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Elektrischer Stromunterbrecher, insbesondere Schalter, mit Lichtbogenlöschung
durch ein strömendes Druckmittel, wie Druckgas Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
die Abschaltleistung von elektrischen Strornunterbrechern, insbesondere von Schaltern,
mit Lichtbo-enlöschun- durch ein strömendes Druckmittel, wie Druckgas, bei möglichst
kleinen -Abmessungen und kurzen Schalthüben sowie geringem Druckmittelverbrauch
zu verbessern und- dabei auch möglichst große zulässige Dauerströme zu erzielen.
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Besonders bei den bekannten Schaltern mit mehreren Unterbrechungsstellen
zur Aufteilung der Abschaltleistung ist der Verbrauch an Druckgas verhältnismäßig
hoch, und der Raumbedarf der einzelnen Unterbrechungsstellen sowie ihre verhältnismüßig
-roße Anzahl bei hohen Spannungen führt zu Schaltern verhäitnismäßig großer
Ab-
messungen. Werden solche Schalter für die Zwecke der Kurzschlußfortschaltung
ausgebildet, so ist der hohe Druckgasverbrauch wührend der ganzen Dauer der vorübergehenden
Stromabschaltungen bei der Bernessung der Druckgasspeicher entsprechend zu berücksichtigen.
Diese nfÜssen also ebenfalls große Abmessungen erhalten, damit ihr Vorrat für die
vorgesehenen Schaltvorgänge ausreicht. Zum Beispiel sind bei den bekannten Schaltern
auch verhältnismäßi 'g große Schalthübe erforderlich, so daß die Dauerder Blaszeit
entsprechend groß ist, was sich ebenfalls auf den Luftverbrauch nicht günstig auswirkt
und außerdem auch die
Schaltzeiten entsprechend groß werden läßt.
Schließlich steigt bei solchen Schaltstellen in der Regel auch der Druckgasverbrauch
mit größerem Durchmesser der Schaltkontakte, so daß eine Herubsetzung des Druckgasverbrauches
auf Kosten -des zulässigen Dauerstromes erfolgt.
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Die Erfindung betrifft nun einen Stromunterbrecher, bei dem diese
Verhältnisse in der Hauptsache durch einen besonders zweckmäßigen Aufbau .einer
Leistungsunterbrechungsstelle aus an sich im wesentlichen bekannten Bauteilen außerordentlich
verbessert wird. Sie besteht darin, daß bei einem elektrischenStromunterbrecher,
insbesondere einem Schalter, mit Lichtbogenlöschung durch ein strÖ-mendes Druckmittel,
wie Druckgas, mindestens eine Leistungsunterbrechungsstelle mit zwei zusammenwirkenden,
beweglichen, zur Löschnlittelabführung hohl ausgebildeten und vorzugsweise innen
sich düsenartig verengenden und wieder erweitern-.den Kontakten vorhanden ist und
daß sich dabei im Strömungsweg der Löschmittelabführung mindestens ein Absperrorgan
befindet, welches die Löschmittela,bführung aus derUnterbrechungsstelle nach erfolgter
Lichtbogenlöschung so lange verhindert, bis sich die Kontakte wieder schließen,
was z. B. dann erfolgt, wenn entweder eine ausreichende Spannungstrennstrecke an
einem Spannungstrenner hergestellt oder die vorgesehene Dauer einer Kurzzeitunterbrechung
beendet ist.
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Bei einem solchen Aufbau lassen sich die eingangs gestellten Forderungen
weitestgebend erfüll-en. Es gelingt auf diese Weise vor allem, die Abschaltleistung
der einzelnen Unterbrechungsstellen bei kleinen Abmessungen und Kontakthüben, bei
Gewührleistung eines hohen Dauerstromes und geringem Druckgasbedarf wesentlich zu
erhöhen. Bei Schaltern für hohe Spannungen, bei denen die Abschaltleistung auf mehrere
Unterbrechungsstellen verteilt wird, ist die Erfindung von ganz besonderer Bedeutung.
Es ist nämlich möglich, die Zahl der Unterbrechungsstellen wesentlich zu verringern.
