DE3511589C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgas-Leistungsschalter mit

• a) einer Löschkammer,
• b) einer Antriebsvorrichtung zur Betätigung von Schaltkon­ taktstücken innerhalb der Löschkammer,
• c) einem Dichtewächter zur Überwachung der Dichte des inner­ halb der Löschkammer befindlichen Löschgases, der
  • c1) bei Unterschreitung eines ersten Grenzwertes der Dichte einen Signalweg zu einer Meldeeinrichtung freigibt,
  • c2) bei Unterschreitung eines zweiten Grenzwertes der Dichte, ab der nicht mehr das volle Schaltvermögen des Druckgas- Leistungsschalters gewährleistet ist, einen Signalweg zu einer Sperrvorrichtung für die Antriebsvorrichtung freigibt,

Bei einem solchen Leistungsschalter, wie er beispielswei­ se in der Siemens-Zeitschrift 52 (1978) Heft 4, Seiten 191 und 192 beschrieben ist, gewährleistet der Dichtewäch­ ter, der beispielsweise entsprechend der DE-PS 25 29 734 ausgebildet sein kann, daß der Leistungsschalter nur in demjenigen Bereich von Drücken und Temperaturen betrieben werden kann, in dem einerseits das volle Schaltvermögen gegeben ist, andererseits das Löschgas nicht verflüssigt wird. Hierzu signalisiert der Dichtewächter bei fallender Gasdichte zunächst einen Grenzwert, bei dem ein Warnsi­ gnal gegen eine Vornahme von Schalthandlungen abgegeben wird. Bei einer weiteren Abnahme der Gasdichte wird die Antriebsvorrichtung gesperrt, so daß nun keine Schalthand­ lungen mehr vorgenommen werden können. Aus diesem Wir­ kungsprinzip ergibt sich, daß sowohl ein Gasverlust als auch sehr niedrige Umgebungstemperaturen als Betriebs­ grenzen des Leistungsschalters erfaßt werden.

Aus der DE-PS-12 61 220 und der DE-AS-16 65 846 (Zusatz­ anmeldung zu DE-PS-12 61 220) ist ein Druckgasschalter mit einer Einrichtung zur Überwachung des Löschgasdrucks bekannt. Dort ist im Hochdruckteil und im Niederdruckteil jeweils ein Druckwächter angeordnet, der bei einem bestimmten Ansprech­ druck auf eine Funktionssperre des Schalters einwirkt. Durch die spezifische Anordnung und Verschaltung der Druckwächter wird eine Temperaturabhängigkeit des Ansprechdrucks erreicht. Fällt der Druck im Hochdruckteil unter einen bestimmten tempe­ raturabhängigen Wert, sei es durch Absinken der Gastemperatur, sei es durch Leckage, so wird eine Funktionssperre des Schal­ ters aktiviert, so daß der Schalter nicht mehr auslösbar ist.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Dichtewächter sprechen somit an, wenn nicht mehr gewährleistet ist, daß der jeweilige Leistungsschalter sein volles Schaltvermögen erreicht. Dagegen wäre es möglich, den Leistungsschalter auch mit einer noch geringeren Gasdichte zu betreiben, wobei das Schaltvermögen jedoch entsprechend niedriger ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Bereich mit eingeschränktem Schaltvermögen in solchen Fällen verfügbar zu machen, in denen die Umgebungstemperatur auf so niedrige Werte fällt, daß der Dichtewächter die Antriebsvorrichtung sperrt, das Druckgas jedoch noch nicht verflüssigt ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Druckgas-Leistungsschalter der eingangs genannten Art durch folgende Merkmale gelöst:

• d) zusätzlich ist ein Druckwächter vorgesehen, der bei einer Unterschreitung des Druckes in der Löschkammer, ab dem ein vorgegebenes eingeschränktes Schaltvermögen des Druckgas-Leistungsschalters nicht mehr gewährleistet ist, einen Signalweg zur Sperrvorrichtung freigibt,
• e) ein temperaturabhängiger Schalter ist vorgesehen, der bei Unterschreitung einer vorgegebenen, tiefen Temperatur anspricht und dadurch eine Unterbrechung des Signalweges zwischen dem Dichtewächter und der Sperrvorrichtung bewirkt.

