DE7526604U

DE7526604U - Elektrischer Trennschalter für Wechselstromleitungen

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Publication number: DE7526604U
Application number: DE7526604U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 1974-08-27
Filing date: 1975-08-22
Publication date: 1976-03-11
Also published as: JPS5158852U; CA1047585A; US4034175A; JPS5826434Y2

Description

Jean-Louis GRATZMULLER, Neuilly sur Seine / Prankreich

Elektrischer Trennschalter für Wechselstromleitungen

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Trennschalter für Wechselstromleitungen mit einer den festen und den ■ beweglichen Kontakt zum Öffnen und Schließen des Schalters umschließenden und mit einem insbesondere durch ein druckverflüssigtes Gas wie SF_ß gebildeten flüssigen Dielektrikum angefüllten Trennkammer, in der das Gas ständig unter einem im wesentlichen konstanten Druck gehalten wird.

Schwefelhexafluorid (SF₆), das gasförmig ist, hat sich im druckverflüssigten Zustand sehr gut für derartige Trennschalter als Dielektrikum bewährt·

Unter den Trennschaltern dieser Gattung bezieht sich die Erfindung speziell auf solche, bei denen der bewegliche Xontakt mit Druck unter der Einwirkung eines Schubbetäti-

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gungsorganes am festen Kontakt in der Schließstellung des Schalters anliegt und bei denen der bewegliche Kontakt von , einem axialen Kanal durchsetzt ist, der eine Funkenlösch-

_t düse fur das flüssige Dielektrikum bildet und in der Nachbarschaft der Kontakte im Bereich zwischen den Kontakten mündet. Bei derartigen Schaltern wird die Funkenlöschung im Moment der Öffnung der Kontakte durch eine intensive Zentripetalströmung des aus der Trennkammer abfließenden flüssigen Dielektrikums bewirkt.

Trennschalter dieser Gattung sind insbesondere aus den französischen Patentschriften 1 430 333, 1 537 673 und 2 154 928 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Trennschaltern dieser Gattung eine verbesserte und insbesondere eine zeitlich verlängerte Funkenlöschung zur wirksamen Unterbrechung des Wechselstromes zu erzielen.

Bei diesen bekannten Trennschaltern arbeitet die Funkenlöschung lediglich während der Zeitdauer der Entfernung des beweglichen Kontaktes, die bei derartigen Trennschaltern sehr kurz ist, beispielsweise in der Größenordnung von 1 bis 3 Millisekunden liegt, da mit Rücksicht auf die dielektrische Qualität von SF₆ im flüssigen Zustand der Abstand der Kontakte in der üffenstellung sehr klein sein kann, beispielsweise in der Größenordnung von 10 Millimetern für eine Spannung von 200 Kilovolt liegt. Eine solche Funkenlöschung arbeitet sehr gut bei Trennschaltern für Gleichstrom.

Im Falle einer Unterbrechung von Wechselstrom etwa von industriellen Frequenzen oder höheren Frequenzen kann der Funke lediglich beim Nulldurchgang des Stromes gelöscht

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v/erden, so daß also die Funkenlöschung nach dem Erreichen der Offenstellung des beweglichen Kontaktes verlängert wer- ,

den muß, um den Funken sicher zu löschen. ι

Mit der vorliegenden Erfindung wird nun ein Trennschalter mit ultra-schneller Öffnung geschaffen, bei dem jedoch der Vorgang der Funkenlöschung ausreichend verlängert ist, um auch bei Wechselstrom den Funkenbogen sicher zu löschen, wobei gleichzeitig die Kontakte gekühlt und das flüssige Dielektrikum vollständig entionisiert wird.

