DE2119662C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsarmen Hochspannungsschalter, insbesondere einen ölarmen Schalter, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Schalter der genannten Art sind durch die DT-OS 15 373 (FR-PS 15 97 049, CH-PS 4 87 493) bereits bekannt. Dadurch, daß die Schaltkammern dieser Schalter mit Hilfe von Druckgas unter Druck gesetzt sind, wird erreicht, daß die Schalter kapazitive Belastungen auch bei hohen Betriebsspannungen rückzündungsfrei ausschalten können. Bei dem im der genannten Offenlegungsschrift beschriebenen Schalter wird ein ständig eingeschaltetes Kompressoraggregat zum Unterdrucksetzen des Schalters verwende·!, obwohl, abgesehen von undichten Stellen, in dem Schalter keine Luft verbraucht wird. Der Grund hierfür besteht darin, daß die bekannte Konstruktion es nicht zuläßt, den Schalter so dicht zu machen, daß der gewünschte Überdruck in den Schaltkammern aufrechterhalten werden kann, wenn diese nicht ständig an einer Druckgasquelle angeschlossen sind. Ein Hochspannungsschalter kann normalerweise jahrelang unbeaufsichtigt eingeschaltet sein, d. h. er darf auch in so langen Zeiträumen keine Druckluft verlieren. Besonders schwierig ist es, eine ausreichende Zuverlässigkeit der Dichtungen für die an die Haube der Schaltkammer angeschlossenen Speise- und Überdruckventile für das Luftvolumen über der Flüssigkeitsoberfläche in der Schaltkammer zu erreichen. Es ist weiter nicht möglich, mit einfachen Mitteln ein beginnendes Leck in diesen Dichtungen festzustellen.

Aus der deutschen Auslegeschrift 10 81542 ist es bereits bekannt, bei Schaltern, deren allseitig geschlossene Schaltkammer ausschließlich mit einem Schaltgas

ίο gefüllt ist, an der Stelle, an der das Betätigungselement für den beweglichen Kontakt in die Schaltkammer eindringt, einen zusätzlichen Raum vorzusehen, der mit Flüssigkeit gefüllt ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß das drehbare oder verschiebbare Betätigungselement gewissermaßen eine aus einer Flüssigkeit bestehende Dichtung aufweist. Bei den hier behandelten ölarmen Schaltern treten die entsprechenden Betätigungselemente gewöhnlich ohnehin an Stellen in die Schaltkammer ein, an denen sich auf der Innenseite der

zo Schaltkammer öl befindet, so daß ein entsprechendes Dichtungsproblem nicht auftritt. Die ölarmen Schalter weisen jedoch die Besonderheit auf, daß der im oberen Teil vom öl nicht ausgefüllte Druckgasraum mit einem Speiseventil für die Zuführung von Druckgas und einem

Überdruckventil für den Ablaß von Druckgas versehen sein muß. Hier tritt das Problem auf, daß die Dichtungen für den Anschluß der Ventile und die dichtenden Ventilsitze nur schwer gegenüber dem Druckgas abzudichten sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei flüssigkeitsarmen Schaltern der eingangs genannten Art mit verhältnismäßig einfachen Mitteln die Dichtungsstellen des Speiseventils und des Überdruckventils derart dicht zu machen, daß die Verwendung eines Kompressors zur Aufrechterhaltung des Gasdruckes überflüssig ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein flüssigkeitsarmer Hochspannungsschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Hochspannungsschalters nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Indem sämtliche Dichtungen der beiden Ventile unter der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet sind, werden sie von der Flüssigkeit geschützt, und man erhält eine zuverlässige Dichtung. Außerdem kann man so auf einfache Weise kontrollieren, ob alle Dichtungen dicht sind, sowohl bei der Inbetriebnahme wie auch bei Kontrollen während des Betriebes. Das bedeutet, daß ein ständig eingeschaltetes Kompressoraggregat zum Unterdrucksetzen nicht mehr erforderlich ist, wodurch der Aufwand für den Schalter wesentlich reduziert wird.

