DE1246852B

DE1246852B - High-voltage gas switch

Info

Publication number: DE1246852B
Application number: DE1964C0032578
Authority: DE
Inventors: Richard Schulz
Original assignee: Continental Elektronidustrie AG
Current assignee: Continental Elektronidustrie AG
Priority date: 1964-04-07
Filing date: 1964-04-07
Publication date: 1967-08-10
Also published as: CH434419A

Description

Hochspannungsdruckgasschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsdruckgassehalter, dessen auf Hochspannungspotential liegende Bauelemente über Isolierstoffhohlkörper von auf Erdpotential angeordneten Einrichtungen mit Druckgas versorgt werden, wobei in den Isolierstoffhohlkörper auch im entlüfteten Zustand durch ein ins Freie führendes Abschlußventil in Verbindung mit einem die Isolierstoffhohlkörper speisenden Druckhaltegerät ein höherer als der Atmosphärendruck aufrechterhalten wird.High voltage pressure gas switch The invention relates to a High-voltage compressed gas holder, the components of which are at high-voltage potential Via insulating hollow bodies from devices arranged at ground potential Compressed gas are supplied, with the vented in the insulating hollow body State through a shut-off valve leading into the open air in conjunction with a die Insulating hollow body feeding pressure maintenance device a higher than atmospheric pressure is maintained.

Es ist im Betrieb von Druckgasschaltern bekannt, die Hohlräume von Isolierstoffkörpern, die die auf Hochspannungspotential liegenden Teile tragen, dann von einem Strom entspannter Druckluft mit möglichst niedriger relativer Feuchte, der sogenannten Spülluft, bestreichen zu lassen, wenn die Isolierkörper entlüftet sind bzw. unter Atmosphärendruck stehen. Durch diese Maßnahme soll verhindert-werden, daß bei plötzlichen Temperaturänderungen Feuchtigkeitsniederschläge im Innern der Hohlkörper auftreten. Die zur Trockenhaltung notwendige Spülluftmenge pro Zeiteinheit ist im wesentlichen von der Größe der trocken zu haltenden Fläche abhängig. Hohlstützer mit großen Querschnitten benötigen daher viel mehr Spülluft als beispielsweise dünne Steuerleitungsrohre. In jedem Fall ist aber der Spülluftverbrauch so hoch, daß er im erheblichen Maß die Förderleistung und die Speicherkapazität einer Druckluftversorgungsanlage beeinflußt. Dieses wird besonders deutlich, wenn man bedenkt, daß bei normalem Netzbetrieb der tägliche Spülluftbedarf das 5- bis 10fache des Schalterluftbedarfes ausmacht. Bei einem bekannten Schalter fließt ein dauernder Spülluftstrom über ein Rohrleitungssystem ins Freie. Der Spülluftstrom muß deshalb dauernd aufrechterhalten werden, weil sonst atmosphärische Luft in das Rohrleitungssystem eindringen und sich Feuchtigkeit niederschlagen würde.It is known in the operation of gas pressure switches, the cavities of Insulating bodies that carry the parts that are at high voltage potential, then by a stream of relaxed compressed air with the lowest possible relative humidity, the so-called purge air, when the insulating body is vented are or are under atmospheric pressure. This measure is intended to prevent that in the event of sudden changes in temperature, moisture deposits inside the Hollow bodies occur. The amount of purge air required to keep it dry per unit of time is essentially dependent on the size of the area to be kept dry. Hollow supports with large cross-sections therefore require much more purging air than thin ones, for example Control line pipes. In any case, the purge air consumption is so high that it to a considerable extent the delivery rate and the storage capacity of a compressed air supply system influenced. This becomes particularly clear when you consider that in normal network operation the daily purge air requirement is 5 to 10 times the switch air requirement. In a known switch, a continuous flow of purge air flows through a pipeline system into the open. The purge air flow must therefore be maintained continuously, otherwise atmospheric air can penetrate the piping system and moisture condense would.

