-
Blaskolbenschalter
-
Die Erfindung betrifft einen mit Druckluft aus einem Energiespeicher
betätigten Blaskolbenschalter, insbesondere für Hochspannung.
-
Der zunehmende Energiebedarf, sowie die Zusammenschaltung einzelner
elektrischer Versorgungsnetze zu einem immer größeren Verbundsystem führt dazu,
daß die elektrische Leistung eines solchen Verbundnetzes beträchtlich steigt. Das
stellt an die Schalter in der Energieverteilung hohe Anforderungen, deren Schaltleistung
so bemessen sein muß, daß die zu schaltenden Ströme, besonders im Kurzschlußfall,
sicher beherrscht werden.
-
Hierzu ist eine möglichst frUhzeitige Löschung des Lichtbogens erforderlich,
was durch eine intensive Beblasung desselben, mei stens mit Druckluft, geschieht.
In diesem Zusammenhang haben sich zwei Schaltertypen herausgebildet: der Zweidruckschalter
und der Kolbenschalter.
-
Beim Zweidruckschalter muß dauernd ein Gas hohen Drucks zur Löschung
des Lichtbogens bereitgehalten werden, was sehr aufwendig ist. Der Kolbenschalter
hingegen baut den benötigten Gasdruck zur Löschung des Lichtbogens über eine Kolben-Zylinderanordnung
auf, wobei der Kolben erst mit dem Schaltstift während des Ausschaltvorganges betätigt
wird, was sich als günsti ger erweist.
-
Es sind Blaskolbenschalter bekanntgeworden, mit aufwendiger
Drucklufterzeugungs-
und Aufbereitungsanlage die 3 bis 4 stufige Verdichter enthalten, sowie Abspannvorrichtungen
zum Trocknen der Luft. Die Anlage hat einen großen Raumbedarf. Auch sind zur Dämpfung
der Schaltgeräusche die Schalter mit Schalidäniptern zu versehen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen leistungsfähigen,
in seinen Abmessungen stark verkleinerten Blaskolbenschalter zu schaffen, bei Vermeidung
der obengenannten Nachteile.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ene giespeicher
einen Hochdruck- und einen Niederdruckbehälter aufweist, daß ein Verdichter über
Umsteuerventile so gesteuert ist, daß der Niederdruckbehälter in einem ersten Verdichtungsvorgang
seinen Nenndruck erreicht, und daß anschließend in einem zweiten Verdichtungsvorgang
vom Nenndruck des Niederdruck behälters ausgehend der Nenndruck im Hochdruckbehälter
erreichbar ist, und daß der Schalterantrieb Uber Schalterventile durch den Differenzdruck
zwischen Hochdruck- und Niederdruckbehälter betätigbar ist.
-
Zweckmäßige Aus- und Weiterbildungen -des Erfindungsgegenstandes sind
in den UnteransprUchen angegeben.
-
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß Hochdruckluft, bzw. ein anderes Hochdruckgas durch einen zweistufigen Druckaufbau
über einen Verdichter erzeugt wird, indem vom Druckniveau des Niederdruckbehälters
ausgehend der Verdichter das Gas auf den Enddruck im Roohdruckbehälter hochspannt.
Hierdurch ist die Benutzung eines sehr einfachen, zweistufigen Yerdichters möglich,
dessen Antriebsleistung gegen über herkömmlichen Aggregaten erheblich reduziert
ist. Außerdem ermöglicht die Verwendung von Hochdruckgas für den Schalterantrieb,
daß dieser in seinen Abmessungen wesentlich verkleinert werden kann, so daß Antriebskolbens
Schalterventile und Hochdruckbehälter
eine Baueinheit bilden.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
-
Es zeigt Fig. 1 schematisch die Wirkungsweise des Blaskolbenschalters;
Fig. 2 einen Blaskolbenschalter mit einem )-stufigen Verdichter und umschaltbaren
Verdichterstufen; Fig. 3 einen Blaskolbenschalter mit einem 3-stufigen Verdichter
und mehreren Möglichkeiten der Wasserabscheidung im Bereich des Verdichters.
