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Druckgasschalter Aus der deutschen Auslegeschrift 1073 062 ist ein
Druckluftschalter bekannt, bei dem die Schaltkammer, die die Schaltstücke enthält,
in der Ein- und Ausschaltstellung mit Druckluft gefüllt ist. Zu diesem Zweck ist
die Schaltkammer unmittelbar mit einer Druckgasquelle verbunden. Die Schaltstücke
werden in der Einschaltstellung als Blasventil benutzt, das durch die Ausschaltbewegung
geöffnet wird. Das öffnen des Blasventils gibt eine Auslaßöffnung frei. Dadurch
kommt eine Druckluftströmung in Gang, die den Ausschaltlichtbogen löscht.
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In der Ausschaltstellung ist das von den Schaltstücken gebildete Blasventil
geöffnet. Die Auslaßöffnung der Schaltkammer ist dann durch ein besonderes Absperrventil
verschlossen, das in Strömungsrichtung hinter dem Blasventil sitzt. Der Sinn dieser
Anordnung besteht darin, daß die für das Löschen des Lichtbogens benötigte Druckluft
nicht nur in der Einschaltstellung in unmittelbarer Nähe der Schaltstrecke gespeichert
wird, so daß sie ohne Verzögerung auf den Lichtbogen einwirken kann, sondern zugleich
zur Erhöhung der dielektrischen Festigkeit in der Ausschaltstellung dient.
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Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Druckgasschalter mit einer
die Schaltstücke enthaltenden Schaltkammer, die an eine Druckgasquelle angeschlossen
ist und eine Auslaßöffnung für das den Ausschaltlichtbogen beblasende Gas, vorzugsweise
Schwefelhexafluorid (SFB), aufweist, wobei die Auslaßöffnung in der Einschaltstellung
durch die als Blasventil ausgebildeten Schaltstücke geschlossen ist, während die
Gasströmung in der Ausschaltstellung durch ein besonderes Absperrventil unterbunden
ist. Im Gegensatz zu dem bekannten Schalter liegt das Absperrventil zwischen der
Schaltkammer und der Druckgasquelle.
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Bei der erfindungsgemäßen Bauweise, die insbesondere für Druckgasschalter
mit einem Löschmittel hoher dielektrischer Festigkeit, wie Schwefelhexafluorid (SFB),
in Frage kommt, wird auf eine Erhöhung der dielektrischen Festigkeit des Gases in
der Ausschaltstellung durch einen erhöhten Gasdruck verzichtet. Dafür gestattet
die Erfindung eine erhebliche konstruktive Vereinfachung des Schalters, da das Absperrventil
im Gegensatz zum bekannten nicht mehr durch die heißen Schaltgase beansprucht ist.
Aus diesem Grund kann auch auf besondere Kühleinrichtungen verzichtet werden, die
bei dem bekannten Schalter zwischen dem Blasventil und dem Absperrventil vorgesehen
sind.
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Die Erfindung unterscheidet sich auch vorteilhaft von dem aus der
deutschen Patentschrift 660 394 bekannten Schalter, dessen beweglicher Schaltstift
mit einer als Ventilteller wirkenden Verdickung in der Ein- und der Ausschaltstellung
die zum Löschen dienende Druckluftströmung absperrt. Hierbei sind die mit dem Schaltstift
zusammenwirkenden Ventilsitze am Ein- und Auslaß der Schaltkammer beide durch den
Lichtbogen gefährdet. Außerdem erfordert das Zusammenwirken des Schaltstiftes mit
zwei Ventilsitzen trotz des scheinbar so einfachen Aufbaues einen großen Aufwand,
weil die doppelte Anpassung die Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit stark
erhöht. Ferner ist bei der bekannten Konstruktion die Strömungsführung und die Blaszeit
unerwünscht festgelegt und an die Schaltstiftbewegung gebunden.
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Das Absperrventil kann beim Schalter nach der Erfindung vom Antrieb
für die Schaltstücke betätigt werden. Werden die Schaltstücke von Erde aus mechanisch
betätigt, so kann man die Steuerung des Absperrventils so vornehmen, daß das Absperrventil
mit Hilfe eines auf Hochspannungspotential angeordneten, mechanisch betätigten Steuerventils
pneumatisch betätigt wird. Hierbei kann man durch die pneumatische Betätigung in
bekannter Weise eine selbständige Öffnung bzw. Schließung des Absperrventils erreichen,
so daß man die Ventilbewegung mit Hilfe des Steuerventils nur einzuleiten braucht.
Man kann dadurch außer einer mechanischen Vereinfachung eine vorteilhafte Freizügigkeit
in der Bemessung der Öffnungs- bzw. Schließzeiten des Ventils gegenüber der Schaltstückbewegung
erreichen.
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Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man mit geringem
Aufwand ein gemeinsames Ventil für zwei Schaltkammern vorsehen kann. Hierzu genügt
es, das gemeinsame Ventil in die Druckgasleitung zu legen, die zu den beiden Schaltkammern
führt.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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In der Zeichnung ist eine Unterbrechereinheit für einen Druckgasschalter
mit Schwefelhexafluorid als
Löschmittel in einem schematisch vereinfachten
Schnitt dargestellt. Die linke Seite der Zeichnung zeigt den Schalter in der Einschaltstellung,
während rechts die Stellung der Schaltstücke bei ausgeschaltetem Schalter wiedergegeben
ist.
