DE1590986A1 - Elektrischer Schalter - Google Patents

Elektrischer Schalter

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DE1590986A1
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DE
Germany
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torsion bar
lever
switch according
electrical switch
movement
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Pending
Application number
DE19651590986
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English (en)
Inventor
Van Sickle Roswell C
Yeckley Russell N
Aspey Wayne S
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/42Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using cam or eccentric
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/04Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/16Impedances connected with contacts
    • H01H33/166Impedances connected with contacts the impedance being inserted only while closing the switch
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/24Means for preventing discharge to non-current-carrying parts, e.g. using corona ring
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid

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  • Circuit Breakers (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

Westinghouse
Electric Corporation
Pittsburgh
Dr. jtixpi.
1590986 31 MAi 1965
65/8004
Elektrischer Schalter
Pur diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden USA-Patentanmeldung Serial No.374 709 von 12.6.64 beansprucht.
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, insbesondere Hochspannungsleistungsschalter, mit einem Torsionsstab als Energie ope icher.
BAD ORIGINAL
009823/0372
Schra/Gp
WS-Case 36 597
Bei Torsionsstäben wird bekanntlich die Federenergie dadurch gespeichert, daß zwei Enden des Torsionsstabes gegeneinander verdreht werden. Die Verdrehung erfolgt üblicherweise durch Hebel. Deshalb wird dir Torionsstab auf Biegung beansprucht, wenn man nicht durch eine aufwendige Lagerung die Biegekräfte aufnimmt. Als Abhilfe ist erfindungsgeinäß eine symmetrische Anordnung des Torsionsstabes vorgesehen, bei der die Toisionsbewegung zwischen dein Mittelteil des Torsionsstabes einerseits und seinen beiden Snden andererseits erfolgt. Hierdurch werden die Hebelarme der Biegekräfte verringert und somit die Biegebeanspruchungen des 'Torsionsstabes klein gehalten.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Snden des Torsionsstabes je ein Rohr befestigt ist, das den Torsionsstab bis in die Nähe des Mittelteiles umgibt- Die Rohre bilden eine Abdeckung des Torsionsstabes. Sie können auch zur Führung des TorsionsStabes benutzt werden. Zu diesem Zweck kann man die freien Enden der Rohre in der Nähe des Mittelteiles gegenüber dem Torsionsstab drehbar abstützen. Vor allen Dingen kann man an dem in der Nähe des Mittelteiles liegenden Ende der Rohre je einen Hebel anbringen. Werden
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BAD
W3-Case 36 597
diese Hebel gegenüber einem v/eiteren Hebel, der im Mittelteil des Torsionsstabes angreift, verdreht, so kann die Federkraft des Torsionstabes gespeichert bzw. wirksam gemacht werden, ohne, daß Biegeklüfte auftreten, v/eil sich die Kräfte wegen der benachbarten symmetrischen Anordnung der Hebel bis auf reine Torsionskräfte gegenseitig aufheben.
AIo weitere Ausbildung der Erfindung 13t vorgesehen, daß der Torsioni-äab als zusätzlicher Federspeicher wirkt. Hierbei kann man die große Steifigkeit von Torsionsfedern in besonders vorteilhafter Weise ausnutzen, um das bewegliche Schaltstück des Schalters während.eines bestimmten Teiles der Schaltstückbewegung stark au beschleunigen. Zu diesem Zweck v/ird der Torsionsstab vorzugsweise gegen Ende der Einschaltbewegung gespannt und zum Beginn der Ausachaltbewegung entspannt. Er verldht dann dem beweglichen Schaltstück eine hoho Geschwindigkeit im Augenblick der Kontakttrennung. Beim Einschaltvorgang ergibt er dagegen eine Abbremsung der beweglichen Masse gegen Ende des Sinschalthubes. Dies ist besondere für Druckgasschalter von Vorteil, bei denen die zum Beschleunigen dec Schaltstückeo notwendige Kraft den größten Teil der Antriebskraft ausmacht.
Weitere Einzelheiten der Erfindung v/erden in der folgenden Beschreibung an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen ist:
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BAD OHiQfNAL - ': -
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V/E-uase 34 561
Pig. 1 eine Seitenansicht eines dreiphasigen Hochspannungs-
Leistungsschalters mit Druckgas als löschmittel nach den. Lehren der Erfindung.
Fig. 2 ist eine Vorderansicht des dreiphasigen Schalters nach Fig, 1.
Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt durch einen der als Element dienenden Schalterköpfe eines der Pole des Leistungsschalter nach den Fig. 1 und 2. Der Schnitt verläuft in wesentlichen längs der Linie III-III der Fig. 2*. Die bewegliche Schaltstückanordnung ist in der Binschaltstellung gezeichnet.
Fig. 4 ist ein Vertikalschnitt im wesentlichen längs der Linie IV-IV der Fig. 3. Dabei sind der Klarheit halber der Widerstand und die Einrichtung zur Spannungsverteilung weggelassen.
Fig. 5 ist ein Horizcntalschnitt längs der Linie V-V der Fig. 3 und 4.
Fig. 6 ist ein Teilschnitt ähnlich dein der Fig. 3 in vergrößerten Maßstab. Er zeigt die Anordnung der einzelnen Schaltstücke in einer teilweise geöffneten Stellung.
Fig. 7 ist eine Ansicht des Blasventilo in vergrößerüem Maßstab? er zeigt das Ventil in der Öfinur.gs stellung-
Fig.7A ist eine Ansicht ähnlich der der Fig. 7. £... e zeigt jedoch das Blasventil in der Schließstellung.
Fig. 3 ist eine Ansicht eines Teils der Antrim ^glieder für das Blasventil in vergrößertem Haßstab.
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BAD ORiQlNAL
g· WS-Gase 34 561
Pig. 9 ist ein Vertikalschnitt durch einen Teil der Blasventilantriebsglieder in vergrößerten Maßstab.
Pig.10 ist ein Schnitt durch die Aniriebsglieder längs der Linie X-X der Fig. 8 ir. vergrößerten Maßstab. Fig.11 ist ein Schnitt durch die Torsionsstabfederanordnung. Fig. 12 ist eine Seitenansicht der Einschaltv/iderstände und des
feststehenden Widerstandskontaktes nach Pig. 5· Fig.i2A ist eine Teilansicht der Federplatte nach Fig. 12 in
vergrößertem Maßstab.
Fig.13 ist ein Vertikalschnitt in wesentlichen längs der Linie XIII-XIII der Fig. 12.
Fig.14 ist eine Vorderansicht des BlasVentilbetätigungshebels. Fig. 15 ist ein Vertikalschnitt in v/esentlichen längs der Linie
XV-XV des Blasventilhebels nach Fig. 14. Fig.16 ist eine Seitenansicht des Bla3ventilbetätigungsnockens
in vergrößerten Maßstab.
Fig.17 ist eine Draufsicht auf den Blasventilbetätigungsnocken,
der in Fig. 16 dargestellt ist. ^
Fig.13 ist eine Seitenansicht eines Blasventilnockenbetätigungs-
hcbeIs.
Fig.19 ist eine Seitenansicht des Blasventilnockenbetätigungshebels nach Fig. 18.
Fig.20 ist eine Seitenansicht eines Blasventilfreigabehebels. Fig.21 ist eine Ansicht des Blasventilfreigabehebels nach Fig.
20.
Fig.22 ist eine Seitenansicht einer der lösbaren Blasventil- °
klinken.
Fig.23 ist eine Seitenansicht der lösbaren Blasventilklinke
nach Fig. 22. 009823/0372 t
ti M-* ~*\J MkJ
. -J590986
Pig.24 ist eine Seitenansicht des Hauptbetätigungshebels für den als Bauelement ausgebildeten Schalterkopf nach Pig.
Pig.25 ist ein Schnitt längs der Linie XXV-XXV der Pig. 24-
Pig.2b ist eine Seitenansicht des Hauptbetätigungshebels nach den Pig. 24 und 25.
Pig.27 ist eine Draufsicht auf den Hauptbetätigungshebel nach den Fig. 24 bis 26.
Fig.23 ist eine Draufsicht auf den feststehenden Haupttrag- «
rahmen für den als Bauelement ausgebildeten Schalterkopf nach Pig. 3.
Pig.29 ist eine Seitenansicht des feststehenden Haupttragrahmens nach Pig. 28.
Pig.30 ist eine weitere Ansicht des feststehenden Haupttragrahmens nach Pig. 28 und 29.
Pig.31 ist eine schematische Darstellung der zur Spannungsverteilung vorgesehenen Impedanzanordnung für einen Leistungsschalter mit Mehrfachunterbrechung gemäß der Erfindung.
Pig.32 ist eine etwas vereinfachte, schematische Ansicht des Betätigungshebels im Grundgestell einer der Poleinheiten nach der Erfindung.
Pig-33 ist eine schematische Ansicht des Sinschaltwiderstandes und der Kontaktanordnung, wobei die Schaltstücke in der ' Ausschaltstellung zu sehen sind.
Pig.34 zeigt die Kurven der Überspannungsgröße als Punktion der Vierte der 3inschaltwiderstände.
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BAD ORiQlNAL
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*. W3-Case 34 561
In den Pig. 1 und 2 der Zeichnung ist zu sehen, daß ein dreiphasiger Hochspannungs-iJruckgassleistungsschalter 10 die Poleinheiten A, B und C umfaßt. Die Poleinheiten sind gleich mit Ausnahme der elektrischen Steuerleitungen; der Gasleitungen und der Luftleitungen und bis auf das Gehäuse des mittleren Pols. i)ies enthält die gerne ins ame η Teile des Luft- und Gassysteins. Jede Poleinheit A, B oder G ist auf einen schweren, geerdeten Tragrahmen befestigt, der aus kräftigen Längsträgern 14 unj wii Kligen Verstrebungen 16 besteht. Zusätzlich besitzt jeder Tragrahmen 12 vorzugsweise einen längs verlaufenden Hochdruckhauptbehälter 18, der im wesentlichen parallel zu den anderen verläuft und individuelle Versorgungsleitungen 20 besitzt, die sich von dem Behälter nach oben in die drei aufrecht stehenden Isoliersäulen 22 erstrecken, um Hochdruckga3 zu Kilfshochdruckbehältern 24 auf Hochspannungepotential zu liefern, wie in folgenden näher beschrieben wird.
