DE2262627A1

DE2262627A1 - Hochspannungsdruckgasschalter

Info

Publication number: DE2262627A1
Application number: DE2262627A
Authority: DE
Inventors: Tore Dipl Ing Nygaard; Hugo Sandkvist
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1971-12-31
Filing date: 1972-12-21
Publication date: 1973-07-12
Also published as: CA960734A; CH549277A; US3805001A; SE359399B

Description

PATENTANWÄLTE
n.PL-lNG. H. MISSLING

. H. M

DiPLiNG. R. SCHLEE 63 Gießen, den 18.12.1972

_DR..ing. J. BOECKER Boe/Sn 11.375

GIESSEN, Bismarckstraße M

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget, Vas t e ras /Schweden

Hochspannungsdruckgasschalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsdruckgasschalter mit einer ständig mit Druckgas gefüllten langgestreckten Schaltkammer mit einer Leistungsachaltstelle, deren beweglicher Kontakt an ein an dem einen Ende der Schaltkammer angeordneten Betätigungsorgan befestigt ±st, während an dem anderen Ende der Schaltkammer in der Mündung eines axial durch die Kammer verlaufenden Ausblasekanals ein Blasventil angeordnet ist. Der Schalter kommt für relativ hohe Spannungen, etwa in der Größenordnung von 1000 kV, in Betracht. Der Schalter ist vorzugsweise ein solcher, der mit Doppeldüsen ausgerüstet ist, das bedeutet, daß beim Schalten Druckgas gegen beide Fußpunkte des Lichtbogens geblasen wird. An jedem Ende der Schaltkammer ist ein Blasventil vorhanden. Die Schaltkammer ist in der Regel an ihrem einen Ende an einer zentralen Isolatorsäule befestigt. An diesem Ende befindet sich ein Betätigungsorgan für den beweglichen Kontakt, das ebenso wie das am Befestigungsende angeordnete Blasventil seine Betätigungsimpulse von dem zentiäLen Betätigungssystem erhält. Das Blasventil am äußeren "freien" Ende des Schalters

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wird gewöhnlich durch eine separate Druckluftleitung oder mit Hilfe des Druckfalls betätigt, der/entsteht, wenn das Blasventil am Befestigungsende des Schalters sich öffnet. Diese Betätigungsarten für das äußere Blasventil sind relativ langsam,

sie
so daß/für einen Schalter für sehr hohe Spannungen schlecht

geeignet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schalter der oben beschriebenen Art eine relativ einfache und schnell arbeitende Anordnung zu schaffen, durch die ein Betätigungsimpuls vom Befestigungsende des Schalters, wo ein zentrales Betätigungssystem vorhanden ist, zum "freien" Ende des Schalters

wird
XK übertrager^* wo der Impuls zur Betätigung eines Blasventiles verwendet werden soll. Der Impuls soll dabei an der Schaltstrecke des Schalters, die bei eingeschaltetem Schalter kurzgeschlossen ist und bei ausgeschaltetem Schalter offen ist und unter Spannung steht, vorbeigeführt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Hochspannungsdruckgasschalter der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, der nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß das Blasventil über eine oder mehrere Schubstangen von dem beweglichen Kontakt betätigbar ist.

Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Die drei Figuren

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zeigen im Schnitt drei verschiedene Ausführungsformen von Steueraiiordnungen für das äußere Blasventil in einem Schalter mit Doppeldüse.

