DE2215655C3 - Elektrischer Hochspannungsschalter - Google Patents

Description

Aus der DT-OS 19 13 973 ist ein elektrischer Schalter mit zwei feststehenden rohrförmigen Schaltstücken und mit einem diese Schaltstücke umgebenden und in der Einschaltstellung verbindenden rohrförmigen Überbrückungsschaltstück bekannt. Im Verlauf der Ausschaltbewegung wird mittels einer aus Kolben und Zylinder bestehenden Blaseinrichtung Löschgas in die vom Überbrückungsschaltstück freigegebenen Trennstrecke zwischen den feststehenden Schaltstücken für eine Beblasi/ng des gezogenen Lichtbogens gefördert. Die heißen ί r'haltgase werden über die rohrförmigen feststehenden Schaltstücke abgeführt. Das die Löschgasströmung im Verlauf der Ausschaltbewegung mit seiner freien Stirnseite freigebende Überbrückungsschaltstück weist eine Lichlbogenelektrode aus lichtbogenbeständigem, elektrisch leitendem Material auf. Zwischen dieser Lichtbogenelektrode und dem davon galvanisch getrennten, feststehenden Schaltstück wird der Lichtbogen gezogen, der gegen Ende der Ausschaltbewegung des Überbrückungsschaltstückes von ίο der Lichtbogenelektrode auf das zweite feststehende rohrförmige Schaltstück kcmmutiert und dort im Siromnulldurchgang gelöscht wird.

Beim bekannten Schalter ist mit dem Uberbrükkungssrhahstück der Zylinder d;r Blaseinrichtung starr

gekoppt't. so daß er im Verlauf der Ausschaltbewegung in die gleiche Richtung wie das Überbrückungsschaltstück bewegt wird. Dabei wird das gasförmige Löschmittel, insbesondere Schwefelhexafluorid, in den Bere^;ch der Trennstrecke zwischen den beiden feslslc-

jo henden rohrförmigen Schaltstücken getrieben.

Es hat sich gezeigt, daß sich bei derartigen Druckgasschaltern eine Verbesserung des Ausschaltvermögens erzielen läßt, wenn die Löschgasströmung verstärkt wird. Einer derartigen Verstärkung der Löschgasströmung sind im praktischen Betrieb jedoch wegen der hierzu erforderlichen Beschleunigungskräfte aus wirtschaftlichen Gründen Grenzen gesetzt.

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem elektrischen Hochspannungsschalter, insbesondere Lei-

stungsschalter. mit einem Löschgasvorrat, mit zwei feststehenden rohrförmigen Schaltstücken zur Abfuhr von Schaltgasen und mit einem diese Schaltstücke umgebenden und in der Einst haltstellung verbindenden, rohrförmigen Überbrückungsschaltstück, das im Ver-

lauf der Ausschaitbewegung die Löschgasströmung zwischen dem Löschgasvorrat und den rohrförmigen Schaltstücken mit seiner freien Stirnseite freigibt und zwischen seiner Lichtbogenelektrode und dem davon galvanisch getrennten, feststehenden Schah -».ück einen Lichtbogen zieht.

Hierbei besteht die Aufgabe, das Ausschaitvermögen des Hochspannungsschalters r'—e Erhöhung der Antriebskräfte zur Beschleunigung der Blaseinrichtung zu steigern.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß das Überbrückungsschaltstück im Bereich der Lichtbogenelektrode mit mehreren, über den Umfang des Überbrückungsschaltstückes verteilt angeordneten, zur Längsachse der Schaltstücke gerichteten Düsen versehen ist, die während der Ausschaitbcwegung zusätzlich Löschgas aus dem Löschgasvo-rat zur Trennstrecke zwischen den Schaltstücken leiten.

Durch Anwendung der Erfindung wird die AusschaltipKtung des Hochspannungsschalter nach der Erfindung vergrößert, weil durch die Düsen während aer Ausschaltbewegung zwischen dem Überbrückungsschaltstück und dem einen Ende vom Überbrückungsschaltstück umgebenden feststehenden Schaltstück ein Totvolumen innerhalb der Löschgasströmung durch eine zusätzliche Strömung ausgeräumt wird. Auf diese Weise kann sich auch in einer Phase der Ausschaltbewegung, in der der Lichtbogen noch nicht auf das gegenüberliegende feststehende Schaltstück kommutiert ist, intensiv im Bereich der Lichtbogenelektrode beblasen werden, so daß sich kein Strömungsschatten bei der Beblasung des Lichtbogens ausbilden kann. Durch die zusätzliche Beblasung über die Düsen wird die Wiederverfestigung der durch die heißen Lichtbogengase in

