DE2540315C3 - Druckgasschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter mit einer aus Kolben und Zylinder besiehenden Blaseinrichtung und mit zwei feststehenden, zur Abfuhr von Schaltgas hohl ausgebildeter. Schaltstücken, die in der Einschaltstellung von einem rohrförmigen Überbrückungsschaltstück elektrisch leitend überbrückt sind, wobei der Zylinder gemeinsam mit dem Überbrükkungsschaltstück gesteuert ist und im Verlauf der Ausschaltbewegung seine das eine feststehende Schaltstück umfassende stirnseitige öffnung über die Trennstrecke hinweg auf das andere feststehende Schaltstück führt.

Ein derartiger als Blaskolbenschalter ausgeführter elektrischer Druckgasschalter ist aus der DE-PS 22 09 287 bekannt. Die stirnseitige Zylinderöffnung umgibt in der Einschaltsteliung das eine der feststehenden Schaltstücke dichtend, so daß bis zum Ablauf des vom Zylinder umschlossenen Überbrückungsschaltstükke durch die Bewegung des Blaszylinders gegenüber dem relativ feststehenden Kolben das für den Schalter als Lösch- und Isoliermittel vorgesehene Schwefelhexafluorid (SFö) komprimiert wird. Nach dem Ablauf des Überbrückungsschaltstückes vom zugeordneten feststehenden Schaltstück wird beim Schalten unter Last ein Lichtbogen gezogen, der von dem komprimierten gasförmigen Löschmittel beblasen und gekühlt wird. Dieses Löschmittel wird dabei in die Trennstrecke zwischen den beiden feststehenden düsenförmigen Schaltstücken getrieben, die zur Abfuhr der entstehenden heißen Schaltgase hohl ausgebildet sind.

Man ist bestrebt, die durch den Abstand zwischen den Schaltstücken bestimmte Trennstrecke so klein wie möglich zu halten.

Beim Schalten kapazitiver Ströme ist die die Trennstrecke belastende wiederkehrende Spannung vergleichsweise sehr hoch. Der notwendigerweise aus Isolierstoff bestehende Blaszylinder lädt sich statisch auf, wobei in ungünstigen Fällen sich eine stark ungleichmäßige Flächenladung ergibt Diese ungleichmäßige Flächenladung kann bei hohen Feldstärken in der Trennstrecke zu einem Durchschlag und damit zur Rückzündung führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckgasschalter der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Sicherheit gegen Rückzündungen ohne Vergrößerung der Trennstrecke erhöht wird.
Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst daß die stirnseitige öffnung des Zylinders einen ringförmigen Elektrodenkörper trägt

Der bei der Erfindung vorgesehene Elektrodenkörper führt zu einer gleichmäßigen Verteilung der Ladung und wirkt gleichsam als Sammelelektrode. Es kann also keine Rückzündung auftreten.

Der Elektrodenkörper kann aus leitenden oder halbleitenden Werkstoffen bestehen. Besonders vorteilhaft ist ein elektrisch halbleitender Werkstoff. Für eine günstige Energiebilanz im Antriebssystem des Schalters ist es erwünscht, ein möglichst geringes Gewicht des Blaszylinders und damit auch ein möglichst geringes Gewicht für den Elektrodenkörper anzustreben. Bevorzugt besteht daher der Elektrodenkörper aus Alumini-

um. Der Elektrodenkörper kann vorteilhaft in die Zylinderstirnseite des Blaszylinders eingebettet sein, weil die Ausdehnungskoeffizienten von Aluminium und beispielsweise mit Füllstoff versehenem Gießharz einander angepaßt werden können.

Es IEt jedoch auch möglich, den ringförmigen Elektrodenkörper in anderer Weise am Blaszylinder zu befestigen.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

^J5 Die Figur zeigt schematisch einen elektrischen Druckgasschalter, zum Teil in einem Längsschnitt.

Der in der Figur dargestellte Hochspannungsschalter für beispielsweise 110 kV, in dem Schwefelhexafluorid als Lösch- und Isoliermittel verwendet wird, ist der Einfachheit halber nur mit den zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Teilen gezeichnet. Die auf Erdpotential liegenden Schalterteile, der Antrieb und die Stützisolatoren sind nicht dargestellt. Der als Blaskolbenschalter aufgebaute elektrische Druckgas-

schalter weist eine beispielsweise aus Porzellan bestehende Schaltkammer 1 auf, die an ihrem oberen Ende ein nicht weiter dargestelltes Anschlußstück trägt. An diesem Anschlußstück ist ein in das Innere der Schaltkammer 1 ragender metallischer Hohlkörper 2

befestigt, der ein feststehendes Schaltstück 3 trägt. Dem Schaltstück 3 steht axial ein feststehendes Schaltstück 4 gegenüber. Beide Schaltstücke 3 und 4 sind zur Abfuhr der Schaltgase hohl ausgebildet und an ihren gegenüberliegenden freien Stirnenden düsenförmig gestaltet.

