-
Druckgasschalter mit Mehrfachunterbrechung Die Erfindung betrifft
einen Druckgasschalter mit Mehrfachunterbrechung, bei dem mindestens einem Teil
der Leistungsschaltstellen eine beim Ausschalten jeweils hierzu elektrisch in Reihe-liegende
Hilfsschaltstelle zugeordnet und deren Anordnung so getroffen ist, daß die Hilfsschaltstelle
von den ionisierten Schaltgasen ihrer zugeordneten Leistungsschaltstelle beaufschlagt
ist. Es- sind Druckgasschalter bekannt, bei denen zu einer oder mehreren in Reihe
geschalteten Leistungsunterbrechungsstellen Hilfsschaltstellen in Serie liegen,
welche im ausgeschalteten Zustand des Druckgasschalters die Isolation über den Schalter
herstellen. Die Hilfsschältstelle ist hierbei entweder als Serientrenner ohne Löschmittelbeblasung
ausgebildet oder gegebenenfalls auch beblasen. Eine Beblasung der Hilfsschaltstelle
ist dann zweckmäßig, wenn die Leistung§unterbrechungsstellen mit Parallelimpedanzen,
z: B. niit Widerständen, zur Potentialsteuerung überbrückt sind, so daß -die Hilfsschaltstelle
einen im allgemeinen geringen Reststrom zu unterbrechen hat, welcher nach der Unterbrechung
des Hauptstromes durch die Leistungsschaltstellen noch über-die Parallelimpedanzen
fließt. Bei diesen bekannten Schaltern müssen die Leistungsschaltstellen so beschaffen
sein, daß sie den Haupt-Strom auch in allen schwierigen Schaltfäden sicher unterbrechen
können, bei denen die Einschwingspannung mit großer Steilheit bzw. hoher Frequenz
auftritt, wie z. B. bei Abstandskurzschlüssen. Zur Beherrschung derartiger Schaltfälle
müssen die Leistungsschaltstellen für die hierbei auftretenden Beanspruchungen bemessen
sein, wodurch sie verhältnismäßig teuer werden. Ein anderer Weg besteht darin, daß
man die Anzahl der Leistungsschaltstellen vergrößert, was jedoch ebenfalls eine
Verteuerung des Schalters bedeutet.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung anzugeben, durch
die .eine Ertüchtigung des Druckgasschalters für die erwähnten schwierigen Schaltfälle
mit einfachen Mitteln ermöglicht wird, wobei die Leistungsschaltstellen selbst verhältnismäßig
einfach und billig ausgebildet sein können.
-
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Hilfsschaltstelle so ausgebildet
ist, daß sie den vollen Ausschaltlichtbogenstrom für eine kurze Zeit führen kann,
während ihr Ausschaltvermögen wesentlich geringer als dasjenige der Leistungsschaltstelle
ist. Auf diese Weise findet in einfacher Weise eine Entlastung der Leistungsschaltstelle
statt, so daß z. B. für den Schaltfall eines Abstandskurzschlusses ein thermisches
Wiederzünden an der Leistungsschaltstelle vermieden wird. Die Erfindung wird an
Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Zeichnung gibt einen Längsschnitt durch die Schaltkammer eines Druckgasschalters
wieder. In den Schaltkammerisolator 1 ragt von unten her das feststehende Schaltstück
2 der Leistungsschaltstelle hinein, welches über die Rippen 3 mit dem unteren Anschlußstück
4 fest verbunden ist, wobei letzteres mit der Flanscharmatur 1 a des Isolators 1
verschraubt ist. Mit 5 ist das düsenförmige, bewegliche Schaltstück der Leistungsschaltstelle
bezeichnet, in welches ein zylinderförmiges Isolierstück 6 eingelassen ist. Das
Schaltstück 5 besitzt in seinem Inneren ein über die Rippen 7 mit ihm verbundenes
Hilfsschaltstück 8 und bildet- zusammen mit dem rohrförmigen Isolierteil 9 und dem
Rohrstück 10, in fester Verbindung mit' den .beiden letzteren, einen Düsenrohrkörper,
an. dessen oberem Ende der Dichtungsträger 11 fest eingesetzt ist. Der Dichtungsträger
11 besitzt einen Flansch 11 k, gegen den sich die Einschaltfeder 12 abstützt, eine
Dichtung 11 c sowie einen Gewindeansatz 11 b zur Befestigung des Isolierrohres
13. Letzteres wird von dem beweglichen Hilfsschaltstück 14 gleitend umfaßt, welches
gleichzeitig mittels des Stromabnehmers 15 im Rohrstück 10 geführt ist. Im Inneren
des Hilfsschaltstückes 14 befinden sich die Druckfeder 16 und die Anschlaghülse
17. Der Düsenrohrkörper 5, 9, 10, 11 ist im Kontaktkorb 18 gleitend geführt, welcher
aus jeweils. mehreren langen Gleitfingern 18a und kurzen Gleitfingern 18 b besteht
und mittels des Gehäuses 19 und.