Es ist bereits eine Reihe von Maßnahmen bekannt, die das Niederschlagen von Feuchtigkeit im Innern von Betätigungsleitungen verhindern sollen. In einem bekannten Schalter wird dem Druckluftbehälter durch ein Haarröhrchen die Spülluft entnommen, wobei die Länge und der Durchmesser des Röhrchens die Luftmenge bestimmen. Die in die Betätigungsleitung einströmende Spülluft kann am freien Ende über eine kleine Öffnung, die durch ein Ventil verschließbar ist, wieder entweichen. Bei einem Aussetzen der Spülluftströmung schließt das Ventil und zeigt dadurch an, daß ein Schaden eingetreten ist.A number of measures are already known to prevent the knockdown to prevent moisture inside the control lines. In one known switch is the compressed air tank through a hair tube the purge air taken, the length and diameter of the tube determine the amount of air. The purge air flowing into the actuation line can at the free end via a small opening, which can be closed by a valve, escape again. At a Suspension of the purge air flow closes the valve, indicating that a Damage has occurred.

Um eine Betauung von Isolierstrecken zu vermeiden, sind seit einiger Zeit Bestrebungen im Gange, den Vordruck in den Druckluftversorgungsanlagen zu erhöhen. Je größer nämlich das Entspannungsverhältnis vom Vordruck der Anlage zum Betriebsdruck des Schalters ist, um so größer ist der Temperaturbereich, der durchfahren werden muß, bis eine Betauung einsetzt. Moderne Druckluftversorgungsanlagen arbeiten bereits mit Vordrücken von 150 bis 200 atü. Bei einem Betriebsdruck des Schalters von beispielsweise 20 atü ist dann die relative Feuchte der im Schalter vorhandenen Druckluft so gering, daß praktisch eine Betauung nicht mehr erreicht wird.In order to avoid condensation on insulating sections, for some Time efforts are under way to increase the pre-pressure in the compressed air supply systems. The greater the expansion ratio between the system's pre-pressure and the operating pressure of the switch, the greater the temperature range that will be passed through must until condensation sets in. Modern compressed air supply systems are already working with prepressures from 150 to 200 atm. At an operating pressure of the switch of, for example 20 atm the relative humidity of the compressed air in the switch is so low that that in practice condensation is no longer achieved.

Die Erfindung zeigt einen Weg, wie bei einem Schalter der obenerwähnten Art der Spülluftverbrauch auf unbedeutende Mengen herabgesetzt werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Druckhaltegerät bzw. dessen Unterdruckventil eine Ansprechgrenze besitzt, die zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Ansprechwert des Abschlußventils liegt. Das Druckhaltegerät besteht dabei aus einer mit der Versorgungsleitung verbundenen Reihenschaltung eines Druckrninderers und eines auf Unterdruck ansprechenden Ventils. Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird verhindert, daß in die Isolierstrecken von außen her Feuchtigkeit oder feuchte Luft eintreten kann. Die Steuerleitungen stellen somit gegen die freie Atmosphäre abgeschlossene Gebilde dar. Daher können die bisher üblichen Auslaßventile für die Spülluft entfallen. Nur beim Auftreten eines Schadens an den Isolierstoffhohlkörpern oder den Steuerleitungen fließt Spülluft. Da es sich in diesem Fall um eine Störung am Schalter handelt, wird der Vorgang angezeigt oder einer zentralen Meldestelle übermittelt.The invention shows a way as in a switch of the above Kind of the purge air consumption can be reduced to insignificant amounts. this is achieved according to the invention in that the pressure maintaining device or its vacuum valve has a response limit which is between atmospheric pressure and the response value of the shut-off valve. The pressure maintenance device consists of one with the supply line connected series connection of a pressure regulator and one that responds to negative pressure Valve. The measure according to the invention prevents that in the insulating distances moisture or moist air can enter from outside. The control lines thus represent structures that are closed off from the free atmosphere the previously common outlet valves for the scavenging air are no longer necessary. Only when it occurs damage to the hollow insulating bodies or the control lines, purge air flows. Since this is a problem with the switch, the process is displayed or transmitted to a central reporting office.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung gewährleistet, daß in einer Schaltanlage, die mit Druckgas- Schaltern ausgerüstet ist, der tägliche Druckluftbedarf um ein Vielfaches herabsetzbar ist. Daher können die Versorgungsanlagen bezüglich der Kompressorförderleistung und der Speicherkapazität kleiner dimensioniert werden. Darüber hinaus gehen die täglichen Laufzeiten der Kompressoren auf einen Bruchteil der sonst üblichen Laufzeiten zurück. Dieses wirkt sich vorteilhaft auf die Lebensdauer der Drucklufterzeugungseinrichtung und deren überwachungs- und Steuermittel aus.The device according to the invention ensures that in a switchgear, those with compressed gas Switches, the daily compressed air requirement can be reduced many times over. Therefore, the utilities regarding the compressor delivery rate and the storage capacity can be dimensioned smaller. In addition, the daily running times of the compressors are reduced to a fraction the otherwise usual delivery times. This has a beneficial effect on the service life the compressed air generating device and its monitoring and control means.

