DE2207443A1

DE2207443A1 - Metallumschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage für hohe Spannung

Info

Publication number: DE2207443A1
Application number: DE19722207443
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P Antrag
Original assignee: COQ NV
Current assignee: COQ NV
Priority date: 1971-03-05
Filing date: 1972-02-17
Publication date: 1972-09-14
Also published as: GB1343230A; NL151206B; BE779843A; FR2128675B1; JPS5411901B1; AU3905672A; IT957247B; US3743804A; AT314027B; DE2207443B2; FR2128675A1; DE2207443C3; AU454412B2; NL7102940A

Description

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Utrecht (die Niederlande)

"Metallumschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage für hohe Spannung"

Die Erfindung bezieht sich auf eine mecallunischiossene Verteilungs- und Schaltanlage für hohe Spannung mit mindestens einer/i Sammelschienensystem und daran angeschlossenen Schaltfeldern, die je für jede Phase ein mit isolierendem Gas, z.B. einem elektronegativen Gas wie Schwefelhexafluorid, unter niedrigem Ueberdruck gefülltes, metallenes Hiederdruckgefäss aufweisen, in dem ein an ein mit Löschgas, ζ.3. demselben elektronegativen Gas, unter hohem Ueberdruck gefülltes Hochdruckgefäss angeschlossener Druckgasleistungsschalter mit mehreren in Reihe geschalteten Paaren mindestens zur Unterbrechung des Stromkreises bestimmter, zusammenarbeitender Leistungskontakte und alle anderen zu einer Phase des betreffenden Schaltfeldes gehörenden Schalter, Verbindungsleiter, Ansohlussorgane und Hilfsgeräte isoliert angeordnet sind.

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Man hat bereits vorgeschlagen, hei Verteilungs- und Schaltanlagen für sehr hohe Spannungen alle Schalter, Verbindungsleiter, Anschlu3sorgane und Hilfsgeräte, wie Stromwandler und andere Geräte für Messung, Signalierung und Sicherung, die zu einer und derselben Phase eines Schaltfeldes gehören, in einem gemeinsamen, mit isolierendem Gas, z.B. SFg-Gas, gefüllten Gefäss unterzubringen.

Bei solchen Anlagen ist es schwer, die Steuerung der Paare und die Gaszufuhr zu den Paaren zusammenarbeitender Leistungskontakte des Druckgasleistungsschalters derart auszuführen, dass diese Leistungskontakte alle in demselben Moment voneinander getrennt werden, die Schaltbogen löschen und den Stromkreis unterbrechen. Ein anderes Problem ist die Abfuhr des für jedes Paar von Ieistung3kontakten gebrauchten Löschgases, da verhindert werden muss, dass das durch den Schaltbogen ionisierte Löschgas des einen Kontakt^paais einen ungünstigen Einfluss auf das Löschen des Schaltbogens anderer zusammenarbeitender Leistungskontakten hat. Weiter hat es sich gezeigt, dass bei früher ausgeführten Schaltanlagen dieser Art die Geräte und Organe zur Steuerung der verschiedenen Schalter schwer zugänglich sind und dass bei der Demontage für die Inspizierung, Ersetzung und Einstellung dieser Geräte und Organe viel kostspieliges Gas verloren geht.

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Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Verteilungs- und Schaltanlage der erwähnten Art zu >«*schaffen, \*»bei ofer die genannten Schwierigkeiten und Nachteile entweder beseitigt oder herabgesetzt sind. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass das Hochdruckgefäss im Biederdruckgefäss angeordnet ist und jedes Paar zusammenarbeitender Leistungskontakte des Druckgasleistungsschalters in einem eigenen, durch eine möglichstkurze Leitung mit dem Hochdruckgefäss verbundenen, ausserhalb dieses Hochdruckgefässes angeordneten Schaltgefäss angebracht sind. Abgesehen davon, dass durch diese Anordnung der Leistungskontakte des Leistungsschalters die obengenannten Schwierigkeiten und Nachteile tahm-hm vermieden werden, hat diese Anordnung den Vorteil, dass für jede Phase eines Schaltfeldes weniger Raum benötigt ist.

Der Leistungsschalt.er kann aus Schaltkontakten bestehen, die sowohl zum Unterbrechen als auch zum Unterbrochenhalten und zum Schliessen des Stromkreises dienen. Aber auch ein Leistungsschalter, der aus der Reihenschaltung mehrerer Paare ausschliesslich zum Unterbrechen des Stromkreises dienender, zusammenarbeitender Leistungskontakte und einem zum Unterbrochenhalten und zum Schliessen des Stromkreises bestimmten Trennschalter besteht, kann in einem aolchen Schaltfeld

verwendet werden. Sind Leistungsschalter der letzterwähnten Art vorhanden, so wird nach der Erfindung auch dieser Trennschalter in einem eigenen, ausserhalb des H_ochdruckgefässes angeordneten Schaltgefäss angebracht.

Zur Herabsetzung des Umfangea eines Schaltfeldes und zur Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung der Unterbrechungsstellen des Schalters durch ionisiertes Löschgas empfiehlt es sich, alle Schaltgefässe des Druckgasleistungsschalters in einem Kreis um das Hochdruckgefäss anzuordnen.

Eine einfache Konstruktion wird erhalten, wenn alle Schaltgefässe des Druckgasleistungsschalters durch das Hochdruckgefäss getragen werden.