Diese Aufgabenstellung wird bei einem elektrischen Trennschalter für Wechselstromleitungen mit einer den festen und den beweglichen Kontakt umschließenden und mit einem insbesondere durch ein druckverflüssigtes Gas wie SF_fi gebildeten flüssigen Dielektrikum angefüllten Trennkammer, bei dem der bewegliche Kontakt alleine durch eine axiale Andruckkraft gegen den festen Kontakt in der Schließstellung des Trennschalters unter dem Einfluß eines Schubantriebes gedruckt ist und bei dem der bewegliche Kontakt von einem axialen Kanal durchsetzt ist, der eine vom flüssigen Dielektrikum zentripetal durchströmte Funkenlösch— düse bildet» die in der Nachbarschaft der Kontakte und zwischen diesen mündet, dadurch gelöst, daß der bewegliche Kontakt an einem ersten Kolben vorgesehen ist, der mit einem koaxial angeordneten zweiten Kolben, dem Funkenlöschkolben, zusammenarbeitet, wobei die beiden Kolben ineinander gleitbeweglich gelagert sind und als Ganzes in einer Bohrung gleitbeweglich sind, die den Boden der Trennkammer durchsetzt, daß jeder der beiden Kolben eine vom druckverflüssigten Dielektrikum in der Trennkammer beaufschlagte Fläche aufweist, daß die aus den beiden Kolben bestehende Baugruppe durch den Schubantrieb steuerbar ist und daß Anschläge den H\ib des ersten Kolbens auf einen kleineren Wert als denjenigen des zweiten Kolbens begrenzen, so daß die Funken-

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löschung während einer Zeitspanne verlängert wird, die in dem Moment beginnt, wenn der am ersten Kolben gelagerte bewegliche Kontakt seinen Maximalabstand vom festen

, Kontakt erreicht hat.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist der erste Kolben, der den beweglichen Kontakt trägt, als Ringkolben nach Art eines Hohlzylinders ausgebildet, der in der Bohrung gleitet, ist der zweite Kolben als Vollkolben ausgebildet, der im Inneren des ersten Kolbens gleitet und zwischen einer seiner Wirkflächen und der dem beweglichen Kontakt gegenüberliegenden Fläche eine Hilfslöschkammer mit variablem Volumen bildet, die mit der Trennkammer über dem Kanal in Verbindung steht, und wirkt der Schubantrieb auf den zweiten Kolben.

Dadurch wird erreicht, daß der Antrieb, beispielsweise die Kolbenstange eines hydraulischen Steuerzylinders, während eines Teiles seines Bewegungsweges Relativbewegungen gegenüber dem beweglichen Kontakt durchführen kann, daß also beim Öffnen des Trennschalters der Löschkolben sich im Löschzylinder weiterbewegen kann, nachdem der bewegliche Kontakt seine Öffnungsendstellung im Abstand vom festen Kontakt erreicht hat, so daß das Volumen der Hilfslöschkammer vergrößert wird und so in der Löschdüse während einer ausreichenden Zeitspanne eine intensive Zirkulation des flüssigen Dielektrikums aus der Trennkammer erzielt wird. Wie weiter unten noch näher erläutert werden wird, ist auch bei dem Schließen des Trennschalters der Antrieb während eines Teiles seines Bewegungsweges gegenüber dem beweglichen Kontakt relativ beweglich.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung liegen die beiden Kolben spiegelbildartig einander qeqenüber, wodurch

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nicht nur alleine eine Verlängerung der Funkenlöschung

nach dem Erreichen des Maximalabstandes des beweglichen Kontaktes, sondern darüberhinaus in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ein Einsetzen der Funkenlöschung bereits dann erzielt wird, wenn der bewegliche Kontakt sich vom festen Kontakt zu entfernen beginnt.

Nach dieser Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Kolben, der Löschkolben, ein Ringkolben, in dessen Inneren der erste Kolben mit dem beweglichen Kontakt gleitet. Dadurch wird eine Hilfslöschkammer geschaffen, deren Volumen sich bereits beim Beginn der Bewegung der aus den beiden Kolben und dem beweglichen Kontakt gebildeten Baugruppe in Richtung auf eine Abstandsvergrößerung der Kontakte ändert.

