DE1948079C3 - Flüssigkeitsarmer Leistungsschalter - Google Patents
Flüssigkeitsarmer LeistungsschalterInfo
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Description
35
Die Erfindung geht aus von einem flüssigkeitsarmen Leistungsschalter mit einer vertikalen Polsäule, die aus
zwei metallischen Endteilen und einer diese verbindenden isolierenden Schaltkammer besteht und mit
Einrichtungen für einen Flüssigkeitsumlauf durch Thermosiphonwirkung versehen ist, wobei die metallischen
Endteile außerhalb der Schaltkammer durch ein im Verhältnis zum Schaltkamrnerquerschnitt dünnes
Isolierstoffrohr verbunden sind. Dadurch erhält man einen außerhalb der Schaltkammer verlaufenden
Flüssigkeitsumlauf und erreicht eine so wirksame Kühlung, daß der Schalter mit einer einzigen Schalt- so
kammer, d. h. ohne Parallelschaltkammer, für die größten, bisher auf dem Mittel- und Hochspannungssektor
geforderten Nennströme eingesetzt werden kann.
Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung dieses Schalters mit dem Ziel, die Schaltleistung zu erhöhen,
ohne daß die Kühlwirkung leidet oder der Aufwand für den Schalter nennenswert vergrößert werden muß.
Dieses Ziel erreicht man erfindungsgemäß durch einen mit dem beweglichen Schaltstift des Schalters gekoppelten
Schieber, der bei der Ausschaltbewegung des Schaltstiftes das Isolierstoffrohr sperrt.
Beim Schalter nach der Erfindung steht der Flüssigkeitsumlauf in der Einschaltstellung, also dann,
wenn der über den Schalter fließende Strom Verlustwärme verursacht voll zur Kühlung zur Verfügung. Erst
beim Ausschalten wird der durch Thermosiphonwirkung angetriebene Flüssigkeitsumlauf unterbrochen. In
diesem Augenblick kann das Innere der Schaltkammer als abgeschlossener Raum betrachtet werden, in dem
der Lichtbogen oder eine mechanische Punipwirkung den zur Löschung des Lichtbogens erforderlichen
Druck herstellen kann, ohne daß ein Druckausgleich über das zur Kühlung dienende Isolierstoffrohr möglich
ist
Die Schiebersteuerung mit einem mit dem Schaltstift gekoppelten Schieber erfordert nur einen geringen
Aufwand, wie später näher erläutert wird.
Die Erfindung kann mit Vorteil so ausgeführt werden, daß der Schieberkörper am unteren Ende des
Isolierstoffrohres angeordnet und mit dem Schaltstift starr gekoppelt verbunden ist Der Schieber führt dann
stets die gleiche Bewegung wie der Schaltstift aus. Auf eine Abdeckung des oberen Endes des Isolierstoffrohres
kann in den meisten Fällen verzichtet werden, weil diese Öffnung in der Nähe des Schalterkopfes des Schalters
liegt, so daß dort kein nennenswerter, das Isolierstoffrohr
gefährdender Überdruck zu erwarten ist
Zweckmäßig ist der Schieber ein Rohr, das mit einer Bohrung des Gelriebegehäuses zusammenwirkt, an die
das eine Ende des Isolierstoffrohres angeschlossen ist Das Getriebegehäuse selbst wird dann als Teil der zur
Sperrung benötigten Einrichtung verwendet, und zwar schon dadurch, daß die Anschlußbohrung für das
Isolierstoffrohr in eine Bohrung mündet die dem Querschnitt des als Schieber verwendeten Rohres
angepaßt ibt Mit einem Schieber wird die Steuerung
eines ausreichend großen Durchlaßquerschnittes mit kleinen zu bewegenden Massen erreicht Darüber
hinaus kann man mit einem Rohr die aus dem Isolierstoffrohr kommende Löschflüssigkeit in den
unteren Teil des Getriebegehäuses führen. Auf diese Weise lassen sich auch die tiefsten, an der Wärmeentwicklung
beteiligten Stellen des Leistungsschalters mit gekühlter Löschflüssigkeit bespülen, ohne daß man
deshalb das Isolierstoffrohr unbedingt bis zu den tiefsten Punkten des Getriebegehäuses führen muß.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im
folgenden an Hand der Zeichnung ein etwas vereinfachtes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Der einpolig in einem Querschnitt dargestellte ölarme Leistungsschalter für Mittelspannung, z.B. 10kV und
4000 A Nennstrom, wird üblicherweise dreipolig ausgeführt.
Zu jedem Pol gehört eine Polsäule, die vertikal verläuft und mit Stützisolatoren an einem nicht
dargestellten Antriebsgehäuse angebracht ist. Die Polsäule besitzt ein metallisches Getriebegehäuse 1.