Ist die Verteilungs- und Schaltanlage mit einem Druckgasleistungsschalter versehen, dessen bewegbare Schaltkontakte mit in Zylindern beweglichen Kolben gekuppelt sind, die durch Löschgas aus dem Hochdruckgefäss angetrieben werden, und wobei Räume dieser Zylinder über Leitungen mit von aussen her betätigbaren Ventilen zur Steuerung dieser Kolben mit dem Hochdruckgefäss verbunden sind, so kann die Anlage mit Vorteil so ausgeführt werden, dass das Hochdruckgefäss gasdicht durch eine Stirnwand des Niederdruckgefässes hindurchgeführt ist und dass an der ausserhalb des Niederdruck-

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gefäs3es liegenden Stirnwand des Hochdruckgefässes ein Gehäuse mit Organen zur Betätigung dieser Ventile befestigt ist. Diese Betatigungsorgane, welche auch die Ventile selber sein können, befinden sich dann sowohl ausserhalb des mit isolierendem Gas gefüllten Niederdruckgefässes als auch ausserhalb des mit Löschgas gefüllten Hochdruckgefässes, sodass sie zugänglich sind, ohne dass einesdieser Gefasse geöffnet und zu diesem Zweck das darin vorhandene Gas abgeführt zu werden braucht. Um Gasverlust durch Leckage, z.B. längs durch die Wand des Gehäuses mit den Betätigungsorganen hindurchgeführten Steuerstangen, zu verhindern, empfiehlt es sich, das Gehäuse mit den Betätigungsorganen in einem durch eine entfernbare Umhüllung gasdicht geschlossenen Raum oberhalb der Druckgefässe anzubringen.

Diese Vorrichtung mit den ausserhalb der Gefässe angeordneten Betatigungsorganen kann nun derart ausgeführt sein, dass die Leitungen mit den Ventilen zur Steuerung der mit den bewegbaren Schaltkontakten des Druckgasleistungsschalters gekuppelten Kolben an dieses Gehäuse angeschlossen sind und diese Ventile in diesem Gehäuse angeordnet und als Umschaltventile ausgeführt sind, die in ihrer einen Lage die Leitungen mit einer in offener Verbindung mit dem Hochdruckgefäss stehenden Hochdruckkaramer de3 Gehäuses und in ihrer anderen Lage diese Leitungen mit der Aussenluft

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oder mit dem Niederdruckgefäss verbinden. Bei dieser Konstruktion müssen die Leitungen vom Gehäuse zu den Schaltgefässen des Leistungsschalters daher sowohl Gas zum Antreiben der Schaltkontakte als auch Löschgas zum Leistungsschalter führen, sodass sehr geräumige und daher viel Raum beanspruchende Leitungen nötig sind.

Solche geräumigen Leitungen zwischen dem Gehäuse mit den BetätigungsOrganen und den Teilen des Leistungsschalters können vermieden werden, wenn die Leitungen mit den Ventilen zur Steuerung der mit den bewegbaren Schaltkontakten des Druckgasleistungsschalters gekuppelten Kolben unmittelbar an das Hochdruckgefäss angeschlossen, diese Ventile an den Schaltgefässen des Druckgasleistungsschalters angebracht und pneumatisch betätigt werden und wenn die Leitungen für die pneumatische Betätigung dieser Ventile an dieses Gehäuse angeschlossen werden und über in diesem Gehäuse angeordnete Umschaltventile entweder mit einer in offener Verbindung mit dem Hochdruckgefäss stehenden Hochdruckkammer des Gehäuses, oder mit der Aussenluft oder den Niederdruckgefäss verbunden werden können. Eine ähnliche Ausführung ist möglich, wöbei/die pneumatische Betätigung der an den Schaltgefässen des Leistungsschalters angeordneten Ventile durch eine mechanische Betätigung dieser Ventile ersetzt worden

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ist. In diesem Falle werden diese Yentile für ihre Betätigung mechanisch mit im ausserhalb der mit Gas gefüllten Gefässe angeordneten Gehäuse angebrachten Betätigungsorganen gekuppelt.

Für die Betätigung der Ventile empfiehlt sich eine

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Vorrichtung, webeiTdie Betätigungsorgane der Ventile zur Steuerung der mit den bewegbaren Sehaltkontakten des Druckgasleistungsschalters gekuppelten Kolben mit in diesem Gehäuse angeordneten, in Differentialzylindern beweglichen Differentialkolben gekuppelt sind, von jedem deren die kleinere Oberfläche dauernd dem Druck in der Hochdruckkammer des Gehäuses und die grössere Oberfläche dem Druck im Zylinderraum mit dem grösseren Durchmesser des betreffenden Differentialzylinders ausgesetzt ist, diese Räume mit grösserem Durchmesser der Differentialzylinder je über eine leitung mit verzögernder Wirkung und einem-mit dem betreffenden Differentialkolben gekuppelten Umschaltventil entweder mit dieser Hochdruckkammer oder mit der Aussenluft oder dem Niederdruckgefäss in Verbindung steht und wobei die Betätigungsorgane in jedem Ruhezustand des Druckgasleistungsschalters durch von aussei! her entriegelbare Verriegelungsorgane in der Lage festgehalten werden, in der diese Räume der Differentialzylinder durch diese Umschaltventile mit der Aussenluft oder dem Uiederdruckgefäss in Verbindung stehen. Im

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Ruhezustand des Leistungsschaltersstehen die Betätigungsei organe daher unter Vorspannung, und muss nur eine Verriegelung gelöst werden, um den Leistungsschalter sofort in Wirkung zu setzen.

Die mit den genannten Differentialkolben gekuppelten Umschaltventile können gleichzeitig die Ventile zur Steuerung der mit den bewegbaren Schaltkontakten des .Druckgasleistungsschalters gekuppelten Kolben sein. Die Umschaltventile können aber auch die Umschaltventile zur pneumatischen Betätigung der Ventile zur Steuerung der mit den bewegbaren Schaltkontakten des Druckgasleistungsschalters gekuppelten Kolben sein.

Vorzugsweise werden die Verriegelungsorgane durch elektrisch steuerbare Magnete in der Verriegelungslage festgehalten. In diesem Falle erfolgt die Entriegelung elektrisch, und diese Entriegelung kann daher unmittelbar durch die Sicherungsgeräte der Verteilungs- und Schaltanlage ausgeführt werden.