Die Erfindung ist ebensogut bei solchen Trennschaltern anwendbar, bei denen die Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktes formschlüssig durch einen Schubantrieb od. dgl. erzeugt wird, wie auch bei solchen Trennschaltern, bei denen, wie stets möglich, ein elastischer Schaltantrieb (beispielsweise eine Gasfeder) eingesetzt ist, der bei Freigabe der Antriebsglieder den beweglichen Kontakt vom festen Kontakt entfernt, wie auch schließlich bei solchen Trennschaltern, bei denen derartige elastische Schaltglieder ausschließlich durch die Volumenelastizität des flüssigen Dielektrikums SF, gebildet sind, welches in der Trennkammer enthalten ist und welches den beweglichen Kontakt wegzustoßen sucht, so wie dies bei den weiter oben erwähnten bekannten Trennschaltern der Fall ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnunq, insbesondere in Verbindung mit den zusätzlichen Ansprüchen.

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-^b - γ\

ι ₍ Es zeigt

, Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Trenn-

_t schalter in seiner Schließstellung,

j » Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Schalter gemäß Fig. 1

in seiner Offenstellung,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters in seiner Offenstellung in einer Darstellung gemäß Fig. 2,

Fig. 4 bis 6 Teilschnitte durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalters in Schließstellung, während der Öffnungsbewegung und in Offenstellung.

Der in Fig. 1 veranschaulichte Trennschalter weist einen Gehäusekörper 2 vorzugsweise aus Metall auf, in dessen Innenraum eine Trennkammer 4 gearbeitet ist. Die Trennkammer 4 umschließt einen festen Kontakt 6 und einen beweglichen Kontakt S. Der feste Kontakt 6 ist mit einer der Klemmen 10 des Trennschalters durch eine elektrisch leitende Verbindungsstange 12 verbunden, die von Isolierrohren 14-14' umgeben ist. Der bewegliche Kontakt 8 ist elektrisch mit der anderen Klemme 16 des Trennschalters durch einen Gleitzylinder 18 und eine Metallitze 20 verbunden, wie dies im Folgenden noch im einzelnen erläutert ist.

Die Trennkammer 4 ist mit verflüssigtem SF^ angefüllt, welches ständig unter einem erheblich über dem kri.tisch.en Druck (36,bat bzw. 36,1 liar für SFg) liegenden Druck, beispielsweise dem 2- bis 10- fi-i^hen .-Μ^ς^_ς Dv-urkr^, nchalten ist, wobei dieser Druck durch geeignete Mittel aufrechterhalten wird, die in den einleitend erwähnten Druckschriften erläutert und nicht näher dargestellt sind. j

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ΐ ■:

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, Zunächst wird eine Ausführungsform erläutert, in der die :

\ , Volumenelastizität des verflüssigten SF_ß zur Erzeugung -

der Schaltbewegung des Schalters in die Offenstellung ·

j nutzt wird; in diesem Fall kann der Druck des Dielektri- ;

kums in der Größenordnung von 200 bis 400 bar gewählt wer- ] den. ;

f Der bewegliche Kontakt 8 ist mit einem axialen Kanal 22

y versehen und am Hohlzylinder 18 befestigt, der dicht in

einer Bohrung 23 im Boden 24 des Gehäusekörpers 2 des Trennschalters gleiten kann.

Im Inneren des Zylinders 18 kann ebenfalls dicht ein Kolben 26 gleiten, der durch einen im vorliegenden Beispiel durch die Kolbenstange 28 eines hydraulischen Steuerzylinders 30 gebildeten Antrieb angetrieben ist.

In der Schließstellung des Trennschalters, die in Fig. 1 dargestellt ist, liegt der bewegliche Kontakt 8 unter Druck am festen Kontakt 6 an. Der Anpreßdruck wird durch den hydraulischen Steuerdruck im Steuerzylinder 30 aufrechterhalten und mittels der Kolbenstange 28, die einen Schubantrieb bildet, und den Löschkolben 26 der in dieser Stellung an der Innenfläche des beweglichen Kontaktes anliegt, auf den beweglichen Kontakt 8 übertragen. Der bewegliche Kontakt 8 ist so wie in dem festen Kontakt 6 gegen die volumetrische Elastizität des in der Trennkammer 4 enthaltenen flüssigen } SF₆ gedrückt, wobei die Elastizität des SF₆ den beweglichen I Kontakt aus der Trennkammer herauszudrücken sucht. '

Die Oberseite des Löschkolbens 26 bildet mit der Unterseite des beweglichen Kontaktes 8 eine Hilfslöschkammer 32, ' ·: die mit dem Innenraum der Trennkammer 4 lediglich über den ; axialen Kanal 22 im beweglichen Kontakt 8 in Verbindung steht.

