DE1490048C2

DE1490048C2 - Flüssigkeitsarmer Leistungsschalter

Info

Publication number: DE1490048C2
Application number: DE1490048A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing Wallisellen Manz
Original assignee: Maschinenfabrik Oerlikon AG
Current assignee: Maschinenfabrik Oerlikon AG
Priority date: 1964-09-09
Filing date: 1964-10-05
Publication date: 1981-07-30
Also published as: NL146635B; GB1038326A; CH413049A; DE1490048A1; US3359391A; NL6411988A; DE1490048B2

Description

Aus der schweizerischen Patentschrift 2 93 539 ist bereits ein Flüssigkeitsschalter mit mehreren in Reihe liegenden Unterbrechungsstellen bekanntgeworden, bei dem der bewegliche Kontakt jeder Löschkammer als Kolben ausgebildet und in einem Zylinder geführt ist, der zusammen mit dem Kolben eine Pumpe bildet, welche die Löschflüssigkeit beim Ausschalten durch einen den Zylinder mit der Löschkammer verbindenden Kanal quer durch den Ausschaltlichtbogen drückt. Hier fehlt jedoch eine ölzirkulation, und bei aufeinanderfolgenden Schaltungen wird das verbrauchte, mit Schaltgasen belastete Löschmittel wieder in die Löschkammern zurückgezogen, so daß die Löschfähigkeit stark sinkt. Ferner ist bei hohem Druck eine Ausschaltung nicht sichergestellt. Der in der Schaltkammer entstehende Druck kann den Schaltstift in die Einschaltstellung zurückbewegen.

Ferner gehört es auch zum Stand der Technik (vgl. zum Beispiel FR-PS 11 59 538), zur Unterstützung der

ίο selbsterzeugten Beblasung aus einer separat angeordneten Quelle Löschflüssigkeit unter Druck in die Löschkammer zu spritzen. Hierzu werden besondere Pumpen zur Förderung der Löschflüssigkeit notwendig, der konstruktive Aufbau wird umständlicher, der Raumbedarf beträchtlich erhöht, und die Schaltarbeit steigt.

Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsarmen Leistungsschalter mit einem beim Ausschalten nach unten gezogenen Schaltstift, mit zusätzlicher Einspritzung von Löschflüssigkeit in die Löschkammer unter Verwendung einer Pumpe, die ein ortsfestes Pumpenteil, ein mit dem Schaltstift verbundenes bewegliches Pumpenteil, ein Ansaugventil und ein Ausströmventil umfaßt, mit einem die Pumpe aufnehmenden Speicherraum unterhalb der Löschkammer und mit einem äußeren Isolator, der zwischen sich und der Löschkammer einen Ringraum als Verbindung zwischen dem Druckentlastungsraum und dem Speicherraum frei läßt.

Einen Schalter der vorbeschriebenen Art zeigt die deutsche Auslegeschrift 1148 299. Dort wird die Schaltflüssigkeit durch einen hohlen Schaltstift und durch im Schaltstiftkopf befindliche Löcher in die Axialströmungs-Löschkammer eingespritzt. Im Schaltstiftkopf sind mehrere Reihen von am Umfang verteilten Löchern vorgesehen, und die Löcher aufeinanderfolgender Reihen sind jeweils gegeneinander versetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv einfachen, wenig Raum beanspruchenden Schalter der obengenannten Art zu schaffen, wobei dem Konstrukteur ein erheblicher Spielraum in der Wahl der zu fördernden Ölmenge belassen ist, der Schalter sowohl bei stromstarken als auch bei stromschwachen Lichtbögen einwandfrei löscht und eine beträchtliche Steigerung des abschaltbaren Kurzschlußstromes sowie der rückzündungsfrei abschaltbaren Spannung eintritt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die gemeinsame Anwendung der folgenden Merkmale gelöst:

a) der ortsfeste Pumpenteil ist als Zylinder und der bewegliche Pumpenteil als am Schaltstift befestigter Kolben ausgebildet, der den Zylinderraum in zwei gegenläufig veränderliche Volumina teilt,
b) der Speicherraum ist von dem Ringraum umgeben,

c) das Ansaugventil ist in der unteren Begrenzung des Speicherraumes angeordnet,

d) das Ausströmventil ist in der oberen Begrenzung des Speicherraumes angeordnet,

e) der Raum des Zylinders unterhalb des Pumpenkolbens steht in freier Verbindung mit dem Speicherraum,

