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Hintergrund
der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf
Blaskolbenschalter und insbesondere auf einen neuartigen Schirm
für eine
Schaltstrecke, der durch die bewegliche Düse eines solchen Leistungsschalters
getragen ist.
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Blaskolbenschalter unterliegen in
der Schaltstrecke während
der Lichtbogenunterbrechung und nachdem die Unterbrechung des Lichtbogens
abgeschlossen ist einer hohen elektrischen Beanspruchung. Eine hohe
Beanspruchung in diesem Bereich erfordert große und schwere bewegliche Teile
für den Schalter
und sorgfältig
kontrollierte Konstruktionsgrenzwerte.
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In der
DE 42 05 501 C ist ein Blaskolbenschalter
beschrieben, der eine Schirmstruktur zur Abschirmung der Schaltstrecke
aufweist und mit ortsfesten und beweglichen Kontaktbaugruppen versehen
ist, welche eine offene Schaltstrecke definieren, sobald ein Eingriff
der Baugruppen gelöst
ist. Eine leitfähige
Zone ist auf der Düse
bereitgestellt, um als Abschirmung zu dienen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein Blaskolbenschalter
wie in Anspruch 1 beansprucht, bereitgestellt.
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Erfindungsgemäß wird die Beanspruchung durch
das elektrische Feld im Bereich der Schaltstrecke dadurch vermindert,
dass ein leitfähiger
Schirm vorgesehen ist, der sich mit der Hauptunterbrecherdüse bewegt
und der elektrisch mit der ortsfesten Kontaktbaugruppe in Verbindung
steht. Durch den Schirm ist eine verbesserte elektrische Gestaltung des
Bereichs der Schaltstrecke gegeben, sobald der Schalter mehr als
zur Hälfte
geöffnet
ist. Diese Verbesserung erhöht
sich bis der Schalter vollständig geöffnet ist.
Die Geometrie ermöglicht
es, dass der bewegliche Zylinder und die ortsfesten Kontaktfinger von
größerem Durchmesser
sind als dies ansonsten möglich
wäre, welches
eine wünschenswerte
Bedingung für
den Stromdurchgang und das sich innerhalb des Schalters befindliche
Gasvolumen ist. Der letztendliche Effekt besteht darin, eine Verminderung
der globalen Größe des Schalters
für eine
gegebene Nennspannung zu ermöglichen,
ohne dass die dielektrische Widerstandsfähigkeit aufgegeben wird.
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Die elektrische Verbindung mit der
ortsfesten Seite des Schalters kann auf unterschiedlichen Wegen
ausgeführt
sein. Eine getrennte, gleitfähige,
eine niedrigere Reibung aufweisende Kontaktfeder kann benutzt werden,
um eine direkte Verbindung zu bilden, sobald der Schirm durch die
Haupt-Stromkontakte gleitet. Eine biegsame Drahtverbindung ist ebenfalls
möglich.
Diese elektrische Verbindung ist wichtig, um den Schirm auf dem
gleichen elektrischen Potential zu halten, auf dem sich die ortsfesten Kontakte
befinden, so dass jegliche Möglichkeit
einer örtlichen
Lichtbogenbildung an der Schnittstelle zwischen dem Schirm und dem
ortsfesten Kontakt unterbunden ist und die Wirksamkeit des beweglichen Schirmes
verbessert wird.
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Diese Verbesserung kann bei jeder
Nennspannung oder bei jedem Nenn-Ausschaltstrom benutzt werden.
Vorzugsweise besteht der Schirm aus Aluminium, um das Gewicht zu
minimieren, wobei jedoch andere Werkstoffe, und zwar metallischer
und nicht metallischer Art möglich
sind.
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Andere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden Beschreibung
derselben deutlich werden, welche sich auf die beiliegenden Zeichnungen
bezieht.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Seitenansicht eines dem Stand der Technik zuzuordnenden dreipoligen
Leistungsschalters nach Art eines Blaskolbenschalters.
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2 ist
eine Seitenansicht des Leistungsschalters der 1.
