DE1941615A1

DE1941615A1 - Control switch working depending on the density of a gas

Info

Publication number: DE1941615A1
Application number: DE19691941615
Authority: DE
Inventors: Peter Dr-Ing Huhse; Horst Dr-Ing Kopplin; Heiner Marin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-08-14
Filing date: 1969-08-14
Publication date: 1971-02-25
Also published as: JPS4814831B1

Description

In Abhängigkeit von der Dichte eines Gases arbeitender Steuerschalter Aus der deutschen Auslegeschrift 1 20t 455 ist ein in Abhängigkeit von der Dichte eines Gases arbeitender St euersohalt er bekannt, der das Gassystem eines Hochspannungsschalters mit Schwefelhexafluorid als Löschmittel überwacht. Der Steuerschalter besitzt einen elektrischen Kontakt, auf den in der einen nicht tung eine Feder wirkt. Die Feder bildet eine Gegenkraft zu der mit Hilfe einer Membran aufgebracbten Kraft eines in einem Behält er eingeschlossenen Volumens des Gases Durch die Verwendung des gleichen Gases wie des zu überwachenden Gases in dem geschlossenen Behälter kann man die Temperaturabhängigkeit des Gasdruckes ausschalten, so daß die Arbeitskennlinie des Steuer-Schalters unabhängig von der Temperatur eine bestimmte Relation zur Dichte des Gases ist.Control switch working depending on the density of a gas From the German Auslegeschrift 1 20t 455 is a depending on the density of a gas working control, he known that the gas system of a high-voltage switch monitored with sulfur hexafluoride as an extinguishing agent. The control switch has a electrical contact on which a spring does not act in one direction. The feather forms a counterforce to the force applied by means of a membrane in a container he volume of the gas enclosed by the use of the same gas as the gas to be monitored in the closed container you switch off the temperature dependence of the gas pressure, so that the working characteristic of the control switch has a certain relation to the density regardless of the temperature of the gas is.

Der bekannte Steuerschalter ist so aufgebaut, daß ei als Faltenbalg ausgebildeter beweglicher Teil mit der einen Stirnseite an dem starren Deckel eines stabilen Gehäuses betestigt ist, das das zu überwachende Gas einschließt. An der anderen Stirnseite des Faltenbalges ist ein ebenfalls starrer Metallteil befestigt, der den beweglichen Kontakt trat. Diese Ausbildung ist in verschiedener Einsicht unvorteilhaft. Sie soll deshalb durch die Erfindung verbessert werden.The well-known control switch is constructed in such a way that egg acts as a bellows trained movable part with one end face on the rigid cover of a stable housing is attached, which encloses the gas to be monitored. At the a rigid metal part is attached to the other end of the bellows, who entered the moving contact. This training is in various ways unfavorable. It is therefore intended to be improved by the invention.

Die erfindungzgemäße Ausbildung des Steuerschalters ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß da als starrer Metallteil ausgebildeten Behälter eine im wesentlichen ebene Metallmembran als Schaltglied zugeordnet ist. nivrbei ist die Membran nicht als Faltenbal4-; ausgebildet. Sie kann deshalb wesentlich billiger hergestellt werden. Außerdem braucht dia Membran nur an ihrem auß rcn Rande mit dem starren Metallteil verbunden zu werden. Dies geschieht vorzugsweise in Form einer metallischen Verbindung durch Löten oder noch besser durch Schweißen. Mithin ist auch der Fertigungsaufwand des Steuerschalters nach der Erfindung kleiner.The design of the control switch according to the invention is d a d u r c h g e k e n n n n z e i c h n e t that designed as a rigid metal part container an essentially flat metal membrane is assigned as a switching element. nivrbei is the membrane not as a bellows; educated. It can therefore be essential can be produced more cheaply. In addition, the membrane only needs on its outer edge to be connected to the rigid metal part. This is preferably done in form a metallic connection by soldering or even better by welding. So the manufacturing cost of the control switch according to the invention is also smaller.