Ist die Verteilungs- und Schaltanlage im Niederdruckgefäss einer Phase eines Schaltfeldes mit mindestens einem durch einen Zylinder mit Kolben betätigbaren Trennschalter für die Verbindung des Druckgasleistungs-Bchalters mit anderen Teilen des Stromkreises, wie eine Schiene eines Sammelschienensystemes oder ein Kabel, versehen, so können mit Vorteil die Räume dieser

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Zylinder über leitungen mit von aussen her ■betätigbaren Umschaltventilen entweder mit der Hochdruckkammer des Gehäuses mit den Betätigungsorganen zur Steuerung des Druckgasleistungsschalters oder mit der Aussenluft oder dem Niederdruckgefäss in Verbindung gesetzt werden,und diese Umschaltventile können dann in durch das Gehäuse getragenen Ventilgehäusen

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angeordnet sein. In diesem Falle befinden die Betätigungs- und/oder Steuerorgane aller in einer Phase eines Schaltfeldes vorhandenen Schalter wt in und an dem ausserhalb der mit Gas gefüllten Gefässe dieser Phase angeordneten Gehäuse.

Damit das Gehäuse mit den Betätigungsorganen zur Steuerung des Druckgasleistungsschalters leicht demontiert werden könne, ohne dass das Hochdruckgefäss geleert zu werden braucht, empfiehlt es sich, zwischen dem Hochdruckgefäss und der Hochdruckkammer des Gehäuses eine von aussen her betätigbare Sperre an/zubringen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, die Einzelheiten einer Phase eines Schaltfeldes einer Verteilungs- und Schaltanlage nach der Erfindung beispielsweise darstellt. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine scheraatische Darstellung einer Phase eines

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Schaltfeldes für die Verbindung eines Kabels mit Schienen eines Doppeltsammelschienensysteraes,

Fig. 2 teilweise einen vertikalen Schnitt, teilweise eine Ansicht eines Schaltfeldes nach Pig. 1,

Pig. 3 einen horizontalen Schnitt nach der Linie HI-III in Fig. 2,

Fig. 4 in grösserem Masstabe einen vertikalen Schnitt eines Schaltgefässes mit einem Paar zusammenarbeitender Leistungskontakte eines in diesem Schaltfeld vorhandenen Druckgasleistungsschalters,

Fig. 5 in grösserem Masstabe einen vertikalen Schnitt eines Schaltgefässes mit einem Paar zusammenarbeitender Schaltkontakte eines zu dem Druckgasleistungsschalter dieses Schaltfeldes gehörenden Trennschalters.

Fig. 6 in grosserera Masstäbe einen vertikalen Schnitt eines Gehäuses mit Organen zur Betätigung d.er zum Schaltfeld gehörenden Schalter und

Fig. 7 teilweise einen vertikalen Schnitt und teilweise eine Ansicht des oberen Teiles einer Phase dieses Schaltfeldes mit den an das Gehäuse mit den Betätigungsorganen nach Fig. 6 angeschlossenen Leitungen.

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In Pig. 1 sind 1 und 2 Schienen eines Doppeltsammeischienensystemes. An diese Schienen ist über Sammelschienentrennschalter 3 und 4 ein Leistungsschalter

5 angeschloosen, der aus der Reihenschaltung von vier Paaren zusammenarbeitender, ausschliesslich zur Unterbrechung des Stromkreises bestimmter Leistungskontakte

6 und einen zum TJnterbrochenhalten und zum Schliessen des Stromkreises bestimmten Trennschalter 7 besteht. Dieser Trennschalter 7 ist mit dem an das Schaltfeld angeschlossenen Kabel 8 unmittelbar verbunden. Es wird bemerkt, dass zwischen dem Trennschalter 7 und dem Kabel 8 ein Kabeltrennschalter angebracht sein kann, wenn es nötig ist, dass alle zum Leistungsschalter gehörenden Schalter 6, 7 an ihren Stellen spannungsfrei gemacht werden können.

In Fig. 2 und 3 ist 9 ein mit Erde zu verbindendes metallenes Gefäss, das mit einem elektronegativen Gas, z.B. Schwefelhexafluorid (SFg-Gas) unter niedrigem Ueberdruck, z.B. einem Druck von 3,5 Atm., gefüllt ist. Durch vertikale metallene Hohre 10, 11 ist dieses Gefäss an um die Schienen 1, 2 angeordneten metallenen Rohren 12, 13 befestigt. In den Rohren 10, 11 sind die Sammelschienentrennschalter 3» 4 angeordnet. Die

durch Schalträume dieser Trennschalter können von aussen

σ her betätigbare Schieber 14, 15 in zwei gasdicht co

~ getrennte Teile Aufteilt v/erden. Zentral im Gefäss 9

^, ist ein Gefäss 16 angeordnet, das mit SF^-Gas unter

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cy hohem Ueberdruck, z.B. einem Druck von 20 Atm., gefüllt

*° ist. Dierjeo Gefäsü ist mit seinem oberen linde ras dicht durch die obore Stirnv/and den Gcfäünes 9 hindurch

geführt. Ein Balgen 17 sorgt für die gasdichte Durchführung des Hochdruckgefässes 16 durch die obere Stirnwand des Niederdruckgefässes 9· Das Hochdruckgefäss 16 trägt mittels Isolatoren 18, 19 die Schaltgefässe 20, 21, in denen sich Paare zusammenarbeitender Leistungskontakte und die zusammenarbeitenden Schaltkontakte des Trennschalters des Druckgasleistungsschalters befinden. Das unter hohem Druck stehende Cas im Hochdruckgefäss 16 dient sowohl für dem Antrieb der im Niederdruckgefäss 9 vorhandenen Schalter als auch zum Löschen der Schaltbogen. Am Boden des Niederdruckgefässes 9 ist ein Kabelanschlusskasten 22 befestigt, in dem die Anschlussklemmen für das Kabel 23 angeordnet sind. Auf der oberen Stirnwand des Hochdruckgefässes 16 ist ein Gehäuse 24 mit Betätigungsorganen für die Schalter angebracht. Dieses Gehäuse ist durch eine lösbar an der oberen Stirnwand de3 Niederdruckgefässes 9 befestigte Kappe 25 umgeben. Diese Kappe schliesst den Raum um das Gehäuse 24 gasdicht ab, sodass Gasverlust durch leckende Durchführungen und Packungen des Gehäuses vermieden wird. Vor der Entfernung der Kappe 25 muss dann das sich darin befindende Gas abv/erden.

In Fig. 2 und 3 sind deutlichkeitshalber die Leitungen zwischen dem Gehäuse 24 und den Schaltern 20, 21, 3 und 4 fortgelassen.

