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Gekapselte, mit einem Löschgas gefüllte Hochspannungs-
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schaltanlage, insbesondere gekapselter Druckgasschalter Die Erfindung
betrifft eine gekapselte, mit einem Löschgas gefüllte Iiochspannunysschaltanlage,
insbesondere einen gekapselten Druckgasschalter, mit einem mit dem umkapselten Raum
in Verbindung stehenden Absorptionsfilter zur Aufnahme bei der bei Lichtbogeneinwirkung
entstehendell 'ersetzungsprodukte des Löschgases.
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Im Betrieb wirkt sich das Vorhandensein des
filters insofern günstig aus, als dieses die unter der Einwirkung des Lichtbogens
entstandenen Zersetzungsgase weitgehend dem freien Teil des uml=apselten Raumes
entzieht. Andererseits führt dieser Entzug über längere Zeit zu einer Abnahme der
Dichte des Löschgases im umkapselten Raum, mit der nachteiligen Folge, dass z.B.
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die Löscheigenschaften eines im umkapselten Raum vorhandenen Schalters
verändert werden. Um den Verlust an Löschgas infolge der Bildung und nachfolgenden
Absorption der Zersetzungsgase zu kompensieren war es daher bisher erforderlich,
in relativ kurzen Wartungsintervallen solche Schaltanlagen mit einer neuen Löschgasfüllung
zu versehen, oder aber diese an eine Versorgüngsanlage für frisches Löschgas anzuschliessen,
um damit den Druck des Löschgases über längere Zeit in einem bestimmten Bereich
zu halten.
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Kurze Wartungsintervalle sind aber gleichbedeutend mit hohen Wartungskosten
und eine Versorgungsanlage bedeutet nicht nur einen höheren technischen Aufwand,
sondern auch einen grösseren Platzbedarf.
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Es ist daher ein Zweck der Erfindung, eine Schaltanlage der eingangs
genannten Art zu schaffen, in der auf einfache Weise der Löschgasverlust über vergleichsweise
lange Zeitspannen kompensiert werden kann, ohne dass eine herkömmliche Versorgungsanlage
vorzusehen wäre, so dass die Wartungsintervalle ganz erheblich verlängert werden
können. Zu diesem Zweck ist die vorgeschlagene Schaltanlage erfindungsgemäss dadurch
gekennzeichnet, dass ein mit dem Löschgas selektiv als Molekularsieb zusammenwirkendes,
zumindest teilweise mit Löschgas gesätti
Cjtes S.dsorptionsmittcl
mit dem umkapselten Raum in Verbindung steht.
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Das Adsorptionsmittel mit den Eigenschaften als Molekularsieb kann
über das Absorptionsfilter mit dem freien Teil des umkapselten Raumes in Verbindung
stehen. Dadurch wird verhütet, dass vom Adsorptionsmittel auch die Zersetzuxlgsprodukte
adsorpiert werden. Das Adsorptionsmittel ist zwcckmässig in Granulat- oder Pulverform
vorhanden. Insbesondere eignet sich als Adsorptionsmittel ein Zeolith-Granulat oder
-Pulver, insbesondere ein synthetisches Zeolith X-Granulat bzw. -Pulver. Mit Vorteil
wird ein Zeolith mit einer Porenöffnung zwischen 10 und 15 A vorgesehen.
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Wenn die Schaltanlage ein als Granulatschicht ausgebildetes Absorptionsfilter
aufweist, ist es zweckmässig, für das Adsorptionsmittel eine feinere Körnung vorzusehen,
als jene des Absorptionsfiiters.
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Zweckmässig wird dem Adsorptionsmittel ein Ileizelement zugeordnet,
damit die Desorption von Löschgas begünstigt wird. Dieses Heizelement kann über
einen den Innendruck des umkapselten Raumes erfassenden Pressostaten ein- und ausschaltbar
sein und / oder es kann ein Bestandteil eines Verlustwärme index Schaltanlage aufnehmenden
Wärmetauschers sein.
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In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass "Zeolith" ein Sammelbegriff
für porenhaltige hydrierte Metall-Aluminium-Silikate ist. Solche Zeolithe adsorbieren
in ihren Poren selektiv Moleküle nach Massgabe deren Grösse und Form und wirken
daher als Molekularsieb. Mit Zeolith X werden solche Zeolithe bezeichnet, deren
Porengrösse in einem
bestisumtell Bereich liegt. Eine Zahl nach
dem X gibt dabei die Porengrösse in A an.
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Ausfbhrungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind nachstehend anhand
der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante
in sehr schematischer Darstellung, und Fig. 2 eine zweite Ausführungsvariante.
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Die in Fig. 1 dargestellte, gekapselte Schaltanlage 10 weist ein metallisches
geerdetes und gasdicht ausgebildetes Gehäuse 11 auf, das einen umkapselten Raum
12 umschliesst. In diesem Raum 12 sind die elektrischen Teile der Schaltanlage angeordnet.