Es wurde z. B. gefunden, daß fÜr iio: kV die Anwendung einer Unterbrechungsstelle
ausreichend ist. Der erfindungsgemäße aus ein-er Kombination an sich bekannter Elemente
bestehende Aufbau bringt somit die zusätzliche Wirkung einer wesentlichen Einsparung
an Material und Platzbedarf mit sich und vermeidet die sich besonders bei solchen
Schaltern ergebenden Schwierigkeiten der Bereitstellung der für die Schaltvorgänge,
wie insbesondere bei der Kurzschlußfortschaltung, benötigten Druckgasmengen. Aber
auch für Schalter mit einer Unterbrechungsstelle. ist die erfindungsgen-läße Ausbildung
der Leistungstrennstelle von großem Vorteil, da man infolge ihrer höheren I-£istungsfähigkeit
Unterbrecher mit nur einer Unterbrechungsstelle für solche Spannungen bauen kann,
für die manbisher zwei Unterbrechungsstellen verwendete.
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Beim Auf.,bau gemäß der Erfindung wird an der einzelnen Unterbechungsstelle
das insbesondere als Ventil ausgebildete Absperrorgan zweckmäßig durch das zur Lichtbogenlörschung
zugeführte und vorzugsweise zugleich für den Kontaktantrieb dienen-de. Druckmittel
gesteuert, und zwar in der Art, daß das Druckmittel zugleich den Kontakten bzw.
auch deren Antriebskolben und einem Raum zuströmt, der einen mit dem Absperrorgan
verbundenen Kolben führt, so daß das normalerweise z. B. durch eine Feder offen
gehaltene Absperrorgan zunächst entgegen dem Druck des strömenden Löschmittels weiterhin
offen gehalten wird und daß dieser Raum nach Erreichen der vorgesehenen Kontaktentfernung
gegen die Druckluftzufuhr abgesperrt wird, wonach er sich vorzugsweise verzögert
entlüftet, so daß sich das Absperrorgan unter dem Druck des strömenden Uschmittels
schließt. Eine einfache Anordnung erhält man, wenn man es so einrichtet, daß die
Steuerung des Absperrorgans durch den Antriebskolben des Kontaktes erfolgt. Zweckmäßig
ist jedem Schaltkontakt ein Absperrorgan bzw. Ventil zugeordnet. Wenn man die Schaltkontakte
bzw. Ventile im wesentlichen gleichachsig anordnet, so ergibt sich die Möglichkeit,
die gesamte Anordnung in einem rohrförmigen Isoliergehä#hse unterzubringen. Zur
Erleichterung des Zusammenbaues und der Revision läßt sich die Anordnung z. B. so
treffen, daß je-
weils ein Schaltkontakt mit dem dazugehörigen Absperrorgan,
den erforderlichen Steuerleitungen und dem Abgaskanal zu einem Bauteil vereinigt
ist" welches vorzugsweise auswechselba.r in das kohrende eingesetzt ist. Bei Verwendung
eines Ventils als Absperrorgan empfiehlt es sich, den Ventilteller stromlinienförmig
auszubilden.
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Mit in vorgenannter Art ausgebildeten Unterbrechereinheiten lassen
sich, wie bereits angedeutet, Hochspannungsschalter sehr zweckmäßig zusammenstellen.
Es ist in. diesem Fall vorteilhaft, mehrere, vorzugsweise je eine Unterbrechungsstelle
enthaltende Unterbrecherei:nheiten zu einem Schaltgerät zusammenzufassen, wobei
für die Leistungsanfteilung auf die einzelnen Unterbrechungsstellen erforderliche
Widerstände induktiver oder kapazitiver Art in, besonderen, Isoliergehäusen bzw.
