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Elektrischer Leistungsschalter Aus der deutschen. Patentschrift 1
193 574 ist ein elektrischer eistungsschalter bekannt, bei dem ein verflüssigtes
Gas, z.B.
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Schwefelhexafluorid, mit einem Pumpkolben in Abhängigkeit von der
Bewegung des beweglichen Schaltstückes in den Lichtbogenraum gefördert wird. Der
Pumpkolben ist mit dem Antrieb des beweglichen Schaltstückes gekoppelt. Dies erfordert
eine Anpassung der Kolbenbewegung an die Bewegung des beweglichen Schalt stücke
s .
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Die Erfindung besteht demgegenUber darin, daß der Pumpkolben ein Differentialkolben
ist, dessen Beaufschlagung mit Hilfe des beweglichen Schaltstackes gesteuert wird.
Dies ergibt den Vorteil, daß keine mechanische Verbindung mehr zwischen dem Schaltstück
und dem Pumpkolben erforderlich ist. Deshalb kann man die Bewegung des Differentialkolbens
den Zrfordernissen der Löschmitteleinspritzung anpassen, während die Bewegung des
beweglichen Sehaltstückes im Hinblick auf die optimale Stellung für die Lichtbogenlöschung
gewählt wird. Dennoch wird der Pumpkolben in dem erforderlichen Maße vom beweglichen
Schaltstück gesteuert, weil das Schaltstuck als Teil eines Ventils oder Schiebers
die Beaufschlagung des Kolbens und damit seine Bewegung einleitet oder beendet.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der der
größeren Kolbenfläche des Differentialkolbens zugeordnete
Zylinder
an seinem der Schaltstrecke zugekehrten Ende einen Auslaß auf, der in der Einschaltstellung
vom beweglichen Schalt stück verschlossen ist. Das bewegliche Schaltstück dient
hier bei zusätzlich als Ventil für das vom Pumpkolben in den Lichte bogenraum zu
drUckende Löschmittel.
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Zur Betätigung des beweglichen Schaltstückes kann man einen äußeren
Antrieb verwenden, der z. B. auf Erdpotential angeordnet und über eine Isollerstoffstange
mit dem Schaltstück gekoppelt ist. Man kann aber auch das verflüssigte Gas zur Betätigung
des beweglichen Schalt stückes heranziehen, das zu diesem Zweck mit einem Kolben
versehen wird. Hierbei ist es günstig9 wenn das bewegliche Schalt stück von dem
verflüssigten Gas mit Hilfe eines Schiebers betätigt wird, der zusammen mit dem
Schaltstück den Zutritt des Gases zum Differentialkolben steuert.
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Einzelheiten der Erfindung ergaben sich aus der folgenden Be schreibung
eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung.
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In der Figur ist eine Schalt strecke eines Höchstspannungsschalters
für etwa 100 kV.vereinfacht dargestellt9 die in nicht gezeichneter Weise, z.B. mit
einem Stützisolator, gegen Erde isoliert ist. Die Schaltstrecke liegt in einem Isolierstoffrohr
1 und besitzt ein feststehendes Schalt stück 2 und einen beweglichen Schalt stift
3, der rechts der Mittellinie in der Einschaltstellung, links davon in der Ausschaltstellung
gezeichnet ist. Das feststehende Schaltstück 2 besteht aus federnden Lamellen 4
für die Übertragung des Dauerstromes und einem Abbrennring 5, der hohl ausgebildet
ist.
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Der Schalt stift 3 ist auf einem feststehenden Metallrohr 7 geführt,
das zu einem nicht weiter dargestellten Kompressor für
das ZReidruckgassystem
des Schalters führt. Der vordere, dem feststehenden Schaltstück 2 zugekehrte Teil
des Schalt stiftes 3 hat-einen kleineren Durchmesser als der anschließende Teil.
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Dadurch entsteht eine Stufe 8, die den beweglichen Teil eines Ventils
9 bildet. Der zugehörige feststehende Ventilsitz ist ein Metallkörper 10 mit annähernd
konischer Stirnfläche, der zu einem Metallteil 11 gehört, das im Isolierstoffrohr
1 mit Speichen 12 abgestützt ist.
