DE1931094C3

DE1931094C3 - Pillar type pressure gas switch

Info

Publication number: DE1931094C3
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: 1980-01-03
Also published as: NL162237C; DE6924553U; CH501304A; DE1931094B2; FR2052565A5; DE1931094A1; NL162237B; SE357095B; GB1308239A; US3678234A; NL7008754A; JPS508182B1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter der Säulenbauart mit geschlossenem Gaskreislauf, insbe* sondere mit SF₆ als Löschmitlei, mit einem auf Hochspannungspotential angeordneten Bereitschafts- ■>"> behälter 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 w 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. f>5The invention relates to a pressure 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, which is used to extinguish the arc and, if necessary, also to drive the moving contact pieces a storage tank at ground potential, which is connected to the standby tank by means of a pressure gas line with a large cross-section w, with a low-pressure tank and with a compressor controlled by the differential pressure between the pressure gas in the storage tank and in the low-pressure tank, which pumps pressurized gas from the low-pressure tank into the storage tank. f> 5

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 allem darum, die elektrische Beanspruchung dieser Isolierstoffrohrleitung möglichst klein zu halten. Die Schalterköpfe werden hierbei von den obere« Enden aufrecht stehender Stützisolatoren getragen, deren untere Enden auf einem horizontal verlaufenden Grundrahmen befestigt sind- Dieser besteht aus mehreren schweren Stahlträgern, die *jnen 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 !nnenraum 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 switches heads are in this case carried by the upper "ends of upright support insulators, Video- mounted on a horizontally extending base frame the lower ends of which consists of several heavy steel girders * hem longitudinally extending high pressure gas storage for sulfur hexafluoride gas (SF ₆₎ and a compressor wear. 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 that work depending on density differences so that in the event that the The pressure in the respective interior of the switch heads becomes too great or the high pressure in the high-pressure gas storage tanks and in the high-pressure containers in the interior areas drops too much, as the compressor is started.

Weiter ist aus der DE-AS 11 04 020 ebenfalls ein Druckgasschalter der Säulenbauart bekannt insbesondere mit geschlossenem SFs-Gaskreis, mit auf Hochspannungspotential angeordneten Schaltkammern, bei dem das Hochdruckes 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.Next is from DE-AS 11 04 020 also a Compressed gas switch of the column type is known in particular with a closed SFs gas circuit, with a high-voltage potential arranged switching chambers, in which the high pressure of the arc extinguishing and optionally also serves to drive the switching contacts, and in which the pressurized gas container by a Pressurized gas line is connected to a storage tank which is arranged at ground potential and from which the Compressed gas is added to the switching chambers when consumption has taken place. With the latter Pressurized gas switch, the switching chambers and the storage container communicate via a pressurized gas line together. Here, the storage container is designed as a cylinder in which a piston is mounted, which on the side facing away from the high pressure is constantly with gas from a pneumatic pressure accumulator is applied and when the gas circuit is stationary in the idle state, the Forces acting in the opposite direction keep the piston 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 Bereitschaftsbehälier 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, however, in the last-mentioned interpretative document, there is no standby 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 Nachförde' rung von Hochdruckgas insbesondere durch die letztgenannte Druckgasleitung eine alifällige 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, there is no DE-AS 11 04 020 Known solution to the problem by rapid Nachförde 'tion of high pressure gas in particular by the The latter pressurized gas line is an optional second 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 the gas circuit part consisting of the storage tank, pressurized gas line and standby tank is to be maintained.

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

In addition, the subject of DE-AS

11 04 020 der Vorratsbehälter, mittels dessen der Druck des LösehmUtels im Schalter konstant gehalten wird, aus ?wei 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 gewachsensind. 11 04 020 the reservoir, by means of which the pressure of the release bag in the switch is kept constant, made of white bellows with a common front 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, are not able to cope with the high pressure loads.

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 is Druckgases vorhanden ist Der Bereitschaftsbehälter ist hierbei über ein Rückschlagventil an eine Druckgaszuführungsleiiung angeschlossen, die ihrerseits über ein Hauptventil mit einem Vorratsbehälter auf Erdpotential 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 K raft bedarf und damit einen großen Aufwand, wenn das Nachfüllen sehr rasch, z. B. während der stromlosen Pause im Zug einer erfolglosen Jo 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 present. The standby container is connected to a pressurized gas supply line via a check valve connected, which in turn via a main valve with a storage tank at ground 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 high force and thus a great deal of effort if the refilling is carried out very quickly, e.g. B. During the currentless break in the train of an unsuccessful Jo brief interruption should take place, 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 is 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 erfolgtThe invention is now based on the object at is a pressurized gas switch of the type mentioned above is a simple and cheap solution for the rapid Indicate subsequent delivery of the pressurized gas in the standby container, through which z. B. during the currentless pause of a short-circuit switching sequence already means that the standby tank is refilled he follows

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Kennzeichnung des Patentanspruchs 1 gelöst 4·>According to the invention, this object is achieved by the features of the characterization of claim 1 solved 4 ·>

Die neue Anordnung erlaubt in vorteilhafter Weise bei Verwendung von insbesondere SFb 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 Ausgangsdruck wie bei der ersten Ausschaltung statt, so daß keine Einbusse im Ausschakvermögen auftritt. v, When using SFb in particular as the compressed gas, the new arrangement advantageously allows the pressure in the high-pressure part of the switch to be kept relatively low with regard to the heating expenditure at low ambient temperatures. As a result of the rapid subsequent delivery, a possible second switch-off takes place in the course of an unsuccessful brief interruption at practically the same output pressure as during the first switch-off, so that there is no loss of disengagement capacity. v,

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.