Spülluftverluste werden nicht nur dann vermieden, wenn die Spülung im Kreislauf erfolgt, sondern auch dann, wenn die Spülluft in den zu bespülenden Kanälen steht, und zwar unter einem höheren als dem Umgebungsdruck. Die Betauung von Isolierstrecken wurde bisher dadurch verhindert, daß stets Luft von ausreichender Trockenheit an den zu schützenden Isolierstrecken vorbeiströmte, was mit einem dauernden Spülluftverbrauch verbunden war.Purge air losses are not only avoided when purging takes place in the circuit, but also when the purge air in the to be purged Channels is under a higher than ambient pressure. The condensation of insulating distances has been prevented so far that always air of sufficient Drought streamed past the insulating sections to be protected, resulting in a constant Purge air consumption was connected.

Die Erfindung hingegen geht von der Überlegung aus, daß es genügt, den Isolierstrecken einmal Luft von ausreichender Trockenheit zuzuführen und dang. den Zutritt feuchter Luft zu unterbinden. Dazu muß einmal der mit Trockenluft gefüllte Raum um die Isolierstrecken (innerhalb gewisser Druckgrenzen) gegen die Atmosphäre abgeschlossen sein, zum anderen muß ein geringer Überdruck vorhanden sein, um das Eindringen von Fremdluft in jedem, also auch dem Störungsfall zu verhindern. Dies geschieht durch die erfindungsgemäße Anordnung und Abstufung der Ansprechgrenze eines Druckhaltegerätes.The invention, on the other hand, is based on the consideration that it is sufficient to supply air of sufficient dryness to the insulation gaps and dang. to prevent the entry of moist air. To do this, you have to use the one filled with dry air Space around the insulating distances (within certain pressure limits) against the atmosphere be completed, on the other hand, there must be a slight overpressure in order to To prevent the ingress of outside air into each one, including in the event of a malfunction. this happens through the inventive arrangement and gradation of the response limit of a pressure maintenance device.