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/ Mittels eines hydraulischen Steuersystemes 32, welches in f

< den Fig. 1 und 2 nur Beispielhaft dargestellt ist, wird , die Überführung des Trennschalters in die Offenstellung

, dadurch erreicht, daß der hydraulische Steuerzylinder 30

druckentlastet wird, wozu ein Steuerventil 36 in seine in Fig. 2 dargestellte Offenstellung überführt wird.

Sobald das im hydraulischen Steuerzylinder 30 enthaltene • Drucköl druckentlastet ist, verschwindet die Andruckkraft des beweglichen Kontaktes 8 und bewegt sich die aus dem beweglichen Kontakt 8, dem Zylinder 18 und dem Kolben 26 bestehende Baugruppe ohne relative Lageänderungen ihrer Bauteile zueinander unter dem Einfluß des Druckes des SF,-

ι auf der Ringfläche des beweglichen Kontaktes 8 und auf

< der Oberfläche des Löschkolbens 26 nach unten.

Der bewegliche Kontakt bewegt sich somit vom festen Kontakt bis zum Erreichen seines Maximalabstandes weg, der durch geeignete Anschläge definiert ist, beispielsweise durch einen Anschlag des unteren Randes 38 des Zylinders 18 an einer Druckfläche 40 im unteren Bereich des Gehäusekörpers 2, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist.

Während dieses ersten Abschnittes der Öffnung des Schalters, füllt das flüssige SFg unter dem Einfluß seiner volumetrischen Elastizität den Zwischenraum zwischen den beiden Kontakten aus und zentriert den Funkenbogen im wesentlichen in der Achse der Kontakte.

Der Druck des SF,- -wirkt -weiterhin auf die obere Fläche des

Kolbens 26, der veiter nach unten gedrückt wird und dabei ■über die Kolbenstange.28 den Kolben des Steuerzylinders 30 , ^f zurückstößt, aus dem Druckflüssigkeit über das offene Ventil 36 -weiter in einen Niederdruckspeicher 42 fließt.

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Während dieses zweiten Abschnittes der Öffnung des Trennschalters bewegt sich somit der Kolben 26 getrennt vom beweglichen Kontakt 8 und vom Löschzylinder 18, wobei das

Volumen der Löschkammer 32 anwächst und sich eine starke ι

Zentripetalströmung entsprechend den Pfeilen 44 in Fig* 2 zwischen der Trennkammer 4 und der Löschkammer 32 einstellt. Die einander gegenüberliegenden Oberflächen der beiden Kontakte bilden zusammen mit dem axialen Kanal 22 einen düsenartigen Durchtritt, durch den hindurch das flüssige Dielektrikum geleitet wird und dabei den Funkenbogen einer starken Turbulenz und einer energiereichen Löschung unterwirft. Die Löschung kann somit nach dem Erreichen des Endabstandes der beiden Kontakte über eine ausreichende Zeitspanne verlängert werden, wodurch der Funkenbogen beim nächsten Nulldurchgang des Stromes gelöscht wird.

Die Bauteile können dabei so angeordnet und angetrieben werden, daß der zweite Abschnitt der Schalteröffnung (Löschung) sirh über eine Zeitspanne von beispielsweise dem Drei- bis Sechsfachen der Dauer des ersten Schaltabschnittes (gegenseitige Entfernung der Kontakte) erstreckt.

Um den Trennschalter wieder zu schließen, wird der hydraulische Steuerdruck in den Zylinder 30 eingebracht, wofür nach dem Schließen des Ventiles 36 eine an sich bekannte, nicht näher dargestellte Einrichtung vorgesehen ist, so daß der Löschkoiben 26 wieder nach oben fährt gegen die Unterseite des beweglichen Kontaktes und diesen erneut gegen den festen Kontakt anlegt, wobei dieser Schließvorgang gegen die volumetrische Elastizität des SF_g in der Trennkammer 4 erfolgt.