Der Steuerschalter nach der Erfindung zeichnet sich ferner dadurch aus, daß die ebene. Membran mit geringem Aufwand von den starren Metllteilen eingeschlossen sein kann. Z.B.. kann der Metallteil mit Stützflächen die Endlagen der Metallmembran bestimmen. Deshalb kann mit Membran dünner bemessen werden, als wenn sie allein den vollen Gasdruck aufnehmen müßte. Außerdem können die die Stützflächen bildenden Teile die Metallmembran vollständig einschließen, so daß die Membran mechanisch geschützt ist. Der Steuerschalter nach der Erfindung kann somit ohne Gefahr in der Fabrik fertig montiert und gegebenenfalls geeicht werden. Er wird dann zum Verwendungsort transportiert und dort eingebaut, ohne daß sich die für seine Ansprechwerte wesentliche Membran durch äußere Einflüsse nennenswert verändern kann. Schließlich ist es auch möglich, die Membran so auszubilden, daß sie beim Ansprechen eine Schnappbewegung ausführt. Hierzu kann die Membran an ihrem Rande eingespannt werden.The control switch according to the invention is further characterized from that level. Membrane enclosed by the rigid metal parts with little effort can be. E.g. the metal part with support surfaces can be the end positions of the metal membrane determine. Therefore, the membrane can be made thinner than if it were alone would have to absorb the full gas pressure. In addition, they can form the support surfaces Parts completely enclose the metal diaphragm, so that the diaphragm is mechanical is protected. The control switch according to the invention can thus without danger in the Factory assembled and, if necessary, calibrated. It then becomes the place of use transported and installed there without the essential for its response values Membrane can change appreciably through external influences. After all, it is too possible to design the membrane so that it engages in a snap motion when responding executes. For this purpose, the membrane can be clamped at its edge.

In Gegensatz zu dem vorstehend geschilderten beksnnten Steuerschalter, der ein besonderes, vom Faltenbalg über einen Stößel betätigtes Kontaktsystem benötigt, kann der Metallteil be Steuerschalter nach der erfindung selbst Teil des Strompfades über den Steuerschalter sein. Zweckmäßig ist der Metallteil dabei--mit einem Isolierstoffträger befestigt.In contrast to the well-known control switch described above, which requires a special contact system actuated by the bellows via a plunger, the metal part can be control switch according to the invention itself part of the current path over the control switch. The metal part is useful here - with an insulating support attached.

Wie sich gezeigt hat, kann die Fertigung von Steuerschaltern, insbesondere die Einhaltung genau definierter Ansprechwerte, dadurch erleichtert werden, daß der Metallteil einen abschweißbaren Stutzen zur Füllung mit dem Gas aufweist. Der Steuerschalter kann in diesem Sinne als vollständig geschlossene und betriebsmäßig/oifenbare Einheit gefertigt und eingebaut werden, so daß alle Schwierigkeiten, die bei bekannten Schaltern durch cinc Justierung am Einbauort entstehen, beim Steuerschalter nach der Erfindung wegfallen.As has been shown, the manufacture of control switches, in particular compliance with precisely defined response values are facilitated by the fact that the metal part has a weldable nozzle for filling with the gas. Of the Control switch can in this sense as completely closed and operationally / oifenbaren Unit manufactured and installed, so that all the difficulties that are known Switches are created by cinc adjustment at the installation site, at the control switch according to of the invention are omitted.

Zur näheren Erlauterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Es handelt sich un einen Steuerschalter, der in Abhängigkeit von der Dichte den Betrieb eines nicht dargestellten Kompressors überwachen soll. Der Kompressor fördert das Gas aus einem Niederdruckbe hält er eines nicht sichtbaren llochspannungsleistungsschalt ers mit Schwefelhexafluorid (SF6) als Löschmittel in den Hochdruckbehälter, wie an sich bekannt ist. Dabei würde sich bei gleichem Druck des Gascs die Dichte in Abhängigkeit von der Temperatur ändern. Für die Löschwirkung ist Jedoch eine gleichbleibende Dichte erwünscht.To explain the invention in more detail, the following is based on the Drawing an embodiment described. It is a control switch, the operation of a compressor, not shown, depending on the density should monitor. The compressor delivers the gas from a Niederdruckbe it holds an invisible hole voltage circuit breaker with sulfur hexafluoride (SF6) as an extinguishing agent in the high-pressure container, as is known per se. Doing so would At the same pressure of the gas, the density depends on the temperature change. However, a constant density is desirable for the extinguishing effect.

