DE2420462B2 - Elektrischer druckgasschalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen druckgasschalter mit einer Schaltstücke aufweisenden Schallkammer und einer darin angeordneten, aus KoI-fcen und Zylinder bestehenden, die Schaltstücke enthallenden Blaseinrichtung, die während des Ausschaltvorfeanges Löschgas verdichtet und beim Trennen der JSchaltstücke eine Löschgasströmung zur Beblasung des fernstehenden Lichtbogens in Gang setzt und deren Kompressionsraum in der Einschaltstellung der Schalt-Hiicke mit dem übrigen Gasraum der Schaltkammer liber Durchtrittsöffnungen in einer Verbindung steht, die bei Beginn des Ausschaltvorganges selbsttätig unterbrochen wird. so

Aus der DT-OS 22 09 287 ist ein elektrischer Schalter mit einer aus Kolben und Zylinder bestehenden Blaseinrichtung bekannt, die innerhalb einer Schaltkammer konzentrisch angeordnet ist. Die Blaseinrichtung umfaßt zwei feststellende düsenförmige Schaltstücke und tin Überbrückungsschaltsiück, das die feststehenden Schaltstücke in der Einschallstellung verbindet. Mit (lern Überbrückungsschaltstück ist der Zylinder der Blaseinrichtung slarr gekoppelt, so daß er im Verlauf der Ausschaltbewegung in die gleiche Richtung wie das Überbrückungsschaltstück bewegt wird. Der Zylinder arbeitet mil dem relativ feststehenden Kolben der Blaseinrichtung derart zusammen, daß während der Ausschaltbewegung das gasförmige Löschmittel, insbesondere Schwefelhexafluorid (SFt), in den Bereich der Trennstrecke zwischen den beiden feststehenden düsenförmigen Schaltstücken getrieben wird. Der bekannte elektrische Schalter arbeitet damit als soge

nannter Eindruckschalter.

In der Einschaltstellung befindet sich der Zylinder gegenüber dem Kolben in seiner maximal ausgezogenen Zylinderstellung, um einen möglichst großen wirksamen Hub zur Verdichtung des Löschmittels zu erzielen. Beim bekannten Schalter sind in dieser Kolbenstellung im Bereich der Zylinderstirnseite Bohrungen im feststehenden Ablaufschaltstück vorgesehen, die ein Nachfüllen des Kompressionsraumes im Anschluß an eine Einschaltung ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Druckgasschalter der eingangs genannten Art anzugeben, der ohne Änderung der wirksamen Querschnitte der elektrischen Schaltstücke mit höheren Nennströmen betrieben werden kann, ohne daß im Innern der Blaseinrichtung eine unerwünscht große Erwärmung stattfindet.

Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß die Durchtrittsöffnungen zwischen der Blaseinrichtung und dem übrigen Gasraum der Schaltkammer an in Wirkrichtung der Schwerkraft gegenüberliegenden, äußeren Stellen der Blaseinrichtung angeordnet sind. Damit kann sich unter dem Einfluß der Schwerkraft eine Konvektionsströmung im Innern der Blaseinrichtung ausbü den, die eine übermäßige Erwärmung bei erhöhter Nennstrombelastung des Schalters verhindert.

Bei einem elektrischen Druckgasschalter mit einem beweglichen Blaszylinder, der über einen relativ feststehenden Kolben gezogen wird und dessen Zylinderachse horizontal angeordnet ist, sind die Durchtritisöffnungen vorteilhaft in der Blaszylinderwand angeordnet und vom Kolben steuerbar. Dabei kann es zur Erzielung mehrerer Einbaulagen vorteilhaft sein, wenn die Durchtrittsöffnungen in einer transversal zur Zylinderachse verlaufenden Ebene gleichmäßig über den Umfang des Zylinders verteilt und bei ausgezogener Zylindiirstellung dem Kolben unmittelbar benachl ar angeordnet sind.

An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsheispiel nach de Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.

In der Figur ist ein Hochspannungsschalter für bei spielsweise 110 kV schematisch im Schnitt dargestellt, in dem Schwefelhexafluorid als Lösch- und Isoliermitiel verwendet wird. Der Einfachheit halber sind nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile ohne die auf Erdpotential liegenden Schalterteile, wie z. B. der Antrieb und die Stützisolatoren, gezeichnet Der als Blaskolbenschalter aufgebaute Schalter v.eist eine z. B. aus Porzellan bestehende Schaltkammcr 1 auf, die an ihrer einen Seite ein feststehendes Schaltstück 2 trägt. Dem Schaltstück 2 steht ein ebenfalls feststehende' Schaltstück 3 mit gleicher Achse gegenüber. Beidn .Schallstücke 2 und 3 sind zur Abführung der Schahgase hohl ausgebildet und an ihren gegenüberliegenden Slirnseiten 4 und 5 düsenförmig gestyltet.

Die beiden feststehenden Schaltstücke 2 und 3 sind in der Einschaltstellung durch ein Überbrückungsschaltstück 6 verbunden, das rohrförmig ausgeführt ist. Im Innern des rohrförmigen Schaltstückes 6 sind fedcrbelastete Lamellen 7 gelagert, die mit vorbestimmten! Kontaktdruck mit ihren Kontaktflächen 8 gegen die Schaltstücke 2 und 3 gedrückt sind. Mit dem Überbrükkungsschaltstück 6 ist ein die Schaltstücke umgebender Blaszylinder 9 starr verbunden, der im Verlauf der Ausschaltbewegung gegen einen relativ feststehenden Kolben 10 arbeitet.