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Aus Pig. 4 geht hervor, dass jedes Schaltgefäss 20 aus durch Isolatoren 26, 27 in Entfernung von einander gehaltenen Kontaktblöcken 28, 29 besteht. Diese KontaktblöekeH werden durch die am Hochdruckgefäss 16 befestigten Isolatoren 18 getragen.

Jedes Schaltgefäss 20 enthält einen Leistungskontakt

30 mit kürzerem Hub und einen Leistungskontakt 31 mit längerem Hub. Der Kontakt 30 ist mit einem Kolben 32 gekuppelt, der in einem Zylinder 33 beweglich angeordnet und durch eine Feder 34 belastet ist. Der Kontakt 31 ist mit einem in einem Zylinder 35 beweglichen Kolben 36 gekuppelt und durch eine Feder 37 belastet.

Durch den unteren Isolator 18 hindurch steht die sich innerhalb des Isolators 27 befindende Schaltkammer 38 mit dem Hochdruckgefäss 16 in offener Verbindung. Im Ruhezustand des Leistungsschalters sind die Leistungskontakte 30, 31 elektrisch leitend miteinander verbunden und ein Ventil, das aus einem durch den Zylinder 33 getragenen ringförmigen Sitz 39 und einem am Kontakt 31 befestigten Ventilkörper 40 besteht, ist dann geschlossen. In der geschlossenen Lage wird die Schaltkanmer 38 von in den Leistungskontakten 30 und

31 vorhandenen Abfuhrkanälen 41, 42 für das Löschgas durch das Ventil 39, 40 getrennt. Diese Kanäle führen das Löschgas durch Deionisatoren 43, 44 hindurch zum

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Niederdruckgefäss 9.

Der Zylinderraum 33a unterhalt des Kolbens 32 ist an einen Kanal 45 mit einen Umschaltventil 46 angeschlossen, das im Ruhezustand de3 Leistungsschalters diesen
Zylinderraum 33a über Kanäle 47 mit dem Niederdruckraum im Gefäss 9 in offener Verbindung hält. Das
Umschaltventil wird in der dargestellten Lage durch eine Feder 48 gehalten und es ist für seine Steuerung mit einem in einem Zylinder 49 beweglichen Kolben 50 gekuppelt.

Muss der Leistungsschalter ausgeschaltet werden, so wird Gas unter hohem Ueberdruck, z.B. Gas aus dem
Hochdruckgefäss 16, durch eine Leitung 51 hindurch
in den Zylinderraum 49a geführt und das Ventil 46
wird dann umgeschaltet. Dies hat die Folge, dass Gas unter hohem Ueberdruck aus dem Gefäss 16 durch die
Schlitze 52 hindurch in den Zylinderraum 33a strömt und beide Schaltkontakte 30 und 31 durch den Kolben 33 nach oben bewegt werden. Dadurch wird das Ventil 39, 40 geöffnet und der Kolben 36, der dauernd dem
Druck in der Sohaltkaminer 38 ausgesetzt ist, aber
bei geschlossenem Ventil 39, 40, dessen Durchmesser grosser als derjenige des Kolbens 36 ist, entlastet ist, wird durch das Gas in der Schaltkammer 38 nach oben getrieben, sodass, nachdem der Schaltkontakt mit den kürzeren Hub das Ende seines Hubes erreicht

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hat, der Schaltkontakt 31 weiter nach oben bewegt wird und die Schaltkontakte 30 und 31 getrennt werden. Der durch diese Trennung erzeugte Schaltbogen wird durch das durch die dann geöffneten Kanäle 41, 42 hindurch aus der Schaltkammer 38 entweichende Löschgas gelöscht.

Nach dem Oeffnen des Ventiles 39, 40 strömt Gas aus der Schaltkammer 38 auch durch einen engen Kanal 53, den ziemlich grossenRaura 54 zwischen den Isolatoren 26, 27 und einen engen Kanal 55 hindurch mit einer im Voraus "bestimmten Verzögerung zum Zylinderraum 35b oberhalb des Kolbens 36. Sobald der Druck in diesem Zylinderraum demselben in der Schaltkammer 38 und im Zylinderraum 33a gleich geworden ist, werden die Leistungskontakte 30 und 31 durch die Federn 34 und 37 wieder in den geschlossen Ruhezustand zurückgebracht. Aber bevor dies geschieht, muss der Schaltbogen gelöscht und muss der mit diesen Leistungskontakten des Schalters in Reihe geschaltete Trennschalter in die ausgeschaltete Lage gebracht sein.

Um eine schnelle Bewegung der Kontakte 30 und 31 zur ausgeschalteten Lage zu ermöglichen, ist der Zylinderraum 35b durch einen geräumigen Kanal 56 mit einem zu diesem Zylinderraum schliessenden Rückschlagventil 57 mit dem Raum 54 verbunden.

Der mit den Leistungskontakten 30, 31 in Reihe geschaltete

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Trennschalter zum Unterbrochenhalten und zum Schliessen des Stromkreises ist in Fig. 5 dargestellt worden. Dieser Trennschalter besteht aus einem durch einen Kontaktträger 58 getragenen festen Kontakt 59 und einem durch einen Kontaktträger 60 getragenen axial bewegbaren Schaltstift 61. Dieser Schaltstift ist mit einem in einem Zylinder 62 beweglichen Kolben gekuppelt. Der Zylinderraum 62a unterhalb des Kolbens 63 ist in jedem Ruhezustand des Trennschalters 59» über einen Kanal 64 mit einem Umschaltventil 65 und Über Kanäle 66 mit dem Niederdruckraum des Gefässes verbunden. Auch der Zylinderraum 62b oberhalb des Kolbens 63 steht in jedem Ruhezustand des Trennschalters über einen Kanal 67 mit einem Umschaltventil 68 und über Schlitze 69 mit diesem Niederdruckraum in offener Verbindung. Die Umschaltventile 65 und 68 werden durch Federn 70, 71 in den dargestellten Ruhelagen gehalten und sie sind mit in Zylindern 72, 73 beweglichen Kolben 74, 75 gekuppelt.