Als Beispiel solcher elektrischer Teile ist in der Zeichnung rein schematisch ein
Druckgasschalter 13 dargestellt, dessen Anschlussleiter 14, 15 isoliert oder, wie
gestrichelt bei 16 angegeben, ebenfalls in einem Kapselungsrohr aus dem Gehäuse
11 herausgeführt sind. Der freie Teil des Raumes 12 ist mit einem Löschgas, z.B.
mit SF6 gefüllt. Im Raum 12 befindet sich ausserdem ein Absorptionsfilter 17, das
im wesentlichen zum Beispiel aus einer mittels eines Traggitters 18 gegen den freien
Teil des Raumes 12 hin abgedeckten Schicht eines Granulates 19 aktivierter Tonerde
(A1203) besteht. Es eignen sich hierzu beispielsweise die unter dem Namen GRANALO
von der Firma Martinswerk GmbH in Bergheim / Erft bei Köln in den Handel gebrachten,
geformten Aktivtonerden. Das Drahtgitter 18 dient zur Abschirmung des vom Schalter
13 bzw. von den Leitern 14, 15 ausgehenden Feld es.
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In Fig. 1 liegt das Absorptionsfilter 17, d.h. die Schicht des Granulates
19 auf einer gasdurchlässigen Trcnnwtlnd 20, z.B. aus einem Polypropylen-Vlies,
unter welcher Trennwand ein selektiv auf das Löschgas abgestimmtes und mit diesem
als Molekularsieb zusammenwirkendes Adsorptionsmittel 21 angeordnet ist. Dieses
besteht seinerseits vorzugsweise aus einem Granulat oder Pulver eines Zeoliths.
Wenn als Löschgas SF6 vorgesehen ist, das bekanntlich einen Moleküldurchmesser von
etwas über 6 A aufweist, eignen sich insbesondere Zeolithe X 10 bis X 15, die -
auch unter anderen Namen, jedoch stets als Molekularsieb bezeichnet - im Ilandel
erhältlich sind.
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Man hat festgestellt, dass eine Menge von ca. 2 kg eines solchen Adsorptionsmittels
bis zu etwa 600 g SF6 gewissermassen speichern kann, was einem Volumen von etwa
100 Litern entspricht. Dabei ist nicht restlos geklärt, ob das adsorbierte SF6 in
gasförmigem oder flüssigem oder in beiden Phasen im Adsorptionsmittel eingelagert
ist. Feststeht, dass das adsorbierte Löschgas vom Adsorptionsmittel als Funktion
des Umgebungsdruckes und / oder der Temperatur wieder abgegeben wird.
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Es versteht sich, dass im statischen Zustand sich zwischen dem Gehalt
an Löschgas im freien Teil des Raumes 12 und jenem im Adsorptionsmittel 21 ein (temperatur-
und druckabhängiger) Gleichgewichtszustand einstellt, wobei zugleich ein gewissermassen
potentielles Druckgefälle auf den freien Teil des Raumes 12 hin herrscht.
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Wenn Löschgas dem freien Teil des Raumes 12 entzogen wird, z.B. dadurch,
dass dieses zur Bildung der durch die Einwirkung eines Lichtbogens entstehenden
Zersetzungsprodukte verbraucht wird, wonach diese grösstenteils durch das
Absorptionsfilter
17 dem freien Teil des Raumes 12 entzogen werden, wird das zurückbleibende Manko
an Löschgas im freien Teil des Raumes 12 durch vom Adsorptionsmittel 21 desorbiertes
Löschgas kompensiert. Dieser Ausgleichsvorgang dauert zeitlich erheblich länger
als die Absorption der Zel-setzungsprodukte.
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Die Abgabe von Löschgas durch das Adsorptionsmittel kann durch Erwarmung
desselben beschleunigt werden. Zu diesem Zweck kann dem Adsorptionsmittel 21 ein
Heizelement 22 zugeordnet sein, das zum Beispiel durch einen Pressostaten 23 ein-
und ausschaltbar sein kann. Zusätzlich oder alternativ kann dem Adsorptionsmittel
ein Heizelement 24 zugeordnet sein, das Bestandteil eines die in der Schaltanlage
entstehende Verlust- oder Abwärme aufnehmenden Wärmetauschers 25 in weitestem Sinne
des Wortes ist. In Fig. 1 ist der Wärmeempfänger 26 in der Nähe der Unterbrechungsstelle
des Schalters 13 eingezeichnet, also an jener Stelle, wo ein Lichtbogen entsteht,
der seinerseits in der Regel zu einem Manko an Löschgas führt.
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Das Absorptionsfilter 17 und das Adsorptionsmittel 21 sind in Fig.
1 in Serie geschaltet, um vom Adsorptionsmittel 21 die Zersetzungsprodukte fernzuhalten,
die auf das Mittel 21 schädlich auswirken würden.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist das Adsorptionsmittel 21 in
einem über einen Stutzen 27 am Gehäuse 11 angeschlossenen Gefäss 28 angeordnet.
Im Gehäuse selbst ist ein weiteres aus einem Granulat 19' bestehendes und mittels
eines Drahtgitters 18' abgedecktes Absorptionsfilter 17' untergebracht. Bei dieser
besonders wartunqsfreundlichen Ausführungsform dient das Absorptionsfilter 17
hauptsächlich
dem Schutz des Adsorptionsmittels 21 vor den Zersetzungsprodukten, die dank einer
im Stutzen 27 vorhandenen Blende 29 nur in geringer Menge in das Gefäss 28 gelangen
können. Die Hauptmcnge dieser Zersetzungsprodukte wird jedoch vom Absorptionsfilter
17' aufgeno2wl2en. Bei dieser Ausführungsform kann die Wirkung des Wärmetauschers
25 durch einen Wärmestrahlung schluckenden mattschwarzen Anstrich des Gehäuses unterstützt
werden, wie bei 30 in Fig. 2 angegeben.
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