Unter Spülluft wird nicht nur die gerade im Strömen befindliche Trockenluft verstanden, sondern auch die bereitgestellte Trockenluft, die für die einmalige Füllung zu Beginn, für die geringen aber unvermeidlichen Leckverluste und für Störungsfälle vorhanden sein muß. Eine Erneuerung der Spülluft ist zwar theoretisch nicht erforderlich; sie kann aber automatisch durch Leckverluste an die Umgebung erfolgen. Auch hier ist ein Kreislauf nicht erforderlich. Auf der anderen Seite darf das Spülluftsystem auch nicht völlig, d. h. bei jedem auftretenden Druck dicht sein. Das Spülluftsystem ist nämlich teilweise mit der Steuerleitung identisch, die zum Zweck des Schaltens be- und entlüftet werden muß. Die Entlüftung muß dabei bis auf einen Wert möglichst wenig über dem Atmosphärendruck erfolgen. Im entlüfteten Zustand befindet sich der Schalter in einer ganz bestimmten Stellung, beispielsweise in der Einschaltstellung, aus der er sich nicht selbsttätig bewegen darf. Würde nun aber das Spülluftsystem und damit die Steuerleitung absolut dicht sein, dann könnte sich vom Spülluftgerät oder von einem undichten Schalt-bzw. Steuerventil her ein Druck in der Steuerleitung aufbauen, der eine Schalthandlung auslöst. Dies muß mit Sicherheit vermieden werden, wozu ein besonderes Abschlußventil vorgesehen ist, dessen Ansprechwert so hoch eingestellt ist, daß keine dauernden Spülluftverluste auftreten.Not only the dry air currently flowing is under scavenging air understood, but also the dry air provided for the one-off Filling at the beginning, for the small but unavoidable leakage losses and for malfunctions must be present. A renewal of the purge air is theoretically not necessary; however, it can take place automatically through leakage losses to the environment. Here too a cycle is not required. On the other hand, the purge air system is allowed also not completely, d. H. be tight at every pressure that occurs. The purge air system is in fact partially identical to the control line that is used for switching must be ventilated. The ventilation must be as low as possible little above atmospheric pressure. The is in the vented state Switch in a very specific position, for example in the on position, from which he is not allowed to move by himself. But now the purge air system would and so that the control line is absolutely leak-proof, the purge air device could then come off or from a leaky switching or. Control valve produces a pressure in the control line which triggers a switching action. This must be avoided with certainty, for which a special shut-off valve is provided, the response value of which is set so high is that no permanent purge air losses occur.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung schematisch dargestellt. An Hand einer gezeichneten Polsäule eines mehrpoligen Schalters sollen weitere Erläuterungen gegeben werden.An exemplary embodiment according to the invention is shown schematically in the drawing shown. On the basis of a drawn pole column of a multi-pole switch should further explanations are given.

Mit 1 ist ein Druckluftvorratsbehälter bezeichnet, der an die Druckluftversorgungsleitung 2 angeschlossen ist. Auf dem Kessel 1 ruht ein Stützisolator 3, der eine Schaltkammer 4 trägt, die in ihrem Innern die beiden Schaltstellen 5 aufnimmt. Die Schaltstellen 5 sind im Beispiel mit Antriebskolben 6 versehen. Die Antriebsräume unterhalb der Kolben 6 stehen mit dem Vorratsbehälter 1 über eine Steuerleitung 7 und ein Doppelventil 8 in Verbindung. Dieses besteht aus einem elektromagnetischen Betätigungsglied 9, einem in der Grundstellung offenen Ventilteil 10 und einem Ventilteil 11. Über das Ventilteil 10 ist die Steuerleitung 7 zu einem federbelasteten Ventil 12 geführt, das diese verschließt. Während das Ventilteil 10 im Ruhezustand auf Durchgang geschaltet ist, wird gleichzeitig das Teil 11 geschlossen. An Stelle einer elektromagnetischen Betätigung des Ventils 8 ist auch eine pneumatische Arbeitsweise denkbar.1 denotes a compressed air reservoir which is connected to the compressed air supply line 2. A support insulator 3 rests on the boiler 1 and carries a switching chamber 4 which accommodates the two switching points 5 in its interior. The switching points 5 are provided with drive pistons 6 in the example. The drive spaces below the pistons 6 are connected to the storage container 1 via a control line 7 and a double valve 8. This consists of an electromagnetic actuator 9, an open in the basic position of valve member 10 and a valve portion 11. About the valve member 10, the control line 7 is guided to a spring-loaded valve 12 which closes this. While the valve part 10 is switched to passage in the idle state, the part 11 is closed at the same time. Instead of an electromagnetic actuation of the valve 8, a pneumatic mode of operation is also conceivable.