Die Schaltkammer 76 steht über den unteren Isolator 19 mit dem Hochdruckraum des Gefässes 16 in offener Verbindung. Der Trennschalter ist durch die Isolatoren 19 am Gefäss 16 befestigt und wird ausschliesslich durch dieses Gefäss getragen.

Muss der Stromkreis geschlossen werden, so muss im vorliegenden Falle der Trennschalter 59, 61 einge- .

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schaltet werden. Zu diesen Zweck wird Gas unter hohem Ueberdruck, z.B. Gas aus dem Gefäss 16 durch die Leitung 77 hindurch dem Zylinderraum 73a unterhalb des Kolbens 75 zugeführt, sodass das Umschaltventil 68 in den höchsten Stand und Gas unter hohen Ueberdruck aus der Schaltkaramer durch die Schlitze 78 und den Kanal 67 hindurch in den Zylinderraum 62b oberhalb des Kolbens 63 gebracht wird. Da der Zylinderraum 62a unterhalb des Kolbens 63 dann über den Kanal 64, das Umschaltventil 65 und die Schlitze 66 mit dem Niederdruckraum des Gefasses 9 in Verbindung steht, wird der Schaltstift 61 mit grosser Geschwindigkeit nach unten bewegt und dadurch wird der Schalter eingeschaltet.

Zum Ausschalten des Trennschalters 59, 61, was gerade nach der Trennung der Leistungakontakte des Leistungsschalters und nach dem Löschen des Schaltbogens geschehen muss, muss Gas unter hohem Ueberdruck durch die Leitung 79 hindurch dem Zylinderraum 72a unterhalb dea Kolbens 74 zugeführt werden. Dadurch wird das Umschaltventil 65 nach oben gezogen, sodass durch die Schlitze 30 und den Kanal 64 hinduroh Gas unter hohem Ueberdruck aus der Schaltkammer 76 in den Zylinderraura 62a unterhalb des Kolbens 63 gebracht wird. Du sofort nach der Einschaltung des Trennschalters 59, 6I die Zufuhr von Gas unter hohem Ueberdruck durch die Leitung 77 hindurch gesperrt und der Zylinderraum

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73a unterhalb des Kolbens 75 über die Leitung 77 wieder mit dem Niederdruckraum verbunden wird, befindet das Umschaltventil 68 eaoh wieder in der unteren Lage, sodass im Zylinderraum 62b wieder niedriger Druck herrscht und durch den hohen Druck im Zylinderraum 62a der Schaltstift 61 mit grosser Geschwindigkeit zur ausgeschalteten Lage zurückgetrieben wird.

Die Betätigung der Ventile, welche an den Schaltgefässen der Schalter nach Pig. 4 und 5 des Leistungsschalters angeordnet sind, geschieht im Ausführungsbeispiel pneumatisch mit Hilfe der im auf dem Hochdruckgefäss 16 angeordneten Gehäuse 24 vorhandenen Betätigungsorgane. Dieses Gehäuse mit Betä'tigungsorganen i^t in Fig. 6 dargestellt worden.

Das Gehäuse 24 enthält eine Hochdruckkammer 80, die durch eine weite Oeffnung 81 hindurch mit dem Hochdruckgefäss 16 in Verbindung steht. Die Oeffnung 81 kann durch einen von aussen her betätigbaren Schieber 82 geschlossen werden. Das Gehäuse enthält weiter zwei Unischaltventile 83» 84, welche zum Einschalten und aurn Ausschalten der Schalter des Leistungsschalter dienen. Im Gehäuse 24 befindet sich eine ringförmige Kammer 85» an die die Leitungen 51 für die pneumatische Betätigung der Ventile 46 zur Steuerung der Leidungskontakte des Druckjjasleistungsschalters (Fig. 4) ange-

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schlossen sind. Weiter weist das Gehäuse 24 eine ring-förmige Kammer 86 auf, die durch an Schlitze 87 angeschlossene Leitungen 88 (Fig. 7) hindurch mit dem Niederdruckraum des Gefässes 9 in Verbindung steht. Eine dritte ringförmige Kammer 89 befindet sich im Gehäuse 24, an die die Leitung 77 zum Einschalten des zu dem Leistungsschalter gehörenden Trennschalters (Fig. 5) angeschlossen ist.

Im Ruhezustand des Leistungsschalters ist die ringförmige Kammer 85 über das Ventil 83, die ringförmige Kammer 86, die Schlitze 87 und die Leitungen 88 (Fig. 7) mit dem Niederdruckraura des Gefässes 9 verbunden. Müsoen die Schalter des Leistungsschalters ausgeschaltet werden, so wird das Ventil 83 aus der in Fig. 6 dargestellten Lage in die höchste Lage gestellt. In dieser Lage des Ventiles 83 kann Gas unter hohem Ueberdruck aus der Hochdruckkainmer 80 über die ringförmige Kammer 85 und die Leitungen 51 zu den Zylinderräumen 49a der Umschaltventile oder Ventile 46 (Fig. 4) strömen, scdass diese Umschaltventile oder Ventile betätigt und die Leistungskontakte 30, 31 zum ausgeschalteten Stand getrieben werden. Die eine der Leitungen 51 ist über eine Leitung mit verzögernder Wirkung, bestehend aus einem engen Kanal 90, einer geräumigen Kammer 91 und einem zweiten engen Kanal 92, mit der Leitung 79 verbunden, die nach dem Zylinderraum 72a unterhalb des Kolbens 74 für die Betätigung

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des Ausschaltventiles 65 des Trennschalters nach Pig. 5 führt. Mit Hilfe dieser Leitung 90, 91, 92, 79 wird dieser Trennschalter 59, 61 erst einige Zeit nach der Trennung der Leistungskontakte 30, 31 des Leistungsschalters ausgeschaltet. Da in der Zeitspanne zwischen der Trennung der Leistungskontakte 30, 31 und der Ausschaltung des Trennschalters 59, die zwischen den Kontakten 30, 31 erzeugten Schaltbögen gelöscht werden, wird der Trennschalter 59, 61 stromlos ausgeschaltet.