Bei dem soeben erläuterten Ausführungsbeispiel dient alleine die volumetrische Elastizität des flüssigen SF₆ als Federantrieb für die Überführung des Trennschalters in die Offen-

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,3 , ti*

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- 10 -

Stellung. Bei einer mit gestrichelten Linien in Fig. 1

veranschaulichten Abwandlung kann auch ein Hydraulikakkunullator 46, beispielsweise ein hydro-pneumatischer Akkumulator, eingesetzt werden, dessen einer Abschnitt 48, der mit der Trennkammer 4 über eine ungedrosselte Leitung 50 in Verbindung steht, mit SF₆ in flüssigem Zustand gefüllt ist, während der andere Abschnitt 52 mit einem Druckgas gefüllt ist, beispielsweise mit Stickstoff oder Helium.

Bei einem erfindungsgemäßen Trennschalter kann die hydraulische Steuerung auf irgendeine bekannte Weise erfolgen, wobei lediglich wesentlich ist, daß ein schnelles Ansprechen auf das Steuersignal erreicht ist. Die Steuereinrichtung 34, die teilweise in Fiq. 1 darqestellt ist, ist von einer Bauart gemäss Patentanmeldung P 25 12 4Ü0.5·

Ergänzend sei hierzu erläutert, daß die Steuereinrichtung im wesentlichen ein schnell ansprechendes Elektroventil zur Druckentlastung mit kleinem Strömungsquerschnitt 54 aufweist, welches die Öffnung einer Aufeinanderfolge von Druckentlastungsventilen mit wachsenden Querschnitten steuert, deren letztes das Ventil 36 des Steuerzylinders 30 ist*

Bei der in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform ist der vom Axialkanal 22 durchsetzte bewegliche Kontakt 8¹ an einem ersten Kolben 56 vorgesehen, der im Inneren eines zweiten Kolbens 58 zur Löschung gleitbeweglich gelagert ist. Der Löschkolben 58 ist in diesem Falle ein Ringkolben, der mittels einer Dichtung 60 abgedichtet in der Bohrung 23 im Boden 24 der Trennkammer 4 des Trennschalters gleiten kann. Eine dichtende Anlage zwischen dem Kolben 56 und dem Ringkolben 58 wird über eine Dichtung 62 gewährleistet.

Der Grundkörper 64 des beweglichen Kontaktes 8' ist ebenfalls gleitbeweglich in der Bohrung 23 gehalten, wobei eine

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■: Dichtung 66 lediglich am Grundkörper 64 des beweglichen

I ' Kontaktes eine Abdichtung gegenüber der Bohrung 23 gewähr-

] ' leistet. Die Ringfläche 68 des Löschkolbens 58 begrenzt

}., ' in der Bohrung 23 mit der gegenüberliegenden Ringfläche

I · des Grundkörpers 64 des beweglichen Kontaktes eine Hilfs-

f löschkammer 32' mit variablem Volumen, die über den Kanal

ii mit der Trennkammer 4 in Verbindung steht.

I Am beweglichen Kontakt sind Anschläge, beispielsweise ein

Jj flanschförmiger Kragenteil 72, vorgesehen, die den Hub des

I " beweglichen Kontaktes auf einen geringeren Wert als den

( Hub des Löschkolbens 58 begrenzen, wobei der Hub des Lösch-

I kolbens 58 durch einen Anschlag 74 begrenzt ist.

ί ' Der Antrieb des Trennschalters, beispielsweise ein Hydraulik-.

I ' zylinder bzw. -kolben 30' wirkt beim Schub gemeinsam auf

j ' beide Kolben 56 und 58.

