DE1665918C3 - Druckgasschalter mit geschlossenem Gaskreislauf - Google Patents

Description

Bei Druckgasschaltern ist es bereits bekannt, ein Isolierrohr, das die Schaltkammer und einen Schalldämp- fer enthält, sowie ein isolierendes Tragstück für das Isolierrohr als einheitliches Bauteil herzustellen. Dadurch ergeben sich Vorteile für die elektrische und die mechanische Festigkeit des Druckgasschalters. Diese bekannte Bauweise eignet sich jedoch nur für Druckgas- schalter mit offenem Gaskreislauf (deutsche Patentschrift 6 90 528).

Demgegenüber befaßt sich die Erfindung mit einem Druckgasschalter mit geschlossenem Gaskreislauf mit einem Isolierkörper, der eine Schaltkammer enthält und an den sich auf der einen Seite ein Hohlraum zur Speicherung von Hochdruckgas und auf der anderen Seite ein Hohlraum zur Speicherung von Niederdruckgas anschließt, wobei Ventile zur Steuerung der Gasströmung vorgesehen sind.

Ein Druckgasschalter dieser Art ist durch die DT-AS 27 972 bekanntgeworden. Hierbei werden die zur Gasspeicherung dienenden Hohlräume durch Metallkessel gebildet, die über Flansche mit dem Isolierkörper der Schaltkammer verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abmessungen des Schalters durch Vermeidung freiliegender spannungführender Teile zu verringern sowie eine gute Gasdichtigkeit und einen übersichtlichen Aufbau zu erreichen.

Gemäß der Erfindung geschieht dies dadurch, daß der Isolierkörper der Schaltkammer und die Wände der Hohlräume zur Speicherung von Hochdruckgas bzw. Niederdruckgas aus einem einstückigen. Ausnehmungen zur Aufnahme der Ventile aufweisenden Gießharzkörper bestehen und daß die Hohlräume je eine durch ein Verschlußorgan abschließbare öffnung aufweisen.

Da die genannten Hohlräume zur Speicherung des Hochdruckgases bzw. des Niederdruckgases in den isolierenden Gießharzkörper einbezogen sind, kann der Druckgasschalter unmittelbar an geerdeten Bauteilen aufgestellt oder befestigt werden. Es entfallen deshalb besondere Stützisolatoren, wie sie bisher erforderlich waren. Ferner entfallen Dichtungsprobleme zwischen den zur Gasspeicherung dienenden Räumen und der Schaltkammer, da keine Verbindungsstellen vorhanden sind. Es sind lediglich zwei Verschlußorgane erforderlich, die den Zugang zum Innern des Druckgasschalters ermöglichen.

Die Erfindung eignet sich besonders für Druckgas-Leistungsschalter für Mittelspannungen, die mit Schwefelhexafluorid (SFe) als Antriebs- und Löschmittel betrieben werden.

Es empfiehlt sich, die Hohlräume zur Speicherung des Hoch- bzw. des Niederdruckgases so anzuordnen, daß ihre Längsachsen senkrecht zur Achse der Schaltkammer verlaufen. Dadurch wird die Bauhöhe des Druckgasschalters verkleinert.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Hohlräume des Gießharzkörpers eine ovale Querschnittsform besitzen, dessen größerer Durchmesser in der von den Längsachsen der Hohlräume und der Schaltkammer bestimmten Ebene liegt. Der Gießharzkörper erhält hierdurch eine Form, die der Forderung nach guter Raumnutzung entgegenkommt.

Zweckmäßig ist jedes Verschlußorgan als druckdichte Durchführung für einen Stromleiter ausgebildet und durch zwei sichelförmige Körper, die in eine Nut am Umfang der öffnung jedes Hohlraumes eingreifen, in seiner Lage gehalten, wobei zwischen die sichelförmigen Körper ein Paßstück eingefügt ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele eines Druckgasschalters näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen einpoligen Druckgasschalter im Schnitt.

Eine Ausführungsform eines Verschlußorgans ist in F i g. 2 im Schnitt dargestellt.

Die F i g. 3 und 4 zeigen eine andere Ausbildung des Verschlußorgans im Schnitt bzw. in der Draufsicht.

In F i g. 5 ist in einer räumlichen Ansicht ein dreipoliger Druckgasschalter gezeigt, der aus untereinander gleichen einpoligen Druckgasschaltern mit je einem einstückigen Gießharzkörper gebildet ist.

Der in F i g. 1 im Schnitt gezeigte Gießharzkörper I enthält in seinem Mittelteil 2 eine zylindrische Ausnehmung, die Schaltkammer 3. Diese kann bei der Herstellung des Gießharzkörpers 1 durch einen später entfernten Kern gebildet sein.

Der Mittelteil 2 des Gießharzkörpers 1 enthält fer-

ner Ausnehmungen 4 und 5, in denen je ein Ventil 6 bzw. 7 für die Steuerung des Ein- und Ausschaltvorganges des Druckgasschalters untergebracht sind. Zwischen den Ausnehmungen 4 und 5 befindet sich in einer weiteren Ausnehmung 10 eine Einrichtung 11, die zur Anzeige der Stellung des beweglichen Kontaktstückes der Unterbrechungseinrichtung in der Schaltkammer 3 dient.