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3 eine
teilweise Querschnittsansicht und eine teilweise schematische Ansicht
einer Poleinheit der 1 und 2.
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4 ist
eine teilweise Querschnittsansicht und eine teilweise schematische
Ansicht einer neuen Schalterbaugruppe, bei welcher der Schalter
innerhalb einer Adapterbaugruppe gleitfähig angeordnet ist, welche
sich an dem einen Ende eines Eingangsleiters befindet.
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5 ist
eine vergrößerte Ansicht
von Teilen der 4, welche
die Struktur des Aufbaus des Durchgleit-Schalters zeigt.
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6 ist
eine weitere Vergrößerung der 5, welche das neue Durchgleitmerkmal
der Schalterbaugruppe zeigt.
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7 ist
eine Querschnittsdarstellung ähnlich
derjenigen gemäß 6, bei welcher die Struktur einer
neuartigen, dem Mischen von Gas dienenden Platte hervorgehoben wird,
die an dem bewegten Blech angeordnet ist.
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8 ist
eine Ansicht ähnlich
derjenigen der 6 und 7, bei welcher ferner eine
neuartige elektrostatische Abschirmung hervorgehoben ist, die an dem
beweglichen Blech angeordnet ist, wobei die Schaltstrecke in einer
offenen Stellung über
der Kontaktmittellinie und in der Schließstellung unterhalb der Kontaktmittellinie
gezeigt ist.
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Detallierte
Beschreibung der Erfindung
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Ein dem Stand der Technik zuzuordnender Leistungsschalter
nach Art eines Blaskolbenschalters ist in den 1, 2 und 3 gezeigt. Die 1 und 2 zeigen einen dreipoligen Leistungsschalter
mit Eingangsisolator-Durchführungen 10, 11 und 12 für jede Phase
(1) und drei entsprechenden
Ausgangsisolator-Durchführungen,
von denen in 2 nur eine,
nämlich
die Durchführung 13 gezeigt
ist. Der Leistungsschalter ist ein Kessel-Leistungsschalter und
weist drei, sich horizontal erstreckende Glaskolben-Baugruppen 15, 16 und 17 (1) auf, deren jede mit einem entsprechenden
Paar von Ausgangs- und Eingangs-Durchführungen in Verbindung steht. Die
Schalterbaugruppen, die Durchführungen
und ein Betätigungsmechanismus 18,
der die Schalter gleichzeitig betätigt, befinden sich auf einem
Montagerahmen 19, der in den 1 und 2 gezeigt ist.
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3 ist
eine teilweise Querschnittsdarstellung des Schalters 15 sowie
der in den 2, 3 gezeigten Durchführungen 10, 13.
Die Durchführungen 10, 13 sind
mit Stromwandlern 20, 21 versehen. Die Eingangs-Durchführung 10 weist
einen Mittelleiter 22 auf, durch welchen die Schalterbaugruppe 23 innerhalb
eines leitfähigen
Kessels 24 gehalten ist. Das rechtsseitige Ende der Baugruppe 23 ist
an einem Isolatorrohr 25 befestigt, durch welches hindurch
sich eine geradlinig bewegbare Betätigungsstange 26 erstreckt,
welche den beweglichen Kontakt 27 in an sich bekannter
Weise zwischen seiner Öffnungs-
und seiner Schließstellung
bewegt.
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Der Ausgangsisolator 13 weist
einen Mittelleiter 30 auf, der mit der ortsfesten Kontakt-Baugruppe 31 in
Verbindung steht, die in geeigneter Weise innerhalb des Kessels 24 gehalten
ist. Ein Isolatorrohr 32 erstreckt sich zwischen der ortsfesten
Kontakt-Baugruppe 31 und der beweglichen Kontakt-Baugruppe 23.
