DE1765431A1 - Umlenkeinrichtung fuer Fluessigkeitsstroeme in Hochspannungsleistungsschaltern - Google Patents

Description

• Umlenkeinrichtuna für Flüssigkeitsströme r@ @ rrrw rrrrrir@mr in Hocherannunaaleiatungsachal ern.
• Die Erfindung betrifft eine Umlenkeinrichtung für Flüssigkeiteetröme, die bei Abschaltvorgängen aus der Löschkammer il.üssigkeitearmer Hochspannungeleietungeschalter in den Druckent4-lastungsraum strömen.
• Um bei flüssigkeitsarmen Hochepannungeleistungsschaltern auch bei hohen Betriebsspannungen wirkungsvolle Löschungen mit kurzen Lichtbogenzeiten zu erzielen, wendet man besonders intensive höaohmittelstrbmungen an. Diese haben sehr energierei clae Lichtbögen mit hohem Druck in den Gasblasen zur Folge. Sobald die Auslaßüffnungen der Losohkammer durch den Sehalteti-itt freigegeben werden, schießt die darin befindliche Wschmittelflüseig@-keitssäule mit hoher Geschwindigkeit in den oben angebrachten Druckausgleichsraum. Dabei treten@Strönungegeachwindigkeiten in der Größenordnung von 40 - 50 m/seo auf. Beim Aufprall der Flüssigkeitaeä,,tle auf die Wandungen im Druekaungleiehsraum entstehen große Stoßkräfte, die zu einer Verformung der Wandungen führen können. Derartige Stoßkräfte sind dann besonders schüdlieh, wenn der den Druckausgleicharaum bildende Behälter mit einem keraaiisehen Stütziaolator verbunden ist. Es besteht dann die Gefahr, daß die sich übertragenden Stoßkräfte den stoßempfindlichen Isolator beschädigen.
• Es ist ein flüssigkeitsarmer Hochspannungsleiatungsschalter bekannt, bei dem die in axialer Richtung der Lögchkammer wirkenden Stoßkräfte mittels eines schraubenförmigen Turbulators verringert werden. Auf letzterem wird der Flüseigkeitsetrom geleitet und in eine drehende Bewegung um die Längsachse der löschkammer versetzt. Dabei treten Fliehkräfte auf und die Stoßkraft des Flü$sigkeitaatromea wird in mehrere verschieden gerichtete Kraftkomponenten aufgeteilt.
• Auch ist ein flüesigkeitearmer Hochspannungsleiatungeechalter bekannt, bei dem der Ölstrahl und das mitgerissene Gas in einen ringförmigen Raum mit kreisförmigem Queraohnitt geleitet werden. Die Einrichtung dient dazu, das Öl voA Gas durch die Zentrifugal, kraft zu trennen. Gleiphzeitig werden auch die in Acherichtung auftretenden Stoßkräfte durch die Umlenkung des Plüssigtkeits" stromes verringert. Die verwendeten Bauteile der vorbeseheiebenet. Einrichtungen sind aber aufwendig und kostspielig.
• Ferner ist ein Hochspannungsschalter bekannt, bei dem im. %uckausgleichsraue ein Ölabscheider mit Wörmig abgewinkelten Leitblech angebracht ist. Dieses Leitblech, das den Ölstrom in Teil. atröme aufteilt, verhindert, daß der Ölstrom direkt durch die oben am Deckel des Druckausgleichsraumes angebrachte Öffnung der Auspuffleitung gelangt. Gleichzeitig vermeidet das reit blech des älahscheiders f daß der Deckel .Fem lochschießenden Ölstrom verformt oder beschädigt wird. Diese Umlenkeinrichtung ist im Aufbeu einfach. Die Leitbleche der Umlenkeinrichtung sind jedoch ungünstig gestaltet und bilden P.rallflächen für den nahezu senkrecht darauf auftreffenden Ölstrom. Die Staß_. kraft des Ölatromes beansprucht daher die Schalterteile hauptsächlich In Inngsrichtung des Poles. Da derartige, schlagartig auftretende Kräfte nicht auf den stoßempfindlichen ?orzellariso,aüor Übertragen werden dürfen, kann die bekannte Um= lentcinrichtung ehr in Verbindung mit einet zwischen Porzellan= roter und Löschkammer angeordneten, die Stoß- und Zugkräftw auf= nehmenden, zusätzlichen Läschkammermantel verwendet werden.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine mög:! ic.äst einfach aufgebaute Umlenkeinrichtung zu schaffen, die dur;h Umlenken des 2lüssigkeitsetromes, die Stoßkraft auf eire uiges,-z@ fährli cües Maß abbaut. Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch im Druekausgleicheraum angeordnete Zeitbleche, welche die Flüssigkeitsströme in Teilströme teilen und derart umlenken, daß $mindest ihre wesentlichen Teile zur Verwirbelung schräg gegeneinander gelenkt werden.