Darin ist eine Antriebswelle 2 gelagert, die flüssigkeitsdicht durch das Getriebegehäuse hindurchführt Die
Antriebswelle ist über eine Kurbel 3 und einen Lenker 4 mit einem hohlen Schaltstift 5 gekoppelt der über
Kontaktrollenpaare 6 mit Stromzuführungsstangen 7 elektrisch in Verbindung steht
Über dem Getriebegehäuse 1 liegt die Schaltkammer 10. Sie enthält außer dem erwähnten Schaltstift 5 ein
feststehendes Schaltstück 11. Isolierstoffteile 12 und 13, die an der Wand der Schaltkammer befestigt sind,
sorgen für die zur Löschung des Ausschaltlichtbogens erforderliche Strömung des Öls, mit dem die Polsäule
gefüllt ist wie z. B. in der »Siemens-Zeitschrift«, 38.
Jahrgang, April 1964, Heft 4. Seiten 229 bis 231 beschrieben ist
Auf der Schaltkammer 10 ist ein Schalterkopf 15 befestigt Mit diesem ist das festehende Schaltstück U
über sternförmig verlaufende Tragteile 16 verbunden. Über die Tragteile 16 fließt der Strom zu der nicht
gezeichneten oberen AnschhiBfläche am Schalterkopf.
Eine ähnliche AnschluBfläche am Getriebegehäuse ist
mit dem Schaltstift 5 über die Stromzuführungsstangcn 7 verbunden.
Am Schalterkopf 15 ist ein metallisches Winkelstück
20 befestigt, dessen rechtwinkelig zueinander verlaufen- s de Bohrungen mit einer in den Schal erkopf führenden
Bohrung 21 einerseits und einem Isolierstoffrohr 22 andererseits in Verbindung stehen. Das Isolierstoffrohr
22 verläuft räumlich parallel zur Schaltkammer 10. Es endet in einem Winkelstück 23, das ebenso wie das
Winkelstück 20 ausgebildet und an eine Bohrung 24 des Getriebegehäuses I angeschlossen ist.
Die Bohrung 24 wirkt auf der Innenseite des Getriebegehäuses 1 mit einem Rohrkörper 26 als
Schieber zusammen, der mit Hilfe einer Führung 27 parallel zum Schaltstift 5 bewegbar ist. Der Rohrkörper
26 ist mit Hilfe von zwei Ansätzen mit einem Führungsstück 28 starr gekoppelt, das mit dem
Schaltstift 5 verschraubt ist und den Befestigungspunkt für den Lenker 4 bildet.
Der Rohrkörper 26 steuert zusammen mit der Wand des Getriebehäuses 1 im Bereich der Bohrung 24 einen
zur Kühlung des Schalters dienenden Umlauf der Löschflüssigkeit durch das Rohr 22. In der in der Figur
gezeichneten Einschaltstellung des Schaltstiftes kann das durch die Verlustwärme im Schalter erhitzte
Löschmittel vom Schalterkopf 15 in Richtung des Pfeiles 30 in das Isolierstoffrohr 22 eintreten. Dort kühlt sich die
Löschflüssigkeit ab, weil in diesem Bereich keine Wärme mehr entwickelt wird, dagegen die Wärmeabgabe
an die den Schalter umgebende Luft sehr viel stärker ist als an der Schaltkammer selbst. Dies liegt u. a. darin,
daß der Durchmesser des Isolierstoffrohres 22 wesentlich kleiner als der Schaltkammerdurchmesser ist Beim
Ausführungsbeispiel macht er nur etwa 1A des Schaltkammerdurchmessers aus.