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Das Innenvolumen des Kessels 24 und
der Isolatoren 10, 13 ist mit einem dielektrischen
Gas wie z. B. Schwefelhexafluorid (SF6)
gefüllt,
welches unter Umgebungsdruck steht. Während des Betriebes der Kontakte
der Schalterbaugruppen 23, 31 wird das SF6-Gas mittels eines Kolbens, der sich mit
dem beweglichen Kontakt bewegt, komprimiert und durch den Lichtbogen
zwangsgeführt,
der zwischen den sich trennenden Kontakten entsteht, um diesen Bogen
zu kühlen
und zu löschen.
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Das Gas wirkt ferner dahingehend,
dass es einen ausgezeichneten Isolator zwischen den leitfähigen Teilen
innerhalb des Gehäuses 15 und
der Wandung des Kessels 24 bildet.
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Durchgleit-Schalterstruktur
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Anschließend wird insbesondere unter
Bezugnahme auf die 4, 5 und 6 die neuartige "Durchgleit"-Montagegruppe für die Schalterstruktur beschrieben
werden, welche die Installation und die Entfernung des Schalters
aus dem Gehäuse
vereinfacht, welche die globale Leitfähigkeit des Schalters verbessert,
welche darüber
hinaus den Raumbedarf für
die Isolator-Durchführung
minimiert und welche ferner Herstellungstoleranzen maximiert.
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Bei den, dem Stand der Technik zuzuordnenden
Schaltern entsprechend den 1, 2 und 3 werden vergleichsweise lange Trägerisolatoren 10, 13 benötigt und
es müssen
diese sorgfältig
ausgerichtet sein, um eine durch niedrige Reibung gekennzeichnete
Bewegung für
den Schalter während
seines Betriebes zu ermöglichen.
Der Strompfad zwischen den Enden der innerhalb der Durchführungen
befindlichen Leiter 22 und 30 ist notwendigerweise
relativ lang, welches zu einem höheren
elektrischen Widerstand des Pfades und auf diese Weise einem höheren Temperaturanstieg
führt,
welcher bei einer gegebenen Größe des Schalters
dessen Dauer-Strombelastbarkeit begrenzt.
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Bei der in den 4, 5 und 6 gezeigten neuartigen Schalter-Trägerstruktur
sind diese unerwünschten
Merkmale der dem Stand der Technik zuzuordnenden, in den 1, 2 und 3 gezeigten
Schalter verbessert.
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In den 4, 5 und 6 ist jeweils ein Pol 40 einer
Schalterstruktur gezeigt, und zwar einschließlich seiner inneren Struktur.
Der Pol zeigt einen vertikal angeordneten Eingangsisolator 41 und
einen horizontal angeordneten Ausgangsisolator 42, in denen sich
jeweils Eingangs- und Ausgangsleiter 43, 44 befinden.
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Die den Isolatoren 41, 42 zugeordneten
Kesseleingänge
sind ebenfalls jeweils wie gezeigt mit Stromwandlern 50, 51 versehen.
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Ein metallischer Trägerkessel 53 weist
einen sich horizontal erstreckenden Abschnitt 54, einen vertikalen
röhrenartigen
Abschnitt 55 und einen horizontalen röhrenartigen Abschnitt 56 auf.
Die Isolatoren 41 und 42 sind mit den jeweiligen
Enden der Kesselabschnitte 55, 56 verschraubt.
Der Kessel 53 ist mit SF6 gefüllt, und
zwar unter einem Druck von beispielsweise ungefähr 4 Atmosphären.
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Ein, einen Betätigungsmechanismus aufnehmendes
Gehäuse 57 (4) enthält einen Betätigungshebel 58 zum
Betätigen
der zu beschreibenden Schalterkontakte.
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Entsprechend einem bedeutenden Merkmal der
neuartigen Struktur der 4, 5 und 6 ist ein hohl ausgebildetes leitfähiges Adapterteil 60 mit
dem Ende des Eingangsleiters 43 verschraubt und es weist
dieses Adapterteil einen leitfähigen
Ring auf, welcher den beweglichen Zylinder 61 der den Schalter
bewegenden Kontaktbaugruppe 62 umgibt und diesen gleitfähig führt.
