DE2033853B2 - Blaskolbenschalter für Hochspannung - Google Patents

Description

Aus der deutschen Auslegeschrift 11 68 996 ist ein Blaskolbenschalter für Hochspannung bekannt, der ein elektronegatives Gas, nämlich Schwefelhexafluorid, als Löschmittel für den beim Ausschalten entstehenden Lichtbogen verwendet. Das Löschmittel dient auch als Isoliermittel, denn es sorgt in dem Raum zwischen Hochspannung führenden Teilen und einem geerdeten Schaltergrundgestell dafür, daß eine höhere dielektrische Beanspruchung möglich ist, als wenn dort Luft vorhanden wäre.

In dem bekannten Blaskolbenschalter strömt das Schwefelhexafluorid nach der Lichtbogenlöschung durch das hohle feststehende Schaltstück in einen von Metallwänden umschlossenen Raum. Aus diesem Raum kann das Gas nur über ein Filter entweichen, damit Isolierstrecken zwischen hochspannung führenden Teilen und dem geerdeten Schaltergrundgestell nur mit gereinigtem Gas in Berührung kommen können und nicht mit den unter Umständen aggressiven Zersetzungsprodukten, die durch Lichtbogenwirkung entstehen.

Die Filterung des Gases gestattet kleinere Abmessungen des Schalters, weil die Isolierstrecken höher belastet werden können. Ziel der Erfindung ist es, eine noch weitergehende Verkleinerung des Schalters zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird die Gasströmung durch das Filter mit einer eigenen Pumpe unabhängig von der Löschmittelströmung in Gang gesetzt. Auf diese Weise braucht man den mit einem Filter ausgerüsteten Raum des Schalters nicht mehr so groß zu machen, daß er praktisch das gesamte Gas der Löschmittelströmung ohne nennenswerten Druckaufbau auffangen kann. Ferner ist man in der räumlichen Anordnung des Filters und der Führung der zum Filiern dienenden Gasströmung frei von den Voraussetzungen der Löschmittelströmung. Den Filter kann man z. B. so bemessen, daß er bei einer Gasströmung geringer Geschwindigkeit, die nur V10 oder '/im der Strömungsgeschwindigkeit der Löschmittelströmung beträgt, keinen Strömungswiderstand mit unerwünschtem Druckverlust bildet.

Die bei der Erfindung verwendete Pumpe kann z. B. durch den durch den Schalter fließenden Strom oder von der am Schalter anliegenden Spannung gespeist werden. Da sie nicht ständig zu laufen braucht, kann sie vorzugsweise zeitabhängig steuerbar sein, so daß Zer-Setzungsprodukte und/oder Feuchtigkeit in bestimmten Intervallen aus dem als Isoliermittel verwendeten Gas entfernt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Pumpe durch die Schaltbewegung des Blaskolbenschalters gesteuert wird, z. B. kann die Pumpe jedesmal in Gang gesetzt werden, wenu der Schalter ein- und/oder ausschaltet. Dabei ist wichtig, daß die Dauer der Pumpwirkung auch in diesem Fall nicht mit der Schaltbewegung übereinstimmt, denn die Pumpe wird durch die Schaltbewegung lediglich in Cang gesetzt. Das Ausschalten kann dann nach einer bestimmten Zeit oder einer bestimmten Fördermenge, Anzahl Umdrehungen od. dgl. erfolgen.

Die bei der Erfindung verwendete Pumpe braucht nur eine verhältnismäßig kleine Leistung zu haben. Deshalb kann man mit einer Pumpe eine Gasströmung durch mehrere pneumatisch in Reihe geschaltete Blaskolbenschalter erzeugen. Hierfür benötigt man nur eine geringfügig größere Leistung, die ohne weiteres von den für die Pumpe zur Verfügung stehenden Energiequellen geliefert werden kann, und erhält einen besseren Wirkungsgrad, als wenn man jeden der pneumatisch in Reihe geschalteten Blaskolbenschalter mit einer eigenen Pumpe ausrüsten würde.

