung ist folgende: In der gezeichneten Lage befinden sich die Schalteinrichtung und das Blasventil in Schließstellung. Der Raum 29 oberhalb des Tragisolators 1 sowie das Innere des Rohrkörpers 9 und des Führungsgehäuses 14d sind mit Niederdruckgas, die Räume 30,27a, 27b und 27c sind mit Hochdruckgas gefüllt. Die Strombahn der Schalteinrichtung wird von den Teilen 5, 3, 4, 11, 10, 17, 14 a und 14 gebildet. Zum Ausschalten wird die Hülse 24 mittels der Betätigungsstange 24a durch eine nicht näher dargestellte Antriebseinrichtung an sich bekannter Art nach rechts bewegt. Hierdurch wird das rechte Ende der Hülse 24 zum Anschlag auf die Dichtung 26 gebracht, während das linke Ende der Hülse 24 von der Dichtung 25 abhebt. In dieser rechten Grenzlage sind der Steuerraum 27a und damit die Räume 27b und 27c mit der Niederdruckseite des Steuerventils, d. h. mit dem Inneren des Führungsgehäuses 14d, verbunden, so daß der vorher in den Räumen 27a, 27b, 27c herrschende Hochdruck auf Niederdruck gebracht wird. Durch den auf seiner ringförmigen Oberseite anstehende. Hochdruck wird der Antriebskolben 8 nach unten bewegt, wobei sich der Rohrkörper 9 von der Dichtung 3 a abhebt, so daß das Blasventil bereits öffnet, bevor die Kontakttulpe 11 das feststehende Schaltstück 4 verläßt. Im weiteren Verlauf der Bewegung kommt zunächst die Kontakttulpe 11 außer Eingriff mit dem düsenförmigen Schaltstück 4, welches jedoch noch kurzzeitig durch das unter Wirkung der Feder 13 nach oben gedrückte Abbrandstück 12 verschlossen bleibt, wobei letzteres kurzzeitig die Führung des Ausschaltstromes übernimmt. Auf diese Weise steht das Hochdruckgas bereit-, an der Schaltstelle an, bevor die Kontakttrennung erfolgt. Bei der Weiterbewegung des Antriebskolbens 8 und damit des beweglichen Schaltstückes 10 wird das Abbrandstück 12 über seinen am unteren Ende befindlichen Bund durch das Schaltstück 10 mitgenommen. Der nunmehr zwischen den Teilen 4 und 12 entstehende Lichtbogen wird beblasen, wobei das Hochdruckgas aus dem Raum 30 durch das düsenförmige Schaltstück 4 in den Niederdruckraum 29 einströmt. Die untere Grenzlage des Antriebskolbens 8, in der auch die Lichtbogenlöschung erfolgt, ist erreicht, sobald er zum gedämpften Anschlag gegen die Dämpferscheiben 16 gelangt. Zuvor trifft jedoch das bewegliche Schaltstück 10 mit seiner Abschlußkappe 10a auf die Anschlagfläche 20a des Ventiltellers 20 und drückt diesen nach unten, bis er in der unteren Grenzlage an der Dichtung 23 zur Auflage kommt. Damit wird der Steuerraum 27a gegen die Räume 27b, 27c abgeschlossen, welche sich nunmehr über die Öffnung 7a des Zylinders 7 wieder aus dem Raum 30 mit Hochdruckgas auffüllen können. Sobald dies annähernd geschehen ist, wird der Antriebskolben 8 durch die Einschaltfeder 19 wieder in die gezeichnete obere Grenzlage gebracht, so daß die Schalteinrichtung wieder schließt und beim Auftreffen des Rohrkörpers 9 auf die Dichtung 3 a die Beblasung aufhört. Der Ventilteller 20 des Hilfsventils bleibt dabei unter Wirkung des Hochdruckes, welcher aus dem Raum 27c über die Öffnungen 14b auf die Oberseite des Ventiltellers 20 gelangt, fest gegen die Dichtung 23 gepreßt und in seiner unteren Grenzlage. Wie bereits obenerwähnt, wird die Spannungsisolation des ausgeschalteten .Schalters von einer elektrisch zur Leistungsschaltstelle in Reihe geschalteten, nicht dargestellten Spannungstrennstelle übernommen, welche in bekannter Weise öffnet, bevor die Leistungsschaltstelle ihre Schließbewegung beginnt. Diese Spannungstrennstelle übernimmt auch das Einschalten des Schalters. Bei diesem Vorgang wird die Hülse 24 des Steuerventils wieder in ihre gezeichnete linke Grenzlage gebracht, wodurch Hochdruckgas aus dem Raum 30 in den Steuerraum 27a gelangt, so daß sich infolge des Druckausgleiches zu beiden Seiten des Ventiltellers 20, dieser unter Wirkung der Feder 22 nach oben in die gezeichnete Lage begibt. Die Schalteinrichtung befindet sich dann wieder in Ausschaltbereitschaft.
