DE2420462C3 - Elektrischer Druckgasschalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Druckgasschalter mit einer Schaltstücke aufweisenden Schaltkammer und einer darin angeordneten, aus KoI-ben und Zylinder bestehenden, die Schaltstücke enthaltenden Blaseinrichtung, die während des Ausschaltvorfanges Löschgas verdichtet und beim Trennen der Schaltstücke eine Löschgasströmung zur Beblasung des entstehenden Lichtbogens in Gang setzt und deren Kompressionsraum in der Einschaltstellung der Schaltitücke mit dem übrigen Gasraum der Schaltkammer fiber Durchtrittsöffnungen in einer Verbindung steht, die bei Beginn des Ausschaltvorganges selbsttätig unterbrochen wird.

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 feststehende düsenförmige Schaltstücke und ein Überbrückungsschaltstück, das die feststehenden Schaltstücke in der Einschaltstellung verbindet. Mit dem Überbrückungsschaltstück ist der Zylinder der Blaseinrichtung starr gekoppelt, so daß er im Verlauf 4er Ausschaltbewegung in die gleiche Richtung wie das Überbrückungsschaltstück bewegt wird. Der Zylinder arbeitet mit dem relativ feststehenden Kolben der Blaseinrichtung derart zusammen, daß während der Ausschaltbewegung das gasförmige Löschmittel, insbesondere Schwefelhexafluorid (SFe), in den Bereich der Trennstrecke zwischen den beiden feststehenden dü-■enförmigen Schaltstücken getrieben wird. Der bekannte elektrische Schalter arbeitet damit als soge

nannter Eindruckschalter.

In der EinschaJtsteUung befindet sich der Zylinder ■ gegenüber dem Kolben in seiner maximal ausgezogenen Zylinderstellung, um einen möglichst großen wirksamen Hub zur Verdichtung des Löschmittels zu erzielen. Beir" 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 ausbilden, die eine übermäßige Erwärmung bei erhöhter Nennstrombelastung des Schalters verhindei t.

Bei einem elektrischen Druckgasschalter mit einem beweglichen Blaszylinder, der über einen relativ feststehenden Kolben gezogen wird und dessen Zylinderachse horizontal angeordnet ist, sind die Durchtrittsöffnungen 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 Zylinderstellung dem Kolben unmittelbar benachbart angeordnet sind.

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

In der Figur ist ein Hochspannungsschalter für beispielsweise 110 kV schematisch im Schnitt dargestellt, in dem Schwefelhexafluorid als Lösch- und Isoliermittel 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 weist eine z. B. aus Porzellan bestehende Schaltkammer 1 auf, die an ihrer einen Seite ein feststehendes Schaltstück 2 trägt. Dem Schaltstück 2 steht ein ebenfalls feststehendes Schaltstück 3 mit gleicher Achse gegenüber. Beide Schaltstücke 2 und 3 sind zur Abführung der Schaltgase hohl ausgebildet und an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten 4 und 5 düsenförmig gestaltet.

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 federbelastete Lamellen 7 gelagert, die mit vorbestimmtem 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 Schaltstükke 2 und 3 gezeichneten Position befindet sich der Schalter in der Einschaltstellung, während er in der unterhalb der Schaltstücke 2 und 3 gezeichneten Lage die Ausschaltstellung einnimmt.

Die Sehaltkammer ί ist vollständig mit Schwefelhexafluorid unter einem Druck von beispielsweise 4 bar gefüllt. Beim Ausschalten bewegt sich das Schaltstück 6 zusammen mit dem Blaszylinder 9 in Pfeilrichtung 14. Dabei wird das innerhalb des Biaszylinders 9 vorhandene Schwefelhexafluorid verdichtet. Die Verdichtung er folgt 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 Schaltnocken Ϊ und 4 gebildeten Abströmdüsen strömt. Der l.ichi^ogen wird dabe> vom Überbrückungsschaltstiick 6 auf die beid^·-. .". Stirnseiten 4 und 5 der Schaltstücke 2 und J kommutiert und durch die günstigen Strömungsverhältnisse, die an den Düsen vorliegen, gelöscht.

Wenn man den beschriebenen Hochspannungsschalter mit vergleichsweise hohen Nennströmen beauf «"> schlagen will, ohne die Querschnitte der stromf.'.gen den Teile zu verandern, entstehen Wärmeprobleme, insbesondere das Problem, die durch die erhöhte 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 Sehaltstücke 2 und 3 innerhalb der Blaseinrichtung umgebende, abgesperrte Gasvolumen als Wärmeisolation, 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 Konvektionsstromung des Gases ermöglicht, die einen Wärmestau im Innern der Blaseinrichtung verhindert und die zusätzlich durch erhöhte Strombelastung entstehende Wärme abzuführen vermag. Diese Durehtnttsöffnungen 16 bilden Verbindungsstellen /wischen 'ⁱ⁼m Kcrnc-^^f^r«¹":*:;" fJ* und eiern übrigen Gasrauir, \'i "!er Scr...<itk<«ir.irer !. ■'!■."■ in der Fin«chalisteliung der Sch.iitsukke 2 wr\(, > <'λ',-dig offen ist, dagegen /u Beginn ■'!<.-< A'.ssch^'v"·'"^,^': ges selbsttätig gesperrt wire! -Vif diese Weis·= \-\< ■■■■■.·./ der Durchtrittsöffnungen Ifv .,? ■-·- gering-- !'0;· die Funktion des Schalters nicht weser,;iicher ^-riir■-■:■£*■ sionsverhist am Anfang der ^hiilTKewegiiag e^

Der ,ils Freiluftschalter c!.<rge- e\Ue l.eisii.rgw-ha; ter nach der Erfindung kann auch π merrfligelopseuer Bauweise verwendet werden. Mierbfi kann die ^r-ich,Hi·- kammer 1 den öffnungen >6 zugeordnet·-- Bohrungen haben.die die Konvek'ior^irornung begn--^tig-n

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. re\tx η ro η

   Patentansprüche:

   ί. Elektrischer Druckgasschalter mit einer Schaltstücke aufweisenden Schaltkammer und einer dann angeordneten, aus Kolben und Zylinder bestehenden, die Schaltstücke enthaltenden Blaseinrichtung, die während des Ausschaltvorganges Loschgas verdichtet und beim Trennen der Schaltstücke eine Löschgasströmung zur Beblasung des entstehenden ™ Lichtbogens in Gang setzt, und deren KompressionsrauBT-imder Ejngchaltsteljüng derSqhaltstucke mit demJibrigeri Öasr^mifeSchaltkammer über ..* Durchtrittsöffnungen in einer Verbindung steht, die bei Beginn des Äüsschaltvorganges selbsttätig un- '5 terbrochen wird, dadurch gekennzeichne t, daß die Durchtrittsöffnungen (16, 16a) an in Wirkrichtung der Schwerkraft gegenüberliegenden äußeren Stellen der Blaseinrichtung (9,10) angeordnet sind.
2. 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- *5 ben (10) steuerbar sind.
3. 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.