f) der Ringraum ist mit dem Speicherraum über das Ansaugventil verbunden und

g) der Ringraum weist eine freie Verbindung zum Raum des Zylinders oberhalb des Kolbens auf.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß sich mehrere rasch aufeinanderfolgende

schwere Abschaltungen, wie sie für die Kurzunterbrechung in Hochspannungsnetzen erforderlich sind, ohne Schwierigkeiten beherrschen lassen, daß eine große Schaltleistung (bzw. bei gleicher Schaltleistung eine Verkleinerung der Abmessungen) erzielbar ist, weil die Zwangsströmung wegen der großen verfügbaren Strömungsquerschnitte verstärkt und als wirkungsvolle Querströmung geführt werden kann, daß im Zusammenhang mit der konstruktiven Vereinfachung kleinere Massen bewegt werden müssen und daß das öl einen langen, für die Abkühlung und Reinigung günstigen Weg zurücklegt, bis es wieder zur Pumpe gelangt. Auf solche Weise kommt bei unmittelbar aufeinanderfolgenden Schaltungen nie dieselbe Flüssigkeit in der Löschkammer zur Verwendung.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Gleiche Teile sind in den einzelnen Darstellungen mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt einen ersten Längsschnitt des Leistungsschalters gemäß der Erfindung; der Schalter steht in Ausschaltstellung;

Fig.2 gibt einen zweiten Längsschnitt wieder, der hinsichtlich des ersten Schnitts um einen bestimmten Winkel verdreht ist; der Schalter wird hier während einer Einschaltbewegung dargestellt;

Fig.3 veranschaulicht in perspektivischer Darstellung die Strömung der Löschflüssigkeit bei Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens, d. h. beim Ausschaltvorgang;

F i g. 4 gibt die Strömungsverhältnisse bei Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens, d. h. beim Einschalten, wieder.

Der Schalter schließt sich einem Zwischenteil 1 an, welcher auf einer nicht gezeigten Tragsäule angeordnet ist. Der Zwischenteil 1 enthält den Arbeitszylinder 2 für den Schalterantrieb.

Der Schalter selbst besteht im wesentlichen aus einer Löschkammer 3 mit einem Einlagestapel 4, einem festen Kontakt 5 und einem beweglichen Kontakt oder Schaltstift 6. Dieser Schaltstift ist zugleich die Kolbenstange für den Kolben 7, der sich in dem Zylinder 8 befindet Zwischen dem Zylinder und dem Kolben ist ein kleiner Ringspalt 9 vorhanden. Der Isolator 10 wird durch eine Haube 11 und einen Deckel 12 abgeschlossen.

Der zwischen Löschkammer 3 und Isolator 10 vorhandene Raum 13 steht mit dem Zwischenteil 1 über den Kanal 14 in Verbindung. Der Raum 13 und der Zwischenteil sind mit der Löschflüssigkeit gefüllt. Die Haube 11 steht über Ventile 15 und 16 mit dem Raum 13 in Verbindung. Diese Ventile sind im Ruhezustand geöffnet

Der Zylinder 8 ist in einem Speicherraum 17 angeordnet Dieser Speicherraum steht durch eine öffnung 18 mit dem unteren Teil des Zylinders 8 in Verbindung, über ein Ventil 19 mit dem Zwischenteil 1 und über ein Ventil 20 mit der Löschkammer. Durch den Speicherraum verläuft ein Rohr 21, das über eine öffnung 22 die Verbindung zwischen dem oberen Raum des Zylinders 8 und dem Zwischenteil 1 herstellt.

Während des Einschaltvorgangs (F i g. 2 und 4) saugt der Kolben 7 über das Ventil 19 und die öffnung 18 Flüssigkeit aus dem Zwischenteil 1 an. Die Flüssigkeit durchströmt den Speicherraum 17 und gelangt in den Pumpenzylinder unterhalb des Kolbens. Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens wird die oberhalb desselben befindliche Flüssigkeit durch die öffnung 22 des Pumpenzylinders und das Rohr 21 in den Zwischenteil gedrückt.

Beim Eindringen des Schaltstiftes 6 in die Löschkammer 3 wird das darin befindliche Löschmedium kurzzeitig komprimiert. Das Ventil 20 bleibt geschlossen, wodurch ein Abfließen von Flüssigkeit aus der Löschkammer in den Speicherraum 17 verhindert wird. Der in der Löschkammer entstehende Überdruck erhöht die elektrische Festigkeit, so daß kein Vorzünden entstehen kann. Während des Einschaltvorganges strömt Flüssigkeit durch die Schlitze des Einlagestapels 4 und von dort durch das Rohr 23, die Haube 11 und die Ventile 15 und 16 in den Raum 13.