Von 2en Leistun,sschaltcr ist im Ausführungsbeispiel nur die Wand 1 zu sehen, die zum Niederdruckbehälter des Schalters gestört. In den Niederdruckbehälter, der SF6 von z.B. 3 at enthalt, ist der als Ganzes mit 3 bezeichnete Steuerschalter eingesetzt.In the exemplary embodiment, only the wall is of the two power switches 1 to see that bothered to the low pressure tank of the switch. In the low pressure tank, which contains SF6 of e.g. 3 at is the control switch designated as a whole with 3 used.

Zu diesem Zweck ragt in eine Bohrung 5 der Behälterwand 1 ein Flansch 6, an dem mit einem Isolierstoffkörper 7 der als Ganzes mit 8 bezeichnete Metallbehälter des Steusachalters befestigt ist.For this purpose, a flange protrudes into a bore 5 in the container wall 1 6, on which with an insulating body 7 of the metal container designated as a whole with 8 of the control switch is attached.

Der Behälter 8 umfaßt einen starren zylindrischen Metallkörper 10 mit einem abschweißbaren Nippel 11 und einer angeschweißten Platte 12, die Bohrungen 13 in das Innere 14 des Körpers 10 aufweist. Alle genannten Teile bestehen aus gasdichtem Metall, vorzugsweise Kupfer oder Stahl. Die mechanischen Anforderungen an das Material sind verhältnismäßig gering. Lediglich bis zum Einbau in den Niederdruckbehälter muß der Druck der Gasfüllung von den Teilen 1Q und 18 aufgenommen werden. Die den Inneren 14 abgekehrte SeSte der Platte 12 ist gerundet. Dort liegt eine mit der Platte 12 verschweißte oder verötete Metallmembran 16 an. Die Metallmembran 16 ist eine im unbelasteten Zustand ebene danfte Scheibe aus gasdichtes Material, das Federeigenschaften aufwesien kann. Sie liegt im Spalt 17, zwischen der Platte 12 und einer mit dieser verbundenen Platte 18, die über Bohrungen 19 mit dem Innern 2 des Niederdruckbehälters in Verbindung steht.The container 8 comprises a rigid cylindrical metal body 10 with a weldable nipple 11 and a welded plate 12, the holes 13 into the interior 14 of the body 10. All parts mentioned are made of gas-tight Metal, preferably copper or steel. The mechanical requirements on the material are relatively low. Only up to installation in the low-pressure tank the pressure of the gas filling must be absorbed by parts 1Q and 18. The den Inner 14 facing away SeSte of the plate 12 is rounded. There is one with the Plate 12 welded or soldered metal membrane 16 to. The metal diaphragm 16 is a flat disc made of gas-tight material in the unloaded state, which has spring properties can be present. It lies in the gap 17, between the plate 12 and one with this connected plate 18, which via holes 19 with the interior 2 of the low-pressure container communicates.

Wie man sieht, ist in der-itte der Membran 16 ein Kontaktkörper 22 befestigt. Auf der gegenüberliegenden Seite wirkt eine Druck feder 23 auf die Membran ein. Dem Kontaktkörper 22 ist eine Schraube 25 zugeordnet, die im Isoliersteil 7 sitzt. Ihre Länge ist in bezug auf den Kontaktteil 22 einstellbar, wobei die Einstellung mit einer Kontermutter 24 gesIchert werden kann.As can be seen, there is a contact body 22 in the middle of the membrane 16 attached. On the opposite side, a compression spring 23 acts on the membrane a. A screw 25 is assigned to the contact body 22 and is located in the insulating part 7 sits. Their length is adjustable with respect to the contact part 22, the setting can be secured with a lock nut 24.