Alle in den Figuren gezeigten Konstruktionen beziehen sich auf Leistungsschalter, deren Schaltstellen eine langgestreckte Schaltkammer 1 aus Isoliermaterial aufweisen, wobei der bewegliche Kontakt 2 rohrförmig ausgebildet ist und mit einem zentral angeordneten Dichtungskolben 3 zusammenwirkt. In allen drei Figuren wird die Schaltstelle in eingeschalteter Lage gezeigt, wobei der bewegliche Kontakt 2 gegen den Dichtungskolben 3 gepreßt

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wird und einen äußeren Raum/ der während des Betriebes ständig unter Druck steht, von einem inneren Raum 5 trennt, der in dieser Schalterstellung Atmosphärendruck hat. Der Raum 5 besteht aus einem axial durch die Schaltkammer verlaufenden Ausblaskanal, der mittels Blasventile, und zwar einem an jedem Ende der Schaltstelle verschließbar ist. Das innere Blasventil (am Befestigungsende der Schaltstelle) ist in der Zeichnung nicht darbestellt. Bei eingeschaltetem Schalter sind die Blasventile offen, wobei der Raum 5 Atmosphärendruck hat, während bei ausgeschaltetem Schalter die Blasventile geschlossen sind, wobei der Raum 5 unter Druck steht.

Wenn im folgenden von "Ausschalten", "Einschalten" und "aus- bzw. eingeschalteter Stellung" die Rede ist, bezieht sich dies stets auf die Bewegung oder Stellung des Hauptkontakts 2.

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Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 besteht das äußere Blasventil aus einem rohrförmigen Ventilorgan 6, das von einem Dichtungsring 7 aus axial hin- und herschiebbar und dadurch einen Auslaufkanal 8 schließt bzw. öffnet, durch den der Raum 5 an die Außenluft angeschlossen ist. Das, Ventilorgan 6 wird von einer Feder 9 in schließender Richtung beaufschlagt, wodurch das Blasventil bei drucklosem Schalter geschlossen ist. Das rechte Ende des Ventilorgans 6 hat die Form eines Kolbens, der auf seiner linken Seite einen Raum 10 und auf seiner rechten Seite einen Raum 11 begrenzt. Der Raum 1o steht unter Druck, da er durch einen Kanal 12 in ständiger Verbindung mit dem äußeren Raum 4 der Schaltkammer steht, der bei Betrieb ständig unter Druck steht. Der Raum 11 kann über einen Zulaufkanal 13 mit einem Zulaufventil 14 unter Druck gesetzt, sowie über einen Evakuierungskanal 15 mit einen Evakuierungsventil 16 evakuiert werden. Die Ventile 14 und 16 werden von einer Schubstange 17 betätigt, die von einer Rückführungsfeder 18 gegen den Dichtungskolben 3 gepreßt wird. Zu seiner Betätigung ist das Ventil 14 außerdem mit einer rechtwinklig zur Schubstange 17 angeordneten Spindel 19 versehen. Bei geöffneter Lage des Blasventils wird sein Betätigungskolben, der mit einem Dichtungsring 20 mit dem Durchmesser d^ versehen ist, gegen einen mit diesem Dichtungsring zusammenwirkenden Ventilsitz gepreßt. Gegen die äußere Zylinderfläche des Blasventilorgans 6 dichtet ein Dichtungsring 21 mit dem Innendurchmesser dp ab.

Der Durchmesser der Blasventildichtung/ist mit d, bezeichnet.

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■- 5 - ■ .

Die in Fig. 1 gezeigte Konstruktion arbeitet auf folgende Weise: ·

Wenn der bewegliche Kontakt 2 am Schluß der Einschaltbewegung den Dichtungskolben 3 trifft, wird die Bewegung auf die Schubstange 17 übertragen. Die Spindel 19 des Ventils 14,· die bei ausgeschaltetem Schalter von einem auf der Schubstange 17 angeordneten sich konisch verdickendem Teil 22 mit dem Durchmesser d^ offengehalten wird, folgt der konischen Fläche 23 der Schubstange zu einem kleineren Durchmesser, wobei das Ventil 14 geschlossen wird. Die Schubstange 17 trifft auch das Evakuierungsventil 16, das bei ausgeschaltetem Schalter geschlossen ist, und öffnet es« Der Raum 11 wird evakuiert und der Druck im Raum 10 auf der anderen Seite des.Kolbens 6 beeinflußt den Kolben, so daß dieser zu der Dichtungskante mit dem Durchmesser d,. geht und von dem Druck auf die Ringfläche A^-A2*in dieser Lage gehalten wird, wobei A«. und Ä£ Kreisflächen mit dem Durchmesser d^ bzw. dp bezeichnen. Der Auslaufkanal 8 ist nun geöffnet und der Raum 5 wird evakuiert» ■