Bei einem Schaltvorgang geschieht eine Vergasung und chemische Zersetzung eines Teils der Flüssigkeit, wodurch der Druck in der Schaltkammer steigt und das Überdruckventil der Schaltkammer sich bei einem gewissen Druckanstieg öfFnet. Damit dabei so wenig Flüssigkeit wie möglich aus der Schaltkammer verloren geht, ist es zweckmäßig, daß dem Raum an den Dichtungen des Überdruckventils Flüssigkeit von dem in der Schaltkammer befindlichen Flüssigkeitsvolumen über ein Drosselorgan oder ein Organ mit Kapillarwirkung zugeführt wird, während die Einlaufseite des Überdruckventils mit dem druckgasgefüllten Raum der Schaltkammer im wesentlichen in freier Verbindung steht. Dadurch wird erreicht, daß beim öffnen des

Ventils hauptsächlich nur Gase aus der Schaltkammer abströmen.

Um zugleich eine einfache Überwachung des Druck end Flüssigkeitsstandes in der Spaltkammer zu erhalten, ist nach einer Weiterentwicklung der Erfin- 5 dung der Hochspannungsschalter gekennzeichnet durch eine Vorrichtung in Form eines an seinem oberen Ende hermetisch geschlossenen, an seinem unteren Ende mit der Schaltkammer verbundenen durchsichtigen Rohres, dessen Verbindung mit der Schaltkammer sich auf der Höhe des niedrigsten zulässigen Flüssigkeitsniveaus

Pas Anzeigen eines eventuellen Lecks im Überdruckventil erfolgt am einfachsten durch einen an der Auslaufseite des Ventils angeordneten Flüssigkeitsleckanzeiger in Form eines becherförmigen Glasrohres

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 teilweise im Schnitt den oberen Teil eines ölarmen Schalters gemäß der Erfindung und

Fig.2 und 3 zwei im rechten Winkel zueinander liegende Ansichten des Schalters und teilweise im Schnitt an den Schaltkammern angeordnete Ventile mit Leckanzeiger, Flüssigkeiisniveaumesserund Druckmesser.

Der in F i g. 1 gezeigte ölarme Schalter hat zwei in Reihe geschaltete Kontaktstellen, die in je einer Schaltkammer t bzw. 2 liegen. Beide Kammern sind V-förmig zueinander auf einem gemeinsamen Antriebsgehäuse 3 angeordnet. Zwei Anschlußstücke des Schalters sind mit 4 und 5 bezeichnet. Das Antriebsgehäuse 3 wird von einem Stützisolator 6 getragen.

Der Schalter wird über einen drehbaren Betätigungsisolator 7 von einem auf Erdpotential angeordneten Betätigungsmechanismus betätigt.

Die Schaltkammern 1 und 2, von denen die Kammer 1 im Schnitt gezeigt ist, sind einander gleich. Die Schalikammer 1 besteht aus einem hohlen Porzellaniso- !ator 8 mit einer metallischen Haube 9. In der Schaltkammer 1 ist eine Löschkammer 10 angeordnet, die nach dem Längslöschprinzip arbeitet. Die Löschkammer 10 enihält den festen Kontakt 11 der Kontaktstelle, der mit der Anschlußklemme 4 in Verbindung steht. Der bewegliche Kontakt 12 der Kontaktstelle besteht aus einem massiven Kontaktstück, das über einen Gelenkmechanismus 13 mit dem Betätigungsisolator 7 verbunden ist. Der Stromübergang zwischen dem beweglichen Kontakt 12 und dem Gehäuse 3 erfolgt über ein Rollkontaktorgan 14. Um eine gleichmäßige Spannungsverteilung zwischen den verschiedenen Schaltstellen sicherzustellen, ist jeder Schaltstelle ein Steuerkondensator 15 parallelgeschaltet. Die Schaltkammer 1 bildet zusammen mit der einen Hälfte des Antriebsgehäuses 3 eine hermetisch geschlossene Einheit, die bis zu einem gewissen Niveau mit öl gefüllt ist. Um die Spannungsfestigkeit des Öles zu erhöhen und dadurch einen ölarmen Schalter ohne Rückzündung bei kapazitiver Abschaltung zu erhalten. wird dem Raum 17 oberhalb des ölvolumens der Schaltkammer Druckgas mit beispielsweise einem Druck von fünf Atmosphären zugeführt. Das Einfüllen des Druckgases erfolgt vor Inbetriebnahme von einer beweglichen Druckgasquelle aus über ein Speiseventil 18 das aus einem manuell betätigbaren Absperrventil besteht. Das Unterdrucksetzen braucht im Prinzip nur wiederholt zu werden, wenn die Schaltkammer, z. B.