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Ein ringartig ausgebildetes Führungslager 65 befindet
sich innenseitig bezüglich
des hohlen Adapterteils 60 und sichert eine durch niedrige
Reibung gekennzeichnete Gleitbewegung des sich bewegenden Zylinders 61 entlang
seiner Achse und derjenigen des Kessels 54, so dass die
Erzeugung leitfähiger
Partikel vermindert wird. Eine ringartig gestaltete Rille 66 (6) wirkt als Partikelfalle
oder Niederfeldbereich, in welcher/in welchem leitfähige Partikel
zurückgehalten
werden, sobald sie auch nur einmal die Rille 66 erreicht
haben. Der Strom wird von dem Adapterteil 60 auf die leitfähige Muffe 61 durch
eine Vielzahl geeigneter gleitfähiger Übertragungskontakte 69 übertragen,
welche die Muffe 61 umgeben.
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Ein aus Kunststoff bestehendes stangenartiges
Isolatoradapter 70, welches an der Innenseite der Wandung
des Abschnitts 54 befestigt ist, steht mit dem Adapter 60 in
Verbindung, um eine zusätzliche seitliche
Unterstützung
für das
Adapter 70 bereitzustellen. Das obere Ende der Stange 70 steht über eine
Gleitpassung mit einer Öffnung
des Adapters 60 in Verbindung. Das untere Ende der Stange 70 ist
in einer Öffnung
in des Kessels 53 mit diesem verklebt oder steht andersartig
mit diesem in Verbindung. Das Adapter 60 begrenzt die Biegebewegung
des Eingangsleiters 43, welche durch seitliche Belastungen während der
Gleitbewegung des den Schalter bewegenden Zylinders 61 verursacht
werden könnten.
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Die ortsfeste Kontaktbaugruppe 79 in
den 4, 5 und 6 steht
mit dem Ende des Ausgangsleiters 44 in Verbindung und wird
durch diesen getragen. Sie enthält
ein ortsfest angeordnetes stangenartiges Abbrennschaltstück 80,
ein leitfähiges
vergrößertes Gehäuse 81 (4, 5 und 7)
und ortsfeste Schaltfinger, welche biegsame Finger 83, 84 (6) umfassen. Eine leitfähige elektrostatische
Abschirmung 85 umschließt diese Kontaktfinger 83 bis 84.
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Die in den 4, 5 und 6 gezeigte bewegliche Kontaktbaugruppe
umfasst den beweglichen leitfähigen
Zylinder 61, einen Hauptkontaktring 89, eine bewegliche
Betätigungsstange 90,
die über
einen Flansch 92 mit dem Zylinder 61 in Verbindung
steht, die beweglichen Abbrennkontaktfinger 93, 94 und eine
Isolatordüse 95.
Die Betätigungsstange 90 weist radiale
durchgängige Öffnungen
auf wie z. B. die Öffnungen 90a, 90b.
Ein ortsfester Kolben 96 ist in dem ringförmigen Raum
zwischen der axial beweglichen Stange 90 und der Muffe 61 während des
Betriebes dieses Gerätes
gehalten, wie in 8 gezeigt.
Der Kolben 96 steht mit einer Kolbenführungsbaugruppe 97 in
Verbindung, welche ihrerseits durch kleine biegsame Isolatorstützstangen 98, 99 (4) getragen wird, die sich
von dem Ende des Gehäuses 54 bis
zu Öffnungen
innerhalb eines Ringes 100 am Ende der Baugruppe 97 erstrecken.
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Die Stützstangen 98, 99 sind
hinreichend biegsam, so dass die Schalterbaugruppe sich leicht aufwärts und
abwärts
bewegen kann, sobald der Hebel 58 des Betätigungsmechanismus
dreht, um die Kontakte zwischen ihren jeweiligen Eingriffsstellungen
und Trennstellungen zu bewegen. Nachdem ferner die Stangen 98, 99 als
dünne zueinander
parallele Stangen ausgebildet sind, kann das Kühlgas den, die Stangen umgebenden
Raum durchströmen
oder durch Öffnungen
des Kolbens 97 angesogen und axial entlang des Innenraumes
des Schalters geführt werden,
sobald dieser geöffnet
wird, um zusätzliches Kühlgas in
dem Trennbereich bereitzustellen. Bei den, dem Stand der Technik
zuzuordnenden Trägerzylindern
wurde die Verwendung von Gas in diesen Volumenbereich verhindert
und es wurde ferner die notwendige Verlagerung der Achse des Schalters während einer
Betätigung
der Kontakte verhindert.
