DE2063081A1

DE2063081A1 - High voltage switch

Info

Publication number: DE2063081A1
Application number: DE19702063081
Authority: DE
Inventors: Gerhard Beier Helmut 1000 Berlin M Thurk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-12-11
Filing date: 1970-12-11
Publication date: 1972-06-15
Also published as: DE2063081B2

Description

Hochspannungsschalter Aus der deutschen Auslegeschrift 1 286 610 ist ein Hochspannungsschalter mit einem hydraulischen Antrieb bekannt, dessen Steuerventil Hochspannungspotential aufweist und unmittelbar neben dem in der Schaltkammer angeordneten Antriebszylinder angeordnet ist.High voltage switch From the German Auslegeschrift 1 286 610 is a high-voltage switch with a hydraulic drive known, its control valve Has high voltage potential and arranged immediately next to that in the switching chamber Drive cylinder is arranged.

Das Steuerventil ist in einem Raum untergebracht, der Hydraulikflüssigkeit unter Niederdruck enthält, weil der Raum einen Teil einer Leitung bildet, die von einem Auffanggefäß auf Hochspannungspotential zu dem auf Brdpotential gelegenen Teil des Hydrauliksystems führt.The control valve is housed in a space, the hydraulic fluid contains under low pressure because the space forms part of a conduit leading from a collecting vessel at high voltage potential to the one at Brdpotential Part of the hydraulic system leads.

Das Steuerventil des bekannten Schalters ist ein Schieber, denn sein über ein Isolierstoffglied von Erde aus betätigtes bewegliches Glied ist ein mit verschiedenen Bohrungen versehener drehbarer Kegelstumpf, deijzwischen Bohrungen in einem feststehenden Teil, an dem der Kegelstumpf mit einer Stirnfläche anliegt, unterschiedliche Verbindungen herstellen kann. Solche Schieber sind nur schlecht abzudichten. Daraus ergibt sich in hydraulischen Systemen ein unerwünscht hoher Aufwand, der auch dadurch kaum ausgeglichen werden kann, daß die zum Ventil führende Hochdruckleitung bei dem bekannten Schalter zugleich als Antriebsglied für die Drehbewegung des Schiebers verwendet wird.The control valve of the well-known switch is a slide, because his A movable member actuated from earth via an insulating member is a with Rotatable truncated cone with different bores, deijbetween bores in a fixed part on which the truncated cone rests with one end face, can make different connections. Such sliders are just bad to seal. This results in an undesirably higher value in hydraulic systems Expenditure that can hardly be compensated for by the fact that the one leading to the valve High-pressure line in the known switch at the same time as a drive element for the rotary movement of the slide is used.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, die Dichtigkeit eines elektrischen Schalters mit hydraulischem Antrieb zu verbessern, so daß eine einfachere Bauweise möglich ist. Ausgehend von einem hydraulischen Antrieb, dessen Hochspannungspotential aufweisendes Steuerventil über ein Isolierstoffglied von Erde aus betätigt wird und in einem fLaum untergebracht ist, der Hydraulikflüssigkeit unter Niederdruck enthält, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Ventil inan sich bekannter Weise als Zwei-Dreiwegeventil mit vom Druckmittel beaufschlagten Ventiltellern ausgebildet ist, daß ein das Ventil betätigendes Isolierstoffglied in an sich bekannter Weise durch die von den Ventiltellern ausgeübte Kraft unter Zugspannung gesetzt ist und daß das Isolierstoffglied durch eine Rohrleitung geführt ist, die das Steuerventil mit einem Erdpotential aufweisenden Hydraulikspeicher verbindet.The invention has set itself the goal of the tightness of an electrical To improve switch with hydraulic drive, so that a simpler construction is possible. Based on a hydraulic drive, its high voltage potential having control valve is operated from earth via an insulating member and is housed in a space, the hydraulic fluid under low pressure contains, it is provided according to the invention that the valve in itself known way as a two-three-way valve with valve plates acted upon by the pressure medium is designed that an insulating member actuating the valve is known per se Way put under tensile stress by the force exerted by the valve disks is and that the insulating member is passed through a pipe that the control valve connects to a hydraulic accumulator having earth potential.