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Der Körper 10 bildet einen Zylinder 13 für einen Differentialkolben
14 zum Einspritzen von verflüssigtem Schwefelhexafluorid, das durch Verdichten von
NiederdYuck-Schwefelhexafluorid (z.B.
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3 at) mit dem genannten Kompressor hergestellt und zum Löschen des
Ausschaltlichtbogens zwischen dem Schaltstück 2 und der Spitze des Schaltstiftes
3 verwendet wird. Zu diesem Zweck ist die größere Kolbenfläche 15 des Differentialkolbens
14 der Schaltstrecke zugekehrt. Die abgekehrte äußere Differenzfläche 16 steht über
eine Bohrung 17 mit dem Niederdrucksystem des Schalters in Verbindung, während Hochdruckgas,
das in flüssiger Form unter einem Druck von s.B. 30 at in einem Ringkanal 18 ansteht,
ständig auf die Kolbenfläche 19 des Differentialkolbens 14 wirkt.
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Wie die Figur erkennen läßt, ist der Zylinder 13 mit der Schaltstrecke
über einen Auslaß 20 verbunden. £dber diesen wird er in der Einschaltstellung des
Schalters mit unter Druck stehenden verflüssigten Schwefelhexafluorid gefüllt, weil
der Auslaß 20 über einen Ringspalt 22 und eine Bohrung 23 in einem Schieber 24 mit
dem Ringkanal 18 verbunden ist, der seinerseits zu einem nicht gezeichneten Hochdruckspeicher
führt.
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Aus dem dingkanal 18 gelangt Hochdruckgas über eine weitere Bohrung
26 des Schiebers 24 auch zu einem Kolben 27 am beweglichen
Schaltstift
3, so daß dieser durch den Druck des Hochdruckgases in der Einschaltstellung festgehalten
wird, weil die Gegenseite des Kolbens 27 über eine Bohrung 28 und eine Nut 29 im
Schieber 24 mit dem Niederdrucksystem des Schalters verbunden ist.
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Zum Ausschalten wird der Schieber 24 in &ie auf der linken Seite
der Figur sichtbare Stellung gebracht. Dies hat zur Folge, daß die zum Kolben 27
führende Bohrung 26 für das Hoch druckgas abgetrennt wird. Gleichzeitig wird die
bis dahin- in it Hochdruck beaufschlagte Seite des Kolbens 27 über'die Nut 29 entlüftet
und die Bohrung 28 mit der zum Hochdruckkanal 18 führenden Bohrung 23 zur Deckung
gebracht, so daß der Schaltstift 3 in Ausschaltrichtung in Bewegung gesetzt wird.
Sobald der Schaltstift das Ventil 9 öffnet, strömt das Hochdruckgas im Zylinder
13 in die Schaltstrecke und bebläst dort den Lichtbogen. Durch den Differentialkolben
14 wird eine so große Kraft auf das Hochdruckgas ausgeübt, daß das Gas noch in flüssiger
Form in den Lichtbogenraum gelangt und dort eine besonders gute Löschwirkung hervorbringt.
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Am Ende des Ausschaltvorganges und in der Ausschaltstellung ist der
weitere Zustrom von Hochdruckgas durch den Differentialkolben 14 selbst gesperrt.
Erst bei einem erneuten Einschalten des Schaltstiftes füllt sich der Zylinder 13
wiederimit hochdruckgas, wenn der Schieber 24 in die rechts von der Mittellinie
sichtbare Stellung gebracht wird. Der Kolben 14 wird dabei durch die größere Kraft,
die das Hochdruckgas auf die Kolbenfläche 15 ausübt, in die der Einschaltstellung
entsprechende Lage gebracht. Gleichzeitig gelangt eine durch den Zylinder 13 bestimmte
Menge Hochdruckgas vor den Differentialkolben 14.
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Dieses Löschmittel steht für die nächste Ausschaltung des Licht
bogens
zur Verfügung. Der Kolben 14 sorgt damit auch für die Dosierung des Löschmittels.
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1 Figur 3 Ansprüche