DE1931094B2

DE1931094B2 - Pillar type pressure gas switch

Info

Publication number: DE1931094B2
Application number: DE1931094A
Authority: DE
Inventors: Dieter Fislisbach Floessel (Schweiz)
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1969-06-18
Filing date: 1969-06-19
Publication date: 1979-04-19
Also published as: US3678234A; SE357095B; NL162237B; NL7008754A; NL162237C; DE1931094C3; DE1931094A1; DE6924553U; GB1308239A; CH501304A; FR2052565A5; JPS508182B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter der Säulenbauart mit geschlossenem Gaskreislauf, insbesondere mit SF₆ als Löschmittel, mit einem auf Hochspannungspotential angeordneten Bereitschaftsbehälter für das Hochdruckgas, das der Lichtbogenlöschung und gegebenenfalls auch dem Antrieb der beweglichen Schaltstücke dient, mit einem Vorratsbehälter auf Erdpotential, der mit dem Bereitschaftsbehälter mittels einer Druckgasleitung großen Querschnitts verbunden ist, mit einem Niederdruckbehälter und mit einem vom Differentialdruck zwischen dem Druckgas im Vorratsbehälter und im Niederdruckbehälter gesteuerten Kompressor, der Druckgas aus dem Niederdruckbehälter in den Vorratsbehälter fördert.The invention relates to a pressurized gas switch of the column type with a closed gas circuit, in particular with SF ₆ as extinguishing agent, with a standby container for the high-pressure gas arranged at high voltage potential, which is used to extinguish the arc and, if necessary, also to drive the movable contact pieces, with a storage container at ground potential, which is connected to the Stand-by container is connected by means of a compressed gas line with a large cross-section, with a low-pressure container and with a compressor controlled by the differential pressure between the compressed gas in the storage container and in the low-pressure container, which pumps compressed gas from the low-pressure container into the storage container.

Aus der DE-AS 12 23 018 ist ein Druckgasschalter mit einem auf Hochspannungspotential liegenden Hochdruckbehälter und einer von diesem vertikal nach unten zu geerdeten Teilen führenden Isolierstoffrohrleitung großen Querschnitts bekannt Bei diesem Druckgasschalter geht es vor allein darum, die elektrische Beanspruchung dieser Isolierstoffrohrleitung möglichst klein zu halten. Die Schalterköpfe werden hierbei von den oberen Enden aufrecht stehender Stützisolatoren getragen, deren untere Enden auf einem horizontal verlaufenden Grundrahmen befestigt sind. Dieser besteht uus mehreren schweren Stahlträgern, die einen längs verlaufenden Hochdruckgasspeicher für Schwefelhexafluoridgas (SF₆) und einen Kompressor tragen. Die aufrecht stehenden Stützisolatoren dienen hierbei als Übertragungsmittel für Gas von verhältnismäßig niedrigem Druck aus dem jeweiligen Innenraum der Schalterköpfe nach unten und über eine Verbindung in den Kompressor, der von bestimmten, in Abhängigkeit von Dichtedifferenzen arbeitenden Geräten steuerbar ist, so daß für den Fall, daß der Druck im jeweiligen Innenraum der Schalterköpfe zu groß wird oder der Hochdruck in den Hochdruckgasspeichern sowie in den Hochdruckbehältern in den Innenräumen zu stark absinkt, der Kompressor angelassen wird.DE-AS 12 23 018 discloses a compressed gas switch with a high-pressure container at high voltage potential and an insulating pipe with a large cross-section leading from this vertically down to earthed parts . The switch heads are supported by the upper ends of upright post insulators, the lower ends of which are attached to a horizontally extending base frame. This consists of several heavy steel girders that carry a longitudinal high-pressure gas reservoir for sulfur hexafluoride gas (SF ₆ ) and a compressor. The upright post insulators serve as a transmission medium for gas of relatively low pressure from the respective interior of the switch heads downwards and via a connection into the compressor, which is controllable by certain devices operating in dependence on density differences, so that in the event that the pressure in the respective interior of the switch heads becomes too high or the high pressure in the high-pressure gas storage tanks and in the high-pressure containers in the interior areas drops too much, the compressor is started.