Beim Hochspannungsschalter nach der Erfindung sind gut abzudichtende Ventilteller vorhanden, die vom Druckmittel beaufschlagt werden können, so daß eine Kraft entsteht. Mit dieser Kraft wirddas Isolierstoffglied zur Ventilbetätigung unter eine vorteilhafte Vorspannung gesetzt. Die Vorspannung kann ferner als Äntriebskraft': für die Ventilbetätigung benutzt werden. Deshalb kann zumindest für eine Bewegungsrichtung ein besonderer Antrieb für das Ventil eingespart werden.When the high-voltage switch according to the invention are well sealed Valve plate available, which can be acted upon by the pressure medium, so that a Strength arises. With this force, the insulating member is used to actuate the valve placed under an advantageous bias. The preload can also be used as a driving force: used for valve actuation. Therefore, at least for one direction of movement a special drive for the valve can be saved.

Wie schon erwähnt, ermöglichen die Ventilteller in der Schließstellung die erwünschte große Dichtigkeit. Am Ventil ist die Dichtigkeit besonders wichtig, weil diese Stellen während des Betriebes des Schalters nicht zugänglich sind, also nicht gewartet werden können. An den Erdpotential aufweisenden Teilen des hydraulischen Antriebs kann dagegen unter Umständen auch gearbeitet werden, wenn der Schalter unter Spannung steht.As already mentioned, allow the valve disc in the closed position the desired great tightness. The tightness of the valve is particularly important, because these places are not accessible during the operation of the switch, so cannot be serviced. At the parts of the hydraulic Drive, however, can also be operated under certain circumstances when the switch is under tension.

Das Ventil ist beim Schalter nach der Erfindung vorzugsweise nach oben aus dem Raum ausbaubar. Dies erleichtert die Wartung, so daß bei Reparaturen die Ausfallzeiten des Schalters gering sind. Nit Vorteil liegt:-das Ventil unter dem Spiegel der Hydraulikflüssigkeit, während über dem Flüssigkeitsspiegel vorhandenes Schwefelhexafluorid über einen Kolben Druck auf die Hydraulikflüssigkeit ausübt. Die Anordnung des Ventils unter der Hydraulikflüssigkeit bewirkt, daß aus dem Ventil ausfließendes Hydrauliköl, das vom Antrieb verdrängt wird, nur wenig oder gar nicht zu Bläschen oder Wirbeln in der Flüssigkeit führt, die Gaseinschlüsse in der Flüssigkeit zur Folge haben können. Zu dem gleichen Zweck-sorgt der über dem Flüssigkeitsspiegel vorhandene Gasdruck für eine ständige Füllung aller Druckmittelleitungen mit Hydraulikflüssigkeit, so daß Bewegungen des hydraulischen Antriebs nicht durch Gasblasen verzögert werden.The valve is preferably according to the switch according to the invention can be expanded from the room at the top. This facilitates maintenance, so that repairs can be made the downtime of the switch is minimal. Nit advantage is: -the valve below the level of the hydraulic fluid, while above the fluid level Sulfur hexafluoride exerts pressure on the hydraulic fluid via a piston. The arrangement of the valve under the hydraulic fluid causes it to come out of the valve There is little or no leakage of hydraulic oil that is displaced by the drive leads to bubbles or eddies in the liquid, the gas inclusions in the liquid to the Can have a consequence. For the same purpose, the one above the liquid level takes care of it existing gas pressure for a constant filling of all pressure medium lines with hydraulic fluid, so that movements of the hydraulic drive are not delayed by gas bubbles.

