DE3522912A1 - Schnellerder - Google Patents

Description

• SCHNELLERDER
• Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Schnellerder gemäss dem ersten Teil von Patentanspruch 1.
• Ein derartiger Schnellerder ist etwa aus der DE-OS 32 27 339 bekannt. Soll beim bekannten Schnellerder aufgrund eines Fehlers in einer zu schützenden Hochspannungsanlage eine Schnellerdung eines hochspannungsführenden Leiters erfolgen, so wird ein geerdeter beweglicher Kontakt mittels eines pneumatischen Antriebs mit hoher Geschwindigkeit in einen feststehenden Kontakt eingefahren, welcher auf dem zu erdenden hochspannungsführenden Leiter befestigt ist. Zur Erzielung einer hohen Schaltgeschwindigkeit bedarf es hierbei jedoch eines starken mechanischen Antriebs.
• Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, einen Schnellerder der gattungsgemässen Art anzugeben, bei dem eine rasche Erdung mit einem vergleichsweise schwachen Antrieb durchgeführt werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der erfindungsgemässe Schnellerder zeichnet sich dadurch aus, dass durch eine über eine Gasentladung getriggerte Gleitentladung in sicherer Weise zunächst eine äusserst rasche Erdung erzielt wird, welche sodann durch galvanische Erdung mittels eines schwach bemessenen mechanischen Antriebs stabilisiert werden kann.
• Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.
• Der Schnellerder nach der Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt die einzige Figur eine Aufsicht auf einen Schnitt durch ein in eine Metal lkapselung einer Hochspannungsanl age eingebautes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schnellerders.
• In der Figur ist ein auf Erdpotential befindliches und im wesentlichen zylinderförmig ausgebildetes Teil einer Metallkapselung 1 dargestellt. Die Metallkapselung 1 ist in gasdichter Weise mit einem Isoliergas, wie etwa Schwefelhexafluorid von einigen bar Druck, gefüllt und umschliesst einen koaxial zur Metallkapselung 1 angeordneten hochspannungsführenden Leiter 2. Im Leiter 2 ist eine Aussparung vorgesehen, in welcher ein feststehender Kontakt 3 des Schnellerders angebracht ist und in die ein Ende eines Isolierstoffrohres 4 aus beispielsweise Glas, Porzellan oder Kunststoff eingeführt ist. Das andere Ende des Isolierstoffrohres 4 sowie ein geerdeter beweglicher Kontakt 5 des Schnellerders sind mittels einer Dichtung 6 gasdicht aus dem Inneren der Metallkapselung 1 herausgeführt. Das Isolierstoffrohr 4 überbrückt eine zwischen den beiden geöffneten Kontakten 3, 5 des Schnellerders befindliche Schaltstrecke 7 und weist eine vergleichsweise glatte, die Bildung von Gleit- entladungen begünstigende Aussenfläche auf. Das in der etallkapselung 1 befindliche Ende des Isolierstoffrohres 4 ist geschlossen ausgebildet, während sein ausserhalb der Metallkapselung 1 befindliches Ende von einem Schnellventil 8 verschliessbar ist. Ein im Inneren des Isolierstoffrohres 4 befindlicher und zwischen seinen beiden Enden erstreckter Entladungsraum 9 ist mit einem Gas, vorzugsweise einem Isoliergas, wie etwa Schwefelhexafluorid oder Stickstoff, gefüllt. Der Druck des Gases ist hierbei so gewählt, dass bei allen zwischen den geöffneten Kontakten 3, 5 des Schnellerders über der Schaltstrecke 7 auftretenden Spannungen Gasentladungen im Entladungsraum 9 mit Sicherheit vermieden werden.
• Dies ist bei einer schwefelhexafluoridgasisolierten Hochspannungsanlage mit Sicherheit bei einigen bar Druck der Fall. Der Entladungsraum 9 ist über das Schnellventil 8 mit einem evakuierbaren Aufnahmeraum 10 verbindbar. Ins Innere der Metallkapselung 1 ist ferner ein Messaufnehmer 11 einer Schutzvorrichtung 12 geführt, welche bei Auftreten eines von dem Messaufnehmer 11 signalisierten Fehlers Auslösebefehle an ein beispielsweise magnetisch erregtes Betätigungsorgan 13 des Schnellventils 8 bzw. an einen Antrieb 14 des beweglichen Kontaktes 5 abgibt.
• Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist nun wie folgt: Im fehlerfreien Betrieb ist der Schnellerder geöffnet.
• Beim Auftreten eines Fehlers am Leiter 2, etwa einem unerwünschten Störlichtbogen, gibt der Messaufnehmer 11 an die Schutzvorrichtung 12 ein Signal ab und veranlasst dadurch die Schutzvorrichtung 12, Auslösebefehle an das Betätigungsorgan 13 des Schnellventils 8 und den Antrieb 14 des Schnellerders abzugeben.
• Nach Oeffnen des Schnellventils 8 strömt das im Entladungsraum 9 befindliche Gas im wesentlichen mit Schallgeschwindigkeit in den Aufnahmeraum 10 ab. Die Volumina von Entladungsraum 9 und Aufnahmeraum 10 sind derart bemessen, dass der Gasdruck in den nun miteinander kommunizierenden Räumen so stark abgesenkt ist, dass es zu elektrischen Gasentladungen in dem die Schaltstrecke 7 überbrückenden Entladungsraum 9 kommt. Dies ist vorzugsweise bei einem Gasdruck der Fall, welcher unterhalb 20 °Ó des Druckes des in der Schaltstrecke 7 befindlichen Isoliergases liegt. Bei einer schwefelhexafluoridisolierten Hochspannungsanlage mit einem Fülldruck von 5 bar und Schwefelhexafluorid im Entladungsraum 9 wird dies typischerweise dann der Fall sein, wenn der Druck des im Entladungsraum 9 vorgesehenen Schwefelhexafluorids nach dem Oeffnen des Schnellventils 8 auf einen unterhalb 1 bar liegenden Druckwert gefallen ist. Durch die Gasentladungen werden die Potentialverhältnisse in der Schaltstrecke 7 völlig verändert und es können nun längs der Aussenfläche des Isolierstoffrohres 4 lokale Gleitentladungen 15 einsetzen. Hierdurch wird eine leitfähige Verbindung zwischen dem zwischenzeitlich bereits ein wenig in die Metallkapselung 1 eingefahrenen beweglichen Kontakt 5 (Position in der Figur) und dem feststehenden Kontakt 3 und somit eine vorläufige Erdung hergestellt werden. Mit vergleichsweise langsamer Geschwindigkeit kann sodann der bewegliche Kontakt 5 in den feststehenden Kontakt 3 einfahren und eine permanente Erdung herstellen.