• Eine günstige Aufteilung eines Piüeeigkeiteetromes in Teilströme und Verwirbelung der Teilströme wird erreicht, wenn oberhalb des Abzugekanales der Löschkammer ein zur Aufteilung-des Flüssigkeiteetromee in Teilströme dienendes, V-förmi6 abgewinkeltes Zeitblech angeordnet ist, an dessen Schenkeln senkrecht kleinere V-förmig abgewinkelte Leitbleche zur weiteren Aufteilung der Teilströme angebracht sind, und wenn über den kleineren Zeitblechen, einen sich verengenden Kamin bildende Leitbleche befestigt Bind, welche die jeweils auf einer Seite der Einrichtung im Kamin hochsteigenden Teilströme gegeneinander lenken. Die in der Längsachse der Löschkammer wirkenden $rgfte können euch auf ein unbedeutendes Maß herabgesetzt werden, wenn über, den Ausgängen der'Abzugekanäle symmetrisch-zu ihnen eine halbkugelförmige Haube mit zylindrischem Teil derart angebracht ist, daß die Flüseigkeiteströme tangential auf die Innenfläche der Haube auftreffen und wenn oben an der Haube eine ,vorzugsweise dreieckförmige Austrittsöffnung vorgesehen ist, durch welche die um ca. 900 umgelenkten, schräg aufeinander treffenden Flüssigkeiteströme"£:;,.t stark reduzierter Geschwindigkeit in den Druckausgleicheraum gelangen.
• Zwei Ausführungebeiapiele der Erfindung sind in .den Zeichnun .gen dargestellt und werden im :folgenden näher beschrieben.
• Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch den oberen Teil eines Schalterpöles, in dessen Druckes auagleicheraum eine aus V-förmig abgewinkeltere Blechen bestehende Umlenkeinrichtung angeordnet ist. .
• Figur 2 den in Figur 1 -dargestellten Schalterpol entlang der Schnittlinie E -y F. Figur 2a die Umlenkeinriehtung der Figur 1 und 2 perepektiviach dargestellt.
• Figur 3 einen Längsschnitt durch eine im Ausdehnungaraum angeordnete haubenförmig ausgebildete Umlenkeinrichtung.
• Figur 4 die Dreufeicht (Schnitt A - B) der in Figur 3 dargestellten Unlenkeinriahtung. Figur 5 die Draufsicht (Schnitt C - D) auf .die in Figur 3 dargestellte, Absugekanäle aufweisende Löschkammer. In Figur 1, 2 und 2a ist mit 1 der Druckausgleloheraum, mit 2 der Stützisolator, mit 3 die Löschkammer und mit 4. der Flüssigkeiteabsoheider den Schalterpolen bezeichnet. Oberhalb des Abzugskanales 5 ist zur Aufteilung des aufsteigenden flüssigkeitestromen 6 ein großes V-förmig abgewinkelten Leitblech 7 angebracht. Zur weiteren Umlenkung und Aufteilung der Tellsträme 6a und 6b sind senkrecht an den 3ohenkeln des Leitbleches 7 kleinere, V-förmig abgewinkelte heitbleche 8 symmetrisch angeordnet. Über diesen sind zwei einen sich verengenden Kamin 9 bildende. Zeitbleche 1o befestigt, welche die jeweils auf einer Seite des Leitbleches 7 im Kamin hochsteigenden Teilströme 6a (Figur 1) unter Wirbelbildung gegeneinander lenken. Durch das mehrmalige Umlenken wird die Stoßkraft des Plüssigkeitsetromee 6 in mehrere, verschieden gerichtete Komponenten aufgeteilt. Der am Ende des Kaminen 9 auftretende Wirbel 11 baut den größten Teil der kinetischen Energie der Teilströme ab. Damit die Teil-ströme 6a und 6b zunehmend stärker umgelenkt werden, vorstärkt sich der Grad der Verengung des Kaminen 9 gegen das Ende.zu. Zu den Seitenwandungen 13 des Druekauegleichsraumee 1 gerichtete Leitbleche 12 sorgen dafür, daß die neben dem Kamin 9 hochsteigenden Ausläufer der Teiletröme.6a bzw. 6b schräg auf die deitenwandungen 13 des Druckausgleiohsraumes 1 gelan-gen. Die Teiletröme 6a, 6b treffen dadurch an keiner Stelle senkx°rcht auf die si@;nürangen auf. Yerwarmungen der Wandungen werden dadurch verli ieden.