Die Unterbringung des Isolierstoffgliedes zur Ventilbetätigung in der Rohrleitung ergibt eine gedrängte Bauweise mit wenigen Dichtungsstellen, die an Stellen mit Erdpotential liegen. Diese Bauweise kann man noch dadurch vorteilhaft weiterführen daß eine Niederdruckleitung die das Isolierstoffglied umgebende Rohrleitung für Hydraulikflüssigkeit unter Hochdruck umschließt. Leckverluste der Hochdruckleitung werden dann von der Niederdruckleitung aufgenommen.The accommodation of the insulating element for valve actuation in the pipeline results in a compact design with few sealing points lie at points with earth potential. This design can still be advantageous as a result continue that a low-pressure line, the pipeline surrounding the insulating member for hydraulic fluid under high pressure. Leakage losses in the high pressure line are then taken up by the low pressure line.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei handelt es sich um eine schematisch vereinfachte Darstellung.To explain the invention in more detail, the following is based on the Drawing an embodiment described. This is a schematic simplified representation.

Der als Ganzes mit 1 bezeichnete Hochspannungs-Leistungsschalter für beispielsweise 220 kV besitzt zwei Schaltkammern 2 und 3, die durch ein metallisches Antriebsgehäuse 4 getragen und zugleich elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die beiden Schaltkammern 2, 3 sind gleich ausgebildet. Sie enthalten jeweils ein feststehendes Schaltstück 6, das in der Einschaltstellung mit einem beweglichen Schaltstift 7 zusammenwirkt. Der beim Ausschalten entstehende Lichtbogen wird durch Schwefelhexafluorid von beispielsweise 5 at gelöscht, das das Innere 8 der Schaltkammern ausfüllt. Das Schwefelhexafluorid kann in bekannter Weise mit nicht dargestellten Blasvorrichtungen, die aus Kolben und Zylindern bestehen, gegen den Ausschaltlichtbogen gerichtet werden. Blasvorrichtungen und Schaltstifte 7 werden mit einem hydraulischen Antrieb 9 betätigt.The high-voltage circuit breaker designated as a whole with 1 for for example 220 kV has two switching chambers 2 and 3, which are connected by a metallic Drive housing 4 carried and at the same time electrically connected in series. the both switching chambers 2, 3 are designed the same. They each contain a fixed one Switching piece 6, which in the switched-on position with a movable switching pin 7 cooperates. The arc created when switching off is caused by sulfur hexafluoride deleted by, for example, 5 at, which fills the interior 8 of the switching chambers. That Sulfur hexafluoride can be used in a known manner with blowers, not shown, which consist of pistons and cylinders, are directed against the breaking arc. Blowing devices and switch pins 7 are actuated by a hydraulic drive 9.

Im Schalterkopf 4 ist beim Ausführungsbeispiel ein Metallgefäß 10 untergebracht, aus dem zwei Zylinder 12 und 13 in die Isolatoren 15 und 16 der beiden Schaltkammern 2 und 3 ragen. In den Zylindern gleiten Antriebskolben 19, die mit dem beweglichen-Schaltstift 7 verbunden sind. Die Kolben 19 sind Differentialkolben, deren Fläche 21 um den Querschnitt des Schaltstiftes 7 kleiner ist als die Rolbenfläche 22.A metal vessel 10 is located in the switch head 4 in the exemplary embodiment housed, from the two cylinders 12 and 13 into the isolators 15 and 16 of the two Switching chambers 2 and 3 protrude. In the cylinders slide drive piston 19 connected to the movable switch pin 7. The pistons 19 are differential pistons, the area 21 of which is smaller than the roller area by the cross section of the switching pin 7 22nd

Das Metallgefäß 10 bildet einen Hochspannungspotential aufweisenden .Niederdruckbehälter für die zum Antrieb der Kolben 19 verwendete Hydraulikflüssigkeit Auf der Flüssigkeit sitzt ein Kolben 23, der die Flüssigkeit unter den Druck des Schwefelhexafluorids im Schalter setzt, das über einen Kanal ob Zutritt hat. Das Metallgefäß enthält ferner ein als Ganzes mit 25 bezeichnetes kombiniertes Bin Auslaßventil zur Steuerung der hydraulischen Betätigung.The metal vessel 10 forms a high voltage potential .Low pressure container for the hydraulic fluid used to drive the piston 19 A piston 23 sits on top of the liquid, which presses the liquid under the pressure of the Sulfur hexafluoride is set in the switch that has access via a channel. That Metal vessel also contains a combined bin exhaust valve, designated as a whole at 25 to control the hydraulic actuation.

Zum Ventil 25 gehört ein bewegliches Ventilglied 26 mit einem Ventilteller 27 für die Einlaßseite und einem Ventilteller 28 für die Auslaßseite. Beide Ventilteller sind über eine Isolierstoffstange 29 mit einem magnetischen Antrieb 30 verbunden, der ETdpotential aufweist, da er an dem nicht näher gezeichneten geerdeten Fahrgestell des Schalters 1 angebracht ist, von dem der Schalterkopf 4 über einen hohlen Stützisolator 31 getragen wird.A movable valve member 26 with a valve disk belongs to the valve 25 27 for the inlet side and a valve plate 28 for the outlet side. Both valve disks are connected to a magnetic drive 30 via an insulating rod 29, the ETdpotential, because it is connected to the grounded chassis, which is not shown in detail of the switch 1 is attached, of which the switch head 4 via a hollow post insulator 31 is worn.

Die Isolierstoffstange 29, die in der Achse des hohlzylindrischen, mit Schwefelhexafluorid gefüllten Stützisolators 31 liegt, besteht aus glasfaserverstärktem Isolierstoff. Sie verläuft durch ein hydraulisches Hochdruckrohr 32, das ebenfalls aus mechanisch und elektrisch hochwertigem glasfaserverstärktem Schichtstoff hergestellt ist.The insulating rod 29, which is in the axis of the hollow cylindrical, Post insulator 31 filled with sulfur hexafluoride is made of glass fiber reinforced Insulating material. It runs through a hydraulic high pressure pipe 32, which is also Made of mechanically and electrically high quality glass fiber reinforced laminate is.

Das Isolierstoffrohr 32 ist konzentrisch von einem weiteren Isolierstoffrohr 33 umgeben, das aus einem Schichtstoff auf der Basis eines elektrisch hochwertigen Epoxidharzes mit Polyesterfasern als Verstärkungsmaterial besteht. Das Isolierstoffrohr 33 ist unempfindlich gegen Angriffe von Zersetzungsprodukten des Schwefelhexafluorids, so daß es seine guten elektrischen Eigenschaften auch unter der Einwirkung von SF6 nicht verliert.The insulating tube 32 is concentric with another insulating tube 33, which consists of a laminate based on an electrically high-quality Epoxy resin with polyester fibers as a reinforcement material. The insulating tube 33 is insensitive to attacks from decomposition products of sulfur hexafluoride, so that its good electrical properties even under the action of SF6 does not lose.

Der Ringraum 34 zwischen den Isolierstoffrohren 32und 33 dient als hydraulische Niederdruckleitung, durch die der Niederdruckbehälter 10 mit einer Pumpe 36 auf Erdpotential in Verbindung steht. Die Pumpe 36 wird von einem Motor 37 angetrieben. Sie fördert die Hydraulikflüssigkeit in einen Hydraulikspeicher 38, der ebenfalls Brdpotential aufweist und über das Innere 39 des Isolierstoffrohres 32 mit dem Ventil 25 auf Hochspannungspotential in Verbindung steht.The annular space 34 between the insulating tubes 32 and 33 serves as hydraulic low pressure line through which the low pressure tank 10 with a Pump 36 is connected to ground potential. The pump 36 is powered by a motor 37 powered. It pumps the hydraulic fluid into a hydraulic accumulator 38, which also has Brdpotential and via the interior 39 of the insulating tube 32 is connected to the valve 25 at high voltage potential.