In dem Oberteil 12 des Gießharzkörpen 1, der sich an den Mittelteil 2 anschließt, befindet sich ein Hochdruckraum 13, der sich etwa über die Breite des Mittelteils 2 erstreckt, wobei die Längsachsen des Hochdruckraumes 13 und der Schaltkammer 3 senkrecht zueinander verlaufen. Die öffnung 14 des Hochdruckraumes 13 liegt in einer Ebene, die senkrecht zu der Ebene verläuft, die durch die Längsachsen des Hochdruckraumes 13 und der Schaltkammer 3 bestimmt wird. Die öffnung 14 ist durch ein in F i g. 1 schematisch angedeutetes Verschlußorgan 15 abgeschlossen, das ebenfalls aus Gießharz bestehen kann. Beispiele für die Ausbildung des Verschlußorgans werden später an Hand der F i g. 2 bis 4 erläutert.

An das Mittelteil 2 des Gießharzkörpers 1 schließt sich in symmetrischer Lage zu dem Oberteil 12 ein Unterteil 16 mit einem Niederdruckraum 17 an. Ein in F i g. 1 nicht gezeigter Kompressor saugt aus dem Niederdruckraum 17 das in diesen beim Schalten aus dem Hochdruckraum 13 hineingeströmte Gas an und fördert es in den Hochdruckraum 13 zurück. Der Niederdruckraum 17 besitzt ebenso wie der Hochdruckraum 13 eine öffnung 20, die in einer Ebene liegt, die senkrecht zu derjenigen Ebene verläuft, die durch die Längsachsen des Niederdruckraumes 17 und der Schaltkammer 3 bestimmt wird. Ferner ist der Niederdruckraum 17 ebenso wie der Hochdruckraum 13 durch ein Verschlußorgan 15 druckdicht abgeschlossen.

In der Schaltkammer 3 ist die Unterbrechungseinrichtung des Druckgasschalters untergebracht, deren Elemente im Ausführungsbeispiel zwecks besserer Übersichtlichkeit vereinfacht dargestellt sind. Die Unterbrechungseinrichtung besteht aus einem in der Achse der Schaltkammer 3 feststehend angeordneten Leiterstück 22 mit Kontaktfingern 23 und einem beweglichen Kontaktstück 24 mit einem Rohrkontakt 25. Das bewegliche Kontaktstück 24 ist an der Wandung der Schaitkammer 3 und auf einem Führungsrohr 26 verschiebbar geführt. Zwischen dem beweglichen Kontaktstück und dem Führungsrohr 26 ist ein Ringraum 27 eingeschlossen, in den ein Kanal 30 mündet.

Auf dem Leiterstück 22 ist außerdem ein Ventilkörper 31 verschiebbar geführt, der im Ruhezustand auf einem Ventilsitz 32 aufliegt. Das Leiterstuck 22 ragt in den Hochdruckraum 13 hinein und ist dort mit einem weiteren Leiter 33 verbunden, der durch das Verschlußorgan 15 nach außen herausgeführt ist.

In ähnlicher Anordnung ragt das Führungsrohr 26 nach unten in den Niederdruckraum 17 hinein und ist dort ebenfalls mit einem Leiter 33' verbunden, der durch das Verschlußorgan 15' des Niederdruckraums 17 nach außen geführt ist.

Der Druckgasschalter ist in F i g. 1 im ausgeschalteten Zustand gezeigt.

In F i g. 2 ist der Gießharzkörper 1 im Bereich der öffnung 14 des Oberteils 12 im Schnitt gezeigt. Als Verschlußorgan für den Hochdruckraum 13 dient eine Isolierstoffplatte 35, in welcher der Leiter 33 druckdicht befestigt ist. Die Isolierstoffplatte 35 ist an ihrem Umfang mit Bohrungen 36 versehen, durch die sich Schrauben 37 erstrecken, die in Gewindebuchsen 40 am Umfang der öffnung 14 eingeschraubt sind. Unter die Isolierstoffplatte 35 können Dichtungsmaterialien eingelegt sein.

Bei der Ausführungsform des Verschlußorgans gemäß den F i g. 3 und 4 ist ein Isolierkörper 41 in die öffnung 14 des Hochdruckraumes 13 mit einem Dichtungsring 42 eingesetzt. Der Isolierkörper 41 liegt dabei auf einem Absatz 43 der Wandung des Hochdruckraumes 13 auf. Die von dem Druckgas auf den Isolierkörper 41 ausgeübten Kräfte werden durch zwei sichelförmige Isolierstoffteile 44 aufgenommen, die in eine Nut 45 am Umfang des Hochdruckraumes 13 im Bereich der öffnung 14 eingreifen. Als Lagesicherung für die sichelförmigen Teile 44 dient ein zwischen sie eingefügtes Paßstück 46 aus Isolierstoff.