Von der Steuerleitung 7 führt eine weitere Leitung 13 über eine Einrichtung zur Druckhaltung zur Versorgungsleitung 2. Die Druckhalteeinrichtung 14 besteht dabei aus einem Druckminderer 15 und einem Unterdruckventil 16, das bei einem Unterdruck in der Druckhalteleitung 13 öffnet. Ferner ist das Unterdruckventil 16 mit einer Meldeeinrichtung 17 versehen, die anzeigt oder einer zentralen überwachungsstelle übermittelt, wenn Druckgas aus der Einrichtung 14 entnommen wird. Das Unterdruckventil kann zusätzlich mit einem Mengenregler ausgestattet sein. Ferner können in den zu den einzelnen Schaltern abzweigenden Druckhalteleitungen Strömungsanzeiger eingebaut sein, so daß bei einer Mehrzahl von Druckgasschaltern in einer Anlage binnen kurzer Zeit ein fehlerhafter Schalter ermittelt werden kann. Dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn die Schalter an eine gemeinsame Druckhalteeinrichtung angeschlossen sind.From the control line 7, another line 13 leads via a device for maintaining pressure to the supply line 2. The pressure maintaining device 14 consists of a pressure reducer 15 and a vacuum valve 16, which opens when there is a vacuum in the pressure maintaining line 13. Furthermore, the vacuum valve 16 is provided with a reporting device 17 which indicates or transmits to a central monitoring point when pressurized gas is withdrawn from the device 14. The vacuum valve can also be equipped with a flow regulator. Furthermore, flow indicators can be installed in the pressure holding lines branching off to the individual switches, so that a faulty switch can be identified within a short time if there are a plurality of pressure gas switches in a system. This is particularly important when the switches are connected to a common pressure holding device.

In der dargestellten Ausschaltstellung des Schaltgerätes ist die Steuerleitung 7 über das Ventilteil 11 mit Druckluft aus dem Kessel 1 aufgefüllt. Dazu war es notwendig, den Elektromagneten 9 an Spannung zu legen, wodurch das Ventilteil 11 geöffnet und das Ventilteil 10 geschlossen wurde. Für die Dauer des Ausschaltzustandes bleibt die Leitung 7 unter Druck. Soll der Schalter eingeschaltet werden, so wird der Stromkreis des Elektromagneten 9 unterbrochen. Der Abfall des Magneten hat die Schließung des Ventilteils 11 und die Öffnung des Ventilteils 10 zur Folge. Dadurch wird die Steuerleitung 7 über das Ventilteil 10 und das federbelastete Abschlußventil 12 entleert. Da der Schließdruck des die Steuerleitung nach außen verschließenden Ventils 12 höher ist als der Druck, der durch die Druckhalteeinrichtung 14 erzeugt wird, wird eine Strömung von Druckgas aus dem Schalter verhindert. Der in der Steuerleitung verbleibende Restdruck von etwa 1 atü ist nicht mehr ausreichend, irgendwelche Steuereinrichtungen zum Ansprechen zu bringen. Ihr Ansprechdruckwert liegt erheblich über diesem Druck. Erst ein Schaden an der Steuerleitung 7 oder an einem mit ihr verbundenen Bauelement läßt Druckluft aus dem Steuerungssystem ins Freie entweichen. Da nunmehr in der Leitung 13 ein geringerer Druck herrscht, als im ordnungsgemäßen Zustand, spricht das Unterdruckventil 16 an und öffnet dadurch einer zusätzlichen Druckluftströmung den Weg über ein Rückschlagventil18 in das Steuerleitungssystem. Somit fließt über die Druckhalteeinrichtung 14 ein Spülluftstrom in die Steuerleitung 7 zur Schadensstelle und von dort ins Freie. Das Fließen der Spülluft wird durch die Meldeeinrichtung 17 angezeigt bzw. einer überwachungsstelle übermittelt. Es können somit Maßnahmen ergriffen werden, um den Schaden zu beseitigen. Das Druckhaltegerät 14 kann ferner eine Prüftaste oder ein Prüfventil aufweisen, die mechanisch oder elektrissch betätigt werden können. Mit Hilfe der Prüfeinrichtung kann beispielsweise die vom Druckhaltegerät 14 abgehende Leitung 13 vorübergehend entlüftet werden. Damit setzt ein künstlich hervorgerufener Spülluftstrom ein, der wiederum von der Kontrolleinrichtung 17 festgestellt und gegebenenfalls signalisiert wird. Es ist somit möglich, bei Schaltern, die in unbesetzten Anlagen aufgestellt sind, aus der Ferne durch Betätigung der Prüfeinrichtung die Bereitschaft und Funktionsfähigkeit des Druckhaltegerätes zu überprüfen.In the illustrated switch-off position of the switching device, the control line 7 is filled with compressed air from the boiler 1 via the valve part 11. To do this, it was necessary to apply voltage to the electromagnet 9, as a result of which the valve part 11 was opened and the valve part 10 was closed. The line 7 remains under pressure for the duration of the switched-off state. If the switch is to be turned on, the circuit of the electromagnet 9 is interrupted. The fall of the magnet results in the closing of the valve part 11 and the opening of the valve part 10 . As a result, the control line 7 is emptied via the valve part 10 and the spring-loaded shut-off valve 12. Since the closing pressure of the valve 12 closing the control line to the outside is higher than the pressure generated by the pressure holding device 14 , a flow of pressurized gas out of the switch is prevented. The residual pressure of about 1 atm in the control line is no longer sufficient to cause any control devices to respond. Their response pressure value is considerably higher than this pressure. Only when the control line 7 or a component connected to it is damaged can compressed air escape from the control system into the open. Since there is now a lower pressure in the line 13 than in the normal state, the vacuum valve 16 responds and thereby opens the path for an additional compressed air flow via a check valve 18 into the control line system. Thus, a flow of scavenging air flows via the pressure holding device 14 into the control line 7 to the damage site and from there into the open. The flow of the scavenging air is indicated by the reporting device 17 or transmitted to a monitoring station. Measures can thus be taken to eliminate the damage. The pressure maintenance device 14 can also have a test button or a test valve which can be actuated mechanically or electrically. With the aid of the test device, for example, the line 13 leaving the pressure maintenance device 14 can be temporarily vented. An artificially induced flow of scavenging air thus sets in, which in turn is determined by the control device 17 and, if necessary, signaled. It is thus possible to check the readiness and functionality of the pressure maintenance device remotely by actuating the test device for switches that are set up in unoccupied systems.