Rohren untergebracht und. in der erforderlichen Weist mit den Unterbrechereinheiten
zusammengeschaltet sind. Man kann die Unterbrechereinheiten vertikal oder V-förinig
auf Stützisolatoren mit zwischen ihren, oberen Enden. quer liegenden Steuerwid,erständen
anordnen. Der Aufbau kann jedoch auch so erfolgen, daß die Unterbrechereinheiten
quer auf Stützisolatoren befestigt sind. In beiden Fällen können im Hochspannungsteil
des Schalters Druckgasbe#hälter untergebracht sein, die entweder allein für die
Druckgasspeicherung' dienen oder als Zwischenbehälter zwischen. dem auf Erdpotential
befindlichen Druckgasspeicher und den Unterbrechung , sstellen verwendet
sind.
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Für die Spanntingstrennung nach erfolgter Leistungsunterbrechung können
im wesentlichen bewegliche horizontale Drehtrennarmee vorgesehen sein. Es können
aber auch vertikal bewegliche Schwenkarme verwendet werden. Dieb Zuführung des Druckmittels
zu den Unterbrechungsstellen läßt man in. geeigneten Fällen nur an einem Ende
der
die Leistungstrennstellen aufnehmenden Gehäuse erfolgen, und zwar bei vertikaler
oder schräger Anordnung der Unterbrechereinheiten an deren. unterem Ende. Bei horizontaler
Anordnung der Unterbrechereinheiten wird das Druckmittel zweckmäßi 'g in
deren Mitte der Unterbrechungsstelle zugeführt.
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Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung. Es stellt
dar Fig. i einen, Schnitt durch eine Leistungsunt-erbrechunasstelle, Fi,-. 2 einen
1-Jochspannungsschalter mit einer horizontal angeordneten Leistungsunterbrechungs-S.telle,
Fig. 3 einen Hochspannungsschalter mit einer vertikal angeordneten Leistungsunterbrechungsstelle,
Fig. 4 einen Hochspannungsschalter mit mehreren vertikal angeordneten Leistungsunterbrechungsstellen.
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In Fig. i ist eine mit zwei im wesentlichen symmetrisch ausgebildeten
Kontaktanordnungen versehene Leistun -s-unterbrechungsstelle dargestellt. Die Unterbrechungseinrichtung
wird von dein insbesondere keramischen Hohlisolator i aufgenommen. Die beiden Kontakte
2 mit nach der Art einer Laval-düse geformten Durchgangsbohrungen besitzen einen
Antriebskolben "" der in dem Gehäust 4 g--fÜhrt ist. Die Kontakte stehen unter Wirkung
von EinSchaltfedern 5. Beim Ausschalten erfolgt die Abbremsung der Kontakte
mittels der ringförmigen Scheibenfedern 6. Die Stromzuführung zu den Schaltkontakten
übernehmen die Gleitkontakte 7. Die Druckluft für die Beblasung und den Antrieb
der Kontakte wird bei 8 zugeführt. Im Strömungsweg der den Schalt-er verlassenden
Druckluft befindet sich ein Absperrventil mit dem Ventilteller 9 und dem
Ventilsitz io. Der Ventilteller ist mit einem Kolben ii verbunden, der in dem Raum
12 des Gehäuses untergebracht ist und unter der Wirkung einer Feder 13 steht.
Mit. 14 ist der Auspuffstutzen be-
zeichnet. Die Leitung 15 ist eine- Entlüftungsleitung,
die Leitung 16, in die eine Drossel eingebaut sein kann, dient in Verbindung mit
dem ZD Kolben 3 zum Steuern des Absperrventils in Abhängiffl.:eit von -der
Stellung des Schaltkontaktes. Der Schaltkontakt und die Ventilanordnung sind zu
einem Bauteil vereinigt, welches in das Ende des Isolierrohres i eingeschoben und
mittels Schrauben lösbar befestigt ist. Mit 2o und 24 sind die Stromanschlüsse bezeichntt.
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Die Wirkungsweise ist für die beiden synimetrischen Kontaktanordnungen,
folgende: Die im Falle des Abschaltvorganges bei 8 einströmende Druckluft
gelangt durch die Bohrung 17 auf den Antriebskolben 3, der den Kontakt
2 gegen den Druck der Feder 5 zurückbewegt. Sofort nach der Kontakttrennun-
strömt Luft #durch die Hc;,hll<ontgl-zt--, und bebläst den Abschaltlichtboggen,.