Weiter isi aus der DE-AS 11 04 020 ebenfalls ein Druckgasschalter der Säulenbauart bekannt, insbesondere mit geschlossenem SFb-Gaskreis, mit auf Hochspannungspotential angeordneten Schaltkammern, bei dem das Hochdruckgas der Lichtbogenlöschung und gegebenenfalls auch dem Antrieb der Schaltkontakte dient, und bei dem der Druckgasbehälter durch eine Druckgasleitung mit einem auf Erdpotential angeordneten Vorratsbehälter verbunden ist, aus dem das Druckgas in den Schaltkammern bei stattgefundenem Verbrauch ergänzt wird. Bei dem letztgenannten Druckgasschalter kommunizieren die Schaltkammern und der Vorratsbehälter über eine Druckgasleitung miteinander. Hierbei ist der Vorratsbehälter als Zylinder ausgebildet, in dem ein Kolben gelagert ist, welcher auf der von der Hochdruckbeaufschlagung abgewandten Seite ständig mit Gas aus einem pneumatischen Druckspeicher beaufschlagt ist und sich bei stationärem Gaskreis im Ruhezustand die auf den Kolben in entgegengesetzter Richtung wirkenden Kräfte das Gleichgewicht halten.Furthermore, from DE-AS 11 04 020 a pressure gas switch of the column type is also known, in particular with closed SFb gas circuit, with switching chambers arranged at high voltage potential that of the high pressure gas of the arc extinguishing and possibly also the drive of the switching contacts is used, and in which the pressurized gas container is arranged through a pressurized gas line with a ground potential Reservoir is connected, from which the pressurized gas in the switching chambers has taken place Consumption is supplemented. In the latter, the switching chambers communicate and the storage container to one another via a pressurized gas line. Here, the reservoir is as Cylinder formed in which a piston is mounted, which on the of the high pressure remote side is constantly acted upon with gas from a pneumatic pressure accumulator and in the case of a stationary gas circuit at rest, those acting on the piston in the opposite direction Keeping forces in balance.

In der DE-AS 11 04 020 ist nun ein Druckgasschalter beschrieben, dem die Aufgabe zugrundeliegt, den Druck des Löschmittels im Schalter beispielsweise auf 3 bis 5 Atmosphären konstant zu halten, jedoch ist in der letztgenannten Auslegeschrift kein Bereitschaftsbehälter für ein Hochdruckgas und auch kein Hochdruckspeicher bzw. kein Hochdruckbehälter für Drücke von mehr als 100 bargeoffenbart.In DE-AS 11 04 020 there is now a pressure gas switch described, which is based on the task of setting the pressure of the extinguishing agent in the switch, for example, to 3 to 5 atmospheres must be kept constant, but in the last-mentioned disclosure document there is no stand-by container for a high-pressure gas and also no high-pressure accumulator or high-pressure container for pressures of more disclosed as 100 bar.

Insbesondere ist aus der DE-AS 11 04 020 keine Lösung des Problems bekannt, durch rasche Nachförderung von Hochdruckgas insbesondere durch die letztgenannte Druckgasleitung eine allfällige zweite Ausschaltung im Zuge einer erfolglosen Kurzunterbrechung bei praktisch gleichem Ausgangsdruck wie bei der ersten Ausschaltung sicherzustellen, wobei der Gashochdruck nicht im ganzen Schalter, sondern nur in dem aus Vorratsbehälter, Druckgasleitung und Bereitschaftsbehälter bestehenden Gaskreisteil aufrechtzuerhalten ist.In particular, no solution to the problem is known from DE-AS 11 04 020, through rapid replenishment of high-pressure gas, in particular through the last-mentioned compressed gas line, a second, if applicable Switch-off in the course of an unsuccessful short interruption at practically the same outlet pressure as for to ensure the first switch-off, whereby the high gas pressure is not in the whole switch, but only in to maintain the gas circuit part consisting of the storage tank, pressurized gas line and standby tank is.

In der DE-AS 11 04 020 ist außerdem kein Einsatz eines Kompressors geoffenbart, in der Einleitung der letztgenannten Auslegeschrift jedoch im Zusammenhang mit der Verwendung von Kompressoren auf die damit verbundenen Nachteile hingewiesen.In DE-AS 11 04 020 there is also no use of a compressor, but in the introduction to the last-mentioned patent application in context pointed out the disadvantages associated with the use of compressors.