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ihren Isolalionseigenschaften beeinträchtigte Trenn- leitend verbunden. Im Innern des rohrförmigen Überstrecke beschleunigt. brüekungsschaltstückes 6 sind federbelastete Lamellen

Besonders vorteilhaft ist es. wenn zumindest ein Tei! 7 gelagert, die mit vorbestimmten Kontaktdruck mit der Düsen an der den Lichtbogen führenden Fläche der dsn Kontaktflächen 8 gegen die feststehenden Schalt-Lichtbogenelektrode mündet. Damit ist die Möglichkeit S stücke 3 und 4 gepreßt sind. Im Verlauf der Ausschaltgcgeben, den von der Lichtbogenelektrode gezogenen bewegung gibt das Überbrückungsschaltstück mit sei-Lichtbogen in seinem Fußpunkt intensiv zu beblasen ner freien Stirnseite eine Löschgasströmung frei, die und zusätzlich die Elektrodenfläche zu kühlen. Ein bc- die Trennstrecke zwischen den feststehenden Schaltsonderer Vorteil ergibt sich, wenn die Mündungen der stücken 3 und 4 bespült. Das Überbrückungsschaltstück. Düsen in dem der Stirnseite des Überbrückungsschalt- io weist eine Lichtbogenelektrode 9 aus iichtbogenfestem, Stückes nahen Teil der Fläche der Lichtbogcnelektrodc elektrisch leitendem Material auf. Zwischen dieser angeordnet sind, weil dann der Lic^'bogen in seinem Lichtbogenelektrode 9 und dem im Verlauf der Aus-Entstehungsbereich auf der Lichtbogenelektrode be- schaltbewegung davon galvanisch getrennten, feststespült werden kann. hcnden Schaltstück 3 wird der Lichtbogen gezogen.

Im Interesse einer günstigen Ausr.utzu ■_ des für die 15 Das rohrförmige Überbrückungsschaltstück 6 ist in

Lichtbogenbeblasung aus dem Lcsvr: —■>■_ orrat bereit- einen Koppelkörper 18 eingeschraubt, der über Befesti-

gestellten Löschgasvolumens isi ■'.... wirksame Quer- g-mgselemente 19 mit einem Isolierstoffrohr 20 verbun-

schnitt skr Düsen, vorteilhaft - -jp der Bewegung des den ist, das einen Blaszylinder bildet.

Überbrückungsschaltstür' ■. s- »egenüber den feststehen- Der Blaszylinder trägt auf seiner Stirnseiie 21 ünen

den Schaltstücken gesteuert. „Mes ist besonders vorteil- 20 Düsenkörper, der das feststehende Schaltstück 3 um-

ii.ift bei Hochspannungsschaltern, «lie mit einer aus gibt. Das Isolierstoffrohr 20 ^;st beispielsweise aus

I -'!'cn und Zylinder bestehenden Blaseinrichtung zu- einem Stück, z. B. aus faserverstä.aem Kunststoff, her-

sammenwirken. Dabei ist nämlich die bereitstehende gestellt. Während der Ausschaltbewe_feung wird das Iso-

Löschgasmenge durch die räumliche Größe der Blas- lierstoffrohr 20 gemeinsam mit dem Übcfbrückungs-

einrichtung begrenzt. Die Steuerung wird dabei zweck- 25 schaltstück 6 über einen relativ feststehenden Kolben

mäßig so vorgenommen, daß die Düsen in der Ein- 24 gebogen, so daß eine Löschmittelströmung für die

schaltstellung verschlossen sind und im Verlauf der Ein- Trennstrecke bereitgestellt wird. Am Koppelkörper "*■

schaltbewegung selbsttätig freigegeben werden. greifen Zugstangen an, die an einem Bolzen 13 gelenkig

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des gelagert sind. Mit diesen Zugstangen ist ein nicht näher

Hochspannungsschalters nach der Erfindung sind die 30 dargestelltes Antriebsglied gekoppelt, das den Schalter

Düsen von Bohrungen gebildet. Es ist auch möglich, der aus der rechts der Mittellinie gezeichneten Einschalt-

Lichtbogenelektrode einen die freie Stirnseite des stellung in die links dargestellte Ausschaltstellung be-

Überbrückungsschaltstückes bildenden Führungskör- wegt.

per für die hauptsächliche Löschgasströmung vorzula- Die Schaltkammer 1 ist vollständig mit Schwefeihe-

gern, wobei der Führungskörper einen Teil der Düsen 35 xafluorid und einem Druck von beispielsweise 4 Atmo-

aufnimmt. Eine besonders wirksame zusätzliche Lösch- Sphären gefüllt. Beim Ausschalten bewegt sich das

gasströmung ergibt sich, wenn 'ie Düsen das Löschgas Schaltstück 6 zusammen mit dem Rohr 20 von oben

in radialer Richtung in die Trennstrecke führen. nach unten. Dabei wird der innerhalb des Rohres 20