Jeder Poleinheit A, B oder G ist ein aufrecht stehender Stromwandler 26 zugeordnet, der dazu verwendet wird, den Strcm durch die PoleinheiT; zu messen. Da der Stromwandler 26 keinen Teil der Erfindung bildet und sein innerer Aufbau als bekannt vorausgesetzt werden darf, wird er nicht näher beschrieben. Es wird lediglich auf die amerikanische Patentschrift 2 504 647 hingewiesen, die einen typischen gasgefüllten Stromwandler beschreibt, der dafür verwendet werden könnte.
Wie in den ?ig. 1 und 2 dargestellt, sind Qvi den Isolierstoff säulen 22 Hochspannung führende metallische Schaltkammern
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oder Schalterköpfe 28 befestigt. In ihren Innern sind zwei in Reihe geschaltete Unterbrechungsstellen 30 untergebracht, die in den Fig. 3 und 6 in einzelnen dargestellt sind.
Sine Wartungstür 32 (Fig. 5), die von Angeln 34 getragen wird, kann durch Bolzen 36 gesichert -werden, wie in Figur 5 dargestellt, un einen gasdichten Verschluß der Schalterköpfe 28 zu bilden.
Aus Fig. 3 ist zu sehen, daß jeder Schalterkopf 28 eine drehbare Kontaktbrücke umfaßt, die als Ganzes mit 38 bezeichnet ist. i)ie Kontaktbrücke besitzt zwei sich radial nach außen erstreckende Gasführungsarme 40, die die beweglichen Schaltstücke 42 tragen. Jedes bewegliche Schaltstück 42 ist von einen relativ feststehenden Schaltstück 44 trennbar, um einen Lichtbogen 46 zu ziehen (Fig. 6). .Der Lichtbogen 46 wird durch einen intensiven Gasstrom gelöscht, wie später näher beschrieben wird. .Die feststehenden Schaltstücke 44 werden von Jurchführungsbolzen 48 getragen. Sie sind an diesen festgeklemmt. Die Bolzen 48 erstrecken sich durch die Durchführungen 50, die durch die linden der Schalterköpfe ragen. Jer Schalter 10 arbeitet während des Aus- und 3inschaltens so, daß eine Jrehung der verschiedenen Kontaktbrücken 38 bewirkt wird, un ein Einochalten oder alternativ ein Ausschalten des elektricchcn Stromkreises L1, L2 durch den Schalter 10 hervorzubringen.
Fig. 32 der Zeichnung läßt erkennen, daß ein Antriebsgehäuse 52 einen geeigneten Antrieb 54 enthält. i)er Antrieb 54 bildet keinen Teil der Erfindung. 3r kann ein hydraulischer, pneumatischer oder ein Magnetspulantrieb sein, je nach Wunsch. Jer
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dargestellte Antrieb 54 ist ein pneumatischer Antrieb mit einem Antriebskolben 56, der hin- und hergehend beweglich in einen Antriebszylinder 58 angeordnet ist. j)er Einlaß des Hochdruckgases, SoBc der Druckluft, aus den Behälter 60 wird durch ein Eincchaltventil 62 gesteuerte üas Gas bewirkt eine nach unten gerichtete Einschaltbewegung des Antriebskolbens 56 und dadurch das Einschalten des Schalters 10. Für die drei Pole A, B und G
ist
sind drei Antriebe vorgesehen. x)ies7durch die Größe und das Gewicht des Schalters bedingt, der für ein 500 kV-Nets mit einer Schaltleistung von 35 000 MYA vorgesehen ist. Me drei Antriebe 54 werden durch elektrische Mittel synchron gesteuert. Solche Mittel sind beispielsweise in der amerikanischen Patentschrift 2 917 602 von 15.12.1959 angegeben. Der Antrieb 54 ergibt eine nach unten gerichtete lincchaltbewegung einer Betätigungsstange 64, die bei 66 mit einen Hauptbetätigungshebel 68 verbunden ist« Der Betätigungshebel 68 13t auf einer feststehenden Welle 70 angebrachte Bei 72 ist an dem Hebel 68 ein Lenker 74 gelenkig angebracht, der seinerseits bei 76 mit einen dreiarnigen Winkelhcbcl 78 gelenkig verbunden ist. Der Winkelhebei 78 ist bei 80 und 82 mit zwei horizontal verlaufenden Antriebsstangen 84 u.86 gelenkig verbunden. Die horizontal verlaufenden Antriebsstangen 84 und 86 besitzen Antriebsfedern 88 und 90. Diese liefern die Energie zur Bewegung der Stangen in die Ausschaltige. Die horizontalen Antriebsstangen 84» 86 sind bei 92, 94 und 96 mit drei Winkelhebeln 98, 100 und 102 verbunden. An diesen sind drei horizontal verlaufende Hauptantriebswellen 104> 106 und 108 befestigt. Die Antriebswellen 104, 106 und 108 sind drehbar durch
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gasdichte Dichtungen in die unteren Isolierstoffsäulen 110, 112 und 114 geführt, die die unteren dnden der drei Isolatoren 22 bilden.
In Innern der unteren Säulen 110, 112, 114 sind Hebel 116, 118 und 120 angeordnet. Diese sind ihrerseits bei 122, 124 und 126 mit den unteren Snden von vertikal verlaufenden, hin- und hergehend beweglichen Isolierstoffstangen 128, 130 und 132 verbunden. .Die oberen. Snden der drei Isolierstoff stangen 128, 130 und 132 haben metallische Endstücke 134. An diesen sind bei 136 gabelförmige Hebelteile 138 des Hauptbetätigungshebels befestigt, wie insbesondere in. den Pig. 24 bis 27 gezeigt ist. Uie Betätigungshebel bilden einen Teil der als Ganzes mit 138 bezeichneten Antriebsanordnung. Jede Antriebsanordnung 138 besitzt Betätigungsarine, wie später näher beschrieben wird, und übersetzt die vertikal hin- und hergehende Bewegung der Isolierstoffstangen 128, 130 und 132 in eine .Drehbewegung der Kontaktbrücke und eine Blasventilbewegung, wie später näher beschrieben.
Im Innern jedes der Schalterköpfe ist ein feststehender Haupttragrahmen 139 befestigt, wie insbesondere in den Pig. 23 bis 30 dargestellt ist. Der Haupttragrahnen 139 umfaßt eine schwere Grundplatte 140 und aufrecht stehende Träger 142, 144, die an dieser, z.B. durch Schweißen, befestigt sind und Lager 146 zur Aufnahme einer Hauptantriebswelle 148 bilden. i)ie Antriebsanordnung 138, die in den Pig. 24 bis 27 dargestellt ist, ist auf der Hauptantriebswelle 148 gelenkig befestigt. Sie besitzt einen einstückigen Arn 138b mit Öffnungen 150, die sich durch die äußeren freien
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3nden erstrecken und einen Gelenkbolzen 152 aufnehmen« Der Gelenkbolzen stellt die Verbindung zu einen Lenker 154 her. Dieser ist seinerseits nit Hilfe eines Bolzens 156 (Fig- 6) gelagert, der sich durch einen aufrccit stehenden gabelfümigen Antriebsteil 158 der Kontaktbrücke 38 erstreckt.
V/ie die Fig. 3 und 6 zeigen, besteht jede Kontaktbrücke 38 aus zwei radial nach außen verlaufenden Gasführungsarinen 40, an deren äußeren freien ündon die beweglichen Schaltstücke 42 befestigt sind. Jedes bewegliche Schaltstück 42 umfaßt ein rohrf b'rniges Lichtbogenhorn 160 und mehrere dieses umgebende Kauptkontaktfinger 162» die unter der Wirkung von Federn stehen« Jie Haupt kontaktfinger 162 wirken mit der Außenseite des feststehenden Hohrkcntaktes 44 zusammen, wie die Fig. 6 besonders deutlich zeigt.
Bei der Ausschaltbewegung lösen sich zunächst die Kontaktfinger 162 von der Außenseite des feststehenden Schaltstückes 44, um einen. Lichtbogen 46 zwischen dem beweglichen Lichtbogenhorn 160 ur.d den feststehenden Rohrschaltstück 44 hervorzurufen. Hierdurch wird ein Abbrand an den beweglichen Hauptkentaktfingern vermieden. i)ie Lichtbogeniüschung ist das Ergebnis einer doppelten Biacwirkung, wie durch die den Gasstrom darstellenden Pfeile 164 in Fig. 6 angedeutet ist. Das bewegliche Schaltstück 42 umfaßt das bewegliche rohrförmige Lichtbogenhorn 160 mit einen mit einem Flansch versehenen Grundteil'66, der an das äußere 3nde des Gacführungsarmes 40 der Kontaktbrücke 38 angeschraubt ist.
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Außerdem nimmt ein zylindrisches Widerlager 168 die äußeren Enden mehrerer Kontaktfedern-170 auf, die die Kontaktfinger 162 radial nach innen drücken und eine gute Berührung mit dem feststehenden Hohrkontakt 44 ergeben.
Wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, besteht die drehbare Schaltstückanordnung 38 aus zwei mit Abstand angeordneten Seitenplatten 172, 174 mit Lagerbohrungen 176, 178 daran, die zusammen mit Lagern 180, 182 (Pig. 7) zum drehbaren Abstützen der Kontaktbrücke 38 auf einer mit Bohrungen versehenen und auch das Blasventil tragenden Abstützung angeordnet sind, die als Ganzes mit 184 bezeichnet ist. Die Abstützung 184 ist, wie die Fig. 7» 7A zeigen, durch Bolzen 186 an dem Hilfsbehälter 24 befestigt. Bei der Ausschaltbewegung gestattet die Öffnung eines zylindrischen Blasventiltellers 188, wie Fig. 7 zeigt, die Strömung von KcchdruclilöGchgas, beispielsweise Schwefelhexafluorid (SFg), aus dem Hilfsbehälter 24 durch die Öffnungen 190 in der seitlichen Fuhrungewand des Blasventils 188 und durch Öffnungen 192 in der Abstützung 184, scwie \cLter durch die Gasführungsarme 40 zu den Bereich zwischen den Schaltsxücken, um die Löschung des Lichtbogens 46 zu bewirken.