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Mit 1 ist die die aktive Unterbrechereinheit umgebende Schaltkammer
bezeichnet. In ihr sind an Schaltstückträgern 2 und 3 die Schaltstücke 4 und 5 befestigt.
Zum feststehenden Schaltstück 5 gehört der hohle Abbrennstift 6. Im Schaltstückträger
2 ist in dem Gleitschaltstück 4 das bewegliche Kontaktrohr 7 geführt, das an seinem
einen Ende 8 mit einem hier nicht gezeichneten mechanischen Antrieb verbunden ist.
Weiterhin ist am Gleitschaltstück 4 eine Gleitdichteng 9 angeordnet. Zur elektrischen
Verbindung sind an den Schaltstücken Lamellenkontaktsätze 10 und 11 vorgesehen.
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In eingeschaltetem Zustand (linke Seite der Zeichnung) drückt eine
Dichtfläche 12 des Kontaktrohres 7, die durch eine Durchmesserverringerung an dem
dem Schaltstück 5 zugekehrten Ende gebildet wird, gegen eine federnd angebrachte
Dichtung 13 innerhalb des Schaltstückes 5. Der Raum 14 zwischen der Schaltkammer
1 und den Schaltstückträgern 2, 3 und den Schaltstücken 4, 5 enthält in der Einschalt
stellung das unter Hochdruck stehende Löschgas, vorzugsweise Schwefelhexafluorid
(SF.), unter einem Druck von z. B. 15 at, während das Innere der Schaltstücke
und Schaltstückträger sowie ein nicht näher gezeichnetes Puffervolumen 15 und das
übrige Schaltergehäuse 16 unter Niederdruck steht. Der Niederdruckraum, in dem das
SF, einen Druck von z. B. 2 at aufweist, ist mit dem Hochdruckraum über einen nicht
gezeichneten Kompressor zu einem geschlossenen Gaskreis verbunden.
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Bei der Ausschaltung läuft das Kontaktrohr 7 aus dem Schaltstück 5,
wobei das von den Teilen 12 und 13 gebildete Blasventil geöffnet wird. Kurze Zeit
später wird die elektrische Verbindung zwischen Kontaktsatz 11 und Kontaktrohr 7
unterbrochen. Der entstehende Lichtbogen brennt zwischen dem Kontaktrohr 7 und dem
Abbrennstift 6 und wird mit dem aus dem Raum 14 zum Niederdruckvolumen 15 und 16
strömenden Löschgas intensiv beblasen.
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Bei geöffnetem Schalter (rechte Seite der Zeichnung) ergeben in an
sich bekannter Weise zwei an den Schaltstücken 4 und 5 angebrachte Abschirmelektroden
17 und 18 eine weitgehend homogene Verteilung des elektrischen Feldes längs der
Schaltstrecke. Die Abschirmelektrode 18 bildet zugleich eine Abdeckung für beide
Teile 12, 13 des Blasventils, so daß das Blasventil nicht vom Lichtbogen angegriffen
wird.
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Im Raum 14, der jetzt mit dem Niederdruckvolumen 15 und 16 in Verbindung
steht, herrscht nun ebenfalls Niederdruck, denn ein in der Rohrleitung 19 angeordnetes
Absperrventil 20 ist geschlossen und trennt das nicht dargestellte Hochdruckspeichervolumen
von der Schaltkammer 1.
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Das Absperrventil 20 wird in bekannter Weise pneumatisch über
ein Steuerventil 21 betätigt. Das Steuerventil 21 ist mit dem Antrieb des
Kontaktrohres 7 mechanisch verbunden. Bei Beginn der Ausschaltbewegung des Kontaktrohres
7 wird der Schieberkörper des Steuerventils 21 in die gezeichnete Lage gebracht.
Dadurch wird der Raum 22, der an die größere Fläche des Differentialkolbens 23 des
Absperrventils 20 angrenzt, über die mit dem Hochdruckzwischenspeicher verbundenen
Rohrleitungen 24, 25, 26 mit Hochdruck beaufschlagt. Da nunmehr auf beiden Seiten
des Kolbens 23 der gleiche Druck herrscht, schließt die Feder 27 das Absperrventil
20. Die hierfür erforderliche Zeit ist durch die Bemessung von Feder 27, Kolben
23 und Querschnitt der Leitungen 24 und 25 so gewählt, daß der Lichtbogen in der
Schaltkammer 1 vorher erloschen ist. Wenn der Raum 14 unter Niederdruck steht, wird
das Absperrventil 20 von der Feder 27 und der durch die Differenz der beiden Flächen
des Kolbens 23 gegebenen Kraftdifferenz geschlossen gehalten.
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Beim Einschalten des Schalters wird der Schieberkörper des Steuerventils
21 erst gegen Ende der Einschaltbewegung des Kontaktrohres 7 in die untere Endlage
bewegt, in der der Raum 22 des Absperrventils 20 über die Leitung 24 und das Steuerventil
21 in den Niederdruckraum 16 hinein entlüftet wird. Dadurch öffnet das Absperrventil
und gibt die Verbindung des Hochdruckspeichers mit dem Raum 14 über die Leitungen
26 und 19 frei. Das Hochdruckgas steht dann wieder bis zum Blasventil 12,13 an.
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Da die Schaltkammern im allgemeinen paarweise auf Stützisolatoren
angebracht werden, ist es ohne weiteres möglich, entweder zwei Absperrventile 20
über ein Steuerventil 21 zu betätigen oder zwei Schaltkammern durch ein gemeinsames
Absperrventil 20 zu versorgen.