Besonders vorteilhaft läßt sie sich jedoch in metallgekapselten Hochspannungsschaltaniagen verwirklichen, in denen das elektronegative Gas betriebsmäßig zwei verschiedene Drücke aufweist. Dies ist immer dann der Fall, wenn die Hochspannungsschaltanlage mit mindestens einem Zweidruckgasschalter ausgerüstet ist. Vorteilhaft wird dann das Gassystem des Blaskolbenschalters mit dem Niederdruckgassystem des Zweidruck-Gasschalters pneumatisch verbunden und der Kompressor des Zweidruck-Gasschalters als Pumpe herangezogen.

Im Gegensatz zu dem Schalter nach der deutschen Auslegeschrift 11 68 996 ist für die Gasströmung kein Speicherraum erforderlich, der das Auffangen einer für die Lichtbogenlöschung benötigten Gasmenge ohne nennenswerten Druckaufbau gestattet. Die für die Spülung gewünschte Gasströmung kann beim Schalter nach der Erfindung beliebig lange dauern. Sie ist nicht an den Schaltvorgang gebunden. Dennoch ist, wie das Ausführungsbeispiel zeigt, nur ein verhältnismäßig geringer zusätzlicher Aufwand erforderlich. In der erfindungsgemäß ausgerüsteten metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage mit Schwefelhexafluorid als Löschmittel und als Isoliermittel sind außer dem ohnehin erforderlichen Zweidruckgasschalter nur Filter und

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Verbindungsleitungen zwischen den Schaltergehäusen erforderlich. Die Verbindungsleitungen können sich ab-r schon dadurch bezahlt machen, daß mit ihrer Hilfe der Gasdruck in der gesamten metallpekapselten Hochspannungsschaltanlage mit einem einzigen Manometer, überwacht werden kann.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei sind der Übersichtlichkeit wegen nur die für die Erfindung wesentlichen Gasleitungen von Hochspannungsschaltein gezeichnet, bei denen die räumliche Anordnung der Hochspannung führenden Teile und ihre isolierte Abstützung gegenüber geerdeten Teilen, vor aliem einer Erdpotential aufweisenden Metallkapselung, in bekannter Weise ausgebildet sein kann.

in der Figur sind mit R, S, Γ drei Schaltergehäuse eines dreipoligen, metallgekapselten Lasttrennschalters I eines 110-kV-Drehstromnetzes bezeichnet, der als Blaskolbenschalter arbeitet. In den Schaltergehäusen ist Schwefelhexafluoridgas enthalten, das einen Druck von beispielsweise drei Atmosphären aufweist. Das Gas isoliert die Hochspannung führenden Teile des Schalters von der geerdeten Metallkapselung, die beim Ausführungsbeispiel mit dem Schaltergehäuse identisch ist.

Die drei Schaltergehäuse R, S, Γ sind mit zwei Verbindungsleitungen 2 pneumatisch in Reihe geschaltet. Über ein Hand-Absperrventil 3 ist die Reihenschaltung der Schaltergehäuse bei 4 an das Zweidruck-Gassystem eines metallgekapselten Leistungsschalters 5 angeschlossen, der in der gleichen metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage, z. B. in der Einspeisung, eingesetzt ist.

Bei 4 ist über ein Ventil 6 ein Manometer 7 mit einem parallel liegenden Meß- oder Wartungsanschluß 8 angebracht. Ferner ist dort über ein Filter 10 und ein Hand-Absperrventil 11 der Kompressor 12 des Zweidruckgasschalters 5 angeschlossen. Der Kompressor 12 speist in einer später näher erläuterten Weise die drei Pole 15, 16 und 17 des Leistungsschalters 5, die pneumatisch gesehen jeweils aus einem Niederdruckbereich 15a, 16a, 17a und einem Hochdruckbereich 15b, 16b und 17b bestehen. Zwischen dem Hoch- und dem Niederdruckbereich jedes Schalterpols ist ein Blasventil 20 vorgesehen. Ferner sind die Hoch- und Niede/druckbereiche gemeinsam durch ein Überdruckventil 42 überbrückt.