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Der ortsfeste Kolben 96 weist
eine Vielzahl axial gerichteter Öffnungen 96a, 96b auf,
die sich durch diesen hindurch erstrecken und welche durch eine
geeignete federbelastete Ventilplatte 96c geschlossen werden.
In ähnlicher
Weise weist der Flansch 92 eine Vielzahl von Öffnungen 92a, 92b auf, welche
durch eine geeignete federbelastete Platte 92c geschlossen
werden.
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Sobald der Schalter geschlossen ist,
welches in 6 gezeigt
ist, erstreckt sich ein Strompfad ausgehend von dem Eingangsleiter 43, über das
Adapterteil 60, die Übertragungskontakte 69,
den beweglichen, leitfähigen
Zylinder oder die Muffe 61, den Hauptkontaktring 89, die
ortsfesten Kontakte 83 bis 84 und das Gehäuse 81 zu
dem Ausgangsleiter 44.
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Um den Schalter zu öffnen, wird
die Betätigungsstange 90 zur
linken Seite bewegt, woraufhin sich der leitfähige Zylinder 61 ebenfalls
zur linken Seite bewegt. Der Kontaktring 89 trennt sich
von den Kontakten 83, 84 und es wird in der Folge
zwischen dem Abbrennschaltstück 93 und
dem ortsfesten stangenartigen Abbrennschaltstück 80 ein Lichtbogen
gezündet.
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Sobald sich der Zylinder 61 zur
linken Seite bewegt, bewegt sich die Isolatordüse 95 ebenfalls zur linken
Seite hin. Das zwischen dem ortsfesten Kolben 96 und dem
beweglichen Zylinder 61 eingeschlossene Gas wird komprimiert
und strömt
durch Strömungsbohrungen 90a, 90b in
die Stange 90 sowie durch den Innenraum der Baugruppe 62 in
den Lichtbogenbereich hinein und durch diesen hindurch.
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Nachdem der Adapter 70 die
Schalterbaugruppe 62 trägt,
schwimmt die gesamte Baugruppe und wird durch das Adapter 70 geführt, so
dass die gegenüber
dem Erdpotential isolierenden Stützen klein
und biegsam ausgebildet werden können.
Die Haupthalterung für
die gesamte Schalterbaugruppe wird durch durch die Eingangs- und
Ausgangsisolatoren 41, 42 bereitgestellt. Ferner
können
Herstellungstoleranzen groß ausfallen,
und zwar aufgrund der sich selbst führenden Charakteristik dieser
Konstruktion. Dies bedeutet, dass die Haltestruktur ein Zentrieren
und ein Ausrichten von aus der Toleranz herausfallenden Teilen ohne
Verschleiß oder
hohe Reibung während
des Betriebs ermöglicht.
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Infolge dieser neuen Geometrie erübrigt sich das
Bedürfnis
nach großen
und teuren Isolatoren zur Stützung
der Baugruppe des ortsfesten Kolbens über den Bereich der Schaltstrecke
hinweg. Die Baugruppe, welche den seitlich biegsamen ortsfesten
Kontakt bildet, wird durch die Hauptdüse 95 geführt und
unterstützt,
welche die Schaltstrecke überbrückt. Das Ergebnis
ist eine einfachere Baugruppe mit weniger Teilen und einer verbesserten
Nutzung des sich innerhalb des Kessels befindlichen, zum Schalten
benutzten Gases. Dieses Gas wird zur elektrischen Isolation der
Hochspannungsteile gegenüber
dem Erdpotential der Kesselwandung benutzt, wobei das Gas auch zur
Unterbrechung des während
des Betriebes des Leistungsschalters in diesem erzeugten Lichtbogens
benutzt wird. Die ideale Situation besteht darin, dass sämtliches,
während
des wiederholten Betriebes des Schalters durch diesen hindurchgeführte Gas
im Unterbrecherbereich kühl
und relativ rein gehalten wird. Mit der neuen Konstruktionsform,
die in den 4, 5 und 6 gezeigt ist, wird dieses Ziel weitestgehend
dadurch erreicht, dass jegliche isolierende Unterstützung eliminiert
wird, die dazu tendiert, einen freien Gasfluss durch den Innenraum
des Kessels zu behindern. Auf diese Weise kann insgesamt weniger
Gas benutzt werden.