Zur genauen Führung des Gasstromes sind vorzugsweise Isolierstoffdüsen 194 vorgesehen, die mit dem beweglichen Schaltstück 42 bewegbar sind, un eine gerichtete Strömung des Druckgases durch die beblasenen, beweglichen und feststehenden Schaltstücke 42, 44 zu erhalten, wie in Fig. 6 der Zeichnung dargestellt ist. Im eir-
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zelnen besitzt die Düse 194 einen Befestigungsflansch 196, der durch einen Klemmring 198 an das Snde jedes Dreharmes 40 gedrückt wird. Jedes feststehende rohrförmige Schaltstück 44 besitst mehrere Blasschlitze 200, um die Abführung des Druckgases 202 zu unterstützen.
Blasventil-Betätigungsglieder - Pig. 4,8
Zu den Blasventilbetätigungsgliedern 204 gehört das nockenbetätigte Blasventil 188, das bei Öffnen einen Strom Lichtbogenlöschgas 202 während der Ausschaltbewegung des Leistungsschalters 10 ermöglicht. Wie in Fig. 9 im einzelnen dargestellt, besitzt der Kauptbetätigungsarm 138 einen gabelförmigen Teil 138c, der Kit ihm aus einen Stück besteht. An diesem ist durch einen Bolzen 206 ein Lenker 208 gelenkig angebracht; der letzte ist seinerseits durch einen Gelenkbolzen 210 an einem doppelarmigen Blasventilnockenbetätigungohebel 212 befestigt (Fig. 9^ und 18), der an einem feststehenden Gelenkbolzen 214 angebracht ist. Der Gelenkbolzen 214 ist innerhalb aufrechtstehender fester Träger 216, 218 (Fig. 28) gelagert, die an die Grundplatte 140 des Haupttragrahmens 139 angeschweißt sind. Zwischen den äußeren Enden des doppelarmigen Blasventilnockenbetätigungshebels 212 sitzen auf einem Gelenkbolzen 220 gelenkig angebracht zwei benachbart angeordnete Klinken 222, 224, die Nasenteile 226 verschiedener Länge besitzen. Die Klinken greifen .in Zähne 228, die am äußeren freien Snde eines Blasventilnockens 230 vorgesehen sind - Der Blasventilnocken 230 ist in den Fig. 16 und 17 näher dar-
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YiS-Jase 34 561
gestellt. Er ist ebenfalls auf den lagerbolzen 214 zwischen den Gabelteilen 232, 234 des gabelförmigen Blasventilnockenbetätigungshebels 212 gelenkig angebracht. Zwei Druckfedern 236 (Fig.9)
ur.i diese drücken auf die Rückseiten 238 der Klinken 222, 224An Singriff nit den Zähnen 228 zu bringen, Die Druckfedern 236 stützen sich in einzelnen an den Ausnehmungen 240 eines hin- und hergehenden beweglichen Trägers 242 ab, der z.B. durch Schweißen an den äußeren freien iDnden des gabelförmigen Blasventilnockenbetätigungshebeis 212 befestigt ist=
Bei der Ausschaltbewegung ergibt die in Uhrzeigersinn verlaufende Drehung des Hauptbetätigungshebels 138 durch die Streckung der Glieder 138c, 208 eine entgegen den Uhrzeigersinn verlaufende Öffnungsbewegung des Bla3ventilnockcnbetätigungshebels 212 und als Ergebnis eine gleichfalls entgegen den Uhrzeigersinn verlaufende Eingriffsbewegung des Blasventilnockens un die Gelenkbolzenachse 214. Die Eingriffsbewegung findet entgegen der Wirkung der Kräfte statt, die durch das Blasventil und eine Druckfeder 244 ausgeübt werden, die zwischen einen vorspringenden Stützteil 246 des Hauptrahnens 139 und den Federteller 248 sitzt, der. mit einer Federführungsstange 250 bewegbar ist. Die Feder führungsstange 250 ist mit einen Bolzen 252 an einen durchbohrten Gabelteil 254 des gelenkig gelagerten Nockens 230 befestigte Die Eingriffsbewegung, die von den Blasventilnocken 230 auf eine von einen Blasventilbetätigungshebel 258 getragene rollenanordnung 256 ausgeübt wird, öffnet das Blasventil dadurch, daß cine in Fig, 8 in Uhrzeigersinn verlaufende Bewegung des Blasventilbetätigungshebels 258 veranlaßt wird, wie in den Fig. 14 und 15 dargestellt
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WE-Case 34 5ό1
Die Pig. 14 und 15 zeigen, daß der BlasvGntilbetätigungshebel 258 einen verrippten Aufbau besitzt, un die notwenige Stärke zu erreichen, und Arme 260, 262 unifaßt, die Öffnungen 264 zur Aufnahme eines Gelonkbolzens 266 aufweisen. ler Bolzen ist
in aufrechtstehender. Träger:i26S, 270 gelagert, die einen ?eii des Haupttragrahnens 139 bilder..
Die Rollenanordnung 256 umfaßt einen Lagerzapfen 272 mit Endstücken 274. 276, die in Lagerbohrungen 278 gelagert sind.- Die Lagerbohrungen sind an den Enden der Armteile 260, 262 des Blasventilhebels 258 vorgesehen. Die Endstücke werden dorf durch Stifte 230 gehalten (rig. 8, Η). Sin Holienbolzen 232 trägt drehbar eine KoHe 284· Er ist in den Seitenteilen dec Gelenkzapfens 272 gelagert. Acstandsscheiben oder kleine drucklager 250, 292 können in der Anordnung verwendet werden. Der Blasventiibetätigungshebel '258 besitzt zusätzlich einen einotückigen aufrechtstehenden Druck 294, der in geeigneter V/eise miteiner Ec: rung versehen ist, un den Endieii 296 eines Blasventildrackgliedes 293 auf zunehmen. Jie Anordnung kar.n mit Hilfe einer Sperrmutter 300 in der richtig eingestellten Lage festgelegt werden.
Wie in ?ig. 8 näher zu sehen, be sir er das einstellbare Druckglied 29s eine Öffnung 302. Darin ist ein Golenkbolzen 304 aufgenommen, so daß eine gelenkige Verbindung mit einen Druckglied 306 z-ustande kommt, das einen gegabelten Endteil 308 besitzt. Die Gabeiteiie halten einen Druckbolzen 310. Dieser erstreckt sich durch öffnungen 312 in einem Gabelteil 314 eines Feder-
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tellers 316, der von den zylindrischen Blasventil 188 getragen wird. In diesem Zusammenhang wird auf die Pig. 7 und 7Λ verwiesen.
Pig. S zeigt ferner, daß die vorgenannte Nockenwirkung bei der Aucschaltbewegung eine in Uhrzeigersinn verlaufende drehung des Blasventilhebeis 258 zur Folge hat, un über die .Druckglieder 298, 306 eine nach innen gerichtete Bewegung des zylindrischen Blasventils 168 zu bewirken, durch die es in die in Fig. 7 dargestellte Lage gelangt. J)as Hcchdrucklö'schgas strömt dann aus den Hilfsbehälter 24 durch ein feststehendes Tragstück 318, durch die VentHoffnung 190 und durch mehrere Öffnungen 192 in dem Trag-Dtück 184, das als Zapfen für eine Drehbewegung der das Gas führerden Arme 38 dient. Die Fig. 6 und 7 zeigen die Richtung de3 Weges des Gasstromes,
Unter besonderem Bezug auf die Fig. 7 und 7Λ der Zeichnung ist zu erkennen, da3 der Hilfsbehälter 24 eine Öffnung 24a besitzt, um die ein Tragflansch 184a gelegt ist, der mit dem Zapfen 184 aus einem Stück besteht. Las (Tragstück 313, das einen Teil des Blasventils bildet, ist durch mehrere, in Sacklocher 322 eingeschraubte Bolzen 320 2n Planschteil 184a des Zapfen trägers 134 befestigt, ias bewegliche Blasventil 188 besitzt einen ringförmigen Blasventiisitzteil 324 und zusätzlich einen Führungsrohrtcii 326 mit einem Führungsring 323 daran. Um am Ende der Öffnung 5 bewegung d33 Blasventil 138 sanft abzubremsen, ist ein Stoßdämpfer 330 vorgesehen, der aus mehreren metallischen und federn-
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den Ringen 33£, 334 besteht. Die federnden Hinge 332 bestehen vorzugsweise aus einen elastoneren Material, z. B. aus G-uninio Zusätzlich ist eine Blasventilschließfeder 336 vorgesehen, die auf einen Sitzteil 338 des Führungsstückes 318 abgestützt ist und auf den Federsita 316 einwirkt, un das Blasventil 188 in. die Schließstellung zu drücken.
