DE1665169C3 - Druckgasschalter mit geschlossenem Gaskreislauf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter mit geschlossenem Gaskreislauf und einer Steuerleitung für die pneumatische Betätigung der auf Hochspannungspotential befindlichen, aktiven Schalterelemente, mit einem mit einer Einrichtung zur Heizung des Gases ausgerüsteten Hochdruckhauptbehälter auf Erdpotential, mit wenigstens einem in der Nähe der auf Hochspannungspotential befindlichen, aktiven Schalterelemente angeordneten Hochdruckhilfsbehälter, mit einer Zuführungsleitung, die den Hochdruckhauptbehälter mit dem Hochdruckhilfsbehälter verbindet, und mit einer Einrichtung, die eine zwangsweise Umwälzung des Gases in geschlossenem Kreislauf zwischen dem Hochdruckhauptbehälter und dem Hochdruckhilfsbehälter herbeiführt

In Schaltern der vorerwähnten Art wird als Löschgas und gegebenenfalls als dielektrisches Isolationsgas ein elektronegatives Gas gewählt, wie z. B. Schwefelhexafluorid (SFe). Dieses Gas ist bei dem Druck der Hochdruckbehälter (beispielsweise etwa 14 at) und einer Temperatur nahe 0⁰C flüssig. Durch die zwangsweise Umwälzung des durch Heizwiderstände, die beispielsweise im Hauptbehälter untergebracht sind, erwärmten Gases in geschlossenem Kreislauf ist es möglich, die Temperatur des zu den Hilfsbehältern strömenden Gases auf einem Wert zu halten, bei dem eine Verflüssi- &> gung des Gases verhindert ist Bei derartigen Schaltern werden die auf Hochspannungspotential befindlichen aktiven Schalterelemente wie die beweglichen Kontakte und die Auslaßventile im allgemeinen pneumatisch von der Erde aus über eine das Steuergas leitende Steuerleitung betätigt Dieses Steuergas kann gleich oder verschieden dem Löschgas für den Lichtbogen in den Trennkammern sein. Es ist daher notwendig, die auf Hochspannungspotential befindlichen Schalterelemente durch eine doppelte Leitung mit der Erde zu verbinden, d. h. über eine Steuerleitung und eine Zuführungsleitung für das Löschgas. Das Steuergas kann sich ebenfalls verflüssigen, wobei eine Umwälzung dieses Gases nicht möglich ist Auf der anderen Seite sind die Anwesenheit von Flüssigkeit in der Steuerleitung und die Schwankung der Temperatur des Gases unerwünscht und können zu einer Störung, wenn nicht gar zu einem Ausfall der Funktion der Steuerorgane führea Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, unzulässige Temperaturschwankungen oder Verflüssigung des Gases in der Steuerleitung zu verhindern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß die Steuerleitung fast auf ihrer gesamten Länge von der Zuführungsleitung umgeben ist

Die Temperatur des Steuergases wird auf diese Weise im wesentlichen auf der Temperatur des Gases des geschlossenen Kreislaufs gehalten, ohne daß es notwendig wäre, eine zwangsweise Umwälzung des Steuergases vorzunehmen, die im übrigen auch nur schwierig zu verwirklichen wäre. Das Steuergas ist zugleich besser gegenüber Änderungen der Umgebungstemperatur isoliert da das Löschgas des geschlossenen Kreislaufs als flüssige Wärmeisolation dient Bekanntlich füiiren Änderungen der Temperatur des Steuergases zu Änderungen des Ausdehnungsverhaltens und damit der Ansprechzeit Die erfindungsgemäße Anordnung bietet somit den Vorteil, die Ansprechzeit der Steuerorgane konstant zu halten.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß die Oberfläche der Wandungen, die auf einer Seite dem erwärmten Gas und auf der anderen Seite der Umgebungstemperatur ausgesetzt sind, herabgesetzt wird, so daß eine nicht unbeträchtliche Einsparung an Heizkosten erzielt wird. In einer solchen Anordnung sind ferner die unter niedrigem Druck stehenden Gase, in dem die auf Hochspannungspotential befindlichen Schalterelemente untergebracht sind, nicht mehr in unmittelbarer Berührung mit der Steuerleitung, und ihre Temperatur kann daher erheblich herabgesetzt werden, da ihre Verflüssigung ja erst bei einer tieferen Temperatur eintritt. Es ist infolgedessen möglich, die Heizung dieses Gases entfallen zu lassen oder jedenfalls die Heizleistung herabzusetzen und so eine bedeutende Einsparung zu erzielen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Leitungen konzentrisch. Dadurch wird die beste Isolation herbeigeführt wobei diese Lösung auch am leichtesten zu verwirklichen ist

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei Druckgasschaltern mit Anordnung des Steuerventils in der Steuerleitung in Erdnähe oder auf Erdpotential dieses ebenfalls von dem in dem geschlossenen Kreislauf umlaufenden Gas umströmt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt

F i g. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Schalter;

F i g. 2 zeigt eine Einzeldarstellung im Schnitt nach der Linie H-II der F ig. 1.