Beim Ausschalten des Schalters verläßt der Kontakt 2 den Dichtungskolben 3» Ventilkolben 16 und Sdiubstange 17 werden von der Feder 18 zurückgeführt. Der Ventilkolben 16 schließt den Evakuierungskanal 15 des Raumes 11, und das Ventil 14₉ dessen Spindel 19 auf den stärkeren Teil 22 der Schubstange gelangt, öffnet den Zulaufkanal 13 zum Raum 11. Wenn der Druck

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in diesem Raum ausreichend gestiegen ist, bewegt sich der Kolben 6 zu der Dichtung 7 und schließt den Auslaufkanal 8. Der Kolben 6 wird nun von dem Druck auf die Ringfläche Ap-A-* in dieser Lage gehalten, wobei A£ und A, Kreisflächen mit dem Durchmesser dp bzw. d, bezeichnen. Durch zweckmäßige Dimensionierung des Durchlaufes im Zulaufventil 14 und dem Kanal 13 erhält man die gewünschte Zeit zwischen Kontakttrennung und Schließung des Blasventils, die sogenannte BlasJfczeit. *

Fig. 2 zeigt eine Ausführung mit dem Zulaufventil 14 in gerader Linie mit dem Evakuierungsventil 16. In eingeschalteter Stellung hält eine Feder 24 das Ventil 14 geschlossen. Diese Feder soll so bemessen sein, daß sie in der gezeigten Stellung dichtet, aber in ausgeschalteter Stellung, wenn das Evakuierungsventil 16 zu seiner Dichtungskante geht, so weit entlastet wird, daß der Zulaufkanal 13 freigelegt wird.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführung unterscheidet sich von der ir/Fig. 1 gezeigten dadurch, daß anstelle des Zulaufventils

und des Kanals 13 zum Unterdrucksetzen des Raumes 11 (wenn das Blasventil geschlossen werden soll) ein relativ enger Kanal 25 vorhanden ist, der in einen Raum 26 mündet, welcher unter Druck gesetzt wird, wenn Kontakt 2 beim Ausschalten des Schalters den Dichtungskolben 3 verläßt. Außerden ist bei der Anordnung gemäß Fig. 3 die Schubstange 17 nicht mit der in

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Fig. 1 gezeigten konischen Verckickung/versehen,

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da diese nur das Evakuierungsventil 16 betätigt.

Die Anordnung gemäß Fig. 3 arbeitet auf folgende Weise: Wenn der bewegliche Kontakt 2 am Schluß de^feinschaltbewegung den Dichtungskolben 3 trifft, wird die Bewegung auf die Schubstange 17 übertragen. Die Schubstange 17 öffnet das Evakuierungsventil 16, das bei ausgeschaltetem Schalter geschlossen ist» Der Raum 11 wird durch den Kanal 15 evakuiert, und der Druck im Raum 10 auf der anderen Seite des Kolbens 6 beeinflußt den Kolben, so daß er zu der Dichtungskante mit dem Durchmesser d^ wandert und von dem Druck auf die Ringfläche A.,-Ap in dieser Lage gehalten wird. Der Auslaufkanal 8 ist nun freigelegt, und der Raum 5 wird evakuiert. Der Raum 26 wiä?d gleichzeitig mit dem Raum 5 evakuiert.