Die Arbeitsweise wird nachfolgend im einzelnen anhand des Ausführungsbeispieles nach den Fig. 4 bis 6 erläutert, wobei anzumerken ist, daß in der Schließstellung die Kanuner 32' ein Minimalvolumen aufweist. Wenn der Druck im Zylinder 30' abgebaut wird, so drückt der Druck des Dielektrikums die aus dem Kolben 56 und 58 bestehende Baugruppe nach unten, j bis der Bewegsweg des beweglichen Kontaktes 8¹ durch den

\ Anschlag begrenzt -wird, wonach während eines zweiten Be-

i ' vegungsabschnittes der Ringkolben 58 alleine ^eiterbewegt

I * wird, so daß das Volumen der Kammer 32 vergrößert und eine

I intensive Zentripetalströmung des Dielektrikums zur Löschung

im Sinne der Pfeile 44 erzeugt wird. Die Löschung wird somit verlängert bis der Löschkolben 58 an seinem Anschlag 74 anschlägt .

Ein Ansaugkanal 76 verhindert einen Druckabfall im Volumen 78, welches bei der Überführung in die Offenstellung zwischen den

Kolben erzeugt wird. Gleitkontakte oder eine biegsame \\

Litze sichern in nicht näher dargestellter Weise den Stromdurchgang vom beweglichen Kontakt bis zum Boden 24 der Trennkammer und zur Ausgangsklemme des Trennschalters.

Bei der soeben beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Löschung über eine verlängerte Zeitspanne hinweg, beginnt jedoch erst dann, wenn der bewegliche Kontakt 8¹ seine Endstellung in der Offenstellung des Trennschalters erreicht hat.

Anhand der Fig. 4 bis 6 wird nunmehr eine Ausführungsform erläutert,, bei der die Löschung bereits dann beginnt, wenn der bewegliche Kontakt sich vom festen Kontakt zu entfernen beginnt und bei der die Löschung über den Moment hinaus weitergeführt ist, an dem der bewegliche Kontakt seine Endstellung in der Offenstellung des Trennschalters erreicht hat.

Auch bei dieser Ausführungsform ist der Löschkolben 58 ein Ringkolben, der abgedichtet in der Bohrung. 23' im Boden 24 gleitet. Der Kontakt 8" ist fest mit dem ersten Kolben 56 verbunden,, der abgedichtet im Inneren des Löschkolbens gleitbeweglich gehalten ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch weist die Bohrung 23' einen Abschnitt großen Durchmessers auf, der den Ringkolben 58 aufnimmt, und einen zweiten Abschnitt 23" kleineren Durchmessers, der ein Zwischenstück 64* aufnimmt, welches den beweglichen Kontakt 8" mit dem ersten Kolben 56 verbindet.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 4 bis 6 weist das Zwischenstück 64' denselben Durchmesser wie der Kolben 56 \\ auf, jedoch können diese Durchmesser unterschiedlich sein. H

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Eine Dichtung 66 dichtet am Durchgang des Zwischenstückes 64 \ durch den Abschnitt 23· der Bohrung ab und ein Gleitkontakt 80 sichert den Stromübergang vom beweglichen Kontakt bis zur Ausgangsklemme des Trennsehalters über den Boden der Trennkammer 4 hinweg.

Das Zwischenstück 64' wird von einem Kanal 82 durchsetzt, der mit dem Axialkanal 22 des beweglichen Kontaktes und mit der Löschkammer 32' mit variablem Volumen in Verbindung steht (vgl. Fig. 5 und 6).

Zur Vereinfachung des Aufbaues und der Montage des Trennschalters kann der Abschnitt 23' verminderten Durchmessers der Bohrung nicht unmittelbar in den Boden der Trennkammer eingeschnitten, sondern vielmehr in einem Verbindungsstück vorgesehen sein.

Die Löschkammer 32· mit variablem Volumen ist durch die obere Ringfläche 68 des Löschkolbens und die gegenüberliegende feste Ringfläche 86 begrenzt, die Teil des Bodens 24 der Trennkammer ist bzw. Teil des Einbaustückes 84, wenn ein solches benützt wird.