Wenn der leistungsschalter 10 in die Einschaltstellung gebracht wird, dreht sich der Hebel 212 in Uhrzeigersinn in die in Fig» gezeigte Lage= Gegen. Ende des Einschalthubes fallen die Klinken
Ev/isollen den Zähnen
222, 224 in Nuten7"228 des Nockens 230. Die beiden Klinken 222,
224 sind nicht identisch, sondern die eine hat eine etwas längere Hase 226 als die andere. Die Iängendifferens beträgt etwa die
228 Hälfte der Entfernung zwischen den beiden Zähnen/auf dem Hocken 230, so daß, wenn der Hebel 212 sich bei der Ausschaltbewegung entgegen den Uhrzeigersinn zu drehen beginnt, die eine oder die andere der Klinken 222, 224 schnell in Eingriff mit den Nuten des Nockens 230 gelangt. Die weitere Bewegung in Richtung der Ausschaltlage drückt dann den Hocken 230 gegen die Holle 284, die von den Hebel 253 getragen wird, und veranlaßt dadurch den Hebel 258, sich in bezug auf die Darstellung der Pig«, in Uhrzeigersinn zu drehen. Das obere Ende des Hebels 258 trägt ein Verbindungslied 306, dessen eines Ende bei 308 gegabelt ist. Dies drückt gegen einen Bolzen 310 in Blasventil 188. Der nach innen gerichtete Druck auf das Blasventil 188· öffnet dieses» Die Rolle 284 läuft auf den Nocken 230, bis das Ventil 188 einen Öffnungshub von ungefähr 35 mn zurückgelegt hat. Dadurch kann
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das Hochdruckgas 202 aus den Behälter24 unbehindert durch das Blasventil 188 in die Kontaktarme 40 gelangen und die Unterbrechung vollbringen. Die weitere Bewegung des Nockens 230 führt nicht mehr zu einem Anheben der Holle 284 und zu keiner weiteren Bewegung des Blasventils 188. Die Bewegung des Nockens 230 und des Ncckenantriebshebels 212 dauert an, bis die Enden 238 der Klinken 222, 224 ' die Vorsprünge 340, 342 erreichen, die von einen feststehenden Träger 344 getragen werden, der mit einen Bolzen 545 einstellbar an dem Vorderträger 216 des Hauptrahmens 139 befestigt ist (Fig. 21),. Diese Vorsprünge 340, 342 kommen mit den Enden der Klinken 222, 224 in einer einstellbaren Lage vor den Ende des Ausschalthubes in Eingriff, und die weitere Bewegung des Hebels 212 sorgt dafür, daß die Enden 238 der Klinken 222, 224 gegen die Wirkung der Federn 236 gedrückt werden, so daß die Nasen 226 aus den Nuten > des Nockens 230 zurückgezogen werden. Sobald dann die Klinken 222, 224 aus dam Nocken 230 entfernt sind, dreht die Feder 244 den Nocken 230 in Uhrzeigersinn. Sobald die Rolle 284 den Bereich des Nockens 230 verläßt, der in bezug auf die Achse 214, um die der Nocken 230 rotiert, kreisförmig ist, beginnt die Holle 284 des Hebels 258 eine nach unten gerichtete Bewegung, und. das Blasventil 188 schließt unter der V/irkung der Feder 336 im Innern des Blasventils. Die Mutter 348 ist so eingestellt, daß, wenn das Blasventil 188 die Schließstellung einnimmt, der Nocken 230 gegen die Holle 284 des Hebels 258 gehalten wird. Der Schalter 10 bleibt in dieser Lage bis eine Schließbewegung eingeleitet wird ο Für diesen Fall wird der Hebel 138 entgegen den Uhrzeigersinn gedreht. Dadurch wird der Hebel 212 in Uhrzeigersinn
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geschwenkt und die Klinken 222, 224 gelangen wieder in Eingriff mit den Hocken
Torsionsbeschleunigungsfederanordnung - Fig.10, 11
Uh eine hohe anfängliche Beschleunigungskrar; in Ausschaltrich- · tung zu erhalten, die das bewegliche Schaltstück 38 in die Ausschaltstellung bewegt und dadurch eine sehr schnelle Schaltung des Leistungsschaltero 10 ergibt, ist eine als Torsionsfeder ausgebildete Beschleunigungofederanordnung vorgesehen, die als Ganzes mit 350 bezeichnet ist und insbesondere in den Fig. 10 und 11 abgebildet ist. jJie Feder 350 ist eines der wesentlichen Elemente des Schalterkopfes 28, da sie die Energie für die Ausschaltung der €■ halt.ε" f:ke 42,44speichert. Die Speicherung erfolgt durch eine nach unten gerichtete 3cwogung der Betätigungsstange 134. Eine Holle 352 -auf einen Bolzen 136 (Fig. 10) legt sich gegen einen Torsionshebel 354 ungefähr 1,2 cn bevor die Einschaltstellung erreicht wird. Dadurch wird das äußere Ende des Hebels 354 nach unten ausgelenkt. Der Bolzen 1~6 trägt die liolle 352 zwischen einem der Arnte'ile 138a und einen dritten Ariateil 138b (Fig. 27) des Hauptbetätigung3hebels 138. Dies ergibt eine verhältnienäßig kleine Winke !bewegung des Torsionen;s'ccs 356, dco2: der Torsionsg;2c 356 ist verhältnismäßig steif und die Widerstandskraft an Bolzen'36 erhöht sich von einen sehr kleinen Ursprungswert auf den Endwert von ungefähr 7500 bis 10 COO kp. Der größte Teil der Auslenkung liegt in den 3":se 356, ein geringer Betrag der Auslenkung erfolgö auch in den äußeren Torsicnsgehäusen 353, 360.
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Jas Ergebnis ist, daß ungefähr 85 der Energie in dem State 356 und ungefähr 15 ί° in- den Gehäusen 358, 360 gespeichert wird
Bei einen Einschalthub wird der Torsionshebel 354 von der Rolle 352 mitgenommen, die, wenn sie nach unten bewegt wird, den Stab 356 verdreht,, Der Hebel 354 faßt un einen hexagonalen Abschnitt 362 des States356 etwa in der Mitte. Die äußeren Enden 364, 366 des S "-sizes 3 5 ο sind ebenfalls hexagonal ausgebildet. Sie passen in entsprechende hexagonale Bohrungen 358a, 36Oa in den rohrförmigen Gehäusen 358, 360. Die Hohre 358, 360 enthalten Stützringe 368 in der ITähe des Hebels 354. Diese gestatten eine Drehung der runden Bereichs 356a des Stets3 356 gegenüber den Torsionsgehäusöi 358, 360."
."ie beiden Hohre 358, 360 können.um Bolzen 148 zur Einstellung der*naximalen Pederbeanspruchung gedreht werden.
icr Torsionss-tab 3bo wird von den beiden rohrförmigen Torsionsgohäusen 358, 360 getragen; Diese bestehen aus Stahl und haben an ihren inneren Enden feststehende Trag- und Klemmplatte!! 372, 37J!· angeschweißt. Die Platten 372, 374 besitzen Bohrungen 376, die die Hauptantriebswelle 148 des Schalterkopfes 28 aufnehmen. Die Torsionsfeder 350 kann deshalb um die Hauptwelle 148 des Schalterkopfes 28 innerhalb gewisser, später beschriebener Grenzen gedreht werden. Die Klemmplatten 372, 374 sind in ihrer Lage mit geringem Spiel mit Hilfe des Bolzens „, 378 einstellbar. Nach der Einstellung sind die Teile im Hahmcn 139 durch zwei
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tr. .
Bolzen 380, 3Ö2- festgehalten. Dies gestattet eine Steuerung der von der ]?eder ausgeübten maximalen Kraft.
Zusätzlich besitzen die Tragplatten 372, 374, wie in Pig. 10 gezeigt, Öffnungen 384, um mit einen Spiel in der Größenordnung von 1 mm einen feststehenden Bolzen 386 aufzunehmen, der in Bohrungen des Hauptrahmens 139 gehalten ist. Eine einstellbare Schraube 388, die sich durch· den zentral angeordneten Torsionshebel 354 erstreckt, drückt gegen den Bolzen 386, um eine Einstellung der Anfangstorsion oder Belastung des Torsions spaces zu ermöglichen. Die Stellschraube 388 stützt sich gewöhnlich nur leicht gegen den Bolzen 336, um lediglich ein Spiel bei der Bewegung aufzunehmen.
Wenn der Schalter in die Einschaltstellung gebracht wird, wird der Hebel 354 in bezug auf die Gehäuse 358, 360 gedreht, und die großen Öffnungen 384 ermöglichen eine Drehung des Hebels 354, während der Bolzen 386 in den Gehäusen 358, 360 fest stehen bleibt. Wieweit der Bolzen 386 ,durch die Löcher 384 bewegt wird, hängt davon ab, wieweit der Hebel 354 durch die nach unten gerichtete Bewegung der vertikalen Betätigungsstange 134 gedreht wird, und von der Lage, in der die Gehäuse 358, 360 im Hahnen 139 gehalten werden. Der Bolzen 386 ist nicht dazu gedacht, einen Anschlag für die Feder 350 zu bilden. Deshalb sollte stets ein Spiel innerhalb der Löcher 384 vorhanden sein.
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ι . . 1
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Um! sicherzustellen, daß sich die drehbare Kontaktbrücke 38 stets in die völlig geöffnete Stellung bewegt, iat eine zusätzliche Vorspannfeder 390 vorgesehen (Fig. 9). Diese umfaßt eine Druckfeder 392, die zwischen einen Federsitz 394 und einen zugehörigen beweglichen Federsitz 396 eingesetzt ist und durch eine Stange 398.mit einen Antriebsarn 138e des Hauptbetätigungshebel3 138 durch einen Gelenkbolzen 402 gekoppelt ist, wie in der Fig. 9 näher dargestellt ist. Als Ergebnis erhält man, daß während des Anfangs der Ausschaltbewegung die Torsionsfeder 350 eine sehr große anfängliche Ausschaltkraft liefert. Diese wird durch die Vorspannfeder 390 unterstützt, die während des gesanten Schalthubes wirkt, un die volle Kontaktbewegung sicherzustellen.
Widerstandseinrichtung zun Dänpfen von Überspannungen bein Einschalten.
Bei den Druckgasschalter nach der Erfindung werden Widerstände weder.zur Steuerung des Anstiegs der wiederkehrenden Spannung noch als Unterstützung bei der Unterbrechung von Ladestiönen benötigt« 3s wurde jedoch festgestellt, daß beim Einschalten Widerstände dazu dienen können, Schaltüberspannungen auf kleineren Werten als das Doppite der normalen Leiterspannung zu halten. Das Sinschalten solcher Widerstände nacht es nöglich , dio Systenisolation auf den für Gewitterüberspannungen benötigten Pegel zu verringern.