Das Umschaltventil 83 ist für seine Betätigung mit einem Differentialkolben 93 gekuppelt. Die kleine Oberfläche dieses Differentialkolbens ist dem Druck in der Hochdruckkammer 80 ausgesetzt. Der Zylinderraum 94 mit dem grösseren Durchmesser des DifferentifiLzylinders, in dem der Kolben 93 angeordnet ist, ist durch eine enge Leitung 95 mit einer durch eine Stellschraube 96 einstellbaren Drosselöffnung mit dem Auslassende der Leitung mit verzögernder Wirkung 90, 91, 92 verbunden. Durch diese Stellschraube 96 kann die Verzögerung, mit der der Zylinderraum 94 mit Gas unter hohem Ueberdruck gefüllt wird, derart eingestellt werden, dass der Kolben 93 durch den hohen Druck auf seiner grösseren Oberfläche wieder nach unten gedrückt wird, nachdem der Trennachalter 59, des Leistungsschalter seinen ausgeschalteten Endetand erreicht hat. Haben der Kolben 93 und das

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Umschaltventil 83 die niedrigste Lage wieder erreicht, so stehen alle Leitungen 51 und die Leitung 79 wieder über die Kammer 85, das Ventil 83, die Kammer 86, die Schlitze 87 und die Leitungen 88 mit dem Niederdruckraum des Gefässes 9 in offener Verbindung.

Zum Einschalten des Trennschalters 59, 61, d.h. zum Schliessen des Stromkreises, dient das Umschaltventil 84, das mit dem in einem Differentialzylinder beweglichen Differentialkolben 79 gekuppelt ist. Auch die kleinere Oberfläche dieses Uifferentialkolbens ist dauernd dem hohen Druck der Hochdruckkammer 80 und die grössere Oberfläche dieses Kolbens ist dem Druck im Zylinderraum 98 mit dem grösseren Durchmesser ausgesetzt. Der Zylinderraum 98 ist über eine Leitung 99, 100, 101 mit verzögernder Wirkung an die Einschaltleitung 77 angeschlossen. Das Einschalten des Trennschalters 59» 61 erfolgt nun, wenn der Differentialkolben 79 und das damit verbundene Umschaltventil 84 nach oben bewegt v/erden. In der höchsten Lage des Ventiles 84 ist die Leitung 77 über die Kammer 89 und das Ventil 84 mit der Hochdruekkaiamer 80 verbunden. Durch die Leitung 99, 100, 101 wird einige Zeit, nachdem die Leitung 77 mit Gas unter hohem Ueberdruck gefüllt und der Trennschalter 59» 61 eingeschaltet worden ist, der Zylinderraum 98 mit Gas unter hohem Druck gefüllt, sodaas der Kolben 97 und das Ventil 84 automatisch zum tiefsten Stand ^uräsluiehren, in welchem

Stand die Leitung 77 und der Zylinderraum 98 wieder über die Kammer 89, die Kammer 86, die Schlitze 87 und die Leitungen 88 mit dem Niederdruckraun im Gefäns 9 verbunden sind.

Damit verhindert werde, dass die Kolben 93 und 97 sich dauernd auf und abbewegen, d.h. pendeln, werden sie durch Verriegelungsorgane 102, 103 in ihrem tiefsten Stand festgehalten. Werden diese Verriegelungsorgane weggezogen, so bewegen sich die Differentialkolben 93 und 97 nach oben und sie kehren ein wenig später wieder in der beschriebenen Weise nach ihrem tiefsten Stand zurück. Die Verriegelungsorgane 102 und 103 sind schwenkbar an um Achsen 104 und 105 schwenkbaren T-förmigen Hebeln 106 und 107 befestigt, die Anker 108, 109 von Elektromagneten 110, 111 tragen. Jeder Elektromagnet ist mit einem permanenten Magnet 112, 113 versehen, der, wenn die Elektromagnete 110, 111 unerregt sind, die Anker 108, 109 in dem angezogenen Stand festhalten, in welchem Stand die Verriegelungsorgane 102, 103 sich im Verriegelungsstand befinden.

Wird ein Elektromagnet 110, 111 erregt, so wird ein magnetisches Feld erzeugt, das dem magnetischen Feld des betreffenden permanenten Magnetes 112, 113 entgegenwirkt, sodass der betreffende Anker 108, 109 losgelassen wird. Wird ein Anker 108, 109 in dieser

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Weise losgelassen, so drückt der Differentialkolben 93, 97 mittels der Stange 114, 115 den Hebel 106, über das Verriegelungsorgan 102, 103 nach oben, sodass das Verriegelungsorgan weggeschwenkt und der Differentialkolben 93, 97 mit dem damit gekuppelten Umschaltventil 83, 84 durch den Druck in der Kammer 80 nach oben bewegt wird. Der Leistungsschalter wird daher mit Hilfe eines elektrischen Befehls von aussen her ein- oder ausgeschaltet.

Jedes Verriegelungsorgan 102, 103 kann auch mit Hilfe eines durch eine Feder 116, 117 belasteten Stiftes 118, 119 entriegelt werden. Dazu ist dieser Stift 118, 119 mit dem einen Arm eines um eine Achse 120, 121 schwenkbaren Winkelhebels 122, 123 gekuppelt. Diese Winkelhebel können über die Achsen 120, 121 von Hand geschwenkt, aber sie können auch pneumatisch betätigt werden. Zu diesem Zweck ruhen die anderen Arme der Winkelhebel 122, 123 auf einem Stift 124, der mit einem in einem Zylinder 125 beweglichen Kolben 126 gekuppelt ist. Im normalen Falle wird dieser Kolben 126 durch eine Feder 127 in seinem tiefsten Stand gehalten. Muss aber der Leistungsschalter aus- oder eingeschaltet werden, so kann Gas unter Druck durch eine Oeffnung 128 in den Raum des Zylinders 125 unterhalb des Kolbens 126 gebracht werden.