Fig. I zeigt den Aufrißschnitt eines Druckgas-Säulenschalters in dem zum Teil schematischer Darstellung,Fig. I shows the elevation section of a pressurized gas column switch in the partly schematic representation,

Fig.2 eine Variante einer Einzelheit des Druckgas- fan schalters nach F i g. 1.2 shows a variant of a detail of the compressed gas fan switch according to FIG. 1.

In Fig. 1 is on a ground potential leader

Unterteil I eine IsoliersSule 2 aufgebaut, welche ihrerseits ein hoehspannungsführendes Oberteil 3 trägt 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 Ober 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 eins 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 Hohlisofator 15 in den aus Unterteil 1, Oberteil 3 und der hohlen Isoliersäule 2 gebildeteriWiederdruckteil des Druckgasschalters. Der Bereitschaf tsäehälter 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 gleilciid 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. I 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 Stickstoff flasche sein, von 100 oder mehr bar Füllung. 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 19,2f 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 Kolben 19, 21 gemeinsam nach links schiebt, wodurch das Gas aus dem Vorratsbehälter 17, 18 in den Bereitschaftsbehälter 12 sehr rasch nachgefördert wird. Bereits kurz nach Beginn dieser Förderbewegung wird mit Hilfe der an der Kolbenstange 20 angebrachten Kulisse 26 ein Hilfskon* takt 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.Lower part I built an IsoliersSule 2, which in turn a high-voltage upper part 3 carries A switching chamber 4 is built onto this upper part, in which one consists of a solid hollow contact piece 5 and a movable contact piece 6 existing switching point is above a rod 6a, one Angle lever 7 and an insulating rod 8, the switching piece 6 is located on the lower part Drive device 9 actuated in a manner known per se. The figure shows the position at the start of the switch-off, in which a blow valve 10, which is located on an insulating rod 13 from the lower part associated drive device 14 of conventional design can be actuated, has just opened and the in a standby container 12 contained high pressure gas flow in the manner indicated by the arrows lets the high pressure gas pass through the hollow movable contact piece 6 directly, and through the Hollow contact piece 5 after a deflection 11 via a hollow insulator 15 into the lower part 1, upper part 3 and the depressurized part formed by the hollow insulating pillar 2 of the gas pressure switch. The ready-to-use container 12 communicates with the am via a pressurized gas line 16 Lower part 1 attached space 17, designed as a cylinder storage container 18, in which a piston 19 is mounted tightly gleilciid By a rod 20 is the Piston 19 mechanically firmly connected to another piston 21 of smaller diameter. The room 22 between the two pistons 19,21 is via a line 23 to the low-pressure part of the gas pressure switch tied together. As Figure 2 shows, it can also be useful in special cases, the space 22 via a To connect opening 24 with the outdoors permanently. In this case, the in FIG. I included line 23 in failure. The piston 21 is on its right side by a compressed gas of high pressure, which in a Pressure accumulator 25 is included, acted upon. The pressure accumulator can expediently be a commercially available one Be a nitrogen bottle with a filling capacity of 100 bar or more. The pressure ratio of the pressure that calmed down The normal state of the compressed gas switch in its standby and storage container 12, 18 prevails for pressure in the pressure accumulator 25 and on the other hand the area ratio of the piston 19,2f is chosen so that the on the two pistons 19, 21 forces acting in opposite directions maintain equilibrium. Now occurs z. B. in the event of a switch-off, gas consumption and thus a pressure drop in the standby container 12 on, this pressure drop is immediately communicated to the storage container 17, 18 via the line 16. It arises under the effect of the pressure in the pressure accumulator 25, a large excess of force, which the pistons 19, 21 pushes together to the left, whereby the gas from the storage container 17, 18 into the standby container 12 is funded very quickly. Shortly after the start of this conveying movement, with the help of the Piston rod 20 attached link 26 an auxiliary contact 27 closed, the one between the low-pressure part and the compressor 28 connected to the reservoir 17, 18 is started. As a result, the pistons 19.21 then back to their in FIG. 1 depicted starting position pushed back.

1 sheet of drawings

Claims

Claims;

1.Pillar-type pruck gas switch with a closed gas circuit, in particular with SFe as extinguishing agent, with a standby container for the high-pressure gas, which is 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 that connects to the standby container by means of a pressurized gas line large cross-section is connected, 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 is supported by a differential piston ( 19, 21) is subdivided into two volumes which can be changed in volume, so that the larger area of the differential piston depends on the gas pressure of the space (17) of the storage container connected to the standby container (12) elder (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. Pressure gas switch each A> ~ </ pruch 1, thereby characterized in that the differential piston consists of two pistons (19, 21) connected by a rod (20) consists and that the space (22) between the two pistons (19,21) with the low-pressure part (1,2,3) of the Communicates with the switch

3. Compressed gas switch according to claim I, characterized in that the differential piston consists of two ίο feces (19, 21) connected to a rod (2U) and that the space (22) between the two pistons (19,21) is connected to the open air

4. Compressed gas switch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the high pressure « memory (25) a high-pressure container filled with nitrogen gas of more than 100 bar is used.