• Urilerdr,einrichtunfi bietet den Vorteile dari die Tilstrt-ime stufernveise umgelenkt werden. Die kineti.ic:he Energie der Teilströme wird somit langsam auf ein ungefäbrliches iaaL1 abgebaut, insbesondere dadurch, daB die Teilströme zur verwirbelung gegeneinander gelenkt werden. Der Aufprall des PlUasigkei tsntromes erzeugt daher keine nennenswerten Kräfte in Achsialrichtung des Schalters. Die senkrecht zur Strömungsrichtung wirkenden Kraftkomponenten lieber, sich infolge der Symmetrie der Anordnung auf. Die in den Figuren 3 und 4 dargestellte UmlenkeinrIchtung besteht aus einer halbkugelförmigen Haube 15 mit einem zylindrischen Teil 140 Mit dem am zylindrischen Teil 14 angeordneten @'1ansch 16 tcann die Haube über den Abzugskanälen 17, 18 der Lösohkammer 3, wie sie in Figur 5 dargestellt ist, montiert werden. Die Einrichtung eignet sich dabei besondere für eine 1,ösetikarrmier aus der mehrere, vornehmlich zwei Flüseigkeitsströjn#-! 19ae 19b !;Leiahgexyichi;c@t austreten; kann aber auch ?zur Umlenkung nur eines Plüssigkeitsstromes verwendet worden. Auf Grund der Kugelform streben nämlich die einzelnen Teilströme eines Flüssigkeitsstromes zum Pol, wo sie zwangsläufig aufeinandertreffen und sich der PlUseigkeitastrom verwirbelte Die Umlcnkeinrichtung ist dabei Uber deri Auogär.5en der Abzugskanäle 1?, 18 so angebrachtq daß die Flüssigkeito$tröme 19a, 19b tangential auf die Innenfläahe 20 der Haube 15 auftreffen. .bei derartiger Anbringung Werden die Flüssigkeitsströme 19a, 19b kontinuierlich in Pfeilrichtung Q umgelenkt. Während der Umlenkung in der Haube 15 tritt als Kraft in axialer Richtung nur die senkrechte Komponente der Zentrifugalkraft auf, die sich langsam, also nicht schlagartig, aufbaut,. Oben an der Haube 15 ist eine vorzugsweise dreieckförmige Öffnung 21 vorgesehen, durch welche die schräg aufeinander gerichteten Flüseigkeitsströme 19a, 19b,(vgl. Pig. 4) austreten können. Die beiden Flüssigkeitsströme 19a, 19b treffen hierbei in oder kurz nach Austritt aus der Öffnung 21 unter starker Verwirbe.. Jung aufeinander. Die kinetische Energie der Plü®eigkeiteströme 19a, 19b wird dadurch zum großen Teil abgebaut. Die im zylindrischen Teil 14 der Umlenkeinriohtung angeordneten Öffnungen 22 dienen neben der Öffnung 21 zum Abströmen der Schaltgase. Die letztbeschriebene Umlenkeinrichtung ermöglicht mit einfachen Mitteln, die Strömungsverhältnisse der abströmenden Medien in einem Hochspannungsleietungesohalter so zu gestalten, daß nur sehr kleine genau definierte axiale Kräfte in Richtung der aus der Löschkammer austretenden Plüs®igkeiteatröme auftreten, die sich außerdem durch die vollkommen kontinuierllche.Umlenkung der Ströme langsam aufbauen. Nennenswerte Kräfte, die schlagartig einsetzen und *in Richtung der Längsachse der lösch-, kammer wirken, werden daher vermieden.