Die Anordnung gemäß den F i g. 3 und 4 kann ohne Änderung auch für den Niederdruckraum 17 (Fig. 1) verwendet werden.

Bei der Anordnung nach den F i g. 3 und 4 werden die Druckkräfte über die Isolierstoffteile 44 flächenhaft auf das Oberteil 2 des Gießharzkörpers 1 übertragen, was eine weitgehend gleichmäßige Beanspruchung des Gießharzes ergibt. Vorteilhaft ist bei der Anordnung nach den F i g. 3 und 4 außerdem die leichte Montierbarkeit der Teile durch den Wegfall von Schraubverbindungen

In F i g. 5 sind mehrere einpolige Druckgasschalter zu einem dreipoligen zusammengefügt.

Jeder der einpoligen Druckgasschalter in F i g. 5 besitzt den an Hand der F i g. 1 erläuterten Aufbau mit einem Gießharzkörper 1, in dessen Mittelteil 2 sich die Schaltkammer befindet, und mit je einem Oberteil 12 und einem Unterteil 16, in denen sich je ein Hochdruckraum bzw. ein Niederdruckraum befindet.

Die Hoch- und Niederdruckräume der drei einpoligen Druckgasschalter sind in dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 mit Verschlußorganen versehen, die den bereits an Hand der F i g. 3 und 4 erläuterten Aufbau besitzen. Zwecks besserer Übersichtlichkeit ist in F i g. 5 nur der Oberteil 12 des rechten Druckgasschalters vollständig mit den Bezugszeichen entsprechend den F i g. 3 und 4 versehen.

Wie in F i g. 5 erkennbar ist, besitzen die öffnungen 14 und 20 der in den Oberteilen 12 befindlichen Hochdruckräume und der in den Unterteilen 16 befindlichen Niederdruckräume eine ovale Querschnittsform. Die gleiche Querschnittsform besitzen auch die Hoch- und Niederdruckräume selbst. Der größere Durchmesser jedes Ovals verläuft in F i g. 5 senkrecht, d. h. er liegt in der Ebene, die durch die Längsachsen des in dem Oberteil 12 enthaltenen Hochdruckraumes und des in dem Unterteil 16 enthaltenen Niederdruckraums sowie der Schaltkammer in dem Mittelteil 2 jedes einpoligen Druckgasschalters bestimmt ist. Durch diese Gestaltung erhalten die einpoligen Druckgasschalter einerseits eine verhältnismäßig schmale Bauform, während die Höhe ebenfalls verhältnismäßig gering ist, weil die Längsachsen des Hoch- und des Niederdruckraums senkrecht zur Achse der Schaltkammer verlaufen.

Wie F i g. 5 ferner zeigt, sind die Leiter 33 und 33' an ihren Enden 47 bzw. 47' abgeflacht und mit Bohrungen 48 bzw. 48' versehen, die zur Herstellung einer Schraubverbindung mit Sammelschienen oder anderen Leitern dienen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Druckgasschalter mit geschlossenem Gaskreislauf mit einem Isolierkörper, der eine Schaltkam- s mer enthält und an den sich auf der einen Seite ein Hohlraum zur Speicherung von Hochdruckgas und auf der anderen Seite ein Hohlraum zur Speicherung von Niederdruckgas anschließt, wobei Ventile zur Steuerung der Gasströmung vorgesehen sind, so dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper der Schaltkammer (3) und die Wände der Hohlräume (13, 17) zur Speicherung von Hoch druckgas bzw. Niederdruckgas aus einem einstückigen. Ausnehmungen (4,5) zur Aufnahme von Venti- len {6, 7) aufweisenden Gießharzkörper (1) besteht und daß die Hohlräume (13, 17) je eine durch ein Verschlußorgan (15, 15') abschließbare öffnung (14, 20) aufweisen.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Hohlräume (13, 17) des Gießharzkörpers (1) senkrecht zur Achse der Schaltkammer (3) verlaufen (F i g. 1).

3. Druckgasschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (13, 17) des Gießharzkörpers (1) einen ovalen Querschnitt besitzen, dessen größerer Durchmesser in der von den Längsachsen der Hohlräume und der Schaltkammer (3) bestimmten Ebene liegt (F i g. 5).

4. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verschlußorgan (15, 15') als druckdichte Durchführung für einen Stromleiter (33) ausgebildet ist und durch zwei sichelförmige Körper (44), die in eine Nut (45) am Umfang der öffnung (14) jedes Hohlraumes (13, 17) eingreifen, in seiner Lage gehalten ist, wobei zwischen die sichelförmigen Körper ein Paßstück (46) eingefügt ist (F ig. 3.4).

5. Druckgasschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (14, 20) der Hohlräume (13,17) des Gießharzkörpers (1) in einer Ebene liegen, die senkrecht zu der durch die Längsachsen der Hohlräume (13, 17) und der Schaltkammer (3) bestimmten Ebene verläuft (F i g. 1).

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