An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel vorhandene Löschgasvorrat komprimiert, weil das

eines elektrischen Hochspannungsschalters nach der #■ Löschgas beim Betätigen der Ausschaltbewegung noch

Erfindung beschrieben und die Wirnungsweise erläu- nicht abströmen kann. Erst wenn das Rohr 20 etwa die

te«. Die Hälfte seines Hubes zurückgelegt hat, gleiten die Kon-

F i g. 1 zeigt einen bekannten elektrischen Druckgas- taktlamellen des Überbrückungsschal'stückes 6 und die

schalter, zum Teil in einem Längsschnitt 1.1 schemati- Lichtbogenelektrode 9 vom feststehenden Schaltstück

scher Darstellung; in 45 3 ab, so daß mit der galvanischen Trennung ein Auslaß-

f i g. 2 ist dessen Kontaktanordnung in einer zwi- querschnitt für die Strömung entsteht. Durch diesen sehen der Ein- und Ausschaltbewegung des Schalters Auslaßquerschnitt strömt das bis dahin komprimierte eingenommenen Stellung des Überbrückungsschalt- Löschgas SFb in die von beiden feststehenden Schaltstückes dargestellt; die stücken 3 und 4 gehalterten Abströmdüsen 3a und 4a.

F i g. 3 zeigt ir. ein°r der F i g. 2 ähnlichen Darstei- 5° Der Lichtbogen wird dabei von der Lichtbogenclektro-

lung eine Kontaktanordnung für den Hochspannungs- de 9 auf die am Schaltstück 4 \ orgesehenen Abbrand-

schalter nach der Erfindung mit einem verbesserten elekiroden 4a aus Hchtbogenfestem Material kummu-

Ausschaltvennögen. titrt und anschließend gelöscht.

Der :n F: g.! -Jsrgesteü'.e n<vh<:nannunesschalter ist In der Ausschaltstellung ist die Trennstrecke zwials Leistungsschalter ausgeführt und für beispielsweise 55 sehen den Sch&Itstücken j und i frei. Es neu sch; *ur 110 kV bestimmt Im Schalter wird Schwefelhexafluorid eine geringe Feldstärke, weil die Schaltstücke 3 und 4 als Lösch- und Isoliermittel verwendet. Der Schalter als großflächige Elektroden ein gleichmäßiges Feld erweist eine z. B. .vus Porzellan bestehende Schaltkam- geben.

mer 1 auf, in deren Inneren ein metallischer Hohlkör In Fig.2 ist in einer Einzelheit die Kontaktanordper 2 angeordnet ist, der ein feststehendes Schaltstück 60 nung des Schalters nach F 1 g. 1 vergrößert dargestellt 3 trägt Dem Schaltstück 3 liegt ein feststehendes Das Überbrückungsschaltstück 6 befinde» sich in ein>Schaltstück 4 mit einem Abstand gegenüber, der die Position, die sich im Verlauf der ^usschaltbewegi r.g Trenn^trecke b-ldet Die beiden Schaltstücke : und 4 ergibt. Das Oberbrückungsschaltstück _L nd seine Konsind zur Abfuhr von Schaltgasen rohr!» rug gestaltet taktlamellen 7 sind ebenso wie die Lichtbogenelekt, > und an ihren Stirnseiten düsenförmig ausgebildet 65 de 9 bereits vom gegenüberliegenden Schaltstück 3, in

In der Einschaltsteaung sind die beiden feststehen galvanisch getrennt. Ein der Lichtbogenelektrode 9 v. <

den Schaltstücke 3 und 4 von einem rohrf( inigen im dargestellten Ausführungsbeispiel vorgelagerte,

Überbrückungsschaiistück 6 umgeben und elektrisch Düsenkörper 10, de: beispielsweise aus einem lichtbo

genbeständigen Isolierstoff bestehen kann, führt die Löschgasströmung in die Trennstreckc zwischen den beiden feststehenden Schallstücken 3. 4, sobald die freie Stirnseite des Überbrückungsschaltstückes vom Schaltstück 3«? abhebt.

In F i g. 2 ist zu sehen, daß sich zwischen der Lichtbogenelektrode 9 und der Abbrandelektrodc 3a ein Lichtbogen ergibt, der von der Löschgasströmung 25 bcblasen wird. Dabei können heiße Löschgase in den Raum 26 zwischen dem feststehenden Schaltstück 4 und dem Überbrückungsschaltstück 6 gelangen, der in der dargestellten Stellung des Überbrückungsschaltstückes unter Umständen nicht ausreichend bespült wird, so daß das dort vorhandene erhitzte und ionisierte Löschgas nur verzögert abgeführt wird.