Die abgekühlte Löschflüssigkeit strömt am unteren Ende des Isolierstoffrohres 22 in Richtung des Pfeiles 31
durch die Bohrung 24 und einen entsprechenden Ausschnitt 32 des Rohrkörpers 26 in den unteren Teil
des Getriebegehäuses 1. Wie man sieht, führt das Rohr 26 die kalte Flüssigkeit dabei zu Stellen unterhalb der
Bohrung 24. Von dort kann die Löschflüssigkeit mit steigender Erwärmung wieder längs der Stromübergangsstellen
zwischen Srhaltstift 5 und Stromzuführungsstangen 7 nach oben wandern. Durch Schlitze 33
gelangt das Löschmittel auch zwischen die Isolierstoffteile 12, 13 der Löschkammer (Pfeil 34) sowie in die
Bohrung 35 des Schaltstiftes 5. Die kühlende Flüssigkeitsströmung führt weiter um das feststehende
Schaltstück 11 herum (Pfeil 37) und durch das feststehende Schaltstück hindurch (Pfeil 38), bis die
warme Löschflüssigkeit wieder in den Bereich der Bohrung 21 des Schalterkopfes 15 gelangt.
Wird der Schalter ausgeschaltet, so bewegt sich der Rohrkörper 26 unmittelbar und gleichzeitig mit dem
Schaltstift 5 nach unien.
Deshalb wird, noch bevor die Schaltstiftspitze das feststehende Schaltstück 11 verläßt, die Bohrung 24 im
Getriebegehäuse verschlossen. Nunmehr kann der weiter in das Getriebegehäuse eindringende Schaltstift
5 einen Druck aufbauen, der eine Löschmittelströmung durch die Bohrung des; Schaltstiftes 5 in den
Schalterkopf hinein verursacht. In der gleichen Richtung kann auch der Druck der vom Lichtbogen
zersetzten Löschflüssigkeit wirksam werden, wenn der Lichtbogen gezogen wird.
In der Ausschaltstellung ist beim Ausführungsbeispiel
der Flüssigkeitsumlauf unterbunden. Man kann aber auch durch entsprechende Ausnehmungen im oberen
Bereich des Rohrkörpers dafür sorgen, daß der Kühlmittelumlauf in der Ausschaltstellung, also bei der
unteren Endlage des Rohrkörpers 26 und des Schaltstiftes 5, wieder möglich wird.
Beim Ausführungsbeispiel ist nur eine Leitung 22 für
den Umlauf des Löschmittels als Kühlflüssigkeit dargestellt, die mit einem einzigen Rohrkörper 26
gesteuert wird. Die Erfindung kamn aber auch so verwirklicht werden, daß mit einem einzigen Rohrkörper
die unteren Anschlüsse mehrerer Isolierstoffrohre, die parallel zur Schaltkammer 10 angeordnet sind, an
ein Getriebegehäuse gesteuert werden. Ferner kann man bei einer Schaltkammer mehrere parallele
Isolierstoffrohre mit jeweils einem eigenen Schieber vorsehen.
Claims (4)
1. Flüssigkeitsarmer Leistungsschalter mit einer vertikalen Polsäule, die aus zwei metallischen S
Endteilen und einer diese verbindenden isolierenden Schallkammer besteht und mit Einrichtungen für
einen Flüssigkeitsumlauf durch Thermosiphonwirkung versehen ist, wobei die metallischen Endteile
außerhalb der Schallkammer durch ein im Verhältnis zum Schaltkammerquerschnitt dünnes Isolierstoffrohr
verbunden sind, gekennzeichnet durch einen mit dem beweglichen Schaiistift (5)
des Schalters gekoppelten Schieber (26), der bei der Ausschaltbewegung des Schaltstiftes das Isoliierstoffrohr
(22) sperrt
2. Flüssigkeitsarmer Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberkörper
(26) am unteren Ende des Isolierstoffrotiires
(22) angeordnet und mit dem Schaltstift (5) starr gekoppelt ist
3. Flüssigkeitsarmer Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der
Schieberkörper ein Rohr (26) mit einem seitlichen Ausschnitt (32) ist, der sich im Einschaltzustand mit
einer Bohrung (24) des Getriebegehäuses (I) deckt, an die das eine Ende des Isolierstoffrohres (22)
angeschlossen ist
4. Flüssigkeitsarmer Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß das Rohr (26)
im Einschaltzustand eine mit dem unteren Teil des Getriebegehäuses (!) verbundene Führung für aus
dem Isolierstoffrohr (22) kommende Löschflüssigkeit bildet.
Priority Applications (4)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19691948079 DE1948079C3 (de) | 1969-09-18 | Flüssigkeitsarmer Leistungsschalter |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE1948079A1 DE1948079A1 (de) | 1971-04-08 |
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DE1948079C3 true DE1948079C3 (de) | 1977-08-18 |
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