Im Rahmen der Erfindung kann in Reihe mit dem temperaturab­ hängigen Schalter die Arbeitswicklung eines Hilfsrelais liegen, das einen im Signalweg zwischen Dichtewächter und Sperrvorrichtung liegenden Ruhekontakt besitzt. Diese Elemente sind in den Überwachungskreis des Leistungsschalters ohne Schwierigkeit einfügbar und beeinträchtigen nicht dessen normale Funktion.

Bei dieser Schaltung sind im normalen Betrieb des Leistungs­ schalters der Dichtewächter und der zusätzliche Druckwächter elektrisch parallel geschaltet und damit ständig an der Über­ wachung beteiligt. Erst beim Erreichen eines zuvor eingestell­ ten Wertes entsprechend einer tiefen Umgebungstemperatur bewirkt der temperaturabhängige Schalter die Abtrennung des Dichtewächters von dem Überwachungskreis, so daß nun allein der Druckwächter wirksam ist.

Falls es aber erwünscht ist, daß in Abhängigkeit von der Umge­ bungstemperatur des Leistungsschalters nur der Dichtewächter oder nur der Druckwächter wirksam ist, so ist dies dadurch zu erreichen, daß das Hilfsrelais zusätzlich einen im Signal­ weg zwischen Druckwächter und Sperrvorrichtung liegenden Arbeitskontakt besitzt.

Durch das Hilfsrelais kann zugleich der Stromkreis für die von dem Dichtewächter veranlaßte Abgabe eines Warnsignals unter­ brochen werden. In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich, das Hilfsrelais zusätzlich mit einem Kontakt zur Anzeige des vor­ gegebenen eingeschränkten Betriebes des Leistungsschalters zu versehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren näher dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

Die Fig. 1 zeigt ein schematisches Schaltbild, das einen Dichtewächter, einen Druckwächter und ein Hilfsrelais umfaßt. Dabei sind gestrichelt bzw. strichpunktiert unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt.

In der Fig. 2 zeigt zum näheren Verständnis der Erfindung dienende Kurven, in denen der Druck über der Temperatur aufgetragen ist.

In der Fig. 1 sind mit + und - die Pole eines Hilfsnetzes bezeichnet, aus denen eine Drucküberwachungseinrichtung eines schematisch dargestellten Druckgas-Leistungsschalters gespeist wird. Dieser besitzt eine gleichfalls schematisch dargestellte Antriebsvorrichtung 2. Der Leistungsschalter kann beispielsweise entsprechend der eingangs genannten Literaturstelle ausgebildet sein und kann dementsprechend ein Eindruckschalter nach dem Blaskolbenprinzip mit Schwefelhexa­ fluorid (SF₆) als Löschgas sein. Ein Dichtewächter 3 enthält zwei Kontakte 31 und 32, die in Reihe mit einer Warneinrich­ tung 4 und einer Sperrvorrichtung 5 geschaltet sind. In diesen Stromkreisen liegen ferner die Ruhekontakte 61 und 62 eines Hilfsrelais 6. Parallel zu der Reihenschaltung des Arbeitskon­ taktes 32 des Dichtewächters 3 und des Ruhekontaktes 62 des Hilfsrelais 6 liegt ein zusätzlicher Druckwächter 7 (ausge­ zogene Darstellung) oder die Reihenschaltung des Druckwächters 7 und eines Arbeitskontaktes 63 des Hilfsrelais 6 (gestrichel­ te Darstellung). Ferner ist in Reihe mit der Arbeitswicklung des Hilfsrelais 6 ein temperaturabhängiger Schalter 8 geschaltet.