-
Bei einem Blaskolbenschalter 1 wird in einem ersten Verdichtunge vorgang
von einem weistufigen Verdichter 2 über ein Filter 3 und ein Umsteuerventil 4, Ventilweg
a- c (Dreiwegventil) Luft angesaugt, auf einen Druck von etwa 30 bar verdichtet
und in einem Niederdruckbehälter 5 gespeichert. Die Druckluft nimmt dabei den Weg
über eine Trockenpatrone 6, Uber die erste Verliditerstufe des Verdichters 2 über
ein Rückschlagventil 7, ein weiteres Umsteuerventil 8, Ventilweg a- c, in den Miderdruckbehälter
5, welcher ein Kontaktmanometer 9 aufweist, das bei Erreichen des Nenndruckes den
Verdichter abschaltet. Der Anschluß des Umsteuerventils 8 ist mit einem Hochdruckbehälter15
verbunden, der ein Kontaktmanometer 10 aufweist, Uber das der Verdichter 2 veranlaßt
wird, in einem zweiten Verdichtungsvorgang vom Druckniveau des Niederdruckbehälters
ausgehend die Druckluft im Hochdruckbehälter auf einen Druck von etwa 300 bar hoch
zuspannen. Dabei wirkt das Kontektmanometer 10 auch auf die Umsteuerventile 4 und
8 und steuert diese um. Die Druckluft nimmt jetzt ihren Weg aus dem Niederdruckbehälter
5, über den Ventilweg b-c des Umsteuerventils 4, über die Trockenpatrone 6, wird
in
der zweiten Verdichterstufe des Verdichters 2 auf etwa 300 bar verdichtet und dann
weitergeleitet über Rückschlagventil 7, Umsteuerventil 8, Ventilweg a-b, in den
Hochdruckbehälter 15.
-
In der Druckluft vorhandene Feuchtigkeit wird derselben durch die
Trockenpatrone 6 entzogen, welche die Feuchtigkeit wieder an einen trockenen Luftstrom
abgibt, der bei Verdichterstillstand aus einem Desorptionsvolumen 24 über eine Dosierpatrone
1 über den Verdichter 2 und durch die Trockenpatrone 6 in die Atmosphäre geleitet
wird. Der Trockenpatrone 6 kann die aufgenommene Feuchtigkeit auch über eine separate
elektrische Heizung 18 entzogen werden.
-
Bei einer Schalthandlung, z.B. einer Ausschaltung, werden die Schalterventile
12 und 13 so gesteuert, daß der Antriebskolben12 in Stellung 14a auf seiner Oberseite
mit Druckluft aus dem Hodhdruckbehälter 9 über den Ventilweg a-c des Schalterventils
12 beaufschlagt wird, während die Unterseite des Kolbens entlüftet ist, indem sie
über den Ventilweg a-c des Schalterventils 13 mit dem Druckniveau des zehnmal geringeren
Druckes im Niederdruckbehälter 5 in Verbindung steht, der Kolben somit gegen die
ses Druckniveau angetrieben wird. Daraus ergibt sich ein geschlossene wreislauS,
so daß riur Luft von außen angesaugt wird beim ersten Ladungsvorgang für den Niderdruckbehälter
5, oder wenn Leckluft in diesem System zu ersetzen ist.
-
Bei einer Einschaltung werden die Schalterventile 12,13 so gesteuert,
daß jetzt der Antriebskolben 14 in Stellung 14b auf seiner Unterseite mit Druckluft
aus dem Hochdruckbehälter15über den Ventilweg b-a des Schalterventils 13 beaufschlagt
wird, während die Oberseite des Kolbens 14 entlüftet ist, indem sie über den Ventilweg
c-b des Schalterventils 12 mit dem Druckniveau des Niederdruckbehälters 5 in Verbindung
steht, der Antriebskolben somit in umgekehrter Richtung angetrieben wird.
-
Da ein Schalter bei einer Einschaltung gegenüber einer Ausschal tung
weniger beansprucht wird, kann die Einschalthandlung mit gedrosseltem Druck vorgenommen
werden.
-
In Fig. 1 ist die Trockenpatrone 6 vor den Verdichter 2 geschah tet,
so daß die im Rückstrom aus der Trockenpatrone entfernte Feuchtigkeit die Schmierfähigkeit
des Öls im Verdichter 2 nicht beeinträchtigt.
-
In Fig. 2 kann der ersten oder nur der dritten Verdichtungsstuf eines
3-stufigen Verdichters 16 wahlweise über ein Ifirsteuerventil 17 Luft zugeleitet
werden.
-
In Fig. 3 wird aus dem Druckluftsystem das anfallende Kondenswasser
entfernt, indem nach der zweiten Stufe des Verdichters2 und zwischen der dritten
Verdichterstufe und der Trockenpatrone 6 Jeweils ein Wasserabscheider 19,20 vorgesehen
ist, wobei das Kondenswasser über eine Blende 21 oder ein Auslaßventil 22 abgelassen
wird.
-
Um den Trocknungseffekt der Luft aus dem Desorptionsvoluien 24 zu
verbessern, wird diese noch in einer Heizpatrone 23 erwarmt,
Leerseite