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Die Baugruppe des Leistungsschalters
vereinfacht sich, weil der vollständig zusammengebaute Schalter,
die Baugruppe 41 des Eingangsisolators und die Baugruppe 44 des
Ausgangsisolators vollständig
außerhalb
des Kessels 53 als Unterbaugruppen montierbar sind. Sie
werden anschließend
einfach in den Kessel 53 eingesetzt, wobei keine Justier- oder
Montagearbeiten innerhalb des Kessels ausgeführt werden müssen. Dies
vermindert den erforderlichen Ar beitsaufwand und ermöglicht die
Benutzung eines kleinen Kessels, weil keine Arbeiten innerhalb des
Kessels 53 ausgeführt
werden müssen.
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Diese Geometrie ermöglicht es
ferner, die Länge
einer Stromübertragung
innerhalb des Schalters im Vergleich zu den zur Zeit benutzten Ausführungsformen
sehr kurz auszubilden. Es befinden sich ferner die Hauptkontakte 89 auf
einem relativ großen Durchmesser,
weil sie auf dem Außendurchmesser der
Komponenten anstelle deren Innendurchmessers angeordnet sind. Dies
vermindert den Widerstand des Strompfades sowie den Temperaturanstieg
der Teile und ermöglicht
bei gegebenem Nennstrom die Verwendung kleinerer Teile. Diese Geometrie
verkürzt
ferner die gesamte Leistungsschalter-Polbaugruppe indem die Isolatoren
oder Durchführungen
näher aneinandergesetzt
werden können. Eine
90°-Anordnung
wird gezeigt, weil diese die optimale Geometrie zur Minimierung
der Kessellänge und
der Anzahl der Teile ist. Andere Formen einer Eingangsgeometrie
sind jedoch möglich.
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Abschirmring
auf der Hauptdüse
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7 zeigt
den Schalter der 6,
wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen. 7 zeigt einen Abschirmring 110,
der an dem ausgangsseitigen Ende der Düse 95 angeordnet ist.
Der Abschirmring 110 steht elektrisch mit dem Ring der ortsfesten
Kontakte 83 bis 84 über Federn 111, 112 in Verbindung,
die nach Maßgabe
einer geringen Reibung gleiten und welche mit einem leitfähigen Zylinder 113 in
Verbindung stehen, der seinerseits mit den Kontaktfingern 83, 84 in
Verbindung steht. Sobald sich die Kontakte öffnen, wird die durch das Feld
in der offenen Schaltstrecke entstehende Beanspruchung zwischen
dem beweglichen Kontakt 89, der eine Ringgestalt aufweist
und der Abschirmung 110 entstehen. Dies vermindert die
elektrische Beanspruchung in der Schaltstrecke, sobald sie mehr
als bis zur Hälfte
geöffnet
ist.
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Insbesondere ermöglicht die Verminderung der
elektrischen Beanspruchung in der offenen Schaltstrecke die Verwendung
kleinerer Komponenten und die Bereitstellung höherer Grenzwerte der Konstruktion.
Dies gilt für
die Lichtbogen unterbrechung und für die dielektrische Widerstandsfähigkeit der
Schaltstrecke, nachdem die Unterbrechung vollendet ist. Es gibt
jedoch Grenzen für
dieses Verfahren der Beanspruchungsreduzierung, sobald einige weitere
ebenfalls geometrische Anforderungen eines Schalters ebenfalls erfüllt werden.