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WE
Das Schalten einer unbelasteten Übertragungsleitung durch einen Leistungsschalter kann Überspannungen von einer Größe bis zum Mehrfachen der normalen Leitererdspannung (Scheitelwert) hervorrufen= Falls diese Spannungen groß genug sind, um einen Zusammenbruch der Isolation zu verursachen, ergibt sich ein Leitererdkurzschluß. Solche Fehler können nur dadurch verhindert werden, daß entweder die Isolation der Leitung angemessen hoch gewählt wird oder daß die von Leistungsschalter hervorgerufenen Überspannungen unterhalb eines'Wertes gehalten werden, der von der Systemisolation gehalten wird. Bei Spannungen bis 230 kV sind Schaltüberspannungen im allgemeinen kein ernstes .Problem. Für Spannungen von 5CO kV stellen sie jedoch einen ernst zu nehmenden Faktor dar, weil sie Größenordnungen erreichen, die dazu führen, daß sie mehr Fehler auf einer Leitung hervorrufen als natürliche Gcwitterüberspcnnungenc -JLe Kosten einer 500 kV-Leitung hängen zu einem beträchtlichen Maße von der erforderlichen dielektrischen Festigkeit ab. Eine Vergrößerung der dielektrischen Festigkeit ist nur möglich.durch eine Vergrößerung der Isolatorlänge, eine Vergrößerung der Abstände der Leiter gegenüber den Masten, höhere Hasten und größere Wegerechte. Infolgedessen ist die Bedeutung eines Leistungsschalters, der keine hohen Überspannungen verursacht, für 500 kV und höhere Spannungen sehr groß.
durch Schalten verursachten Überspannungen können entweder bein Ausschalten des Stromkreises oder bein Einschalten desselben entstehen« Sie werden als Teil des Sinschwingvorganges hervorgerufen, der in diesen beiden Fällen vorliegt. Beim Ausschalten erzeugt der Leistungsschalter keine nennenswerten Überspannungen,
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wenn er den Stromkreis in Augenblick des normalen Stromnulldurchganges unterbricht und die dielektrische Festigkeit des Leistungsschaltors ausreicht, den Lichtbogen an Hückzündungen in Leistungsschalter zu hindern. Zwar können unter diesen Uniständen geringe Überspannungen erzeugt werden. Diese sind das Ergebnis der aufeinander folgenden Löschung der Pole des Leistungsschalters und der kapazitiven Kopplung zwischen den Leitern der Übertragungsleitung. So läßt z.B. der erstlcschende Pol die Leitung mit einer Ladung von annähernd der normalen Leitererdspannung zurück. Das entfernte Br.de der Leitung kann aufgrund des Ferranti-Effektes ein etwas höheres Potential als der Punkt der Leitung haben, an den geschaltet wird.
Die auf der Leitung befindliche Ladung versucht für. den Fall, daß der Leistungsschalter den.Stromkreis im Stromnulldurchgang unterbricht, sich über die Länge der Leitung gleichmäßig zu verteilen. Dies kann eine kleine"Srhöhung der Spannung an den Klemmen des Leistungsschalters hervorrufen. Zusätzlich ergibt die Kopplung zwischen der abgetrennten Leitung und den beiden Phasen, die noch erregt sir.d, eine nach der Formel T-cos6Jt verlaufcr:de Änderung der Leiterspannung. In Laufe der folgenden 60° ergibt sich ein Anstieg der Spannung der abgeschalteten Leitung -wegen der Kopplung mit den beiden anderen Phasen. Falls
ο
eine Phase 60 nach der.ersten unterbrochen wird, bleibt die dritte Phase für annähernd weitere 60° erregt, bevor sie abgeschaltet wird. -JDie unter diesen Umständen hervorgerufenen Spannungen sind jedoch nicht zu groß und bedeuten keine bemerkenswerte Überbeanspruchung der Isolation der Leitung.'
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Palls jedoch das Ausschalten des Leistungsschalters wegen eines leitererdfehlers einer der leitungen erfolgt, kann eine Verlagerung des Sternpunkte3 dazu führen, daß die Spannung der anderen zwei Leiter um einen bestimmten Betrag höher ist als die normale Leitererdspannung; Auch in diesen Fällen wird der Strom in einem normalen Stromdurchgang für die Spannung unterbrochen, die dem Leiter aufgedrückt wird, und die Leitungen können ein um einen bestimmten Betrag höheres Potential als normal beibehalten.· Wenn dann der Schalter automatisch innerhalb weniger Perioden wieder eingeschaltet wird, kann die Spannung am Schalter bei der Wiederherstellung des Stromkreises der fehlerfreien Leiter in der Grüßenordnung des 2 1/2-fachen der normalen Leitererdspannung liegen. Unter diesen Umständen, und zwar für die ungünstigste denkbare Kombination des Einschaltens der drei Kreise, können sich auf diesen Leitern Spannungen bis zum 3- und 4-fachcn der normalen Leitererdspannung entwickeln.
Es wurde jedoch gefunden, daß die Spannungen begrenzt werden können, die durch Schaltüberspannungen hervorgerufen werden können, wenn ein Leistungsschalter eine unerregte Leitung einschaltet oder auf eine Leitung schaltet, die Hestladungen als Ergebnis einer vorangegangenen Ausschaltung aufweist. Diese Überspannungen sind in erster Linie durch das Zusammenwirken der Kapazitäten der Leitung mit der Induktivität der Stromquelle verursacht. Dies ergibt einen Schwingungszustand, wenn die Leitungslänge sehr kurz ist, und die Leitungskapazität wirkt wie eine konzentrierte Kapazität. Falls die Leitung eine be-
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. deutende Länge hat, sorgen die verteilte Induktivität und Kapazität gegen Erde dafür, daß die Leitung nicht wie eine einfache Kapazität gegen Erde, erscheint, sondern als Widerstand während der Zeit, die eine- Wanderwelle benötigt, un über die Leitung zum offenen Ende und zurück zu wandern. Weil die verteilte Induktivität und Kapazität ähnlich wie ein Widerstand gegen Erde in dieser Zeit wirkt, ist es üblich, diese Eigenschaft der Leitung als Wellenwiderstand zu bezeichnen. .Dieser Wert des Wider-Standes hängt, wie gesagt, von der Induktivität und Kapazität ab. Ss wurde jedoch gefunden, daß für Leitungen mit Einfachleitern der Wellenwiderstand ungefähr 400 Chn beträgt und für Leitungen mit Mehrfach- oder Bündelleitern der Wellenwiderstand kleiner ist, beispielsweise 270 bis 300 Ohn beträgt.
Die Schaltüberspannungswelle, die der Leitung aufgedrückt wird und auf dieser.zun offenen Ende wandert, ist für den ?all eines einfachen Leistungsschalters gleich dem Wert der Spannung an den Pol in den Augenblick, in den der Yorüberschlagslichtbogen zwischen den Kontakten jenes Poles entsteht. .Dies wäre nornalerweise ungefähr der Scheitelwert der Spannung. Die Wanderwelle wandert an das Ende der Leitung mit ungefähr Lichtgeschwindigkeit und kehrt dann zurück. Tatsächlich fließt ein Strcn in die Leitung, dor diese auf den "Scheitelwert der Spannung auflädt. Dieser Strcn setzt sich fort, wenn die Wanderwelle zun Ende der Leitung fortschreitet, Jtei offenen Ende der Leitung kann dieser Stron nicht länger fließen, aber die in der Induktivität der Leitung gespeicherte Energie versucht den Strcn-
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fluß aufrechtzuerhalten. Infolgedessen wird die Spannung an Ende der Leitung verdoppelt. Sie beginnt als Wanderwelle mit einem Scheitelwert zurückzuwandern, der gleich den Doppelten der normalen Leitererdspannung ist. Diese Wanderwelle kommt zurück zum Leistungsschalter. 'Wie früher bemerkt, kann die kapazitive Kopplung zwischen den drei Leitern einer Leitung und die aufeinanderfolgende Wirkung der drei Pole, was möglicherweise durch die von Spannungen hervorgerufenen Durchschläge zu etwas unterschiedlichen Zeiten veranlaßt wird, eine höhere Leitorcrlspannung als den doppelten normalen Wert ergeben.
. · ■ ■
: Wenn eine !Restladung auf der leitung liegt, ist die. Änderung der Leüberspannung, die durch die .Wanderwelle erzeugt wird, sogar r.och größer. Infolgodesscn wird eine höhere Spannung hervorgerufen, wenn ditj Wanderwelle am rinde der Leitung reflektiert.wird.
Dieses Phänomen kann die Spannung bis zum 3- oder 4-fachen der -" . normalen -Erdspannung steigern. 3s wurde jedoch" gefunden, daß, wenn die Leitung erregt ist, indem sie nicht direkt mit der Sazmelschiiie der Stromquelle, scr.dern mit.dieser über einen Widerstand" im Leistungsschalter verbunden ist, die Grüße der Wanderwelle verringert wird. Sie ist dann gleich der Größe der Spannung." über den Schalter in dem Augenblick, in dem der Vorüberschlags-lichtbogen entsteht, multipliziert mit einem Faktor, der gleich dem Wellenwiderstand der Leitung dividiert durch die Summe äes Wellenwiderstandes der Leitung und des Widerstandes in Stromkreis ist. Wenn z.B. diese beiden Widerstünde gleich sind, ist die Größe der
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der Spannungswelle, die die Leitung entlang wandert, gleich der Hälfte der Differenz zwischen den Potential der Leitung und dem Potential der Spannungsquellenschiene. Falls die Leitung kurz ist und keine bedeutende zyklische Änderung in der Größe der Speisespannung auftritt, kennt die Wanderwelle, die sich an entfernten Ende der Leitung verdoppelt hat und zur Spannungsquelle zurückkehrt, mit den gleichen oder nahezu gleichen Viert an, wie die Spannung, der Schiene. Sie unterscheidet sich von der · Schienenspannung nur durch die Yerflachung der Wanderwelle und durch die Änderung der Schienenspannung, die in der Zeit erfolgt, in der die Welle zun offenen 3nde der Leitung und zurück wandert»
Auf der Grundlage einer Leitung axt einen einfachen Leiter kann man die Spannungen berechnen, die auf der Leitung a»ls Ergebnis einer Speisung durch eir.e Schiene auftreten würden, und zwar
Zustand oder ein entweder in bezug aufeinen normalerweise geerdeten/Potential, das sich von. einer He st ladung ergibt. Ss wurde gefunden, daß es durch eir.e Änderung der Größe des Widerstandes,·" der in Leistungsschalter verwendet wird, nüglich ist, die Spannungen zu berechnen, die der Leitung aufgedrückt werden wurden,falls der Leistungsschalter mit Widerständen verschiedener Größe ausgerüstet wäre« Im allgemeinen sollte der Widerstand während 1 1/2 Perioden in Strcnkreis verbleiben und dar.n kurzgeschlossen werden.