In der Zeichnung liegt ein Hauptbehälter 10 in Erdnähe im Bereich des Erdpotentials, wo sich im allgemeinen auch die verschiedenen Steuereinrichtungen des Druckgasschalters befinden. Ein elektrischer Heizwiderstand U₁ der den Behälter umgibt oder in dessen Inneres hineinragt hält die Temperatur des Löschgases in dem Behälter (beispielsweise des SF6) auf einem

Wert, der eine Verflüssigung verhindert, wobei ein (nicht dargestellter) Thermostat diese Temperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur regelt Eine Zuführungsleitung 12, deren Wandung zumindest teilweise aus isolierendem Material besteht, führt in den Bereich des Hochspannungspotentials des Schalters, um komprimiertes Löschgas unter einem Druck von beispielsweise etwa 14 at den Hilfsbehältern hohen Drucks 1.3 und 14 zuzuführen, die sich in unmittelbarer Nachbarschaft der Trennkammern befinden, die sehematisch durch 15 und 16 dargestellt sind Eine Auslaßleitung 17 verbindet den Behälter 13 mit dem Behälter 14, und eine Rückleitung 18 verbindet den Behälter 14 mit dem Hauptbehälter 10 und vollendet so den geschlossenen Kreislauf für das unter hohem Druck stehende Löschgas. In die Leitung 18 ist eine Beschleunigungspumpe 19 eingefügt, um eine zwangsweise Umwälzung des erwärmten Löschgases in geschlossenem Kreislauf zwischen den verschiedenen Behältern 10,13 und 14 herbeizuführen.

Vom Hauptbehälter 10 führt eine Steuerleitung 20 in den Bereich des Hochspannungspotentials des Schalters und speist die Steuerorgane der aktiven Schalterelemente, wie die Auslaßventile oder die Steuerventile der beweglichen Kontakte, die schematisch durch 21, 22,23 und 24 dargestellt sind. Diese Steuerleitung 20 ist im Inneren der ersten Leitung 12 angeordnet, vorzugsweise konzentrisch dazu. Ein Steuerrelais oder -ventil 25, das in die Steuerleitung 20 eingefügt ist, befindet sich ebenfalls im Innern der Leitung 12, deren Gestalt an dieser Stelle den äußeren Umrissen des Relais angepaßt ist

Die Behälter 13 und 14, die Kontaktkammern 15 und 16 und die Steuerorgane 21, 22, 23 und 24 können in einem Niederdruckbehäiter 26 angeordnet sein, der durch ein metallisches Gehäuse gebildet wird, das gegebenenfalls auf Erdpotential liegt Das Innere des Behälter 26 ist mit dem Hochdruckhauptbehäker über Einrichtungen verbunden, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind und im einzelnen nicht beschrieben werden. Diese Einrichtungen umfassen einen Verdichter.

In den Niederdruckbehälter 26 können die Gase verpuffen, die aus den Behältern 13 und 14 austreten, nachdem sie zum Löschen des Ausschaltbogens im Innern der Kammern 15 und 16 gedient haben, sowie die gegebenenfalls aus den Steuerorganen 21,22,23 und 24 austretenden Gase.

Die zwangsweise Umwälzung gestattet es, die Temperatur des Löschgases in geschlossenen Kreislauf ständig auf einen Wert zu halten, der die Verflüssigung dieses Gases verhindert Da die Steuergasleitung vollständig von der Außentemperatur isoliert ist und allein mit den warmen Gasen des geschlossenen Kreislaufs in Berührung kommt, wird zugleich die Verflüssigung des Steuergases verhindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Druckgasschalter mit geschlossenem Gaskreislauf und einer Steuerleitung für die pneumatische Betätigung der auf Hochspannungspotential befindlichen, aktiven Schalterelemente, mit einem mit einer Einrichtung zur Heizung des Gases ausgerüsteten Hochdruckhauptbehälter auf Erdpotential, mit wenigstens einem in der Nähe der auf Hoch-Spannungspotential befindlichen, aktiven Schalterelemente angeordneten Hochdruckhilfsbehälter, mit einer Zuführungsleitung, die den Hochdruckhauptbehälter mit dem Hochdruckhilfsbehälter verbindet, und mit einer Einrichtung, die eine zwangsweise Umwälzung des Gases in geschlossenem Kreislauf zwischen dem Hochdruckhauptbehälter und dem Hochdruckhilfsbehälter herbeiführt, d a durch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (20) nahezu auf ihrer gesamten Länge von der Zuführungsleitung (12) umgeben ist

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitungen konzentrisch sind.

3. Schalter nach Anspruch 1, bei dem ein Steuerventil in Erdnähe oder auf Erdpotential in der Steuerleitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (25) ebenfalls von dem in dem geschlossenen Kreislauf umlaufenden Gas umströmt wird.