aufgrund einer Überholung, demontiert worden ist.

Nachdem der Schalter am Aufstellungsplatz montiert ist, wird durch ein Absperrventil 19 kältebeständiges öl eingefüllt.¹ Das Speiseventil 18 ist dabei offen. Wenn das ölvolumen bis zu dem Niveau 16 gestiegen ist, — was dadurch angezeigt wird, daß Ol aus dem Speiseventil 18 herauszulaufen beginnt, — wird das Absperrventil 19 geschlossen. Danach wird eine bewegliche Druckgasquelle, z. B. ein Kompressor oder eine Druckgasflache, an das Speiseventil 18 angeschlossen und die Schaltkammer unter den gewünschten Überdruck gesetzt. Danach wird das Speiseventil 18 geschlossen und die Druckgasquelle entfernt. Aufgrund des Überdruckes in der Schaltkammer wird öl in ein ölstandsglas 20 gepreßt, das über einen Kanal 21 mit dem Ölvolumen in der Schaltkammer in Verbindung steht. Das ölstandsglas 20 ist dadurch gleichzeitig Druck- und ölstandsanzeiger. Wenn z. B. der Überdruck in der Schaltkammer verschwindet oder das ölniveau auf das in Höhe mit dem Kanal 21 liegende kritische Niveau absinkt, leert sich das ölstandsglas 20. Dies zeigt an, daß der Schalter bei nächster Gelegenheit zwecks Überholung außer Betrieb gesetzt werden muß.

Beim Schalten tritt unter Einwirkung des Lichtbogens ein Vergasen von öl in den entlang dem Lichtbogenkanal angeordneten öltaschen ein, wobei der Lichtbogen einer starken axialen Strömung von öl und Gas ausgesetzt wird. Die Kühlung und Entionisicrung des Lichtbogens wird dadurch sehr wirksam. Um die Druckerhöhung in der Schaltkammer beim Ausschalten von hohen Strömen zu begrenzen, ist im Anschluß an die Haube 9 der Schaltkammer ein Überdruckventil 22 angeordnet, das sich öffnet, wenn der Druck einen gewissen Wert überschreitet, und sich schließt, wenn der Druck wieder auf Betriebsdruck zurückgeht. Die Einlaufseite des Überdruckventils steht über ein Rohr 23 und einen ölabscheider 24 in Verbindung mit dem druckgasgefüllten Raum 17 und außerdem über ein Drosselorgan 25 mit dem ölvolumen in der Schaltkammer. Anstelle des Drosselorgans 25 kann man mit Vorteil einen Docht 26 oder ein anderes Organ mit Kapillarwirkung für den Öltransport zu der Einlaufseite des Überdruckventils verwenden. Man erreicht dadurch, daß der Ventilkegel 27 des Überdruckventils und die übrigen Dichtungen bei normalem Betrieb unter öl liegen, daß aber trotzdem nur eine sehr kleine ölmenge durch das Rohr 28 herausgeblasen wird, wenn sich das Überdruckventil in Verbindung mit einem Schaltvorgang öffnet. Zum Anzeigen eines eventuellen Lecks am Ventilkegel 27 des Überdruckventils hat man auf der Auslaufseite dieses Ventils ein ölstandsglas 29 angeordnet.