Außerdem besteht beim Gegenstand der DF-ASIn addition, the subject of the DF-AS

11 04 020 der Vorratsbehälter, mittels dessen der Druck des Löschmittels im Schalter konstant gehalten wird, aus zwei Faltenbälgen mit einer gemeinsamen Stirnwand, die kolbenähnlich geführt ist. Eine solche Vorratsbehälterausbildung erweist sich jedoch für die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe als ungeeignet, weil insbesondere die von Atmosphärendruck umgebenen Faltenbälge im Gegensatz zur Erfindung den Hochdruckbeanspruchungen nicht gewachsen sind.11 04 020 the reservoir, by means of which the pressure the extinguishing agent in the switch is kept constant, from two bellows with a common end wall, which is guided like a piston. However, such a reservoir training proves to be Solution of the problem on which the invention is based is unsuitable because, in particular, that of atmospheric pressure Surrounded bellows, in contrast to the invention, cannot cope with the high pressure loads are.

Aus der DE-PS 8 73 420 ist weiterhin ein Druckgasschalter bekannt, bei dem ein auf Hochspannungspotential angeordneter Bereitschaftsbehälter für die Bereitstellung des der Lichtbogenlöschung und gegebenenfalls auch dem Antrieb der Schaltkontakte dienenden Druckgases vorhanden ist Der Bereitschaftsbehälter ist hierbei über ein Rückschlagventil an eine Druckgaszufühi ungsleitung angeschlossen, die ihrerseits über ein Hauptventil mit einem Vorratsbehälter auf Eidpotential verbunden ist, aus dem das Druckgas ergänzt wird. Hierzu wird das Hauptventil bei Druckabfall im Bereitschaftsbehälter über eine Isolierwelle mechanisch durch eine Kurvenscheibe oder durch Betätigen einer Kontaktanordnung geöffnet. In letzterem Fall ist für das Hauptventil ein Magnetantrieb oder dergleichen erforderlich. Eine derartige Anordnung benötigt infolge der Trägheitskräfte der zu betätigenden mechanischen Elemente einen hohen Kraftbedarf und damit einen großen Aufwand, wenn das Nachfüllen sehr rasch, z. B. während der stromlosen Pause im Zug einer erfolglosen Kurzunterbrechung erfolgen sollte, damit auch die zweite Ausschaltung mit praktisch dem gleichen Ausgangsdruck wie die erste Ausschaltung beginnen könnte.From DE-PS 8 73 420 is still a pressure gas switch known, in which a standby container arranged at high voltage potential for the provision the one used to extinguish the arc and, if necessary, also to drive the switching contacts Pressurized gas is available. The standby tank is connected to a pressurized gas supply via a check valve ungsleitung connected, which in turn via a main valve with a storage container on oath potential is connected, from which the compressed gas is supplemented. For this purpose, the main valve is opened in the event of a pressure drop in the Stand-by container mechanically via an insulating shaft by means of a cam disc or by actuating a Contact arrangement open. In the latter case, a magnetic drive or the like is required for the main valve. Such an arrangement required due to the inertial forces of the mechanical to be actuated Elements require a lot of force and thus a great deal of effort if the refilling is carried out very quickly, e.g. B. should take place during the currentless break in the train of an unsuccessful short interruption, so that the start the second switch-off with practically the same outlet pressure as the first switch-off could.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einem Druckgasschalter der eingangs erwähnten Art eine einfache und billige Lösung für die rasche Nachförderung des Druckgases in den Bereitschaftsbehälter anzugeben, durch welche z. B. während der stromlosen Pause einer Kurzunterbrechungsschaltfolge bereits die Wiederauffüllung des Bereitschaftsbehälters erfolgt.The invention is now based on the object in a gas pressure switch of the type mentioned a simple and cheap solution for the rapid replenishment of the compressed gas in the standby container indicate through which z. B. during the currentless pause of a short-break switching sequence the standby tank has already been refilled.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Kennzeichnung des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of the characterization of claim 1 solved.

Die neue Anordnung erlaubt in vorteilhafter Weise bei Verwendung von insbesondere SFt als Druckgas, den Druck im Hochdruckteil des Schalters im Hinblick auf den Heizungsaufwand bei niedrigen Umgebungstemperaturen verhältnismäßig niedrig zu halten. Infolge der raschen Nachförderung findet überdies eine allfällige zweite Ausschaltung im Zuge einer erfolglosen Kurzunterbrechung bei praktisch gleichem Aujgangsdruck wie bei der ersten Ausschaltung statt, so daß keine Einbusse im Ausschaltvermögen auftritt.The new arrangement advantageously allows when using especially SFt as the compressed gas, the pressure in the high-pressure part of the switch with regard to the heating costs at low ambient temperatures to be kept relatively low. As a result of the rapid follow-up funding, there is also a any second switch-off in the course of an unsuccessful short interruption with practically the same output pressure as with the first disconnection, so that there is no loss of breaking capacity.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, anhand dessen diese näher erläutert wird.The drawing shows an exemplary embodiment of the invention, on the basis of which it is explained in more detail.