Normale Ubertragungslcitungen sind jedoch nicht ganz so einfach wie die diskutierten Zustände, und die Leitungen besitzen eine Kopplung zwischen den Phasen ο i)ie~ Pole schalten zu verschiedenen
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Zeitpunkten dSr Spannungskurve ein und die Stromquelle hat keine Nulliinpedanz. Um diese verschiedenen Faktoren in Hechnung zu stollen, wurden Untersuchungen mit Analogrechnern vorgenommen, die die· Kennlinien spezifischer Übertragungsleitungen und spezifischer Saramelechienen verwenden. Die Operatoren der Hechengeräte haben die Folge des JSinschaltens der Phaaon gesteuert= Dadurch ist es möglich, mit einer sehr kurzen Einstellperiode die ungünstigsten Schaltkombinationen zu bestimmen= Bei einer solchen Untersuchung wurden die folgenden Daten für eine 500 kV-leitung von 160 km Länge erhalten. Die höchste Spannung wurde am Speiseende der Leitung festgestellt. Sie wurde als bezogener Viert angegeben. Bezugspunkt war die tatsächliche Spannung gegen Erde, dividiert durch die normale Spitzenspannung gegen Erde. Die Daten sind in der folgenden Tabelle aufgeführt
Spannungsmaxiraum am Speise- Überspannungen begren-
Null 0hm
2400 Il
1800 Il
1200
900 Il
600 tr
300 Il
225 Il
150
3,2 2,1 2,1 1,9 7 1,5 1,4 1,7 2,1.
Ähnliche Daten wurden für eine leitung von 560 kra länge wie folgt ermittelt-:
2, S Null '
2.5 1800 Ohm 2,2 1200 " 2,0 600 "
1.6 300 » 1,9 150 "
-29-bäD original 0 0 9 8 2 3/0372
ν motte
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3D
Es wurde festgestellt, daß die optimalen Bedingungen vorlagen, wenn der Viert des Widerstandes, der durch den Leistungsschalter eingeschaltet wurde, ungefähr gleich den 300 Ohn betragenden Wellenwiderstand der leitung war. 33 ist jedoch festzuhalten, daß, falls der Wellenwiderstand in seinen Viert weiter verringert wird, die Wirkung auf die Überspannungswellen, die die Leitung ursprünglich entlang wandern, geringer und geringer wirdj und daß für den Fall, daß der Widerstand Null ist, die gleichen Bedingungen vorliegen, wie sie zu Beginn der Tabelle angegeben sind. In anderen Worten, die an der Spitze der Tabelle angegebenen Bedingungen liegen für den Fall vor, daß der Widerstand entweder den Wert "Null"oder "Unendlich" hat.
lie Leistung, die in Widerstand frei wird, hängt von den Quadrat der Spannung ab, die an Widerstand auftritt, dividiert durch den Wert des Widerstandes. Die freiwerdende Energie ist gleich dieser Leistung, multipliziert mit der Zeit, wälrind der der Widerstand in Strcnkreis liegt. Der Spannungsfall und der Widerstand sind jedoch nicht unabhängige Variable. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Viert des Widerstandes in Leistungsschalter ungefähr gleich den Wert der ohnschen Konponente des tfellcnwiderstandes ist.
e = Spannungsfall an Widerstand
H = Einnchaltvriderstand
Hj, ·= Wellenwiderstand der? Leitung "
BQ - Potentialdifferens en Schalter bein Einschalten.
_n V BAD ORiGiNAL
O GiTZ 3-/6-3 7 2-'
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Leistung= e
=? °JL = s2-i^ = VJl
7CTlTx0 X ic"+""i) H"~ " k~+""T" Leistung e2 = fo __ (k _)f.
Jiese Gleichungen sind dadurch etwas 2U stark verGinfacht, daß sie von der Voraussetzung einer starren Speisespannung und einer einfachen Leitung ausgehen, die von dieser Speisespannung gespeist wird.
Ausgedehnte Untersuchungen nit Analogrechnern sind erforderlich, um die Wirkungen de3 Wellenwiderstandes der Längen der Leitung, der Zeitpunkte, zu denen die Widerstände eingeschaltet werden, die Längen der zu schaltenden Leitungen und der Impedanzen der Stromquelle zu zeigen. Bin Beispiel für Ergebnisse, die bei der Berücksichtigung dieser Paktoren erhalten werden, sind in ?ig. 34 dargestellt,
Im allgemeinen ergibt ein zu kleiner "Widerstand eine hohe Spannung, da er nur geringen Einfluß auf die Größe der ursprünglichen Spannungswelle hat, die die Leitung entlang wandert. Sin zu hoher Widerstand ergibt eine hohe Spannungswelle, wenn er kurzgeschlossen Vi'ird. Zwischen diesen beiden Werten liegt ein Optimum. Die Kurven an ?ig= 34 zeigen aber, daß sich dieses Optimum mit der Impedanz der Spannungsquelle ändert, die durch die Größe des Sarnnel-
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Schienenfehlers dargestellt ist, und mit der Länge der Leitung, die die in einer geladenen Leitung gespeicherte Energie beeinflußt, sowie mit der Zeit, die eine Welle braucht, un die Leitung zu passieren, und zurückzukehren. Die Kurven sind für den Zustand gezeigt, der nach der Unterbrechung eines einphasigen Fehlers vorliegt, und für die sofortige Wiedereinschaltung, bevor die lie st ladungen der fehlerfreien Leitungen abgeleitet werden können»
Aus den vorstehenden. Beispielen kann gezeigt v/erden, daß der optimale Widerstand für die Verwendung in den Leistungsschalter in Bereich von einen Wert liegt, der etwa gleich den Wellenwiderstand ist, bis zu einen Wert von ungefähr dem 1 1/2-fachen des Wellenwiderstandes. Jie obere Grenze ist etwas weniger kritisch. Die Wahl des Widerstandes sollte "eher auf der hohen Seite liegen als auf der unteren Seite, weil sie in diesen Bereich weniger kritisch ist und v/eil die in Widerstand freiwerdende Energie kleincr:ist.
Un die Überspannung auf der Leitung bein Einschalten des Leistungsschalters 10 auf einen Wert zu begrenzen, der nur wenig höher liegt als die vorgenannten, z.B. auf das 0,8-fache der bezogenen Scheitelwertspannung, sollte, wie gefunden wurde, der Wert des Einschaltwiderstandes it für jeden der Pole A, B oder G in den Bereich von 1- bis 1,3-fachen des Wellenwiderstandes der erregten Leitung fallen. Falls eine größere Überspannung zulässig ist, beispielsweise in der Größenordnung von 2-fachen der bezogenen Scheitelviertspannung, so kann der Ein-
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sehaltwiderst^nd in einen größeren Bereich fallen, dessen Grenzen beispielsweise vbin 0,9-fachen des Wellenwiderstandes bis zum 1,5-fachen des Wellenwiderstandes der erregten Leitung reichen. Schließlich ist für den Pail, daß eine Überspannung vom 2,5-fachen der bezogenen Scheitelwertspannung möglich ist, der Bereich noch weiter begrenzt. Er reicht vom 0,65- bis zum 2,7-fachen des WellenvaderStandes der Leitung.
Unter besonderem Bezug auf die Fig. 12, 13 und 33 ist festzustellen, daß zwei in"Reihe geschaltete Einschaltwiderstandsanordnungen 404 jedem Schalterkopf 28 zugeordnet sind. Jeder Einschaltwiderstand 404 besteht aus vier mechanisch parallelen Widerstandseinheiten 406, die durch radial nach außen verlaufende Isolierstoffstreifen 408 von einem feststehenden Kragen oder einem Hing 410 gehalten werden, der in der Nähe des inneren Endes des Fiihrungsbolzens 48 jeder Durchführung 50 durch Schrauben und Klemmen befestigt ist.· Wie in Fig. 2 näher gezeigt ist, sind die mechanisch parallelen Widerstandseinneiten 406 am Umfang des Tragkragens 110 angeordnet,- um eine breite Abstrahlung der Wärme zu erhalten, ein Minimum an Kaum zu erfordern und die elektrisch notwendigen Abstände zu erhalten, da alle vier Widerstandseinheiten 406 elektrisch in Reihe geschaltet sind. . ·
Die Widerstandseinheiten 406 bestehen aus parallelen Widerstandastangen 412, die zwischen zwei leitenden Platten 414, gehalten sind. Die Platten sind mit Hilfe von Isolierstoff-
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abstandsstangen 41 β mit Abstand voneinander gehalten. Das eine Ende 413a dieser Stangen ist am Federsitz 414 durch Schrauben befestigt» i)as andere Bnde ist mit einer Mutter 420 festgeklemmt. Wie in Fig. 12A näher dargestellt ist, besitzt der leitende Federsitz 414 Ausnehmungen 422 und 424. Diese Ausnehmungen dienen dazu, unter dem Einfluß des Pederdruckes die parallel angeordneten Widerstands3tangen 412 aufzunehmen und in ihrer Lage zu halten. Druckfedern 426 sorgen für den erforderlichen Kontaktdruck der Widerstandsstangen 412.