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Eine Verbesserung dieser Grenzwerte
ist dadurch möglich,
dass die leitfähige
Abschirmung 110, welche sich mit der Hauptunterbrecherdüse 95 bewegt,
elektrisch mit der ortsfesten Baugruppe in Verbindung steht. Durch
diese Abschirmung 110 ergibt sich eine in elektrischer
Hinsicht verbesserte Gestaltung der Schaltstrecke, sobald der Schalter
mehr als bis zur Hälfte
geöffnet
ist. Diese Verbesserung erhöht sich
bis der Schalter vollständig
geöffnet
ist. Diese Geometrie ermöglicht
es ferner, dass der bewegliche Zylinder 61 und die ortsfesten
Kontaktfinger 83 bis 84 von größerem Durchmesser sind als
dies ansonsten möglich
wäre, eine
wünschenswerte
Bedingung für die
Stromübertragung
und das interne Gasvolumen des Schalters. Der letztendliche Effekt
besteht darin, dass eine Verminderung der globalen Größe des Schalters
bei einer gegebenen Nennspannung ermöglicht wird, ohne dass ein
Verlust an dielektrischer Widerstandsfähigkeit eintritt.
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Die elektrische Verbindung zu der
stationären
Seite kann auf mehreren Wegen ausgeführt sein. 7 zeigt eine getrennte gleitfähige, einen
niedrigen Widerstand aufweisende Kontaktfeder und eine direkte Verbindung,
sobald der Schirm durch die Hauptstromkontakte gleitet. Ein biegsamer
Draht, der in einem gleitfähigen
Kontakt mit dem Zylinder 113 steht, sobald die Kontakte
offen sind, kann auch benutzt werden. Diese elektrische Verbindung
ist deshalb von Bedeutung, da der Schirm auf dem gleichen elektrischen
Potential wie die stationären
Kontakte (8 ) gehalten
wird. Auf diese Weise wird jegliche Möglichkeit einer örtlichen
Lichtbogenbildung an der Schnittstelle zwischen dem Schirm und dem
ortsfesten Kontakt unterbunden und die Wirksamkeit des beweglichen
Schirmes 110 verbessert.
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Diese Verbesserung kann bei jeder
Nennspannung oder bei jedem Nenn-Ausschaltstrom verwendet werden.
Vorzugsweise besteht der Schirm aus Alumi nium, um das Gewicht zu
minimieren – andere
Materialien metallischer und nichtmetallischer Art sind jedoch möglich.
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Eine andere Ausführungsform des Schirmes ist
in 8 gezeigt, und zwar
in der Form eines zweiteiligen Schirmes 120–121, wobei ein Schirmteil 121 die
gleitfähigen
Kontakte 111 bis 112 enthält. Die untere Hälfte der 8 zeigt die abgeschirmte,
völlig geöffnete Schaltstrecke,
welches die elektrische Beanspruchung über die offene Schaltstrecke
vermindert.
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Zur Mischung
von Gas benutzte bewegliche Platte
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Die 7 und 8 zeigen eine neuartige Mischplatte 130,
die mit Abstand von dem beweglichen Schirm 110/120 angeordnet
und mit diesem verschraubt ist und zusammen mit einer Düse 95 bewegbar
ist. Die Platte 130 ist vorzugsweise eine runde Scheibe,
welche eine zentrale Öffnung 131 haben kann
oder auch nicht, wie in 8 gezeigt.
Die Platte 130 kann aus jedem, gegenüber hohen Temperaturen beständigen Werkstoff
bestehen, z. B. aus Stahl. Die Funktion der Platte 130 besteht
darin, heißes Gas
aus der Schaltstrecke während
einer Schaltkreisunterbrechung turbulent in das Mischvolumen einströmen zu lassen,
und zwar innerhalb des Gehäuses 81,
um mit kaltem Gas gemischt zu werden, bevor dieses Gas andere Bereiche
innerhalb des Schaltergehäuses
erreicht, welches einer Hochspannungsbeanspruchung ausgesetzt ist.