^5S Die beiden feststehenden Schaltstücke sind in der Einschaltstellung durch ein Überbrückungsschaltstück 6 verbunden, das rohrförmig ausgeführt ist.

Im Innern des rohrförmigen Überbrückungsschaltstückes 6 sind federbelastete Lamellen 7 gelagert, die mit ihren Kontaktflächen 8 gegen die feststehenden Schaltstücke 3 und 4 gedrückt sind. Das rohrförmige Überbrückungsschaltstück 6 ist in einen Koppelkörper 18 eingeschraubt, der über Befestigungselemente 19 mit einem Blaszylinder 20 verbunden ist. Der Blaszylinder hat in seiner Stirnseite 21 eine öffnung 22, die das feststehende Schaltstück 3 umgibt. Der Blaszylinder ist beispielsweise aus einem Stück, z. B. aus faserverstärktem Kunststoff, hergestellt. Der Blaszylinder 20 wird

während der Ausschaltbewegung gemeinsam mit dem Oberbrückungsschaltstück 6 über einen relativ feststehenden Kolben 24 gezogen, so daß eine Löschmittelströmung bereitgestellt wird. Am Koppelkörper greifen Zugstangen 12 an, die an einem Bolzen 13 gelenkig gelagert sind. Mit den Zugstangen 12 ist ein nicht näher dargestelltes Antriebsglied gekoppelt, das den Schalter aus der rechts der Mittellinie gezeichneten Einschaltstellung in die links dargestellte Ausschaltstellung bewegt

Die Schaltkammer 1 ist vollständig mit Schwefelhexafluorid unter einem Druck von beispielsweise 4 bar gefüllt. Zum Ausschalten bewegt sich das Überbrükkungsschaltstück 6 zusammen mit dem Blaszylinder 20 von oben nach unten. Dabei wird das innerhalb des Blaszylinders 20 vorhandene Schwefelhexafluorid komprimiert, weil es beim Beginn der Ausschaltbewegung noch nicht abströmen kann. Erst wenn der Blaszylinder 20 etwa die Hälfte seines Hubes zurückgelegt hat, gleitet das Überbrückungsschaltstück vom 'eststehenden Schaltstück 3 ab, so daß mit der galvanischen Trennung sein Auslaßquerschnitt entsteht. Durch diesen strömt das bis dahin komprimierte Schwefelhexafluorid in die von den beiden feststehenden Schaltstücken 3 und 4 gebildeten Abströmdüsen. Der Lichtbogen wird dabei vom Überbrückungsschaltstück auf die am feststehenden Schaltstück 4 vorgesehenen Abbrandelektroden aus lichtbogenfestem Material kommutiert und durch die günstigen Strömungsverhältnisse, die an den Düsen vorliegen, gelöscht

Der Blaszylinder befindet sich mit seiner Stirnseite im Verlauf der Ausschaltbewegung unter Umständen, wenn bereits der Lichtbogen gelöscht hat, noch am feststehenden Schaltstück 3. Er nimmt erst in der Ausschaltstellung die aus der Figur links der Mittellinie gezeichnete Position ein.

ίο Der aus Isolierstoff bestehende Blaszylinder kann Flächenladungen aufnehmen, die, wenn die stirnseitige Öffnung 22 die Trennstrecke zwischen den feststehenden Schaltstücken 3 und 4 durchläuft, zu einer Rückzündung führen können.

Zur Vermeidung einer Rückzündung trägt die stirnseitige Öffnung 22 einen ringförmigen Elektrodenkörpcr 23, der als Sammelelektrode bei Auftreten von elektrischen Ladungen zu keiner schädlichen Entladung führt

Der Elektrodenkörper besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem elektrisch leitenden Metall. Aus Gewichtsgründen ist Aluminium gewählt. Der in die Zylinderstirnseite 21 eingebettete Elektrodenkörper verändert das Gewicht des Blaszylinders und damit die bewegten Massen des Antriebs nur geringfügig, so daß hohe Antriebsenergien vermieden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Druckgasschalter mit einer aus Kolben und Zylinder bestehenden Blaseinrichtung und mit zwei feststehenden, zur Abfuhr von Schaltgas hohl ausgebildeten Schaltstücken, die in der Einschaltstellung von einem rohrförmigen Überbrückungsschaltstück elektrisch leitend überbrückt sind, wobei der Zylinder gemeinsam mit dem Überbrückungsschaltstück gesteuert ist und im Verlauf der Ausschaltbewegung seine das eine feststehende Schaltstück umfassende, stirnseitige Öffnung über die Trennstrecke hinweg auf das andere feststehende Schaltstück führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite (21) des Zylinders im Bereich der öffnung (22) einen ringförmigen Elektrodenkörper (23) trägt

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenkörper (23) aus einem elektrisch halbleitenden Werkstoff gefertigt ist

3. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenkörper (23) aus Aluminium besteht

4. Druckgasschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der Elektrodenkörper (23) in die Zylinderstirnseite (21) eingebettet ist.