Die Widerstandsstangen 412 können aus einer geformten Kohlenstoff mischung bestehen, wie an sich bekannt ist. Sie werden durch Widerstandsteller 416 in der richtigen Lage gehalten, die durch Ausnehmungen 428 (Pig. 13) ähnlich den Ausnehmungen 422 gebildet werden.
Die vier einzelnen Widerstandaeinheiten 406, die jeweils aus einem Widerstandssitz 416, sechs parallelen Widerstandestangen oder 31ementen 412 und einem passenden Federsitz 414 bestehen, sind elektrisch in rteihe geschaltet. Dies geschieht durch Verbindungsstücke 430 zwischen den einzelnen Widerstandseinheiten 406. Das eine Bnde der Widerstandseinheit 406 ist elektrisch mit dem feststehenden Schaltstück 44, das andere Ende mit feststehenden Widerstandsschaltstücken 432 verbunden. Die Konstruktion ist so gewählt, daß beim Einschalten, wenn die Widerstände 240 beansprucht werden, das feststehende Widerstands -
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schaltstück 432 in Berührung mit dein beweglichen Widerstandsschaltstück 434 gelangt,, das an dein äußeren Ende des Schaltarras 38 gelegen ist, so daß der V/iderstandsstronkreis geschlossen wird, bevor die Kontaktberührung zwischen den Haupt- und dem beweglichen Schaltstück 42, 44 erfolgt. Vorzugsweise ist mit dem feststehenden V/idorstandsschaltstück 432 ein Totpunktgelenk 436 verbunden, so daß bein Ausschalten Trägheitswirkungen in der Weise zustande kommen, daß die Widerstandsschaltstücke 432 beim Ausschalten vor der Trennung der beweglichen und der Hauptschaltstücke 42, 44 geöffnet werden. Als Ergebnis erhält
nan, daß der ^-inschaltwiderstand 240 nur bein Einschalten in den Stromkreis eingeführt wird und nicht bein Ausschalten.
In einzelnen besteht das feststehende Widerstandsschaltstück 432 aus einen Kontakt nit federnden, gebogenen, gespaltenen Fingern und zwei nit Abstand angeordneten eir.stücken Ohren 438, die Bohrungen 440 zur gelenkigen Lagerung aufweisen.
Ein Gelenkfcolzen 442 erstreckt sich durch die genannten Bohrungen 440 in den nit,Abstand angeordneten Ohren und trägt gelenkig eine Federführung 444. Jie Federführung 444 unfaßt teleskopartig einen Federführungsbolzen 446 nit einen Kopfteil 443, der als Federteller für eine Druckfeder 450 wirkt.
Das feststehende Widerstandsschaltstück 432 besitzt zusätzlich zwei nix Abstand voneinander angeordnete einstückige Ohren 452 mit Gelenklöchern zur Aufnahme eines Gelenkbolzens 454, dessen Enden in Gelcnkausnehnungen gelagert sind, die vcn einer in wesent-
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lichen gabiigen Schirmanordnung 456 vorgesehen sind. Die Schirmanordnung ist mit Hilfe von Bolzen 458 an den oberen Widerstandssitz 416 befestigt, wie in Pig. 12 zu sehen ist. Sie sorgt zusätzlich für Löcher zur Aufnahme oinoo Gelenkbolzens 460, der in eir.er Ausnehmung 462 des Kopfteiles 448 des Federführungsbolzens 456 gelagert ist.
Aus den verstehenden wird ersichtlich, daß das Kniegelenk 436 die Gelenkglieder T-j, T« umfaßt, die in Richtung einer Totpunktlage in der Sinschaltstellung bewegt werden, wie durch die gestrichelte Linie 464 in ?ig. 13 dargestellt ist. Man erreicht dadurch, daß Massenträgheitswirkungen ins Spiel gebracht werden und wegen der außerordentlich schnellen Ausschaltdrehung der Kontaktbrücke 38 sich die Widerstandsschaltstücke 432 trennen, während die Kauptschaltbrücke 42, 44 noch in Berührung 3tehen. Mithin wird der Y/iderstandskreis bei der Ausschaltbewegung des Leistungsschalters 10 sofort geöffnet und der Widerstand liegt nicht in iieihe mit den Stromkreis.
Wie in ?ig. 12 deutlich dargestellt, ist die Schirmanordnung 456 un den feststehenden V/iderstandskontakt 432 herum angeordnet, um die Möglichkeit eines Überschlages zwischen dem V/iderstandskontakt 432 und dem äußeren Widerstandsteil des Hauptgehäuses 28 zu. verringern.
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Die Verwendung von Kondensatoren zur Spannungsverteilung zwischen den Schaltotrecken eines Leistungsschalters mit Mehrfachunterbrechung.
In einen leistungsschalter mit Mehrfachunterbrechung verteilt sich die an den Klemmen des Schalterpoles A, B oder C liegende Spannung normalerweise nicht gleichmäßig auf die in üeihe liegenden Schaltstellen. Wenn der Schalter so gebaut werden könnte, daß die Kapazitäten über die einseinen Schaltstrecken alle gleich wären und daß die Kapazitäten nach Erde von den leitenden Teilen zwischen den Schaltstrecken vernachlässigbar wären, würde eine .Reihenschaltung gleicher Kondensatoren zwischen die verschiedenen Potentiale su schalten sein, und die angelegte Spannung würde gleich sein. Auf diese Weise könnte eine gleichmäßige Spannungsverteilung erhalten werden. In einem praktischen Leistungsschalter sind jedoch die Kapazitäten über die Schaltsteilen nicht so groß in bezug auf die Kapazitäten gegen Erde, daß die Kapazitäten gegen Erde vernachlässigt werden können. Durch Vergrößern der Kapazitäten an den Unterbrechangsstellen · durch Hinzufügen von Kondensatoren können die Kapazitäten gegen Erde verhältnismäßig weniger wirksam gemacht werden und die Spannungsverteilung nähert sich der Gleichförmigkeit. Um jedoch eine näherungsweise gleichförmige Verteilung über die Schaltstrecke in dieser Weise zu erhalten, ist der Zusatz sehr großer Kondensatoren erforderlich.
Eine ungleichförmige Verteilung kleiner Kondensatoren parallel zu den ünterbrechungsstollen kann dazu dienen, die Spannungs-
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verteilung su verbessern, obgleich sie nicht gleichförmig gemacht wird. Leistungsachalter können Fehler auf beiden Seiten erfahren und nüssen infolgedessen symmetrisch oder näherungsv/eise symmetrisch sein, so' daß sie in der gleichen Weise unabhängig davon ansprechen, welche Klemme erregt ist und welche Klemme an Erde liegt. Oa die maximale Spannung am Schalter in der Nähe derjenigen Klemme aufzutreten pflegt, die erregt ist, ist es möglich, die maximale Spannung eines beliebigen Schalters dadurch zu verringern, daß ein größerer Kondensator parallel zu den Unterbrechungsstellen, an den Enden geschaltet wird. In Falle eines Leistungaschalters mit Vierfachunterbrechung sollten die beiden Sndunterbrechungsstellen. eines Poles eine größere Kapazität parallel geschaltet bekommen als die beiden inneren Unterbrechungsstellen. In Falle eines Leistungsschalters mit sechs Unterbrechungsstellen können die beiden Unterbrechungsstellen an den Enden die größten Kondensatoren parallel geschaltet bekommen und die zweite und fünfte Unterbrechungsstelle könnte mit Kondensatoren geringerer Größe versehen, werden, während noch kleinere Kondensatoren parallel zu der dritten, und vierten Unterbrechungsstelle geschaltet werden. Die relativen Vierte der Kondensatoren, hängen von. den relativen Kapazitäten der einzelnen Unterbrechungsstollen und zwischen den Unterbrechungsstellen und Erde ab.
Für einen Schalterpol mit sechs Unterbrechungsstellen in Keihe beträgt die berechnete Spannungsverteilung ohne Kondensatoren 67,2; 17,Sj 10,1; 2,7; .1,6 und 0,6 J6. Die an höchsten bean-
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spruchte Schaltstrecke ist also nit den Vierfachen des Durchschnittswertes der sechs ünterbrechungsstellen beansprucht» iiurch die Anbringung von Kondensatoren parallel zu den sechs Unterbrechungsotellen mit höheren Kapasitätswerten an den beiden Endunterbrechungsstellcn in Vergleich zu den anderen wurde die Spannungsverteilung auf gemessene Werte von 20,5; 19,5f 18,0; 15,4? 15,0 und 11,6 # verbessert. Bei diesen Schalter wird die an höchsten beanspruchte Untcrbrcchungssteile nur noch mit den 1,23-fachen des Durchschnittswertes der sechs Unterbrechungsstellon beansprucht-
Eei den Schalter nach der Erfindung können die Kondensatoren 466 innerhalb des Schalterkopfes 28 angebracht werden, wo sie mit einen ungebendcn Isolicrnittcl und einen Schutz gegen Wettor versehen sind. Sie können aus nehreren Kondensatorstangen 468 zusammengesetzt sein, die elektrisch parallel zwischen die inneren Enden der Durchführungen 50 an einer gebogenen leitenden Platte 470 und den metallischen Gchäuce 23 angebracht sind, wie bei 472 (?ig- 3) dargestellt ist, so da3 jede der Ünterbrechungsstellen eine Impedanz zur Spannungsverteilung parallel geschaltet bekennt. Als Beispiel wird erwähnt, daß Kondensatoren von 9CO ρ F parallel zu der äußeren Unterbrechungcstclle und nur 7CO ρ ? als Farallelimpedanz zur Steuerung der mittleren Unterbrechungsstelle vorgesehen sind, wie klar aus der Fig. 31 zu erse r_3n ist* Weiterhin zeigt Fig. 1, daß für den Fall, daß G2 nicht gleich C- ist, die folgenden Bedingungen eingehalten werden sollen:
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C1 = C
1 · 6
O2 - O5
rt _ π
W3 4
Eas Gassystem
Der Druckgasschalter 10 nach der Erfindung kann, allgemein gesprochen, mit jedem geeigneten Hochdruckgas arbeiten. Vorzugsweise wird jedoch ein sehr wirksames Gas, z.B. Schwefelhexafluorid (SFg)-Gas 202 verwendet, das unter einem hohen Druck von beispielsweise 16,8 at steht. Der Niederdruck, der in der Schaltkam:ner 28 und in den Isolierstoff säulen 22 herrscht, beträgt im wesentlichen 3at. V/ie bei solchen Schaltern üblich iöt, sorgt vorzugsweise ein nicht dargestellter Kompressor für die Verdichtung des Kiederdruckgases 202 auf den erforderlichen Hochdruck, bei den das Gas in dem längs verlaufenden Hauptbehälter 18 gespeichert wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird ersichtlich, daß ein verbesserter und vereinfachter Kochspannungs-Druckgaslciotungsschalter 10 geschaffen wurde, der duich die Verwendung einer aus Elementen zusammengesetzten Konstruktion leicht hohen Nennspannungen angepaßt v/erden kann. Für 500 kV sind beispielsweise drei Schalterköpfe 28 vorgesehen, für höhere Spannungen können weitere Schalterköpfe 28 vorgesehen werden, z.B. könnten für 700 kV vier Schalterköpfe und entsprechend längere Iaoliersäulen 22 erforderlich
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s-ein. 345 kV-Schalter können nit zwei Schalterköpfen 28 auf entsprechend kürzeren Isolicrsäulen 22 auskommen.