Die in der Fig. 1 gezeigte Schaltungsanordnung hat folgende Wirkungsweise.

Zunächst sei die Ausführung ohne den gestrichelten und ohne den strichpunktierten Schaltungsteil betrachtet. Im normalen Betrieb des Leistungsschalters ist die Dichte des Löschgases ausreichend hoch, so daß die Arbeitskontakte 31 und 32 des Dichtewächters 3 geöffnet sind. Sinkt die Gasdichte ab, beispielsweise durch einen Verlust an Löschgas, so schließt zunächst der Arbeitskontakt 31 und bringt die Warneinrichtung 4 zum Ansprechen. Bei weiter verminderter Gasdichte schließt sich auch der Arbeitskontakt 32 und bewirkt das Ansprechen der Sperrvorrichtung 5, so daß nun der Leistungsschalter 1 durch Blockierung seiner Antriebsvorrichtung 2 nicht mehr betätigt werden kann.

Sinkt die Gasdichte infolge einer extrem niedrigen Umgebungs­ temperatur ab, so ist ein eingeschränkter Betrieb des Leistungsschalters möglich, mit dem normale Schalthandlungen vorgenommen werden können, zu denen das volle Schaltvermögen nicht benötigt wird. Dies geschieht dadurch, daß durch den temperaturabhängigen Schalter 8 das Hilfsrelais 6 zum An­ sprechen gebracht wird, dessen Ruhekontakte 61 und 62 nun geöffnet werden. Die Sperrvorrichtung 5 wird nun erst dann betätigt, wenn der zusätzliche Druckwächter 7 anspricht.

Es sind aber im normalen Betrieb, d. h. bei geöffneten temperaturabhängigen Schalter 8, stets beide Wächter wirksam. Man kann daher diese Schaltung im Sinne einer Ergänzung der Schutzeinrichtungen des Leistungsschalters 1 einsetzen.

Sollte dagegen erwünscht sein, daß im Normalbetrieb allein der Dichtewächter 3 wirksam ist, so kann der Druckwächter mit einem zusätzlichen Arbeitskontakt 63 des Hilfsrelais 6 in Reihe geschaltet sein, wie dies in der Fig. 1 gestrichelt gezeigt ist. Die in Fig. 1 ausgezogen dargestellte Verbindungsleitung 71 ist dann zu entfernen.

Wie man erkennt, sind wahlweise beide Ausführungsformen zu verwirklichen, wenn grundsätzlich ein Hilfsrelais 6 mit einem Arbeitskontakt 63 entsprechend der gestrichelten Dar­ stellung vorgesehen und der Arbeitskontakt im Bedarfsfall durch die ausgezogene Verbindungsleitung 71 überbrückt wird.

Um erkennbar zu machen, daß der Leistungsschalter zwar schaltfähig ist, jedoch sein volles Schaltvermögen nicht zu erreichen vermag, kann das Hilfsrelais 6 mit einem weiteren Arbeitskontakt 64 versehen sein, durch das ein geeignetes Signalgerät 10 in Tätigkeit gesetzt wird. Diese Zusatzeinrich­ tung ist in der Fig. 1 strichpunktiert dargestellt. Die Anwendung des Signalgerätes 10 ist unabhängig dann möglich, ob die Ausführungsform mit dem Arbeitskontakt 63 oder ohne diesen gewählt wird.