ZurWiederveifestigung der Trennstrecke im Verlauf der Ausschaltbewegung und zur daraus resultierenden Verbesserung des Ausschaltvermögens ist das Überbrückungsschaltstück 6, wie- die F i g. 3 erkennen läßt, im Bereich der Lichtbceenelektrode 9 mit mehreren über den Umfang des Obcrbrückungsschaltstückes 6 verteilt angeordneten Düsen 27 versehen, die zur Achse der Schaltstücke 3,4 gerichtet sind und während der Ausschaltbewegung zusätzlich Löschgas aus dem Löschgasvoivat 25a, d. h. dem vom Isolierrohr 20 umschlossenen Raum, zur Trennstreckc zwischen den Schaltstücken 3.4 leiten. Die Düsen münden an der den Lichtbogen führenden Fläche 28 der Ltchlbogcnclcktrode 9 insbesondere in dem der Stirnseite des Überbrückungsschaltstücke': nahen Teil, der Etcktrqdcnflächc28.

Wie ersichtlich ist, wird der wirksame Querschnitt der Düsen 27 von der Bewegung desüberbrückungsr schaltsiückes 6 gesteuert. Im dargestellten Äusf0hrungsbcispiel sind die Düsen 27 yon _tB_aohrungcn_?gebildet, die das Überb^Ückungssc.ha.ijistäc.kii^und die. Licht-

ίο böge.rieie'Ktföa&>,9 durchsetzen.JDj^?Bohrüjngcri sind dabei so angeordnet, daß sie das Löschgas 25ii in radialer Richtung in die Trennstreckc führen. Es kann der Lichtbogcnclektrode 9, wie die F i g. 3 erkennen läßt, einen die freie Stirnseite des Überbrückungsschaltstückes 6 bildenden Führungskörper 10 vorzulagern. der auch einen Teil der Düsen 27 aufnehmen kann.

Der wirksame Querschnitt aller Düsen ist so bemessen, daß die durch sie einsetzende Löschgasströnving nur einen geringen Teil der durch den von der Stirnsci-

te des Überbrückungsschaltstückes 6 gebildeten Auslaßquerschnitt strömenden Löschgasmenge beträgt. Bevorzugt wird durch die Düsen 27 nich! mehr als V10 der Löschgasströmung geführt. Die Düsen 27 sind sowohl in der Einschaltstellung als auch in der AusscMt-

_Zi stellung durch die feststehenden Schaltstücke 3 bzw. 4 unwirksam.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Hochspannungsschalter, insbesondere Leistungsschalter, mit einem Lösehgusvorrat. mit zwei feststehenden rohrförmigen Schaltstücken zur Abfuhr von Schaltgasen und mit einem diese Schaltstücke umgebenden und in der Einschaltstellung verbindenden, rohrförmigen Überbrücküngsschaltstück, das im Vertauf der Ausschaltbewegung die Löschgasströmung zwischen dem Löschgasvorrat und den rohrförmigen Schaltstücken mit seiner freien Stirnseite freigibt und zwischen seiner Liciitbogenelektrode und dem davon galvanisch getrennten, feststehenden Schaltstück einen Lichtbogen zieht, dadurch gekennzeichnet, daß das Überbrückungsschaltstück (6) im Bereich der Lichtbogeneiektrode (S) mit mehreren, über den Umfang des Überbrückungsschaltstückes (6) verteilt angeordneten, zur LängF~chse der Schaltstücke gerichteten Düsen (27) vei sehen ist, die während der Ausschaltbewegung zusätzlich Löschgas aus dem Löschgasvorrat zur Trennstrecke zwischen den Schaltstücken leiten.

2. Elektrischer Hochspannungsschaher nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Düsen (27) an der den Lichtbogen führenden Fläche (28) der Lichtbogenelektrode (9) mündet.

3. Elektrischer Hochspannungsschalter nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen der Düsen (27) in dem der Stirnseite des Überbrückungsschaltstückes (6) nahen Teil der Fläche der Lichtbogenelektrode (9) angeordnet .>ind.

4. Elektrischer Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Querschnitt der Düsen (27) von der Bewegung des Überbrückungsschaltstückes (6) gegenüber den feststehenden Schaltstücken (3,4) gesteuert ist.

5. Elektrischer Hochspannungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (27) von Bohrungen gebildet sind.

6. Elektrischer Hochspannungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (27) das Löschgas in radialer Richtung in die Trennstrecke führen.

7. Elektrischer Hochspannungsschalter nach einem der Ansprüche 1. 2 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtbogenelektrode (9) ein die freie Stirnseite des Überbrückungsschaltstückes (6) bildender Führungskörper (10) vorgelagert ist, der einen Teil der Düsen (27) aufnimmt.