Durch die Bohrun g 18 und die Leitung 16 strömt andererseits von Anfang an
Luft in den Raum: 12, so daß das Ventil 9, io zunächst noch offen gehalten
wird und die Blasluft ungehindert durch den Stutzen 14 abströmen kann. Erst wenn
der Kolben seine Endstellung erreicht hat, wird die Bohrung 18 durch ihn verschlossen.
Die Luftzufuhr zum Raum 12 ist nun abgesperrt. Die Druckluftkann aus diesem Raum
durch die Leitungen 15 und 16 über die bereits erwähnte Drossel verzögert entweichen,
so daß sich das Ventil durch den auf dem Ventilteller 9 lastenden Druck schließt.
Inzwischen ist der Abschaltlichtbogen gelöscht worden, und die Kontakte werden durch
den Druck frischer Druckluft weiterhin offen gehalten. Dieser Zustand bleibt so
lange bestehen, bis z. B. eine in Reihe liegende Trennschaltstelle die Spannungstren-nung
übernommen hat oder die vorgesehene Dauer eine Kurzzeitunterbrechung, die vorzugsweise
nur zwischen den beiden Kontakten 2 vorgenommen wird, beendet ist. Nach Abstellen
der Druckluftzufuhr schließen sich die Kontakte 2 wieder. Das Ventil 9, io
wird durch die Feder 13 wieder in# die Bereitschaftsstellung für einen späteren
Abschaltvorgang gebracht. Im Falle der Vollabschaltung ist weiterhin allein. die
Trennschaltstelle g geöffnet.
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Die Wiedereinschaltung aus diesem Zustand kann entweder durch schnelles
Zuschalten an der Trennschaltstelle erfolgen, man kann. aber auch zum Zwecke der
Einschaltung die Leistungstrenn-stelle unter der Einwirkung von Druckluft öffnen
und nach Einlegen des Trennschaltgliedes wieder schließen.
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Der nach der Erfindung aufgebaute Hochspannungstrennschalter nach
Fig. 2 hat eine nach Fig. i ausgebildete Leistungsunterbrechungssteille i, die auf
dem Stützisolator ig horizontal gelagert ist. Am Kontakt 20 ist eine Stromleitung
angeschlossen, mit 14 ist die Ausblaseöffn.ung* bezeichnet. Auf
einem anderen
Stützer 21, der einen Stromanschluß,kontakt :22 trägt, ist ein Trennschaltarm :23
vertikal schwenkbar angeordnet. Er wirkt mit ,einem festen: Kontakt:24 zusammen.
Die beiden Stützer ig und :21 stehen auf dem Untergestell:25, welches zugleich als
Druckgasbehälter ausgebildet ist und von dem das Druckgas durch den Isolator Ig
hindurch, der Leistungsunterbrechungsstelle zugeführt wird.
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Die Anordnung nach Fi,-,- 3 unterscheidet sich von dem Aufbau
der Fig.:2 im wesentlichen dadurch, daß die Leistungsunterhrechungsstelle i vertikal
auf dem Stützer ig aufgebaut ist und der Drehpunkt des TrennschaltnIeSSefS
23 ebenfalls auf dem Stützer ig liegt, während der feste TrennschaltkontaI<t
auf dem Wandler:29 angeordnet ist.
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Der Hochspan#nungsschalter nach Fig. 4 weist zwei in Reihe geschaltete
Leistungsunterbrechungsstellen i auf ' zu denen Steuerwiderstände
26 paral,le#l geschaltet sind. Die entsprechenden Teile sind wie in Fig.
3 auch in dieser Figur mit den gleichen Ziffern bezeichnet wie in Fig. 2.
Die Spannungstrennung wird bei diesem Schalt-er mit einem Drehtrennarm
28 bewirkt, welcher auf einem drehbaren Stützer 27 ang geordnet ist. Der
Trennschalter ist zwischen dem Leistungsschalter und einem mit ;29 bezeichneten
Wandler angeordnet. Auf dem
Stützer ig ist ein Zwischenbehälter
3o für Druckgas als Bereitschaftskessel im Hochspannungsteil des Schalters angeordnet.