An der Kontermutter ist ein Draht 26 befestigt, der durch den Flansch 6 mit einer Isolierstoffbuchse 27 geführt ist. Eine gleiche Isolierstoffdurchführung 28 für einen Draht 29 vermittelt einen Anschluß an den Metallbebälter 3.A wire 26 is attached to the lock nut through the flange 6 is guided with an insulating bushing 27. The same insulating material bushing 28 for a wire 29 provides a connection to the metal container 3.

Zur Erläuterung der Funktion der Erfindung wird angenommen, daß der Druck im Niederdruckbehälter bei einer Betriebstemperatur von 200C eine bestimmte Dichte zur Folge hat, die unabhängig, v"on der Änderung der Temperatur beibehalten werden soll. In diesem Fall ist das Innere 14 des Behälters 8 ebenfalls mit SF5 der gleichen Dichte fefüllt. Man kann z.B. SF6 unter einem Druck von 3 at bei Zimmertemperatur von 20°C einfüllen. Steigt nun in Niederdruckbehälter der Druck des dort vorhandenen Gases, weil bei einer Ausschaltung das über den lichtbogen strömende Gas in den Niederdruckbehälter gelangt, so wird die membran 16 in die gezeichnete lage gedrückt. Dadurch wird der Stronkreis 22, 25 unterbrochen, so daß ein Relais abfällt. Auf diese Weise wird der nicht dargestellte Kompressor eingeschaltet, der das Gas aus dem Niederdruckbehälter in den Hochdruckbehälter zurückfördert. Bei Erreichen der richtigen Dichte, wölbt sich die Mdembran 16 unter der Einwirkung des Gases im Innern 14 in die entgegengesetzte Endlage durch. Der Stromkreis wird geschlossen.To explain the function of the invention, it is assumed that the Pressure in the low-pressure tank at an operating temperature of 200C a certain Density entails that is maintained regardless of the change in temperature shall be. In this case, the interior 14 of the container 8 is also with SF5 the same density. For example, SF6 can be used under a pressure of 3 atm at room temperature of 20 ° C. The pressure of the existing one in the low-pressure tank now rises Gas, because when it is switched off, the gas flowing over the arc into the Reaches the low-pressure container, the membrane 16 is pressed into the position shown. As a result, the electrical circuit 22, 25 is interrupted, so that a relay drops out. on in this way, the compressor, not shown, is switched on, which turns off the gas conveyed back from the low-pressure tank to the high-pressure tank. Upon reaching the correct density, the Mdembran 16 arches under the action of the gas inside 14 in the opposite end position. The circuit is closed.

Das nicht gezeichnete Relais kann wieder anziehen und den Kompressor außer Betrieb nehmen.The relay (not shown) can pick up again and the compressor decommission.

.tie man sieht, ist der neue Steuerschalter einfach aufgebaut.As you can see, the new control pendant has a simple structure.

Er besteht nur aus dem Metallteil 10 und den beiden in der Bearbeitung gloichen Platten 12 und 18. Die für die Dichtebemessung wesentliche Membran 16 spricht dank ihrer großen Fläche schon bei geringen Dichtedifferenzen an. Sie arbeitet zurverlässig direkt in Abhängigkeit von der Diechte im Innern 14 und im Niederdruckbehälter 2. Für einen mechanischen Schutz der Membran 16 sorgen die Teile 12 und 18, die mit ihren dem Spalt 17 zugekehrten gewölbten Flächen 20, 21 die Membran 16 in den Endlagen stützen und umhüllen.It consists only of the metal part 10 and the two in the process Global plates 12 and 18. The membrane 16, which is essential for density measurement, speaks thanks to their large area, even with small differences in density. She works reliably directly as a function of the loss in the interior 14 and in the low-pressure container 2. For mechanical protection of the membrane 16, the parts 12 and 18, which are provided with their curved surfaces 20, 21 facing the gap 17, the membrane 16 in the end positions support and envelop.

Boi der Erfindung werden keine empfindlichen Rohrleitungen benötigt, die den Gasdruck oder eine der Temperatur entsprechende Kraft aus dem Niederdruckbehälter herausführen. Die heraussuführenden Drähte 27 und 29 sind meohanisch weitaus unempfindlicher und leicht zu ersetzen.According to the invention, no sensitive pipelines are required, the gas pressure or a force corresponding to the temperature from the low-pressure container lead out. The wires 27 and 29 leading out are mechanically far less sensitive and easy to replace.