Me Verwendung der einzelnen Schalterköpfe 28 gestattet mithin, daß der Leistungsschalter 10 einen weiten Spannungsbereich von beispielsweise 345 bis 700 kV und sogar noch mehr anpaßbar ist» Es ist festzuhalten, daß die Schalterköpfe mit dem drehbaren Schaltarm 38 eine außerordentlich gedrungene Konstruktion ergeben, die eine schnelle Schaltbcwcgung möglich macht, so s.B, eine Zwei-Perioden-Schaltung. j)ies kann mit einen Mininun an Trägheit'der rotierenden Teile erreicht werden. Die Gasströmung bei der Unterbrechung wird in höchst wirksamer V/eise gesteuert, un eine sehr schnelle Unterbrechung gleichzeitig an zwei 121 Heihe geschalteten lichtbogen 46 zu erhalten, die in jeden der Schalterköpfe 28 gezogen werden ο
Die verwendete Konstruktion hat ferner zur Folge, daß nicht etwa extrem hoch verdichtetes Gas von beispielsweise 70 at benötigt wird, wie das bei einigen anderen Schalterkonstruktionen erforderlich ist. Außerdem ermöglicht die Verwendung eines hochwirksamen Isolier- und Lcschgases 202, wie z.B. Schwefelhexafluorid (SPg)9 die Abstünde innerhalb der Schalterköpfe 28 auf einem Minimum zu halten und zusätzlich eine sehr schnelle Unterbrechung, ohne daß eine zweistufige Schaltung notwendig ist.
Wie beschrieben wurde, ergibt die Verwendung des Einschaltwiderstandes H nur beim Einschalthub dos Schalters 10 eine Dämpfung
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von Überspannungen, die bein Einschalten der leitung aufgedrückt werden. Gleichseitig v/ird dadurch, daß der Widerstand K bein Ausschalten nicht benutzt wird, die sonst erforderliche zweistufige Aussehaltbewegung vermieden. Jadurch ergibt sich eine außerordentlich schnelle völlige Öffnung des Stromkreises. Jener ist es dadurch nicht nötig, die größeren thermischen Beanspruchungen des Widerstandes 406 zu berücksichtigen, die bein Arbeiten während der Ausschaltbewegung auftreten würden.
Uie Verwendung der Beschleunigungsfeder, die bei der Erfindung als Torsionsstab 350 ausgebildet ist, ergibt eine außerordentlich hohe Anfangsbeschleunigung bei der Ausschaltbewegung mit einem Minimum an Massenträgheit der beweglichen Teile. Schließlich ist festzuhalten, daß die besondere Ausbildung und Anordnung der Einschaltwiderstände 404 eine raumsparende Anordnung und eine gute Ableitung der in den Widerständen erzeugten Warne möglich nacht.
Die Änderung der Parallelkapazitäten an den einzelnen in Heihe liegenden ITnterbrechungsstellen führt zu einer günstigen Spannungsverteilung auf die Unterbrechungsstelle während der Aucschalbewegung des Leistungsschalters 10.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß ein Leistungsschalter 10 nit außerordentlich schneller Wirkungsweise erhalten wird, der in der Lage ist, mit einen Minimum an Wartungsarbeiten wegen seiner geringen Zahl beweglicher Teile der Kontaktanordnung 38 aus-
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zukommen. JJie besondere Anordnung des Blasventils 188 in Verbindung mit der Trag zapfen 184 ergibt eine sehr geringe Öffnungszeit, so daß der Gasstrom 202 schnell in den Bereich zwischen den Schaltstücken gelangen und den Stromkreis unterbrechen kann.
In der Endlage der Ausschaltbev/egung des Leistungsschalters 10 . werden nur die Kondensatoren 466 und die .Durchführungen 50 durch die Spannung beansprucht. Zwischen den voneinander getrennten Kontakten 42, 44 ist eine offene Gasstrecke mit keinerlei Isolierstoff teilen, die einer Spannungsbganspruchung unterliegen. .Diese Tatsache ist außerordentlich wichtig.
Ansprüche
Figuren
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Claims (12)

L-J,.. _-»-. , ■■- Je-case 36 597 ■ η Patentansprüche
1. Elektrischer Schalter, insbesondere Hochspannungsleistungsschalter, mit einen Torsionsstab als Energiespeicher, gekennzeichnet durch eine symmetrische Anordnung des Torsionsstabes (356), bei der die Torsionsbewegung zwischen dem Mittelteil (362) des Torsionsstabes einerseits und seinen beiden Enden (364j 366) andererseits erfolgt.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Enden ^364, 366) des Torsionsstabes je ein Rohr (358, 360) befestigt ist, das den Torsionsstab bis in die Nähe des Mittelteiles (362) umgibt.
3- Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Rohre ί 358, 360) in der Nähe des Mittelteiles (362) gegenüber den Torsion3stab (356) drehbar abgestützt cii-id.
4· Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den in der Mhe des Mittelteiles liegenden Eiide der Rohre '358, 360) je ein Hebel '372, 374) und ein weiterer Hebel '354) am Mittelteil <"362) des Torsionsstabes angebracht ist und daß die Hebel zun Spannen der Feder gegeneinander verdreht v/erden. ·?
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5· Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden (364, 366) einen von der Krsisform abweichenden, vorzugsweise hexagonalen, Querschnitt aufweisen und von den Rohren (358, 360) mit einem entsprechenden Innenq.uerschnitt umfaßt sind.
6. Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelteil (362) des Torsionsstabes einen von der Kreisfora abweichenden, vorzugsweise hexagonalen Querschnitt aufweist, auf den der Hebel (354) nit einer Bohrung entsprechenden Querschnittes sitzt.
7. Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (354 und 372, 374) durch einen zweiarmigen Hauptantriebshebel (138) verdrehbar sind, der an
einem der Hebel gelenkig gelagert ist.
8. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsstab (356) als zusätzlicher Federspeicher vorgesehen ist.
9» Elektrischer Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsstab (356) nur während eines Teiles der Schaltstückbewegung wirksam ist.
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10. Elektrischer Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsion3stab (356) gegen Ende der Einschaltbewegung gespannt und zum Beginn der Ausschaltbewegung entspannt wird.
11. Elektrischer Schalter nach den Ansprüche 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptantriebshebel (138) an dem einen Hebel (374) um einen größeren Winkel schwenkbar ist, als der andere Hebel (354) zu folgen vermag.
12. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsstabanordnung (350) in der Schaltkamner (28) des Schalters untergsbracht i3t.
13· Elektrischer Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsstabanordnung (350) symmetrisch zu der Ebene liegt, in der die Schaltstückbewegung verläuft.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3454734A (en) * 1965-09-22 1969-07-08 Westinghouse Electric Corp Compressed-gas circuit interrupter
US3457530A (en) * 1966-03-30 1969-07-22 Westinghouse Electric Corp High-speed operating mechanism for a circuit breaker
DE1665803A1 (de) * 1966-11-09 1971-01-21 Ite Circuit Breaker Ltd Druckgas-Leistungsschalter mit Gasumlauf
CH506874A (de) * 1969-10-31 1971-04-30 Bbc Brown Boveri & Cie Druckgasschalter mit einer Doppeldüsenkontaktanordnung
US3600541A (en) * 1969-11-06 1971-08-17 Allis Chalmers Mfg Co Circuit breaker operating mechanism having torsion bar springs
US4213022A (en) * 1978-05-01 1980-07-15 Westinghouse Electric Corp. Two-pressure type circuit interrupter

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1807815A (en) * 1931-06-02 Control apparatus
US2352269A (en) * 1942-01-21 1944-06-27 Jr Frederick Kraissl Strainer and filter
NL77657C (de) * 1946-03-14
US2534621A (en) * 1948-05-05 1950-12-19 Anciens Ets Panhard Valve return device
GB700406A (en) * 1950-07-10 1953-12-02 Ransomes & Rapier Ltd Improvements in or relating to mechanisms for returning the feet of walking machinesinto position
AT177674B (de) * 1951-06-15 1954-02-25 Daimler Benz Ag Abfederung für Fahrzeuge, insbesondere für Omnibusse

Also Published As

Publication number Publication date
US3327082A (en) 1967-06-20
BE665327A (de) 1965-10-01
GB1071906A (en) 1967-06-14
FR1460572A (fr) 1966-12-10

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