Die neue Anordnung ist nicht auf das gewählte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann es in bestimmten Fällen zweckmäßig sein, das Steuerventil anstatt senkrecht zur Achsrichtung der Schalteinrichtung, in gleicher Achsrichtung anzuordnen. Man kann auch mehrere solcher Schalteinrichtungen elektrisch hintereinander schalten, wodurch man einen Schalter mit Mehrfachunterbrechung erhält. Hierbei kann für je zwei benachbarte Schalteinrichtungen jeweils ein gemeinsames Steuerventil vorgesehen werden, wobei auch eine der Schalteinrichtung durch eine Spannungsschaltstelle ersetzt sein kann. Infolge der Anordnung der bewegten Teile und Dichtungen im Hochdruckraum werden diese in vorteilhafter Weise dem Angriff der Schaltgase entzogen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Anordnung der Schaltdüse am Tragisolator, wodurch eine gute Zugänglichkeit der Schaltstücke bei Revisionen vom Niederdruckraum aus ermöglicht wird.

Claims

Patentanspruch: Impulsartig arbeitende Schalteinrichtung für Druckgasschalter mit geschlossenem Gaskreislauf, bei welcher der Ausschaltlichtbogen mit einem in einem Hochdruckraum gespeicherten Löschgas, insbesondere SF" während des kurzzeitigen Öffnens der Schaltstücke beblasen wird und die Schaltgase in einem Niederdruckraum aufgefangen werden, und bei welcher das bewegliche Schaltstück und das es rohrförmig umgebende bewegliche Blasventilorgan miteinander fest verbunden sind und einen gemeinsamen unter Wirkung einer Einschaltfeder stehenden Antriebskolben aufweisen, welcher in einem Antriebszylinder geführt ist, der mit Hochdruckgas gefüllt ist und zum Ausschalten mittels eines Steuerventils vorübergehend mit dem Niederdruckraum verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Antriebszylinders (7) ein Hilfsventil (20) angeordnet ist, welches in Strömungsrichtung zwischen der Kontaktstelle und dem Steuerventil (24) liegt, wobei der Ventilkörper des Hilfsventils fest mit dem Antriebszylinder verbunden ist und zugleich als Führung für das bewegliche Schaltstück und als Stromzuführung dient und der Ventilteller des Hilfsventils in Achsrichtung des beweglichen Schaltstückes verschiebbar ist und bei geschlossenem Kontakt von dem dem beweglichen Kontakt abgewandten Ende einen Abstand kürzer als der Ausschaltweg besitzt, so daß am Ende der Bewegung des Schaltstückes der Ventilteller mit diesem kraftschlüssig verbunden ist und die Schließbewegung des Hilfsventils ausführt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1016 345, 1033 758, 1052 501, 1072 679, 1086 780, 1088581; britische Patentschrift Nr. 837 824.