Claims (1)

1. Patentansprüche x@mztxaasarse:asa@xsQSt f. Umlenkeinrichtung für flüssigkeitfiatröme, die bei Absohaltvorgö.ngen aus der Löschkammer flüssigkeitsarmer Hoehspannungeleistungssehalter in den Druokausgleicheraum eträmen# g e k -k e n n s e 1 o h n e t d u r o h im Druckausgleichs-. raun (1) angeordnete Leitbleche (7, 8, 109 12 bzw., 14, 15), welche die Plüeeigkeitsströme (6, 19a, 19b) in Teilströme' (6a, 6b...) teilen und derart umlenken, daß zumindest ihre wesentlichen Teile zur Verwirbelung schräg gegeneinander gelenkt werden. 2. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k a n n z.e i c h n e t , daB oberhalb des Abaugskanales (5) der Löschkammer (3) ein zur Aufteilung den Plüasigkeitastromee (6) in Teilströme (6a, 6b) dienendes, V-förmig abgewinkeltes Leitblech (7) angeordnet ist, an'deeaen Schenkeln senkrecht kleinere, V-förmig abgewinkelte Leitbleche (8) zur weiteren Aufteilung der Teilströme (6a) angebracht sind, und das über den kleineren Leitblechen (8) zwei einen sich veren- genden Kamin (9) bildende Leitbleche (10) befestigt sind, wel- che die jeweils auf einer Seite der Einrichtung im Kamin (9) hochsteigenden Teilströme (6a bzw. 6b) gegeneinander lenken. 3. Uralenkeinriahtung nach Anspruch 2, d a d u roh g e -k e n n z e i c h n e t , das Leitbleche (12) angebracht sind, welche einen Teil der bereite umgelenkten (6e, bzw. 6b) schräg auf die Seitenwandungen (13) des Druckauegleicheraumee Umlenkeinrichtung nach .Anspruch 2 und 3 r d a d u r c h g e k e n n z e i o h n e t 9 daß die Tse,tbleche (8, 10) in Bezug zur Strömungsrichtung symmetrisch angeordnet Sind. 5. UmlenkeinrichtunZ nach Anspruch 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i o h n e t ,' daß sieh der Grad der Verengung des Kamines(9 gegen das Ende zu verstärkt. 6o Umlenkeinrichtüng für aus den Abzugskanälen einer Löschkam--, mär gleichgerichtet austretende Plüesigkeiteströme nach .A.n#-spruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i. o h n e t q da13 über den Ausgängen der Abzugskanäle (17, 18) syrmnetrisah zu ihnen eine halbkugelförmige Haube (15),mit zylindrischem Teil (14) derart angebracht ist, das,die Pltissigkeiteströ=. me (19a, 1gb) tangential auf die Innenfläche (20) der Haube (15) auftreffen und daß oben an der Haube (15) eine vorzugsweise dreieckförmige Austrittsöffnung (21) vorgesehen ist, durch welche die um ca. 900 umgelenkten, schräg aufeinander treffenden Flüssigkeitsströme (19a, 19b) mit stark reduziere ter Geschwindigkeit in den Druekauegleieh$raum gelangen., Umlenkeinriehtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e ---a k e n n a eia h n e t , äaß am zylindrischen Teil (1.4) zur Abströmung der Schaltgase dienende Öffnungen (22) vorgesehen sind. B. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 5 und b, d a d u r c h g e k e n n s 9 1 o h n e t , das ans zylindrischen Teil (14) ;Iü 1. I@r!@:;: :: j ein zur ßefFS arzzfet vaehd ist.