Die erläuterten Bedingungen für Druck und Temperatur des Löschgases sind näher aus dem Diagramm gemäß der Fig. 2 zu entnehmen. In diesem ist über der Umgebungstemperatur der Druck des Löschgases aufgetragen, wobei die Grenzkurve für die Verflüssigung des am häufigsten als Löschgas verwendeten Gases Schwefelhexafluorid mit 11 bezeichnet ist. Die Grenzlinie 12 ist die Füllinie der Löschkammer, während die Ansprechgrenzen des Dichtewächters 3 in der Fig. 1 mit 13 und 14 bezeichnet sind. Beim Erreichen der Grenzlinie 13 spricht die Warnein­ richtung 4 an, beim Erreichen der Grenzlinie 14 die Sperrvor­ richtung 5. Dem zusätzlichen Druckwächter 7 ist die Grenzlinie 15 zugeordnet, wobei erkennbar ist, daß dieser Druckwächter unkompensiert ist und nur auf einen festen Grenzwert anspricht.

Mit T_min ist die Umgebungstemperatur des Leistungsschalters bezeichnet, bis zu der das volle Schaltvermögen des Leistungs­ schalters zur Verfügung steht. Der unterhalb der Temperatur T_min liegende Betriebsbereich mit eingeschränktem Schaltver­ mögen erstreckt sich bis zu dem unteren Grenzwert T_min′. Die Kurve 11 bildet die Grenzlinie, auf der die charakteristischen Druck- und Temperaturwerte für die Grenzen des vollen und des eingeschränkten Schaltvermögens liegen.

Wie die vorstehenden Erläuterungen zeigen, gestattet es die Erfindung mit recht geringem Aufwand, Druckgas-Leistungsschal­ ter auch bei ungewöhnlich niedrigen, d. h. insbesondere unter -25°C liegenden Temperaturen zu benutzen. Hierdurch wird der Einsatzbereich von Druckgas-Leistungsschaltern weiter vergrö­ ßert. Bei wieder ansteigender Umgebungstemperatur öffnet der temperaturabhängige Schalter 8 und stellt damit die normale Betriebssteuerung des Leistungsschalters 1 wieder her.

Claims (5)

1. Druckgas-Leistungsschalter (1) mit

• a) einer Löschkammer,
• b) einer Antriebsvorrichtung (2) zur Betätigung von Schalt­ kontaktstücken innerhalb der Löschkammer,
• c) einem Dichtewächter (3) zur Überwachung der Dichte des innerhalb der Löschkammer befindlichen Löschgases, der
  • c1) bei Unterschreitung eines ersten Grenzwertes der Dichte einen Signalweg zu einer Meldeeinrichtung (4) freigibt,
  • c2) bei Unterschreitung eines zweiten Grenzwertes der Dichte, ab der nicht mehr das volle Schaltvermögen des Druckgas- Leistungsschalters (1) gewährleistet ist, einen Signal­ weg zu einer Sperrvorrichtung (5) für die Antriebsvorrich­ tung (2) freigibt,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• d) zusätzlich ist ein Druckwächter (7) vorgesehen, der bei einer Unterschreitung des Druckes in der Löschkammer, ab dem ein vorgegebenes eingeschränktes Schaltvermögen des Druckgas-Leistungsschalters (1) nicht mehr gewährleistet ist, einen Signalweg zur Sperrvorrichtung (5) freigibt,
• e) ein temperaturabhängiger Schalter (8) ist vorgesehen, der bei Unterschreitung einer vorgegebenen, tiefen Temperatur anspricht und dadurch eine Unterbrechung des Signalweges zwischen dem Dichtewächter (3) und der Sperrvorrichtung (5) bewirkt.

2. Druckgas-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem temperaturabhängigen Schalter (8) die Arbeitswicklung eines Hilfsrelais (6) liegt, das einen im Signalweg zwischen Dichtewächter (3) und Sperrvorrichtung (5) liegenden Ruhe­ kontakt (62) besitzt.

3. Druckgas-Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsrelais (6) zusätzlich einen im Signalweg zwischen Druck­ wächter (7) und Sperrvorrichtung (5) liegenden Arbeitskontakt (63) besitzt.

4. Druckgas-Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsrelais (6) zusätzlich einen Kontakt (4) zur Anzeige (10) des vorgegebenen eingeschränkten Betriebes des Leistungs­ schalters besitzt.