In der Schließstellung des Trennschalters, die in Fig. 4 veranschaulicht ist, übt der hydraulische Antriebszylinder 30' bzw. eine Kolbenstange dieses Zylinders Druckkraft auf die Unterseite des Kolbens 56 aus und hält damit den beweglichen Kontakt 8" in Anlage am festen Kontakt 6 gegen den Druck des Dielektrikums in der Trennkammer 4. Gleichzeitig wirkt der Antriebszylinder 30' auch auf die Unterseite des ringförmigen Löschkolbens 58 und hält diesen Kolben in seiner obersten Stellung, wobei auch auf diesen Kolben von dem Druck des Dielektrikums eine nach unten gerichtete Druckkraft ausgeübt wird, die durch den über die Kanäle 22 und 82 auf seine ringförmige Obersei-

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te 68 einwirkende Druck erzeugt wird.

In dieser Stellung ist das Volumen der Löschkammer 32' minimal .

Zur Überführung des Trennschalters in die Offenstellung wird der Antriebszylinder 30¹, dessen Kolben von unten gegen die beiden Kolben 56 und 58 drückt und diese gegen den Gegendruck des Dielektrikums belastet, druckentlastet. Während des ersten Abschnittes der Schaltbewegung werden die beiden Kolben 56 und 58 gemeinsam zurückgeschoben, als seien sie verbunden, bis der bewegliche Kontakt seinen Maximalabstand vom festen Kontakt erreicht hat und der Anschlag 72 des festen Kontaktes gegen den Boden der Trennkanuner anschlägt (vgl. Fig. 5). Während dieses ersten Abschnittes der Schaltbewegung wächst das Volumen der Kammer 32', wodurch bereits zu Anfang der Auseinanderbewegung der Kontakte die Zentripetalströmung des flüssigen Dielektrikums erzeugt wird, die durch die Pfeile 44 veranschaulicht ist. Diese Zentripetalströmung zentriert den Funkenbogen zwischen den beiden Kontakten, so daß er nicht ziellos in der Trennkammer wandert, wie dies bei einer Strömung und Löschung im entgegengesetzten Strömungssinne der Fall wäre.

In dieser in Fig. 5 veranschaulichten Stellung hat der bewegliche Kontakt seinen Maximalabstand vom festen Kontakt erreicht und ist durch den Anschlag 7? festgelegt, während der Ringkolben 5ö, dessen eingestellter Hubweg größer ist und der immer noch unter dem Druck des flüssigen Dielektrikums steht-, sich gegen den Antriebszylinder 30' weiter nach unten bewegt. Das Volumen in der Kammer 32' wächst somit weiter und die Löschung ist somit verlängert, wobei eine Löschströmung gemäß den Pfeilen 44 erfolgt, bis der Ring-

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kolben 58 seine beispielsweise durch den Anschlag 74 (vgl. Fig. 6) festgelegte Hubendsteilung erreicht hat. *

Durch Saugkanäle 76-77 wird ein Druckabfall in dem zwischen dem Kolben erzeugten Volumen 78 vermieden.

Wenn wieder in die Schließstellung geschaltet werden soll, so wird der hydraulische Antriebszylinder 30" unter Druck gesetzt, der in einem ersten Schaltabschnitt lediglich den Löschkolben 58 bis in die Stellung gemäß Fig. 5 erneut anhebt. Während eines zweiten Schaltabschnittes schiebt der Antriebszylinder 30' die aus den beiden Kolben 56 und 58 bestehende Baugruppe solange nach oben, bis erneut der bewegliche Kontakt am festen Kontakt angedrückt ist und so der Trennschalter geschlossen ist.

Während dieser Schaltbewegung nimmt das Volumen der Kammer 32^s ab und wird das darin enthaltene Volumen an flüssigem Dielektrikum in einer etwa im Gegensinn der Pfeile 44 verlaufenden Strömung wieder in die Trennkammer zurückgedrückt.