Die Druckhalteeinrichtung nach der Erfindung kann für sämtliche Stützersäulen eines Poles oder eines mehrpoligen Schalters vorgesehen sein. Es ist auch möglich, mehrere Druckgassehalter an eine einzige Druckhalteeinrichtung anzuschließen.The pressure holding device according to the invention can be used for all support columns a pole or a multi-pole switch may be provided. It is also possible, to connect several pressurized gas holders to a single pressure holding device.

Claims

Claims: 1. High-voltage gas switch, its on high-voltage potential lying components over insulating hollow bodies of arranged at ground potential Devices are supplied with compressed gas, with hollow bodies in the insulating material also in the vented state through a shut-off valve leading to the outside in connection with a pressure holding device feeding the insulating material hollow bodies a higher than the atmospheric pressure is maintained, d a d u r c h g e - indicates that the pressure maintenance device (14) or its vacuum valve (16) has a response limit, that between atmospheric pressure and the threshold value of the shut-off valve (12) lies.

2. Compressed gas switch according to claim 1, characterized in that the Pressure maintenance device (14) made up of a series circuit connected to the supply line (2) a pressure reducer (15) and a vacuum valve (16).

3. Compressed gas switch according to claim 1, characterized in that the pressure holding device with a Signaling device (17) is provided, which displays the removal of compressed gas or transmits it remotely.

4. Compressed gas switch according to claim 1, characterized in that some or all Control lines or groups of control lines via check valves (18) with the pressure holding device are connected.

5. Compressed gas switch according to claim 1, characterized in that all support columns of a pole or a multi-pole switch are only connected to a pressure holding device. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1125 511.