Der Kolben 10 und der Zylinder 9 bilden die aktiven Teile der Blaseinrichtung. Der Blaszylinder 9 hat auf seiner Stirnseite 11 einen Düsenkörper 12, der mit einer kreisförmigen Öffnung 13 das feststehende Schaltstück 2 umgibt. Der Blaszylinder 9 ist beispielsweise aus einem Stück, z. B. aus faserverstärktem Kunststoff, hergestellt. In der oberhalb der SchMtstükke 2 und 3 gezeichneten Position befindet sich der Schalter in der Einschaltsteliung, während er in der unterhalb der .Schaltstücke 2 und 3 gezeichneten Lage die Ausschaltstellung einnimmt.

Die Schaltkammer 1 ist vollständig mit Schwefelhexafluorid unter einem Druck von beispielsweise 4 bar gefüllt. Beim Ausschalten bewegt sich das Schaltstück 6 zusammen mit dem Blaszyiinder 9 in Pfeilrichtung 14. Dabei wird das innerhalb des Blaszylinders 9 vorhandene Schwefelhexafluorid verdichtet. Die Verdichtung erfolgt so lange, bis das rohrförmige Schaltstück 6 mit seinem freien Ende 15 den Spalt zwischen den Schaltstücken 2 und 3 freigibt. Zugleich mit der galvanischen Trennung entsteht ein Auslaßquerschnitt, durch den das bis dahin komprimierte Schwefelhexafluorid in die von beiden feststehenden Schahslücken 3 und 4 gebildeten Abströmdüsen strömt. Der Lichtbogen wird dabei vom ÜberbrückungsschaltMück 6 auf die beiden Stirnseiten 4 und 5 der Schaltstücke 2 und 3 kommutiert und durch die günstigen Strömungsverhältnisse, die an den Düsen vorliegen, gelöscht.

Wenn man den beschriebenen Hochspannungsschalter mit vergleichsweise hohen Nennströmen beaufschlagen will, ohne die Querschnitte der stromiragenden Teile zu verändern, entstehen Wärmeprobleme, insbesondere das Problem, die durch die erhöh.e Strombelastung entstehende Wärme aus dem kritischen, von der Blaseinrichtung umschlossenen Raum 18, sofern sich der Schalter in der Einschaltstellung befindet, abzuführen. Da die Blaseinrichtung als Kompressionsvorrichtung mit Dichtungen arbeitet, wirkt normalerweise das die Schaltstücke 2 und 3 innerhalb der Blaseinrichtung umgebende, abgesperrte Gasvolumen als Wärmcisolation, die zu einer übermäßigen Erwärmung der Schaltstücke führen kann. Durch Anordnung von Durchtrittsöffnungen 16 an in Wirkrichtung der Schwerkraft gegenüberliegenden äußeren Stellen der Blaseinrichtung wird eine Konveküonsströmung des Gases ermöglicht, die einen Wärmestau im Innern der Blaseinrichtung verhindert und die zusätzlich durch erhöhte Strombelastung entstehende Wärme abzuführen vermag. Diese Durchtrittsöffnungen 16 bilden Verbindungsstellen zwischen dem Konipressionsraum 18 und dem übrigen Gasraum 17 der Schaltkammer 1, der in der Einschaltstellung der Schahstücke 2 und 3 ständig offen ist, dagegen zu Beginn des Ausschaltvorganges selbsttätig gesperrt wird. Auf diese Weise tritt trotz der Durchtrittsöffnungen 16 nur ein geringer, für die Funktion des Schalters nicht wesentlicher Komprcssionsverlust am Anfang der Schaltbewegung ein.

Der als Freiluftschalter dargestellte Leistungsschalter nach der Erfindung kann auch in metallgekapsclier Bauweise verwendet werden. Hierbei kann die Schaltkammer 1 den öffnungen 16 zugeordnete Bohrungen haben, die die Konvektionsströmung begünstigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Druckgasschalter mit einer Schaltnocke aufweisenden Schaltkammer und einer darin •ngeordneten, aus Kolben und Zylinder bestehenden, die Schaltstücke enthaltenden Blaseinrichtung, die während des Ausschaltvorganges Löschgas verdichtet und beim Trennen der Schaltstücke eine Löschgasströmung zur Beblasung des entstehenden ·ο Lichtbogens in Gang setzt, und deren Kömpreslionsraum in der Einschaltstellung der Schaltstücke mit dem übrigen Gasraum der Schaltkammer über Durchtrittsöffnungen in einer Verbindung steht, die bei Beginn des Ausschaltvorganges selbsttätig un- >5 !erbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (16, 16a) an in Wirkrichtung der Schwerkraft gegenüberliegenden äußeren Stellen der Blaseinrichtung (9,10) angeordnet sind.

2. Elektrischer Druckgasschalter nach Anspruch 1 mit einem beweglichen Blaszylinder, der über einen relativ feststehenden Kolben gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (16) in der Blaszylinderwand angeordnet und vom KoI-ben (10) steuerbar sind.

3. Elektrischer Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (16) in einer transversal zur Zylinderachse verlaufenden Ebene gleichmäßig über den Umfang des Zylinders (9) verteilt und bei ausgezogener Zylinderstellung dem Kolben (10) unmittelbar benachbart angeordnet sind.