F i g. 1 zeigt den Aufrißschnitt eines Druckgas-Säulenschalters in dem zum Teil schematischer Darstellung,F i g. 1 shows the front elevation of a pressurized gas column switch in the partly schematic representation,

Fig.2 eine Variante einer Einzelheit des Druckgasschalters nach Fig. 1.2 shows a variant of a detail of the gas pressure switch according to Fig. 1.

In Fig. 1 ist auf einem erdpotentialführenden Unterteil 1 eine Isoliersäule 2 aufgebaut, welche ihrerseits ein hochspannungsführendes Oberteil 3 trägL An diesem Oberteil ist eine Schaltkammer 4 angebaut, in welcher sich eine aus einem festen Hohlkontaktstück 5 und einem beweglichen Schaltstück 6 bestehende Schaltstelle befindet. Über eine Stange 6a, einen Winkelhebel 7 und eine Isolierstange 8 wird das Schaltstück 6 von einer am Unterteil befindlichen Antriebseinrichtung 9 in an sich bekannter Art betätigt In der Figur ist die Lage zu Ausschaltbeginn dargestellt, in welcher ein Blasventil 10, welches über eine Isolierstange 13 von der am Unterteil befindlichen zugehörigen Antriebseinrichtung 14 konventioneller Bauart betätigbar ist, gerade geöffnet hat und das in einem Bereitschaftsbehälter 12 enthaltene Hochdruckgas in der durch die Pfeile angegebenen Weise strömen läßt Das Hochdruckgas gelangt dabei durch das hohle bewegliche Schaltstück 6 unmittelbar, und durch das Hohlkontaktstück 5 nach einer Umlenkung 11 über einen Hohlisolator 15 in den aus Unterteil 1, Oberteil 3 und der hohlen Isoliersäule 2 gebildeten Niederdruckteil des Druckgasschalters. Der Bereitschaftsbehälter 12 kommuniziert über eine Druckgasleitung 16 mit dem am Unterteil 1 angebrachten Raum 17, des als Zylinder ausgebildeten Vorratsbehälters 18, in dem ein Kolben 19 dicht gleitend gelagert ist. Durch eine Stange 20 ist der Kolben 19 mit einem weiteren Kolben 21 kleineren Durchmessers mechanisch fest verbunden. Der Raum 22 zwischen den beiden Kolben 19,21 ist über eine Leitung 23 mit dem Niederdruckteil des Druckgasschalters verbunden. Wie Fig.2 zeigt, kann es in besonderen Fällen auch zweckmäßig sein, den Raum 22 über eine öffnung 24 mit dem Freien dauernd zu verbinden. In diesem Falle kommt die in F i g. 1 enthaltene Leitung 23 in Fortfall. Der Kolben 21 ist auf seiner rechten Seite von einem Druckgas hohen Druckes, das in einem Druckspeicher 25 enthalten ist, beaufschlagt. Zweckmäßig kann der Druckspeicher eine handelsübliche Stickstoffflasche sein, von 100 oder mehr bar Füllung.In Fig. 1, an insulating column 2 is built on a lower part 1 carrying earth potential, which in turn supports a high-voltage upper part 3. Via a rod 6a, an angle lever 7 and an insulating rod 8, the switching piece 6 is actuated by a drive device 9 located on the lower part in a manner known per se is actuated by the associated drive device 14 of conventional design located on the lower part, has just opened and allows the high-pressure gas contained in a standby container 12 to flow in the manner indicated by the arrows after a deflection 11 via a hollow insulator 15 into the low-pressure part of the gas pressure switch formed from the lower part 1, upper part 3 and the hollow insulating column 2. The standby container 12 communicates via a pressurized gas line 16 with the space 17, which is attached to the lower part 1, of the storage container 18, which is designed as a cylinder and in which a piston 19 is mounted in a tightly sliding manner. The piston 19 is mechanically firmly connected to a further piston 21 of smaller diameter by a rod 20. The space 22 between the two pistons 19, 21 is connected to the low-pressure part of the gas pressure switch via a line 23. As FIG. 2 shows, in special cases it can also be expedient to permanently connect the space 22 to the open air via an opening 24. In this case comes the in Fig. 1 included line 23 discontinued. The piston 21 is acted upon on its right side by a high pressure compressed gas which is contained in a pressure accumulator 25. The pressure accumulator can expediently be a commercially available nitrogen bottle with a filling of 100 or more bar.