der Schrauben 20 gegen das obere
Anschlußstück 21 gepreßt ist. Im Gehäuse 19 befindet sich-der Scheibenkolben
22 und die Kegelfeder 23. Das Gehäuse 24 ist durch mehrere Schrauben 25, von denen
nur eine gezeichnet ist, mit dem Anschlußstück 21 fest verbunden und besitzt die
Auspufföffnung 26, deren wulstförmiger Rand 27 als Ventilsitz ausgebildet ist. Die
Leistungsschaltstelle wird von den Schaltstükken 2 und 5. gebildet, während die
Hilfsschaltstelle aus den Schaltstücken $ und 14 besteht. Die linke Hälfte der Figur
zeigt beide Schaltstellen im geschlossenen Zustand, während in der rechten Figurenhälfte
ein Augenblickszustand dargestellt ist, in dem beide Schaltstellen geöffnet haben,
Mit 28 ist der zwischen 2 und 5 brennende Lichtbogen und mit 29 der zwischen 8 und
14 brennende Lichtbogen angedeutet. Die gesamte- Schaltkammer ist auf einem nicht
weiter dargestellten Hohlisolator aufgebaut, durch welchen das Druckgas zum Ausschalten
in der durch die Pfeillinie angedeuteten Richtung zugeführt wird.
-
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Im eingeschalteten
Zustand (linke Figurenhälfte) wird die Strombahn des Schalters von den Teilen 4,
3, 2, 18 a und 21 gebildet. Über die Hilfsschaltstelle 8, 14 fließt praktisch kein
Strom, da die Hilfsschaltstücke 8 und 14 an der Berührungsstelle mit lichtbogenfestem
Material, z. B. -Wolfram, versehen sind, wodurch- ein verhältnismäßig großer Übergangswiderstand
vorhanden ist. Zum Ausschalten wird Druckgas von unten her in, die Schaltkammer
eingelassen, was mit Hilfe eines nicht dargestellten Schaltventils an sich bekannter
Art geschieht. Dadurch wird der Düsenrohrkörper 5, 9, 10, 11 nach oben bewegt,
wobei zunächst die Berührung zwischen den Schaltstücken 2 und 5 aufgehoben wird
und kurz darauf auch die Hilfsschaltstücke 8 und 14 getrennt werden. Das bewegliche
Hiifsschaltstück 14 wird dabei infolge seiner kolbenartigen Ausbildung durch das
nach oben strömende Druckgas beaufschlagt, wobei das Innere des Hiifsschaltstückes
14 über die Bohrung 3.3a im Isolierrohr 13 unter dem geringeren Druck auf
der Abströmseite steht. Durch den zunächst entstehenden Lichtbogen 28 -wird das
die Leistungsschaltstelle 2, 5 durchströmende Druckgas ionisiert und leitet beim
Durchsetzen der Hilfsschaltstelle 8,14 den Lichtbogen 29 ein, sobald nach einem
kurzen Ausschaltteilhub des Düsenrohrkörpers der Gleitfinger 18 a auf das im Schaltstück
5 eingelassene Isolierstück 6 gelangt ist. In dieser in der rechten FigurenhäIfte
dargestellten Phase wird die Bahn für den Ausschaltstrom von den Teilen 4, 3, 2,
Lichtbogen 28, den Teilen 5, 7, 18, Lichtbogen 29 und den Teilen 14, 15, 10, 18b
und 21 gebildet. Durch das nachströmende Druckgas werden die Lichtbögen gekühlt,
so daß beim nächsten Strom nulldurchgang die Löschung erfolgt. Hierbei besitzen
die beiden Schaltstrecken 2, 5 und 8; 14 unmittelbar um den Stromnulldurchgang herum
eine gewisse Restleitfähigkeit bzwt ohmsehen Widerstand, wobei der leitfähigen Gasstrecke
der Leistungsschaltstelle 2, 5 die weitere leitfähige Gasstrecke der Hilfsschaltstelle
8, 14 in Reihe geschaltet ist. Findet nun z. B. im Fall der Unterbrechung eines
Abstandskurz-Schlusses infolge der Schwingenergie der abzuschaltenden Leitung eine
Aufheizung .der Gasstrecken durch den Nachstrom statt, so- kann die gesamte, Schalteinrichtung