Der Druckunterschied zwischen Hoch- und Niederdruckbereich des Leistungsschalters beträgt etwa 8 Atmosphären. Dieser Druck wird dazu ausgenutzt, durch die Gehäuse R, S. 7des Lasttrennschalters 1 von Zeit zu Zeit eine von der Löschmittelströmung unabhängige Gasströmung in Gang zu bringen. Diese zur Reinigung und Trocknung des Schwefelhexafluorids im Lasttrenn schalter 1 dienende Gasströmung verläuft über ein von 1 land betätigbares Ventil 25 und ein Filter 26 sowie ein weiteres Ventil 27 zu den drei pneumatisch in Reihe geschalteten Gehäusen R, S₁ T. Von dort ist der Gaskreis über das Ventil 3 und das Filter 10 sowie das Venti! 11 und den Kompressor 12 geschlossen.

Der Kompressor 12 ist durch zwei Ventile 28 und 29 überbrückt, zwischen denen ein Wartungsanschluß 30 vorgesehen ist. Parallel dazu ist ein Überdruckventil 31 angeordnet. Hinter dem Kompressor 12 liegt ein durch ein Ventil 33 absperrbarer ölabscheider 34. Von diesem führt die Gasleitung über ein Reduzierventil 35 und ein weiteres von Hand sperrbares Ventil 36 zur Hochdruckseite des Leistungsschalters 5. Zwischen den Ventilen 35, 36 ist über ein Ventil 38 ein Manometer 39 und ein Wartungsanschluß 40 angeordnet. Außerdem zweigt dort eine Leitung ab, die über ein Ventil 41 zum Wartungsanschluß 30 führt.

Beim Ausführungsbeispiel ist vorausgesetzt, daß der Kompressor 12 des Leistungsschalters 5 in bestimmten Zeitabständen, mindestens aber einmal täglich, anspringt und eine bestimmte Menge Gas aus dem Niederdruckbereich 15a, 16a, 17a in den Hochdruckbereich 15b, 16b, 17b fördert. Diese Gasmenge wird durch die Gehäuse R, S, Tdes Blaskolbenschalters 1 geführt, der an sich bei siets gleichmäßigem Gasdruck im Gehäuse nur im Ausschaltaugenblick eine kurzzeitige Löschmittelströmung aufweist.

Die mit Hilfe des Leistungsschalters unabhängig von der Löschmittelströmung in Gang gesetzte Gasströmung führt das Gas des Blaskolbenschalters über das Filter 10, wenn Gas vom Niederdruckteil des Leistungsschalters 5 über den Kompressor in den Hochdruckteil gefördert wird. Durch diese tägliche, unabhängig von Schaltungen des Blaskolbenschalters stattfindende Gasströmung können Zersetzungsprodukte aus dem Gas des Blaskolbenschalters 1 entfernt werden, die bei diesen Schaltungen entstehen können. Außerdem wird eine häufige intensive Trocknung des Schwefelhexafluorids erreicht, so daß die Isolierstrekken im Schalter klein gehalten werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Blaskolbenschalter für Hochspannung mit einem elektronegativen Gas, insbesondere Schwefelhexafluorid, als Lösch- und Isoliermittel, das durch ein Filter strömt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmung durch das Filter (10) mit einer eigenen Pumpe (12) unabhängig von der Löschmittelströmung in Gang gesetzt wird.

2. Blaskolbenschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zeitabhängige Steuerung der Pumpe (12).

3. Blaskolbenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (12) durch die Schaltbewegung einschaltbar und nach einer bestimmten Zeit ausschaltbar ist

4. Blaskolbenschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Blaskolbenschalter (1) mit einer Pumpe (12) pneumatisch in Reihe geschaltet sind.

5. Blaskolbenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für eine mindestens einen Zweidruck-Gasschalter enthaltende Hochspannungsschaltanlage, dadurch gekennzeichnet, daß das Gassystem des Blaskolbenschalters (1) mit dem Niederdruckgassystem des Zweidruck-Gasschalters (5) pneumatisch verbunden ist und daß als Pumpe (12) der Kompressor des Zweidruck-Gasschalters dient.

6. Blaskolbenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (12) von dem durch den Blaskolbenschalter (1) fließenden Strom gespeist wird.

7. Blaskolbenschalter nach einem der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (12) von der am Blaskolbenschalter (1) anliegenden Spannung gespeist wird.