DE2010690B2

DE2010690B2 - Druckgasschalter

Info

Publication number: DE2010690B2
Application number: DE19702010690
Authority: DE
Inventors: Joachim 1000 Berlin Beierer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-03-03
Filing date: 1970-03-03
Publication date: 1973-02-15
Also published as: US3721798A; DE2010690C3; JPS5138427B1; GB1337868A; FR2083925A5; DE2010690A1; CH519237A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit einer Heizung, die von einer Regeleinrichtung zur Verhinderung der Kondensation des Löschgases em- und ausgeschaltet wird. Dies ist besonders für Schalter mit einem geschlossenen Gaskreis wichtig, die mit Schwefelhexabluorid (SF₈) oder einem ähnlichen, leicht kondensierenden Schwergas als Löschgas arbeiten.

Bei Druckgasschaltern der vorgenannten Art hat man die Heizung bisher temperaturabhängig ein- und ausgeschaltet. Zu diesem Zweck waren an einer oder mehreren Meßstellen im Schalter Thermostaten angeordnet, die die Heizung direkt oder über ein Schütz in Gang setzten und bei Erreichen der gewünschten Betriebstemperatur abschalteten. Demgegenüber bezweckt die Erfindung eine Verringerung des für die Regelung erforderlichen Aufwandes.

Die Erfindung besteht darin, daß die Heizung durch den Druck des Löschgases gesteuert wird, wobei ein Absinken des Druckes zum Einschalten und ein Ansteigen des Druckes zum Ausschalten der Heizung führt.

Hierbei wird auf temperaturabhängige Regelglieder völlig verzichtet. Zur Steuerung der elektrischen Heizung genügen vorzugsweise Druckwächter mit einem Kontakt, der von einem Kolben entgegen der Wirkung einer Feder betätigt wird. Solche Druckwächter sind bewährte, einfache und billige EIemenlc. Mithin ergibt die Erfindung die gewünschte Verringerung des Aufwandes für die Steuerung der Heizung.

Wie erwähnt, ist die Erfindung besonders für Druckgasschalter mit einem geschlossenen Gaskreis von Vorteil. Bei solchen Schaltern ist üblicherweise zwischen einem Hochdruck- und einem Niederdruckbehälter ein Kompressor angeordnet, der aus dem Niederdruckbehälter angesaugtes Löschgas in den Hochdruckbehälter pumpt, damit die gewünschte Druckdifferenz vorhanden ist. Die Heizung ist dabei dem Hochdruckbehälter zugeordnet, weil dort wegen des höheren Druckes zuerst Kondensation des Gases vorkommen kann. Für solche Druckgasschalter wird als Weiterbildung der Erfindung die Heizung \om Druck im Hochdruckbehälter, der Kompressor dagegen vom Druck im Niederdruckbehälter gesteuert. Durch die vom Hochdruck unabhängige Steuer·..ng des Kompressors erhält man im Hochdruckbehälter eine soweit konstante Gasmenge, daß mit der du. ±- abhängigen Steuerung der Heizung durch (·,·. ι Druck im Hochdruckbehälter ohne weiteres äu!'>. ic Temperaturschwankungen ausgeglichen werden k< -

Tür den Fall, daß bei der erfindungsgem-ii'..;;. Steuerung der Heizung in Abhängigkeit vom Diuck des Löschgases einzelne Elemente versagen, ist .::, zweckmäßig, einen Thermostaten zum Abschaue:; der Heizung vorzusehen, der eine sehr hohe Tenipe ratur als Ansprechwert hat. Aus der USA.-Paie :- schrift 3 358 104 ist es zwar bekannt, die Heizung ini Hochdruckbehälter über einen Thermostaten zu steuern, der die Temperatur des Löschgases erfaßt und bei Erreichen einer vorbestimmten Löschgastempe ..-tür die Energiezufuhr unterbricht und bei Untuschreiten einer vorbestimmten Löschgaszufuhr wieder einschallet. Im Gegensatz hierzu ist der bj einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehene Thermostat als sogenannter Trockengehschut/ ausgebildet, der bei Überschreiten einer die Siedetemperatur des Löschgases übersteigenden Temperatur der Heizeinrichtung anspricht und die Heizung ausschaltet. Dieser Trockengehschutz verhindert den Betrieb der Heizung bei ungenügender Löschgasmengen in dem zu beheizenden Behälter und wirkt demgemäß als Sicherheitsschalter.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren ein Ausführungsbeispiel beschrieben.

Fig. 1 zeigt als Leistungsschalter für beispielsweise 220 kV einen Zweidruck-SF_n -Schalter mit einem geschlossenen Gaskreis in schematischer Darstellung. Zum Gaskreis gehört ein Grundgestell mit Erdpotential 1, das einen hohlen Stützisolator 2 trägt. Auf dem Stützisolator 2 ist ein metallisches Getriebegehäuse 3 angebracht, das Hochspannungspotential aufweist und auf gegenüberliegenden Seiten zwei horizontal verlaufende Schaltkammern 5 und 6 trägt. Die beiden Schaltkammern 5,6 sind durch das metallische Getriebegehäuse elektrisch in Reihe geschaltet. Auf dem Getriebegehäuse sitzt ein Hochdruckbehälter 8, der mit einer Wärmeisolierung 9 abgedeckt ist. Der Hochdruckbehälter enthält ein Blasventil 7. mit dem die Druckgasströmung zu den Schaltkammern 5,6 und von dort in das als Niederdruckraum dienende Getriebegehäuse 3 gesteuert wird.