Beim Ausschalten des Schalters verläßt der Kontakt 2 den Dichtungskolben 3. Ventilkolben 16 und Schubstange 17 werden von der Feder 18 zurückgeführte Wenn der Kontakt 2 den Dichtungskolben 3 verläßt, wird auch der Raum 26 unter Druck gesetzt, von wo sich der Druck durch den Kanal 25 zum Raum 11 fortpflanzt. Wenn der Druck in diesem Raum ausreichend gestiegen ist, bewegt sich der Kolben 6 zur Dichtung 7 und schließt den Auslaufkanal 8. Der Kolben 6 wird nun von dem Druck auf die Ringfläche A₂-A, in dieser Lage gehalten. Durch zweckmäßige Dimensionierung des Kanals 25 erhält man die gewünschte Zeit zwischen Köntakttrennung und Schließen des

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Blasventils, die sogenannte Blaszeit.

Die in den Figuren gezeigten Konstruktionen zeigen nur eine einzige Schubstange 17. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführung beschränkt, sondern umfaßt auch Ausführungen mit mehreren Schubstangen, die je ein Evakuierungsventil 16 bestätigen. Bei den Ausführungen gemäß Fig. 1 und 2 kann man auch mehrere Zulaufventile 14 haben, die jedoch nicht in gleicher Anzahl wie die Evakuierungsventile vorhanden sein müssen. Ein solches Zulaufventil braucht im übrigen nicht unbedingt von derselben Schubstange wie ein Evakuierungsventil betätigt werden, sondern kann von einer besonderen Schubstange betätigt werden. Außerdem braucht der Kontakt 2 die Schubstangen nicht über den Dichtungskolben 3 oder irgendein anderes dazwischenliegendes Teil zu beeinflussen, sondern diese Einwirkung kann direkt zwischen dem Kontakt und den Schubstangen geschehen.

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Claims

Patentansprüche:

1 ,J Hochspannungsdruckgasschalter mit einer ständig mit Druckgas gefüllten langgestreckten Schaltkammer mit einer Leistungsschaltstelle, deren beweglicher Kontakt an ein an dem einen Ende der Schaltkammer angeordneten Betätigungsorgan befestigt ist, während an dem anderen Ende der Schaltkammer in der Mündung eines axial durch die Kammer verlaufenden Ausblasekanals ein Blasventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Blasventil (6,7) über eine oder mehrere.Schubstangen (17) von dem beweglichen Kontakt (2) betätigbar ist.
2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (2) ein bewegliches fentilorgan in einem im unmittelbarer Nähe der Schaltstelle zentral angeordneten Blasventil (2, 3) ist.
3. Druckgasschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (17) von dem beweglichen Kontakt (2) während des letzten Teils seiner Einschaltbewegung über einen beweglich angeordneten Dichtungskolben (3) beeinflußbar ist.
4. Druckgasschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß von der Schubstange (17) ein Ventil (16) zur Evakuierung eines Raumes (11), dessen DruckgasiriiaaLit zum Antrieb

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des beweglichen Ventilorgans (6) des äußeren Blasventils Hient, betätigbar ist.
5. Druckgasschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß von der Schubstange (17) auch ein Zulaufventil (14) für den genannten Raum (11) betätigbar ist.
6. Druckgasschalter nach Anspruch 5, dadurch¹ gekennzeichnet, daß das Zulaufventil (14) im wesentlichen rechtwinklig zu der Schubstange (17) angeordnet und von einem konisch verdickten Abschnitt (23) auf dieser Schubstange beeinflußbar ist.
7. Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5_f dadurch gekennzeichnet, daß das Zulaufventil (14) in einer geraden Linie mit dem Evakuierungsventil (16) angeordnet ist.
8. Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsraum (11) für das äußere Blasventil über einen Kanal (25) mit einem in Anschluß an den Dichtungskolben (3) angeordneten Raum (26) verbunden ist, der bei eingeschaltetem Schalter evakuiert ist, aber unter Druck gesetzt wird, wenn der bewegliche Kontakt (2) beim Ausschalten des Schalters den Dichtungskolben (3) verläßt.

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