Um zu verhindern, dass die Verriegelungsorgane 102

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und 103 gleichzeitig entriegelt werden, sind die Stifte 118, 119 in einem durch die Stangen 114, 115 um eine Achse 129 schwenkbaren Block 130 angeordnet, der im einen Stand den Stift 118 vor das Verriegelungsorgan 102 und im anderen Stand den Stift 119 vor das Verriegelungsorgan 103 schwenkt. Die Endlagen des Blockes 130 werden durch eine Kippfeder 131 fixiert. Diese Kippfeder ist um einen in einem Kippbügel 132 verschiebbaren Stab 133 angeordnet, der gleichzeitig als Standanzeiger dienen kann.

Aus Fig. 2 geht hervor, dass auch die sich in den Rohren 10, 11 angeordneten Sammelschienentrennschalter 3, 4 pneumatisch angetrieben werden. Zu diesem Zweck sind die Schaltstifte dieser Schalter mit in Zylindern 134 beweglichen Kolben 135 gekuppelt. Pur die Steuerung des Sammelschienenschalters sind am Gehäuse 24 mit den Betätigungsorganen des Druckgasleistungsschalters zwei Ventilgehäuse 136, 137 mit Doppeltumschaltventilen 138, 139 angebracht (siehe Fig. 6). Diese Umschaltventile 138, 139 sind für ihre Steuerung mit einem in einem Zylinder 140 beweglichen Kolben 141 gekuppelt. Mittels des Ventiles 138 kann die zwischen dem Ventilgehäuse 136 und dem unteren Raum des Zylinders 134 zum Ausschalten des Sammelschienentrennschalters 3 angeordnete leitung 142 entweder mit der Hochdruckkammer BO oder durch Schlitze 143 hindurch mit der Aussenluft oder dem Niederdruckraum des Gefässes 9

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verbunden werden. Das Ventil 139 verbindet die sich zwischen den Ventilgehäuse 136 und dem oberen Raum des Zylinders 134 für die Einschaltung des Sammelschienentrennschalters 3 erstreckende Leitung 144 entweder durch die Schlitze 145 hindurch mit der Aussenluft oder dem Niederdruckraum des Gefässes 9 oder mit der Hochdruckkammer 80. In derselben Weise ist das Ventilgehäuse 137 durch Leitungen 146, 147 mit den Zylinderräumen des Zylinders 148 zum Antreiben des Samraelschienentrennschalters 4 verbunden. Durch Leitungen 149» 150 kann der Kolben 141 für die Bewegung der Umschaltventile 138, 139 von aussen her betätigt werden. Die Betätigungsleitungen für die Umschaltventile des Ventilgehäuses 137 sind durch 151, 152 angegeben worden. Im vorliegenden Falle sind die Schlitze 143, 145 der Ventilgehäuse 136 (137) durch die Leitungen 88 mit dem Niederdruckraum des Gefässes 9 verbunden (siehe Fig. 7).

In Fig. 7 sind die Leitungen zwischen dem Gehäuse mit den BetätigungOrganen einerseits und den Schaltern des Schaltfeldes nach. Fig. 2 und 3 andererseits angegeben worden. Der in Fig. 6 gezeigte Schlitz im Zylinderraum unterhalb des im Zylinder 125 vorhandenen Kolbens 126 ist an die Leitung 153 für die pneumatische Entriegelung des Verriegelungsorg,ane3 102 oder des Verriegelungorganes 103 angeschlossen. Durch ein Fenster 154 der Kappe 25 ist der Standanzeiger

133 sichtbar.

Obwohl im beschriebenen Ausführungsbeispiel die im Gehäuse 24 angeordneten Umschaltventile 83, 84 für die pneumatische Steuerung der Umschaltventile oder Ventile 46 für die Steuerung der Leistungskontakte 30, 31 und der Umschaltventile oder Ventile 65, 68 für die Steuerung des Schaltstiftes 61 des zum Leistungsschalter gehörenden Trennschalters 59» 61 dienen, können diese Umsehaltventile 83, 84 auch unmittelbar für die Steuerung aller Schaltkontakte des Leistungsschalters benutzt werden. In einem solchen Falle kommen die Ventile 46, 65 und 68 im Portfall.

Eine andere Möglichkeit ist, dass die Ventile 46, und 68 vom Gehäuse 24 mit den Betätigungsorganen aus mechanisch betätigt werden. Zu diesem Zweck sind die mit den Differentialkolben 93, 97 gekuppelten Stangen 114, 115 über um Achsen 155 schwenkbare T-Hebel mit Betätigungsstangen 157, 158 gekuppelt (Pig. 6).

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Claims

Patentansprüche 2207443

1./MetallumschlosBene Verteilungs- und Schaltanlage für hohe Spannung mit mindestens einem Sammelschienensystem und daran angeschlossenen Schaltfeidern, die je für jede Phase ein mit isolierendem Gas, z.B. einem elektronegativen Gas wie Schwefelhexafluorid, unter niedrigem Ueberdruck gefülltes, metallenes Kiederdruckgefäss aufweisen, in dem ein an ein mit Löschgas, z.B. demselben elektronegativen Gas, unter hohem Ueberdruck gefülltes Hochdruckgefäss angeschlossener Druckgasleistungsschalter mit mehreren in Reihe geschalteten Paaren mindestens zur Unterbrechung des Stromkreises bestimmter, zusammenarbeitender Leistungskontakte und alle anderen zu einer Phase des betreffenden Schaltfeldey gehörenden Schalter, Yerbindungsleiter, Anschlussorgane und Hilfsgeräte isoliert angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckgefäss im Niederdruckgefäss angeordnet ist und jedes Paar zusammenarbeitender Leistungskontakte des Druckgas-Leistungsschalters in einem eigenen, durch eine möglichst kurze Leitung mit dem Hochdruckgefäos verbundenen, ausserhalb dieses Hochdruckgefässes angeordneten Schaltgefäss angebracht sind.

2. Metalluraschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage nach Anspruch 1 mit Schaltfeldern, deren Druckgayleintungsschalter aus der Reihenschaltung

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mehrerer Paare ausschliesslich zur Unterbrechung des Stromkreises dienender, zusammenarbeitender Leistungskontakte und aus einem zum Unterbrochenhalten und zum Schliessen des Stromkreises bestimmten Trennschalter besteht, dadurch gekennzeichnet, dass auch dieser Trennschalter in einem eigenen, ausserhalb des Hochdruckgefässes angeordneten Schaltgefäss angebracht ist.

3. Metalluraschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgefässe des Druckg-asleistungsschalters in einem Kreis um das Hochdruckgefäss angeordnet sind.

4. Metallumschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgefässe des Druckgasleistungsschalters durch das Hochdruckgefäss getragen werden.

5. Metallumschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bewegbaren Schaltkontakte deö Druckgasleistungsschalters mit in Zylindern beweglichen Kolben gekuppelt sind, die durch Löschgas aus dem Hochdruckgefäss angetrieben werden, und wobei Räume dieser Zylinder über Leitungen mit von aussen her betätigbaren

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Ventilen zur Steuerung dieser Kolben mit dem druckgefäss verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckgefäss gasdicht durch eine Stirnwand des Niederdruckgefässes hindurchgeführt ist und dass an der ausserhalb des Niederdruckgefässes liegenden Stirnwand des Hochdruckgefässes ein Gehäuse mit Organen zur Betätigung dieser Ventile befestigt ist.

6. Metallumschlossene elektrische Yerteilungs- und Schaltanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mit den BetatigungsOrganen sich in einem durch eine entfernbare Umhüllung gasdicht geschlossenen Raum oberhalb der Druckgefässe befindet.

7. Metallumschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen mit den Ventilen zur Steuerung der mit den bev/egbaren Schaltkontakten des Druckgasleistungsschalters gekuppelten Kolben an dieses Gehäuse angeschlossen und dass diese Ventile in diesem Gehäuse angeordnet und als Umschaltventile ausgeführt sind, die in ihrem einen Stand die Leitungen mit einer in offener Verbindung rnit dem Hochdruckgefäss stehenden Hochdruckkammer des Gehäuses und in ihrem anderen Htand diese Leitungen mit der Aussenluft oder mit dem Niederdruckgefäsa verbinden.

8. Metallumschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen mit den Ventilen zur Steuerung der mit den bewegbaren Schaltkontakten des Druckgasleistungsschalters gekuppelten Kolben unmittelbar an das Hochdruckgefä3s angeschlossen sind, diese Ventile an den Schaltgefässen des Druckgasleistungsschalters angeordnet sind und pneumatisch betätigt werden und dass die Leitungen für die pneumatische Betätigung dieser Ventile an dieses Gehäuse angeschlossen sind und Über in diesem Gehäuse angebrachte Umschaltventile entweder mit einer in offener Verbindung mit dem Hochdruckgefäss stehenden Hochdruckkammer des Gehäuses oder mit der Aussenluft oder dem Niederdruckgefäss verbunden werden können.

9. Metallumschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen mit den Ventilen zur Steuerung der mit den bewegbaren Schaltkontakten des Druckgasleistungsschalters gekuppelten Kolben unmittelbar an das Hochdruckgefäss eingeschlossen sind und diese Ventile an den Schaltgefässen des Druckgasleistungsschalters angebracht und für ihre Betätigung mechanisch mit in diesem Gehäuse angeordneten Betätigungsorganen gekuppelt sind.

10. Metallumschlossene elektrische Verteilunga- und

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Schaltanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsorgan der Ventile zur Steuerung der mit den bewegbaren Schaltkontakten des Druckgasleistungsschalters gekuppelten Kolben mit in diesem Gehäuse angeordneten, in Differentialzylindern beweglichen Differentialkolben gekuppelt sind, von jedem deren die kleinere Oberfläche dauernd dem Druck in der Hochdruckkammer des Gehäuses und die grössere Oberfläche dem Druck im Zylinderraum mit grösserem Durchmesser des betreffenden Differentialzylinders ausgesetzt ist, dass diese Käume mit grösserem Durchmesser der Differentialzylinder je über eine Leitung mit verzögernder Wirkung und einem mit dem betreffenden Differentialkolben gekuppelten Umschaltventil entweder mit dieser Hochdruckkammer, oder mit der Aussenluft oder dem Kiederdruckgefäss in Verbindung steht und dass diese Betätigungsorgane in jedem Ruhezustand des Druckgasleistungsschalters durch von aussen her entriegelbare Verriegelungorgane in einer Lage festgehalten werden, in der diese Räume der Differentialzylinder über die Umschaltventile mit der Aussenluft oder dem Hiederdruckgefäss in Verbindung stehen.

11. Metallumschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage nach Ansprüchen 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit den Differentialkolben gekuppelten Uraachaltventile gleichzeitig die Ventile zur Steuerung der mit den bewegbaren Schaltkontakten

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ben sind.

des Druckgasleistungsschalters gekuppelten KoI

12. Metallumschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage nach Ansprüchen 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit den Differentialkolben gekuppelten Umschaltventile gleichzeitig die Umschaltventile für die pneumatische Betätigung der Ventile zur Steuerung der mit den bewegbaren Schaltkontakten des Druckgasleistungsschalters gekuppelten Kolben sind.

13. Metallumschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsorgane durch elektrisch steuerbare Magnete in der Verriegelungslage festgehalten werden.

14· Metallumschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage nach einem der Ansprüche 5-13, wobei im Niederdruckgefäss mindestens ein durch einen Zylinder mit Kolben betätigbarer Trennschalter für die Verbindung des Druckgasleistungsschalters mit anderen Teilen des Stromkreises angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Räume dieses Zylinders über Leitungen mit von aussen her betätigbaren Umschaltventilen entweder mit der Hochdruckkammer des Gehäuses mit den Betätigungsorganen zur Steuerung den Druckgasleistungsschalters, oder mit der Aussenluft oder dem Niederdruckgefäss in Verbindung gesetzt werden können und dass diese

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Umschaltventile in durch das Gehäuse getragenen Ventilgehäusen angeordnet sind.

15. Metallumschlossene elektrische Verteilungs- und Schaltanlage nach einem der Ansprüche 5-14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hochdruckgefäss und der Hochdruckkammer des Gehäuses mit den Betätigungsorganen zur Steuerung des Druckgasleistungsschalters eine von aussen her betätigbare Sperre angeordnet ist.

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