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Claims

(Neue) Schutzansprüche:

1. Elektrischer Trennschalter für Wechselstromleitungen mit einer den festen und den beweglichen Kontakt umschliessenden, mit einem insbesondere durch ein druckverflüssigtes Gas wie SFg gebildeten flüssigen Dielektrikum angefüllten Trennkammer, dessen beweglicher Kontakt mittels eines Schubantriebes ausschliesslich durch Axialdruck in der Schliessstellung gegen den festen Kontakt gedrückt ist, wobei der bewegliche Kontakt von einem eine Löschdüse mit zentripetaler Strömung des flüssigen Dielektrikums bildenden Axialkanal durchsetzt ist, der in der Nachbarschaft der beiden Kontakte sowie zwischen diesen mündet, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Kontakt (8; 8»; 8^I!) an einem ersten Kolben (18; 56) vorgesehen ist, der mit einem zweiten, zum ersten Kolben koaxialen Löschkolben (26; 58) zusammenwirkt, wobei die beiden Kolben ineinander und die aus beiden koaxialen Kolben gebildete Baugruppe in einer Bohrung (23; 23', 23"). die den Boden (24) der Trennkammer (4) durchsetzt, verschieblich sind, dass Jeder der beiden Kolben eine mit der das unter Druck stehende Dielektrikum enthaltenden Trennkanäiaer

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(4) über einen Druckmittel-Durchlass verbundene Fläche (z.B. 68) aufweist, und dass ein Anschlag (40; 72) zur Begrenzung des Hubweges des ersten Kolbens (18; 56) auf einen geringeren Wert als den Hubweg des zweiten Kolbens (26; 58) vorgesehen ist.

2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (18), der den beweglichen Kontakt (8) aufweist, ein durch einen in der Bohrung (24) gleitbeweglich gehaltenen Hohlzylinder gebildeter Ringkolben ist, dass der zweite Kolben (26) ein im Inneren des ersten Kolbens gleitbeweglich gelagerter Vollkolben ist, der zwischen einer seiner Flächen und der gegenüberliegenden Fläche des beweglichen Kontaktes (8) eine Hilfslöschkammer (32) variablen Volumens bildet, die über dem Kanal (22) mit der Trennkammer (4) in Verbindung steht, und dass die Antriebseinrichtung (30) auf den zweiten Kolben wirkt.

3. Trennschalter nach Anspruch Λ _t dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, als Löschkolben dienende Kolben (58) ein in der Bohrung (23; 23') gleitbeweglich gelagerter Ringkolben ist, dass der erste, den beweglichen Kontakt (8¹; 8¹') aufweisende Kolben (56) im Inneren des zweiten Kolbens gleitbeweglich gelagert ist, und dass die Ringfläche (68) des zweiten Kolbens in der Bohrung (23; 23') eine Hilfslöschkammer (32¹) variablen Volumens begrenzt, die über den den beweglichen Kontakt durchsetzenden Kanal (22) mit der Trennkammer (4) in Verbindung steht, wobei die Antriebseinrichtung (30¹) auf beide Kolben gemeinsam einwirkt.

4. Trennschalter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfslöschkammer (32·) an der der Ringfläche

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(68) des zweiten Kolbens (58) gegenüberliegenden Seite wenigstens teilweise durch eine Ringfläche (70) des ersten Kolbens (56) bzw. des beweglichen Kontaktes (8·) begrenzt ist.

5. Trennschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (23¹) einen ersten Abschnitt grossen Durchmessers besitzt, der den Durchmesser des zweiten Kolbens (58) aufweist, und einen zweiten Abschnitt (23¹¹) kleineren Durchmessers, wobei die Hilfslöschkammer (32·) an der der Ringfläche (68) des zweiten Kolbens (58) gegenüberliegenden Seite wenigstens teilweise durch eine feste Ringfläche (86) begrenzt ist, die Teil des Bodens (24) der Trennkamiaer (4) ist, in welcher die Bohrung (23') vorgesehen ist.

6. Trennschalter nachAnspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (23««) der Bohrung (23¹) den Durchmesser des ersten Kolbens (56) aufweist.

7. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (30; 30'·) durch einen Hydraulikzylinder gebildet ist, dessen Kolbenstange (28) unmittelbar einen der Kolben (26; 5&) druckbeaufschlagt.

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