Das Überdruckventil 22, das Speiseventil 18 und der Druck- und ölstandsanzeiger 20 sind auf einem gemeinsamen Sockel 30 befestigt, der mit erforderlichen Verbindungskanälen 21,31 und 32 versehen und an der Haube 9 der Schaltkammer festgeschraubt ist. Die erforderlichen Dichtungen 33, 34, 35 und 36 sind dabei zwischen dem Sockel 30 und der Haube 9 sowie zwischen dem Sockel 30 und den auf diesem befestigten Organen 18, 20 und 22 angeordnet. Alle diese Dichtungen stehen unter öl. Dasselbe gilt für die für den unter Druck stehenden Teil des Schalters erforderlichen Dichtungen, /.. B. Dichtungen zwischen Haube 9 und dem Schahkammcrisolator8, Dichtungen zwischen dem Schaltkammerisolator 8 und dem Antriebsgehäusc sowie Achsendichtungen an der Stelle, wo der Gelenkincchanismus 13 durch die Gehüusewand geht.

Da auf diese Weise alle Dichtungen des unter Druck stehenden Raumes unter der öloberfläche liegen und dadurch nur in begrenztem Umfang von den relativ aggressiven Schaltgasen beeinflußt werden, erhält man eine erheblich zuverlässigere Dichtung als bei den entsprechenden bekannten Konstruktionen. Durch direkte Beobachtung der verschiedenen Dichtungsstellen kann man außerdem in einem frühen Stadium feststellen, ob ein Leck vorliegt, und gegebenenfalls die

notwendigen Maßnahmen ergreifen. Dies kann dabei zu einem Zeitpunkt geschehen, in dem eine merkbare Reduzierung des Druckes oder ein merkbares Absinken des ölstandes in der Schaltkammcr noch nicht 5 eingetreten ist.

Anstelle der gezeigten Längslöschkammer kann man natürlich einen anderen geeigneten Löschkammertyp verwenden, /. B. eine Qucrlöschkanimer.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsarmer Hochspannungsschalter mit mindestens einer Schaltkammer, die betriebsmäßig völlig verschlossen ist und die bis zu einem gewissen Niveau mit: Flüssigkeit und darüber mii Druckgas gefüllt ist, wobei an dem Druckgasraum ein Speiseventiil für die Zufuhr von Druckgas sowie ein Überdruckventil für den AbIaB von Druckgas angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Anschlüsse für das Speiseventil (18) und das Überdruckventil (22) an den Druckj'asraum (17) der Schaltkammer (1,2) über öffnungen (31,32) angeschlossen sind, die unter dem Flüssigkeitsniveau (16) der Schaltkammer liegen, und daß die für die Anschlüsse erforderlichen Dichtungen (33 bis 36) unter der Einwirkung der Flüssigkeit stehen.

2. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasraum (17) mit der Einlaufseite des Überdruckventils (22) über einen Kanal (23) in Verbindung steht, wobei der Einlaufseite über eine Drosselanordnung (25) oder ein Organ (26) mit Kapillarwirkung Flüssigkeit von dem in der Schaltkammer (2) befindlichen Flüssigkeitsvolumen zugeführt wird.

3. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (22) auf seiner Auslaufseite mit einem Flüssigkeitsleckanzeiger (29) versehen ist.

4. Hochspannungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Überwachung sowohl des Drucks als auch des Flüssigkeitsniveaus (16) in Form eines an seinem oberen Ende hermetisch geschlossenen, an seinem unteren Ende mit der Schaltkammer (2) verbundenen durchsichtigen Rohres (20), dessen Verbindung mit der Schaltkammer sich auf der Höhe des niedrigsten zulässigen Flüssigkeitsniveaus befindet.