DE1916809A1

DE1916809A1 - Electric circuit breaker

Info

Publication number: DE1916809A1
Application number: DE19691916809
Authority: DE
Inventors: Kopplin Dr-Ing Horst; Hans-Guenther Rojahn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-03-28
Filing date: 1969-03-28
Publication date: 1970-10-01
Also published as: JPS5124101B1

Description

Elektrischer Leistuggsschalter Aus der deutschen Patentschrift 1 193 574 ist ein elektrischer Leistungsschalter bekannt, bei dem als Löschmittel ein verflüssigtes Gas, insbesondere Schwefelhexafluorid, verwendet wird. Das Gas wird unter erhöhtem Druck in flüssiger Form in den Lichtbogenraum eingespritzt. Dort entionisiert es den Lichtbogen. Anschließend wird es in einem Niederdruckraum gesammelt, bevor es von einem Kompressor wieder auf den für den flüssigen Zustand erforderlichen Druck verdichtet wird.Electrical power switch From German patent specification 1 193 574 an electrical circuit breaker is known, in which an extinguishing agent liquefied gas, especially sulfur hexafluoride, is used. The gas will injected into the arc chamber under increased pressure in liquid form. there it deionizes the arc. It is then collected in a low-pressure room, before it is returned to the liquid state required by a compressor Pressure is compressed.

Zum Einspritzen dient bei dem bekannten Schalter-ein Kolben, der mit dem Antrieb für die beweglichen Schaltstücke gekoppelt ist. Deshalb ist es erforderlich, die Bewegung des Kolbens der Bewegung der Schalt stücke durch Zwischenglieder anzupassen.In the known switch, a piston with is coupled to the drive for the movable contact pieces. Therefore it is necessary adapt the movement of the piston to the movement of the switching pieces by means of intermediate links.

In der genannten Patentschrift ist ferner ein Schalter angegeben, bei dem das verflüssigte Gas unter dem Druck eines Gaspolsters in einem Speicher steht. Hierbei muß jedoch dafür gesorgt werden, daß das Gaspolster den zum Einspritzen erforderlichen Druck beibehält. Dies bedingt eine zusätzfiche berwachungseinricht ung.In the patent mentioned, a switch is also specified, in which the liquefied gas under the pressure of a gas cushion in a storage stands. Here, however, it must be ensured that the gas cushion is suitable for injection maintains the required pressure. This requires an additional monitoring device ung.

Ziel der erfindung ist eine Ausbildung des eingangs genannten Leistungsschalters, bei der das «inspritzen des verflüssigten Gases keinen nennenswerten zusätzlichen Aufwand erfordert.The aim of the invention is to develop the circuit breaker mentioned at the beginning, in which the «injection of the liquefied gas does not have any noteworthy additional Requires effort.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß der erhöhte Druck mit einem vom Niederdruck beaufschlagten Differentialkolben aufgebracht wird.This goal is achieved in that according to the invention increased Pressure is applied with a differential piston acted upon by the low pressure.

Beim Schalter nach der Erfindung ist das Druckmittel, das mit ililfe des Differentialkolbens das verflüssigte Gas in den Lichtbogenraum transportiert, das zur Isolation des Schalters ohnehin verwendete Niederdruckgas. Dieses Gas wird üblicherweise unter einem bestimmten Druck gehalten, damit die gewünschte Isolationsfestigkeit gewährleistet ist. Deshalb wird für das zinspritzen nur der Differentialkolben benötigt. Dies ist aber ein bewährter Bauteil, der keine besondere Wartung erfordert.When the switch according to the invention is the pressure medium, with the aid the differential piston transports the liquefied gas into the arc chamber, the low-pressure gas that is already used to isolate the switch. This gas will usually kept under a certain pressure in order to achieve the desired insulation strength is guaranteed. Therefore, only the differential piston is required for injecting interest. However, this is a tried and tested component that does not require any special maintenance.

Man könnte an sich daran denken, das Hochdruckgas zum ein spritzen des verflüssigten Gases heranzuziehen. Das Niederdruckgas hat aber cemgegenüber den Vorteil, daß es bei Temperaturschuankungen seinen Druck nur weniger ändert als das Hochdruckgas. I.fithin ändert sich auch die für das Einspritzen zur Verfügung stehende Kraft nur geringfügig.One could think of injecting the high pressure gas into one of the liquefied gas. However, the low pressure gas has cem against the advantage that it changes its pressure only less than when there are temperature fluctuations the high pressure gas. I.fithin also changes the one available for injection standing force only slightly.