Das Druckverhältnis vom Druck, der im beruhigten Normalzustand des Druckgasschalters in seinem Bereitschafts- und Vorratsbehälter 12,18 herrscht, zum Druck im Druckspeicher 25 und andererseits das Flächenverhältnis der Kolben 19,21 ist so gewählt, daß sich die auf die beiden Kolben 19, 21 in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Kräfte das Gleichgewicht halten. Tritt nun z. B. bei einer Ausschaltung ein Gasverbrauch und damit ein Druckabfall im Bereitschaftsbehälter 12 auf, so teilt sich dieser Druckabfall über die Leitung 16 dem Vorratsbehälter 17, 18 sogleich mit. Es entsteht unter der Wirkung des Druckes im Druckspeicher 25 ein großer Kraftüberschuß, der die Kolbon 19, 21 gemeinsam nach links schiebt, wodurch das Gas aus dem Vorratsbehälter 17, 18 in den Bereitschaftsbehälter 12The pressure ratio of the pressure that is in the steady normal state of the gas pressure switch in its standby and reservoir 12, 18 prevails, to the pressure in the pressure accumulator 25 and, on the other hand, to the area ratio the piston 19,21 is chosen so that the two pistons 19, 21 in opposite directions Forces acting in directions keep the balance. Now occurs z. B. when switching off a gas consumption and thus a pressure drop in the standby tank 12, this pressure drop is divided via the line 16 the storage container 17, 18 at the same time. Under the action of the pressure in the pressure accumulator 25, a occurs large excess force that pushes the Kolbon 19, 21 together to the left, whereby the gas from the Storage container 17, 18 in the ready container 12

V) sehr rasch nachgefördert wird. Bereits kurz nach Beginn dieser Förderbewegung wird mit Hilfe der an der Kolbenstange 20 angebrachten Kulisse 26 ein Hilfskontakt 27 geschlossen, der einen zwischen Niederdruckteil und Vorratsbehälter 17, 18 angeschlossenen Kompressor 28 in Gang setzt. Dadurch werden die Kolben 19, 21 anschließend wieder in ihre in F i g. 1 dargestellte Ausgangslage zurückgedrückt.V) is replenished very quickly. Shortly after the start This conveying movement becomes an auxiliary contact with the aid of the link 26 attached to the piston rod 20 27 closed, the one between the low-pressure part and reservoir 17, 18 connected compressor 28 starts. As a result, the pistons 19, 21 are then returned to their positions in FIG. 1 shown Starting position pushed back.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Compressed gas switch of the column type with a closed gas circuit, in particular with SF ₆ as extinguishing agent, with a standby tank for the high-pressure gas arranged at high voltage potential, which is used to extinguish the arc and, if necessary, also to drive the movable contact pieces, with a storage tank at ground potential, which is connected to the standby tank by means of is connected to a compressed gas line with a large cross-section, with a low-pressure container and with a compressor controlled by the differential pressure between the compressed gas in the storage container and in the low-pressure container, which pumps compressed gas from the low-pressure container into the storage container, characterized in that the storage container (18) designed as a differential cylinder through a differential piston (19, 21) is subdivided into two volume-variable spaces, so that the larger area of the differential piston depends on the gas pressure of the space (17) of the supply connected to the standby container (12) s container (18) and the smaller area is acted upon by the gas pressure of an additional pneumatic high-pressure accumulator (25) that in the normal state of the gas pressure switch the forces acting on the differential piston (19, 21) are in equilibrium and that the differential piston (19, 21) has a control link (26) by means of which the compressor (28) is controlled via an auxiliary switch (27).

2. Compressed gas switch according to claim 1, characterized in that the differential piston consists of two with a rod (20) connected piston (19, 21) and that the space (22) between the two Piston (19,21) with the low pressure part (1,2,3) of the Communicates with the switch.

3. Compressed gas switch according to claim 1, characterized in that the differential piston consists of two with a rod (20) connected piston (19, 21) and that the space (22) between the two Piston (19,21) is connected to the open air.

4. Compressed gas switch according to one of claims I to 3, characterized in that as a high pressure accumulator (25) a high-pressure container filled with nitrogen gas of more than 100 bar is used.