Während des Ausschaltvorganges, d.h. bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 7, drückt dieser die im Zylinder 8 befindliche Flüssigkeit durch den Speicherraum 17 über das Ventil 20 in die Löschkammer 3. Dadurch wird der Druck in der Löschkammer erhöht und die selbsterzeugte Querströmung durch die Schlitze des Einlagestapels 4 erheblich verstärkt. Von der Löschkammer gelangt die Flüssigkeit durch das Rohr 23 in die Haube 11 und von dort durch die Ventile 15 und 16 in den Raum 13 zwischen Löschkammer und Isolator. Tritt bei einem Kurzschlußstrom eine sehr starke Gasentwicklung auf, so werden die Ventile 15 und 16 durch den Überdruck geschlossen und der Raum 13 von der Haube 11 getrennt, wodurch sich eine Überbeanspruchung des Isolators vermeiden läßt.

Es folgt, daß die während eines Einschaltvorganges aus dem Zwischenteil 1 in den Speicherraum 17 angesaugte Flüssigkeit während eines Ausschaltvorganges in die Löschkammer gespritzt wird. Es entsteht also eine Zirkulation der Löschflüssigkeit, so daß nie dieselbe Flüssigkeit bei aufeinanderfolgenden Schaltungen in der Löschkammer zur Verwendung kommt

Wenn ein sehr hoher Strom, z. B. ein Kurzschlußstrom, abgeschaltet wird, kann in der Löschkammer ein so hoher Druck auftreten, daß das zuverlässige öffnen des Ventils 20 unmöglich wird. In diesem Falle entweicht bei der Abwärtsbewegung des Kolbens ein Teil der Flüssigkeit durch den Ringspalt 9, wodurch ein Blockieren des Kolbens-verhindert werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsarmer Leistungsschalter mit einem beim Ausschalten nach unten gezogenen Schaltstift, mit zusätzlicher Einspritzung von Löschflüssigkeit in die Löschkammer unter Verwendung einer Pumpe, die ein ortsfestes Pumpenteil, ein mit dem Schaltstift verbundenes, bewegliches Pumpenteil, ein Ansaugventil und ein Ausströmventil umfaßt, mit einem die Pumpe aufnehmenden Speicherraum unterhalb der Löschkammer und mit einem äußeren Isolator, der zwischen sich und der Löschkammer einen Ringraum als Verbindung zwischen dem Druckentlastungsraum und dem Speicherraum frei läßt, gekennzeichnet durch die gemeinsame Anwendung der folgenden Merkmale:

a) der ortsfeste Pumpenteil ist als Zylinder (8) und der bewegliche Pumpenteil als am Schaltstift (6) befestigter Kolben (7) ausgebildet, der den Zylinderraum in zwei gegenläufig veränderliche Volumina teilt,

b) der Speicherraum (17) ist von dem Ringraum (13) umgeben,

c) das Ansaugventil (19) ist in der unteren Begrenzung des Speicherraumes (17) angeordnet,

d) das Ausströmventil (20) ist in der oberen Begrenzung des Speicherraumes (17) angeordnet,

e) der Raum des Zylinders (8) unterhalb des Pumpenkolbens (7) steht in freier Verbindung (18) mit dem Speicherraum (17),

f) der Ringraum (13) ist mit dem Speicherraum (17) über das Ansaugventil (19) verbunden und

g) der Ringraum weist eine freie Verbindung (14, 1, 21, 22) zum Raum des Zylinders (8) oberhalb des Kolbens (7) auf.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (13) zwischen dem Isolator (10) und der Löschkammer (3) mit dieser über mindestens ein drittes im Schalterkopf angeordnetes Ventil (15,16) in Verbindung steht, das sich oberhalb eines bestimmten Drucks in der Löschkammer schließt.

3. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum des Zylinders (8) oberhalb des Kolbens (7) mit dem Ringraum (13) durch ein zum Boden des Speicherraumes (17) verlaufendes Rohr (21) verbunden ist.

4. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pumpenkolben (7) und dem Pumpenzylinder (8) ein Ringspalt (9) vorhanden ist.