Insbesondere wird der Lichtbogen in dem Leistungsschalter während des Öffnens erzeugt,
wobei eine erfolgreiche Unterbrechung des Stromflusses in hohem
Maße von
einer schnellen Strömung
eines Kühlgases
SF6 durch den Lichtbogen abhängt. Das
die Hauptschaltstrecke verlassende erhitzte Gas, welches aus der Hauptdüse 95 austritt,
muss gekühlt
werden, bevor es in einen, einer Spannungsbeanspruchung ausgesetzten
Bereich einströmt.
Dieses Kühlen
wird oft durch Verwendung einer ortsfesten Mischplatte erreicht,
wobei das hinter der Platte und um die Platte herum geführte Gas
eine turbulente Strö mung
erfährt,
welches eine gute Mischung mit kälterem
Gas auf diesem Pfad zur Folge hat. Dieses Verfahren erfordert ein
relativ großes
Volumen an Kühlgas
in dem Strömungspfad,
der sich innerhalb des Hauptschalterteils 53 befindet.
Ein großes,
nicht benutztes Volumen wird auf diesem Wege benötigt, welches keinem anderen
Zweck dient.
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Die Mischplatte der Erfindung erlaubt
die Benutzung eines geringeren Gasvolumens und auf diese Weise einer
kleineren Schalterstruktur.
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Während
des Betriebes bewegen sich die Hauptdüse und die Platte 130 mit
dem Schalterzylinder 61, sobald dieser in die Öffnungsstellung
bewegt wird. Ein beträchtliches
Volumen wird deshalb durch die Düsenbaugruppe
freigesetzt, in welche Kühlgas eingeführt wird.
Das erwärmte
Gas aus dem Lichtbogenbereich wird aus der Düse ausströmen, und zwar während der
Mitte des Hubes des Schalters und mit dem jetzt größeren Volumen
an gebildetem Kühlgas gemischt.
Eine turbulente Mischung wird verbessert, weil sich das Kühlgas bereits
in Bewegung befindet, und zwar aufgrund der Einsaugwirkung, so dass
die Mischung vollständiger
wird. Dies vermindert eine Oberflächenerosion von Teilen des
Innenraumes des Schalters, welche ansonsten durch die Strömung des heißen Gases
verursacht werden würde,
falls dieses nicht gleichförmig
und schnell gekühlt
wird.
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Die Konstruktion der Baugruppe des
mit einer beweglichen Platte 130 ausgerüsteten Schalters ist ebenfalls
einfacher als eine solche, bei welcher eine ortsfeste Platte benutzt
wird. Die bewegliche Platte 130 ist unmittelbar an der
beweglichen, die Düse 95 umfassenden
Baugruppe befestigt, welche auf einer Werkbank während der Produktion oder während Instandsetzungsarbeiten
im praktischen Betrieb montierbar ist. Eine ortsfeste Platte befindet sich
oft tief innerhalb der Struktur des Schalters, ist demzufolge schwer
zugänglich
und eine Überprüfung und
ein Austauschen gestalten sich schwierig.
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Die Gestalt der Platte entspricht
gewöhnlicherweise
einer runden Scheibe, welche mit einer zentralen Bohrung oder ohne
eine solche versehen ist, wobei ihre Größe dahingehend bemessen ist, dass
eine korrekte Strömung
und Turbulenz erzielt werden. Andere Formen sind möglich, und
zwar in Abhängigkeit
von der besonderen Konstruktion des Unterbrechers und den Anforderungen
der Gasströmung.
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Obgleich die vorliegende Erfindung
unter Bezugnahme auf besondere Ausführungsformen derselben beschrieben
worden ist, sind viele weitere Variationen und Veränderungen
möglich
und andere Nutzungsformen werden sich dem Fachmann erschließen. Vorzugsweise
ist die vorliegende Erfindung daher nicht durch die spezielle vorstehende
Beschreibung, sondern nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt.