DE2063093B2 - Hochspannungsschalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsschalter mit Schwefelhexafluorid als Löschmittel, insbesondere Leistungsschalter, mit einem hydraulischen Antrieb, dessen aus Isolierstoff bestehende Leitungen durch Schwefelhexafluorid führen. Solche Leitungen sind notwendig, wenn man, um die bewegten Massen klein zu halten, den Antrieb unmittelbar an den Schaltstücken anbringt. Ein solcher Hochspannungsschalter ist beispielsweise in der US-PS 30 75 060 beschrieben.

Bei Schaltern der vorgenannten Ar! können Schwierigkeiten dadurch entstehen, daß Zersetzungsprodukte des Schwefelhexafluorids viele Isolierstoffe angreifen und dadurch die mechanische, vor allem aber die elektrische Festigkeit herabsetzen. Dies versucht man durch eine Filterung des Schwefelhexafluorids zu verhindern. Eine schnelle und vollständige Filterung erfordert aber sehr große Filter. Ferner hat man sich um Isolierstoffe bemüht, die gegen Zersetzungsprodukte des Schwefelhexafluorids unempfindlich sind. Hierfür bekannte Isolierstoffe haben jedoch nur eine begrenzte mechanische Festigkeit, die zwar vollkommen für die in SFb-Schaltern üblichen Gasdrücke von weniger als 20 Atmosphären ausreicht, nicht aber für die wesentlich höheren Anforderungen in hydraulischen Systemen mit Drücken von etwa 300 at.

Ziel der Erfindung ist es, für einen Hochspannungsichalter der genannten Art, ein einfaches und billiges Leitungssystem zu entwickeln, das unempfindlich gegen die Einwirkungen der Zersetzungsprodukte von Schwefelhexafluorid ist. Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß eine hydraulische Hochdruckleitung in an sich bekannter Weise von einer hydraulischen Niederdruckleitung umgeben ist, daß die Niederdruckleitung aus Isoliermaterial besteht, das unempfindlich gegen Angriffe durch Zersetzungsprodukte des Schwefelhexafluorids ist, während die hydraulische Hochdruckleitung aus glasfaserverstärktem Isolierstoff besteht.

Beim Schalter nach der Erfindung kommt das mechanisch am stärksten belastete Isolierstoffrohr der hydraulischen Hochdruckleitung mit dem Schwefelhexafluorid gar nicht in Berührung, weil es durch die hydraulische Niederdruckleitung vollkommen abgeschirmt ist. Zusätzlich zu dieser Abschirmung gegen die Zersetzungsprodukte ergibt sich als weiterer Vorteil eine Unempfindlichkeit der Anordnung gegen geringfügige Leckverluste des Hochdruckrohres, weil solche Leckverluste nur von dort zum Niederdruckrohr führen, nicht aber direkt in das Schalterinnere.

Das Niederdruckrohr des Hydrauliksystems ist, wenn überhaupt, nur mit geringen Drücken beaufschlagt, die beispielsweise dadurch gegeben sind, daß man die Entstehung von Gasblasen im Hydrauliksystem vermeiden will. Mithin kann man für das das Niederdrucköl einschließende IsoHerstoffrohr HSFe-feste Isolierstoffe verwenden, die mechanisch nicht mehr belastbar sind. Hierzu zählen beispielsweise Schichtstoffe mit Polyesterfasern als Verstärkungsmaterial, das in Form von thermofixierten schlichtefreien Fasern mit Epoxidharzen verarbeitet wird. Es kommen aber auch unmittelbar, z. B. durch Spritzen, verarbeitete Polyesterkunststoffe in Frage und, soweit die mechanischen Anforderungen befriedigt werden können, Rohre aus Polytetrafluorethylen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umschließt die hydraulische Hochdruckleiiung eine aus glasfaserverstärktem Isolierstoff bestehende Betätigungsstange für ein Ventil auf Hochspannungspoteiitial. Die Stange ist dadurch ebenfalls gegen den Angriff von SFb geschützt. Sie kann deshalb aus mechanisch hochwertigem Material hergestellt und mit geringer Masse ausgeführt werden.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei handelt es sich um eine schematisch vereinfachte Darstellung.

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 mit 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.

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 Kolbenfläche 22.

Das Metallgefäß 10 bildet einen Hochspannungspotential aufweisenden Niederdruckbehälter für die zum Antrieb der Kolben 19 verwendete Hydraulikflüssigkeit. Es enthält ein als Ganzes mit 25 bezeichnetes kombiniertes Ein-Auslaßventil zur Steuerung der hydraulischen Betätigung. 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 Erdpotential 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.

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.

Das Isolierstoffrohr 32 ist konzentrisch von einem weiteren Isolierstoffrohr 33 umgeben, das avs einem Schichtstoff auf der Basis eines elektrisch hochwertigen Epoxidharzes mit Polyesterfasern als Verstärkungsmaterial besteht. Das Isolierstoff rohr 33 ist unempfindlich gegen Angriffe von Zersetzungsprodukten des Schwe- '5 felhe;''Jluorids, so daß es seine guten elektrischen Eigenschaften auch unter der Einwirkung von SF6 nicht verliert.

Der Ringraum 34 zwischen den Isolierstoffrohren 32 und 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 Erdpotential aufweist und über das Innere 39 des Isolierstoffrohres 32 mit dem Ventil 25 auf Hochspannungspotentiai in Verbindung steht.

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 verlauf L

Zum Ausschalten wird die Isolierstoffstange 29 umgesteuert Zu diesem Zweck kann der Magnet 30 entregt werden. Es ist aber auch möglich, die Kraft der Hydraulikflüssigkeit durch eine geeignete Bemessung der beaufschlagten Teile des Ventilgliedes 26 zur Betätigung des VentUs 25 heranzuziehen. Wichtig 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.

Wie man sieht, kann das Schwefelhexafluorid im Stützisolator des Schalters nur mit dem äußeren Isolierstoffrohr 33 in Berührung kommen. Dieses Rohr ist mechanisch nur wenig beansprucht. Es schirmt mit der im Ringraum 34 enthaltenen Hydraulikflüssigkeit das Isolierstoffrohr 32 ab, so daß dieses Rohr aus mechanisch hochwertigem, glasfaservetstärkten Schichtstoff hergestellt sein kann. Die üblicherweise nur auf Zug beanspruchte Betätigungsstange 29 für das Ventil 26 ist gleichfalls durch das öl der Hydraulikanlage geschützt, so daß ebenfalls eine mechanisch hochwertige massearme Ausführung gewählt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hochspannungsschalter mit Schwefelhexafluorid als Lichtbogenlöschmittel insbesondere Leistungsschalter, mit einem hydraulischen Antrieb, dessen aus Isolierstoff bestehende Leitungen durch Schwefelhexafluorid führen, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische Hochdruckleitung (32) in an sich bekannter Weise von einer hy- >° draulischen Niederdruckleitung (33) umgeben ist, daß die Niederdruckleitung (33) aus Isoliermaterial besteht, das unempfindlich gegen Angriffe durch Zersetzungsprodukte des Schwefelhexafluorid^ ist, während die hydraulische Hochdruckleitung (32) aus glasfaserverstärktem Isolierstoff besteht

2. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Hochdruckleitung (32) eine aus glasfaserverstärktem Isolierstoff besiehende Betätigungsstange (29) für ein Ventil (25) auf Hochspannungspotential umschließt.