Der Schalter 1 ist in der Ausschaltstellung dargestellt. Zum Einschalten wird der Magnet 30 betätigt. Dadurch wird das Ventilglied 26 nach unten bewegt. Es schließt mit dem Ventilteller 28 den Auslaß in den Niederdruckbehälter 10. Gleichzeitig wird durch Öffnen des Ventiltellers 27 das Hochdruckrohr 32 mit dem Innenraum 40 des Ventils verbunden. Die Hochdruckflüssigkeit schiebt die Kolben 19 vom Ventil 25 weg, so daß die Schaltstifte 7 in Berührung mit den feststehenden Schaltstücken 6 kommen. Dadurch wird der Stromkreis durch den Schalter geschlossen, der durch die beiden Schaltkammern 2 und 3 und den metallischen Getriebekopf 4 verläuft. Die Hochdruckflüssigkeit am Ventilteller 28 setzt die Isolierstoffstange 29 unter Zugspannung.The switch 1 is shown in the off position. To switch on the magnet 30 is actuated. As a result, the valve member 26 is moved downwards. It closes the outlet into the low-pressure container 10 with the valve disk 28 at the same time the high-pressure pipe 32 with the interior 40 is opened by opening the valve disk 27 of the valve connected. The high pressure fluid pushes the pistons 19 off the valve 25 away, so that the switching pins 7 are in contact with the fixed switching pieces 6 come. This will complete the circuit through the switch that is through the two switching chambers 2 and 3 and the metallic gear head 4 runs. the High-pressure fluid on the valve plate 28 puts the insulating rod 29 under tensile stress.

Zum Ausschalten wird die Isolierstoffstange 29 umgesteuert. Zu diesem Zweck wird der Magnet 30 entregt. Die Kraft der Hydraulikflüssigkeit, die am Ventilteller 28 ansteht, reicht bei geeigneter Bemessung der beaufschlagten Teile des Ventilgliedes 26 zur Betätigung des Ventils 25 aus, so daß ein besonderer Antrieb entfallen kann. Richtig ist, daß die große Fläche 22 der Differentialkolben 19 nunmehr mit dem Inneren des Niederdruckbehälters 10 in Verbindung kommt, damit das durch Leitungen 42 zu der kleineren Kolbenfläche 21 geführte Hochdrucköl den Schalter 1 ausschalten kann.To switch off the insulating rod 29 is reversed. To this For this purpose, the magnet 30 is de-energized. The force of the hydraulic fluid acting on the valve disc 28 is pending, is sufficient with a suitable dimensioning of the acted upon parts of the valve member 26 to actuate the valve 25, so that a special drive can be omitted. It is correct that the large surface 22 of the differential piston 19 is now with the interior of the low-pressure tank 10 comes into connection, so that through lines 42 to the smaller piston surface 21 guided high pressure oil can turn off the switch 1.

Der Behälter 10 ist oben mit einem Deckel 44 abgeschlossen. Deshalb ist es ohne Demontage des Schalters 1 möglich, das Ventil 25 nach oben auszubauen und zu warten.The container 10 is closed at the top with a lid 44. That's why it is possible without dismantling the switch 1 to remove the valve 25 upwards and wait.

1 Figur 4 Ansprüche1 Figure 4 claims

Claims

Claims 1. High-voltage switch, in particular circuit breaker with sulfur hexafluoride (SF6) as extinguishing agent, with a hydraulic drive, its Control valve showing high voltage potential via an insulating member of Earth is operated from and is housed in a space, the hydraulic fluid contains under low pressure, characterized in that the valve (25) in itself known way as a two-three-way valve with valve plates acted upon by the pressure medium (27, 28) is designed that a valve (25) actuating insulating member (29) in a manner known per se by the force exerted by the valve disks is placed under tensile stress and that the insulating member (29) through a pipeline (32) is performed, which the control valve (25) having a ground potential Hydraulic accumulator (-58) connects.

2. High-voltage switch according to claim 1, characterized in that that the valve (25) upwards out of the room. (10) is expandable.

3. High-voltage switch according to claim 1 or 2, characterized in that that the valve (25) is below the level of the hydraulic fluid and that above SchvJeSelhexafluorid present in the liquid level via a piston (23) exerts pressure on the hydraulic fluid

4. High-voltage switch according to claim 1 or one of the following, characterized by a low-pressure pipe (33), the the pipe (32) for hydraulic fluid surrounding the insulating member (29) encloses under high pressure.