Claims (4)

2. PATENTANSPRÜCHE 1. Schnellerder mit einem in elektrisch leitender Weise mit einem hochspannungsführenden Leiter (2) verbundenen feststehenden Kontakt (3), mit einem geerdeten beweglichen Kontakt (5) und mit einer in der Ausschaltposition des Schnellerders von den geöffneten Kontakten (3, 5) gebildeten und in Isoliergas befindlichen Schaltstrecke (7), welche in der Einschaltposition des Schnellerders durch die elektrisch miteinander in Eingriff befindlichen Kontakte (3, 5) überbrückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstrecke (7) in der Ausschaltposition von einem Isolator überbrückt ist, welcher einen Entladungsraum (7) umfasst, in dem ein beim Ansprechen des Schnellerders elektrisch entladbares Gas vorgesehen ist, und welcher eine die Ausbildung von Gleitentladungen (15) zwischen dem zu erdenden hochspannungsführenden Leiter (2) und Erde ermöglichende Aussenfläche aufweist 2. Schnellerder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator ein parallel zur Schaltstrecke (7) ausgerichtetes tsolierstoffrohr (4) ist, dessen Innenraum den Entladungsraum (9) bildet und dessen Aussenfläche der Führung der Gleitentladungen (15) dient.
3. 3. Schnellerder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierstoffrohr (4) an seinem einen Ende abgeschlossen und in dem zu erdenden hochspannungsführenden Leiter (2) eingeführt ist und an seinem anderen Ende in einen evakuierbaren und vom Entladungsraum (9) trennbaren Aufnahmeraum (10) mündet.
4. 4. Schnellerder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ansprechen des Schnellerders der Aufnahmeraum (10) evakuiert ist und das im Entladungsraum (9) befindliche Gas einen Druck aufweist, bei dem bei allen über der Schaltstrecke (7) des Schnellerders auftretenden Spannungen elektrische Entladungen im Gas vermieden werden, und dass die Volumina von Entladungs (9)- und Aufnahmeraum (10) derart bemessen sind, dass elektrische Entladungen im Entladungsraum (9) auftreten, wenn nach dem Ansprechen des Schnellerders Entladungs (9)- und Aufnahmeraum (10) miteinander kommunizieren.