Man erkennt sofort, daß der Steuerschalter- 3 die gleiche Temperatur wie das im Niederdruckbehälter enthaltene Gas aufsweisen muß. Fehlmeldungen sind damit ausgeschlossen.You can see immediately that the control switch 3 has the same temperature how the gas contained in the low pressure tank must show. Are false reports thus excluded.

Es ist möglich, auf die Feder 23 zu verzichten, wenn z.B. durch dio Eigenart der Membran 16 sichergestellt ist, daß eine Schnappbewegung ausgeführt wird, die die gewünschte Schaltleistung zwischen den Kontakten 22 und 25 ergibt.It is possible to dispense with the spring 23 if, for example, by dio The nature of the membrane 16 ensures that a snap movement is carried out which results in the desired switching capacity between contacts 22 and 25.

Der neue Steuerschalter kann auch zur Überwachung des gases in geschlossenen Gefäßen, z.B. in der Kammer eines Blaskolbenschalters, dienen, in der das Gas im Ruhezustand stets die gleiche Dichte hat. Für diesen Fall wird ein Unterschreiten der gewünschten Dichte nit dem Steuerschalter nach der Erfindung gemeldet, so daß der Schalter unabhängig von tenperaturbedingten Druckänderungen Leckverluste mit geringen Toleranzen erfaßt, Mit Hilfe der Feder kann man bei dem zuletzt genannten Anwendungsfall auch ausschließen, daß ein Leck des Behälters 8 des Steuerschalters zu Fehlmeldungen führt. Cazu wird der Gasdruck im Behälter kleiner als der des zu überwachenden Gases gewählt und die vorgegebene Druckdifferenz durch eine Feder ausgeglichen.The new control switch can also be used to monitor the closed gas Vessels, e.g. in the chamber of a blower switch, are used in which the gas in the Resting state always has the same density. In this case, a fall below the desired density reported nit the control switch according to the invention, so that the switch with leakage losses regardless of temperature-related pressure changes small tolerances detected, with the help of the spring one can with the last mentioned Application also exclude that a leak of the container 8 of the control switch leads to false messages. In addition, the gas pressure in the container is lower than that of the container monitored gas selected and the predetermined pressure difference by a spring balanced.

Diese Feder verursacht eine Störmeldung, wenn der Behälter des Stouerschalters bei einem Leck den gleichen Druck wie das zu überwachende Gas aufweist.This spring causes a fault message when the container of the control switch has the same pressure as the gas to be monitored in the event of a leak.

1 Figur 9 Ansprüche1 Figure 9 claims

Claims

Protection claims 1. Stcucr switch operating depending on the density of a gas with an electrical contact on which the force of a volume of gas enclosed in a container acts against a counterforce, in particular for controlling high-voltage bypass gas switches with a closed gas circuit, characterized in that the container (8) designed as a rigid metal part is assigned a substantially flat metal membrane (16) as a switching element.

2. Control switch according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the metal membrane (16) is metallically connected to the metal part (8) is.

3. Control switch according to claim 1 or 2, characterized in that that the metal part (8) with support surfaces (20, 21) were the end of the metal membrane (16) determined.

4. Control switch according to claim 3, characterized in that the the support surfaces (20, 21) forming parts (12, 16) of the metal membrane (16) completely lock in.

5. Control switch according to claim 1 or one of the following, characterized through a membrane (16) which, when responding, performs a snap motion.

6. Control switch according to claim 1 or one of the following, d a d u r c h e k e n n n n z e i c h n e t that the metal part (8) is part of the current path via the control switch.

7. Control switch according to claim 6, characterized by an insulating carrier (7) for fastening the metal part (8).

8. Control switch according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that the metal part (S) has a weldable nozzle (11) for filling with the gas.

9. Use of the control switch according to claim 1 or one of the following in a vessel with a constant gas density, especially in a blow-boob counter, it is indicated that the container (8) has a lower gas density and that to compensate for the resulting from the difference in gas densities Forces a? Eder is provided.