eine größere thermische Energie aüfnehiien, --als .:wenn die Leistungsschaltstelle
2, 5 allein vorhanden wäre, so daß letztere durch die Hilfsschaltstrecke 8, 14 weitgehend
entlastet wird und damit ein thermisches Wiederzünden an der Leistungsschaltstelle
2, 5 verhindert wird. Daraus ergibt sich eine erhebliche Erhöhung des Ausschaltvermögens
der Leistungsschaltstelle für solche Schaltfälle. Die Hilfsschaltstelle kann dabei
sehr einfach und raumsparend ausgebildet werden, da sie selbst kein besonderes Ausschaltvermögen
zu haben braucht, wobei ihre Stromtragfähigkeit für den Ausschaltstrom nur kurzzeitig
beim Ausschalten vorhanden sein muß. Durch das rohrförmige Isolierteil 9, welches
die Wandung des Düsenrohrkörpers im Bereich des Lichtbogens 29 bildet, werden schädliche
Einwirkungen des letzteren auf die umgebenden Schaltkanämerterle vermieden. In der
Ausschaltstellung des Schalters schließt die Dichtung-11c die Aus" pufföffnung:26
ab, und das Innere der Schaltkammer bleibt unter Gasdruck. Die Leistungsschaltstelle
2, 5 ist hierbei geöffnet, während die Hilfsschaltstelle 8, 14 unter der Wirkung
der Druckfeder 16 wieder schließt; sobald sich über die Bohrung 13a im Inneren des
kolbenartigen Schaltstückes 14 der statische Gasdruck aufgebaut hat.
-
Zum Einschalten wird die Schaltkammer mittels des nicht dargestellten
Schaltventils in an sich bekanater Weise entlüftet. Dadurch wird der Düsenkörper
unter Wirkung der Einschaltfeder 12 wieder nach unten in die in der linken
Figurenhälfte dargestellte Lage gebracht und damit die Leistungsschaltstelle 2,
5 geschlossen. Im letzten Teil der Einschaltbewegung trifft der Dichtungsträger
11 auf den Scheibenkolben 22, bei dessen Mitnahme im Gehäuse 19 unterhalb des Scheibenkolbens
22 eine Kompressionsdämpfung wirksam wird,, so daß ein zu hartes Aufschlagen des
beweglichen Schaltstückes 5 auf das feststehende Schaltstück 2 vermieden wird. In
gewissen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, das feststehende Schaltstück 2 in
an sich bekannter Art federnd auszubilden.
-
Bei der Anordnung nach der Erfindung können auch mehrere Schaltkammern-
der beschriebenen Art elektrisch in Reihe geschaltet werden, wodurch sich die bekannte
Mehrfachunterbrechung ergibt. Bildet man den Schalter so aus; daß man eine oder
mehrere Spannungsschaltstellen, z. B. Serientrenner, in Reihe zu den Leistungsschaltstellen
anordnet, wobei die Spannungsschaltstellen die Isolation des Schalters im ausgeschalteten
Zustand übernehmen, so können die Leistungsschaltstellen unmittelbar nach beendetem
Ausschaltvorgang wieder schließen. Dies kann z. B. in an sich bekannter Weise durch
impulsartig arbeitende Schaltventile geschehen, mittels welcher die Schaltkammern
nur, kurzzeitig mit Druckgas beaufschlagt und anschließend wieder entlüftet werden.
Für bestimmte Fälle kann es. bei einem Druckgasschaiter mit mehreren Leistungsschaltstellen
auch ausreichend sein, nur einen Teil der Leistungsschultstellen mit Hilfsschaltstellen
gemäß der Erfindung auszurüsten.
-
Die neue Anordnung erlaubt in vorteilhafter Weise eine Steigerung
des. Ausschaltvermögens bei Druck gasschaltern mit einfachen Mitteln für schwierige
Schaltfälle, wie z. B. bei Abstandskurzschlüssen. Sie stellt somit einen wesentlichen
Fortschritt im Druckgasschalterbaü dar, insbesondere bei Schaltern höherer Nennspannung
und Ausschaltleistung.