Vom Hochdruckbehälter 8 führt ein Isolierstoffrohr 10 zu einem weiteren Hochdruckbehälter 11, der unterhalb des Grundgestells 1, also auf Erdpotential, angeordnet ist. Dieser Hochdruckbehälter 11 besitzt ebenfalls eine Wärmeisolierung 12. Er enthält eine Metallmasse 13, in die eine Heizung 14 eingelas-

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sen ist. Ferner verläuft durch das Rohr 10 ein Kunststoffschlauch 15, der mit dem oberen Ende 16 über den Rand des Rohres 10 hinaus in den Hochdruckbehälter 8 ragt, während das untere £nde 17 in einen durch die Melalluiasse 13 führenden Kanal 18 gesteckt ist.

Der Druck des Hochdruckgases im Schalter beträgt etwa 20 Atmosphären. Im Niederdruckraum steht das Schwefelhexafluorid dagegen unter einem Druck von 3 Atmosphären. Die Druckdifferenz wird durch einen Kompressor 20 aufrechterhalten, der das Schwefelhexafluorid aus dem Getriebegehäuse 3 über den hohlen Stützisolator 2 und das Innere des Grundgestells 1 ansaugt, die ebenfalls zum Nieder-.Iruclrraum des Gaskreises gehören. Der Kompressormotor 21 wird von einem Druckwächter 22 ges:euert, der dem Niederdruckraum zugeordnet ist.

Ebenso wird die Heizung 14 durch einen Druckwächter 24 gesteuert, der an den Hochdruckbehälter Ji angeschlossen ist. Daraus ergeben sich die in ao F i g. 2 ersichtlichen Betriebskennlinien des Gasdruk-Kcs im Schalter (at) in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur (° C).

Der Kompressor 20 wird ausschließlich vom Niederdruck gesteuert. Hierzu besitzt der Druckwächter 22 zwei Arbeitspunkte (Kompressor ein — Kompressor aus), so daß der Arbeitsbereich 25 des Kompressors im gesamten Temperaturintervall von -25 bis +5O⁰C gleich bleibt. Dem Bereich 25 im Niederdruckraum würde für den Hochdruckraum ein in Abhängigkeit von der Temperatur veränderlicher Dmckbereich im Hochdruckbehälter entsprecnen. Durch die Steuerung der Heizung 14 mit Hilfe des Druckwächters 24, der die Arbeitskennlinien 26 und 27 hat, wird der Druck jedoch durch Wärmezufuhr weitgehend konstant gehalten. Bei 20 at schließt eine Feder entgegen dem auf den Kolben wirkenden Gasdruck über einen Kontakt den Stromkreis der Heizung 14, der dann nach der durch die Beheizung verursachten Drucksteigerung wieder unterbrochen wird. Lediglich bei höheren Temperaturen als 25 bzw. 30° C steigt der Druck entsprechend den Linien 29 und 30 über den Nenndruck von 20 Atmosphären an, obwohl die Heizung ausgeschaltet ist. Dieser Anstieg ist aber vollkommen ungefährlich. Zum Beispiet bleibt er weit unter der aus Sicherheitsgründen erforderlichen Festigkeit der Hochdruckbehälter.

Man erkennt, daß die Erfindung eine einfache Steuerung der Heizung 14 ermöglicht. Praktische Versuche zeigten darüber hinaus, daß die Erfindung gegenüber einer temperaturabhängigen Steuerung der Heizung eine bedeutende Verringerung des Steuerungsaufwandes darstellt. Dabei ist durch einen der Heizung 24 zugeordneten, von einem Bimetall betätigten Kontakt 32 als Thermostat sichergestellt, da!.'» die Heizung auch dann, wenn der Schalter kein Gas enthält, keine Temperaturen erreichen kann, die zu Schaden führen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckgasschalter mit einer Heizung, die von einer Regeleinrichtung zur Verhinderung der Kondensation des Löschgases, insbesondere von Schwefelhexafluorid in einem geschlossenen Gaskreis, ein- und ausgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (14) durch den Druck des Löschgases gesteuert wird, wobei ein Absinken des Druckes zum Einschalten und ein Ansteigen des Druckes zum Ausschalten der Heizung führt.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektrische Heizung (14), die ls von einem Druckwächter (24) mit einem Kontakt gesteuert wird, der von einem Kolben entgegen der Wirkung einer Feder betätigt wird.

3. Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2 mit einem geschlossenen Gaskreis mit einem Hodidiuck- und einem Niederdruckbehäller, zwischen denen ein Kompressor angeordnet ist, wobei die Heizung dem Hochdruckbehälter zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (14) vom Druck im Hochdruckbehälter (11), der Kompressor (20) vom Druck im Niederdruckbehälter (3) gesteuert wird.

4. Druckgasschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen als Trockengehschutz dienenden Thermostaten (32), der die Heizung bei einer oberhalb der Siedetemperatur des Löschgases liegenden Temperatur der Heizeinrichtung (13, 14) abschaltet.