Um einen kleineren Druck zu erhalten als den Niederdruck, der den Differentialkolben in Bewegung setzen soll, kann man einen Teil des Differentialkolbens mit der Außenluft in Verbindung bringen. Man kann aber auch die der größeren Kolbenfläche aogekehrte Differenzfläche des Kolbens mit einer Vakuumpumpe verbinden, deren Auslaß in den Niederdruckraum führt. Dabei kommt es nict auf ein vollständiges Vakuum an, soncern nur auf eine für die Betätigung des Kolbens geeignete Druckdifferenz.In order to obtain a smaller pressure than the low pressure that the If you want to set the differential piston in motion, you can use a part of the differential piston bring it into contact with the outside air. But you can also use the larger piston area Connect the inverted differential surface of the piston to a vacuum pump, the outlet of which leads into the low pressure chamber. A complete vacuum is not important here, but only to a pressure difference suitable for actuating the piston.

Vorzugsweise ist der Differentialkolben mindestens zum Teil in einen hohlen Stützisolator eingelassen, der als tTiederdruckraum dient. Man kann auf diese Weise die erhöhte Festigkeit, die im Innern des Stützisolators gegenüber der größeren Uberschlagslänge auf der Außenseite des Stützisolators zur Verfügung steht, zur Unterbringung der Pumpeinrichtung ausnutzen und damit den Schalter vorteilhaft klein halten.Preferably, the differential piston is at least partially in one hollow post insulator, which serves as a low-pressure space. One can access this Way the increased strength, the inside of the post insulator opposite the larger overlap length is available on the outside of the post insulator is to take advantage of accommodating the pumping device and thus the switch is advantageous keep it small.

Zur näheren Erläuterung der erfindung wird im folgenden an Hand der schematisch vereinfachten Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.For a more detailed explanation of the invention, the following is based on the schematically simplified drawing an embodiment described.

In der Figur ist in einem iängsschnitt ein Leistungsschalter mit Schwefelhexafluorid als Löschmittel dargestellt, der für Spannungen von 110 kV und mehr eingesetzt wird.In the figure, a circuit breaker with sulfur hexafluoride is in a longitudinal section shown as an extinguishing agent that is used for voltages of 110 kV and more.

Der Schalter besitzt ein in der Figur nicht sichtbares geerdetes Fahrgestell, das einen Stützisolator 1 trägt. Auf dem Stützisolator sitzt ein metallisches Getriebegehäuse 2, das Hochspannungspotential führt und zwei in Reihe liegende Schaltkammern 3 und 4 trägt. Die Schaltkammern enthalten geeignete Unterbrechungsstellen mit feststehenden unc beweglichen Schaltstücken sowie gegebenenfalls mit Isolierstoffdüsen zur Führung des als Löschmittel verwendeten Schwefelhexafluorids.The switch has a grounded chassis that is not visible in the figure, which carries a post insulator 1. A metallic gear housing sits on the post insulator 2, which carries the high voltage potential and two switching chambers 3 and in series 4 carries. The switching chambers contain suitable interruption points with fixed ones unc movable contact pieces and, if necessary, with insulating material nozzles for guidance the sulfur hexafluoride used as an extinguishing agent.

Im Fabrgestell ist ein nicht dargestellter Kompressor angebracht, der das Schwefelhexafluorid auf einen so hohen Druck veraichtet, dag das Gas bei den üblichen Betriebstemperaturen flüssig ist. Ein hierfür geeigneter Betriebsdruck liegt beispielsweise bei 40 at. Vom Kompressor führt eine Leitung 7 in einen Zylinder 8 im Getriebegehäuse 2. Der Zylinder 8 enthält einen Kolben 9 der als Teil eines Differentialkolbens 10 wirkt.A compressor, not shown, is installed in the fabrication frame, who exerts the sulfur hexafluoride at such a high pressure that the gas at is liquid at normal operating temperatures. A suitable operating pressure for this is for example 40 at. A line 7 leads from the compressor into a cylinder 8 in the transmission housing 2. The cylinder 8 contains a piston 9 as part of a Differential piston 10 acts.

br ist namlich mit einer Stange 11 auf einem Kolben 12 abgestützt, der in einem Zylinder 13 gleitet. Die Kolbenfläche 14 des Kolbens 12 ist mit dem Niederdruck des Si6-Gases beauÎ-schlagt, das im Stützisolator 1 und in den Schaltkammern als Isoliermittel vorhanden ist. Dieser Druck kann z.B. 3 at betragen. Im Zylinder 13 herrscht dagegen ein kleinerer Druck, weil der Zylinder 13 über eine Leitung 16 mit einer in der Figur nicht sichtbaren Vakuumpumpe in Verbindung steht, die einen Unterdruck von beispielsweise 0,5 at erzeugte Die Vakuumpumpe fördert das angesaugte SF6 in den Stützisolator 1 zurück.br is supported by a rod 11 on a piston 12, which slides in a cylinder 13. The piston surface 14 of the piston 12 is with the Low pressure of the Si6 gas beauÎ-beats, that in post insulator 1 and is present in the switching chambers as an insulating means. This pressure can e.g. 3 at. In contrast, there is a lower pressure in cylinder 13 because the cylinder 13 in connection via a line 16 with a vacuum pump not visible in the figure stands, which generates a negative pressure of, for example, 0.5 at. The vacuum pump promotes the sucked in SF6 back into the post insulator 1.

An dem dem Kolben 12 abgekehrten Ende des Zylinders 8 ist eine T-förmige Leitung 20 angebracht, die zu den beiden nicht dargestellten Schaltstrecken führt. In dieser Leitung wird mit Hilfe des Differentialkolbens 10 ein über dem Hochdruck des Gases liegender Druck aufrechterhalten. Der Uberdruck ist Gurch die Formel Pü = F14/F9 . (ph ~ P0) gegeben. F14 und Fg sind dabei die Flächen der Kolben 14und 9. Pn ist der Druck im Niederdrucksystem des SF6-Gases, während pO der von der Vakuumpumpe hervorgerufene Druck im Innern des Zylinders 13 ist.At the end of the cylinder 8 facing away from the piston 12 is a T-shaped one Line 20 attached, which leads to the two switching paths, not shown. In this line, with the aid of the differential piston 10, a pressure above the high pressure maintain the pressure of the gas. The overpressure is Gurch the formula Pü = F14 / F9. (ph ~ P0) given. F14 and Fg are the surfaces of the pistons 14 and 9. Pn is the pressure in the low pressure system of the SF6 gas, while pO is that of the vacuum pump induced pressure inside the cylinder 13 is.

Aus der Formel geht hervor, daß man schon mit verhältnismäßig kleinen Kolben einen zum Einspritzen des verflüssigten Gases ausreichenden druck mit dem Kolben 9 hervorbringen kann.-Außerdem zeigt die Formel, daß die im Niederdrucksystem möglichen temperaturbedingten Druckschwankungen keinen großen Einfluß auf den Ueberdruck haben, mit dem-das Löschmittel vom Kolben 9 gegen den Lichtbogen gefördert wird.From the formula it follows that one can already work with relatively small A sufficient pressure to inject the liquefied gas with the piston Piston 9 can produce.-In addition, the formula shows that in the low-pressure system possible temperature-related pressure fluctuations do not have a major influence on the overpressure have, with which the extinguishing agent is conveyed from the piston 9 against the arc.

enn aer Differentialkolben 10 das verflüssigte Gas bei Schaltungen in den Lichtbogenraum der beiden Schaltstrecken gespritzt hat, kann er dadurch in die gezeichnete Stellung zurückbewegt werden, daß der Zylinder 13 mit dem Niederdrucksystem des SF6-schalters verbuncen wird. Der Druck des Hochdruckgases auf den Kolben 9 sorgt dann dafür, daß der Differentialkolben 10 als Ganzes in die gezeichnete Stellung bewegt wird.hen the differential piston 10 is the liquefied gas in gearshifts has splashed into the arcing area of the two switching paths, it can move into the position shown are moved back that the cylinder 13 with the low pressure system of the SF6 switch is blocked. The pressure of the high pressure gas on the piston 9 then ensures that the differential piston 10 as a whole in the position shown is moved.

Eine andere Möglichkeit zur Rückführung des Differentialkolbens in die gezeichnete Stellung besteht beispielsweise darin, daß der Druck des Iiochdruckgases kurzzeitig erhöht wird, so daß die auf den Kolben 9 ausgeübte Kraft größer ist als die vom Differentialkolben 10 hervorgebrachte Kraft in Pumprichtung.Another way to return the differential piston in the position shown is, for example, that the pressure of the high pressure gas is increased briefly, so that the force exerted on the piston 9 is greater than the force produced by the differential piston 10 in the pumping direction.

In jedem Falle läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Differentialkolben ohne großen Aufwand eine vorteilhafte Einspritzung des verflüssigten Gases erreichen. Der Zeitpunkt des Einspritzens und gegebenenfalls die Menge des eingespritzten Gases kann in bekannter Weise durch Ventile gesteuert werden.In any case, with the differential piston according to the invention achieve advantageous injection of the liquefied gas without great effort. The time of injection and, if applicable, the amount of gas injected can be controlled in a known manner by valves.

1 igur 3 Ansprüche1 igur 3 claims

Claims

Claims 1. electrical circuit breaker with a liquefied Gas, especially sulfur hexafluoride (SF6) as an extinguishing agent, which is under increased Pressure in liquid form enters the arc chamber and in a low pressure chamber is collected before it is returned to its liquid state by a compressor required pressure is compressed, characterized in that the increased pressure is applied with a differential piston (10) acted upon by the low pressure.

2. Electric power switch according to claim 1, characterized in that that the cylinder (13) facing away from the larger piston surface (14) is equipped with a vacuum pump can be connected, the outlet of which leads into the low-pressure chamber (post insulator 1).

3. Electrical circuit breaker according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the differential piston (10) is at least partially in a hollow Post insulator (1) is embedded, which serves as a low-pressure chamber.