DE913310C - Schaltstellungsanzeigevorrichtung fuer mit Isolierfluessigkeit, insbesondere OEl, angetriebene Hochspannungsschalter - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 10. JUNI 1954

S 4135VIUbJ 2i c

(Ges. v. 15. 7. 51)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltstellungsanzeigevorrichtung für mit Isolierflüssigkeit, insbesondere öl, angetriebene Hochspannungsschalter. Um derartige, in bezug auf Isolation und elastische Kraftübertragung besonders vorteilhafte ölgestänge weitgehendst zu vereinfachen, ist es bereits vorgeschlagen worden, die ölsäulen beim Einschalten auf die eine und beim Ausschalten auf die entgegengesetzte Seite eines Kolbens einwirken zu lassen, der einen beweglichen Schaltstift trägt. Im Hinblick auf das ständige Gleiten des Kolbens im Innern eines Führungszylinders und die dadurch mögliche Abnutzung des Führungszylinders ist es erforderlich, denselben aus Metall auszuführen. Dem Führungszylinder wird somit das Hochspannungspotential aufgedrückt. Will man bei einem derartigen Schalter eine Anzeigevorrichtung vorsehen, die zuverlässig die Endstellungen des Schaltstiftes angeben soll, so ergeben sich somit Schwierigkeiten. Die Druckluft für derartige Meldezwecke steht meistens bei Verwendung von ölgestängen nicht zur Verfügung. Außerdem stellt die Druckluft bei hohen und höchsten Spannungen kein zuverlässiges Isoliermittel dar. Darüber hinaus ist eine Impulsübertragung mittels Druckluft infolge der Zusammendrückbarkeit derselben nicht ohne weiteres möglich; außerdem ist die Verwendung von Druckluft mit Rücksicht auf eine schwierige Abdichtung in Frage gestellt.

Demgegenüber wird die Lösung dieser Aufgabe nach der Erfindung ohne eine besondere Impulsquelle in einer einfachen und zuverlässigen Weise im

wesentlichen durch Anwendung einer oder mehrerer Isolierleitungen erzwungen, die an mindestens einer auf Druck ansprechenden Meldevorrichtung angeschlossen sind, die beim Erreichen einer der Endlagen des Schaltstiftes die Meldeorgane betätigt. Nach einer weiteren Erfindung ist für die Ein- und Amsschaltstellung in jeder Phase eine gemeinsame Isolierleitung und eine gemeinsame Druckdose vorgesehen derart, daß in den Zwischen-Stellungen des Kolbens die an der Druckdose angeschlossene Ölleitung von dem Druck entlastet und nur in den Endstellungen unter Druck gesetzt wird.

Weitere Erfindungen und Vorteile der neuen Anordnung sind in der nachstehenden Beschreibung angegeben.

In den Zeichnungen, Fig. i, 2 und 3 sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und in Fig. 4 ist eine Abart der Verklinkung veranschaulicht. Die gleichen Teile sind in allen Figuren durch gleiche Bezugszeichen kenntlich gemacht.

Der mit 1 bezeichnete bewegliche Schaltstift ist mit einem Kolben 5 verbunden, der in einem metallenen, das Hochspannungspotential aufweisenden Führungszylinder 4 gleiten kann. Die Isolierflüssigkeit, z. B, öl, chlorierte bzw. fluorierte Kohlenwasserstoffe od. dgl. zum Herbeiführen der Einschaltung wird dem Führungszylinder 4 (vgl.

Fig. 1) in Richtung des Pfeiles 3 zugeführt, während das öl zum Ausschalten des Schalters in Richtung des Pfeiles 2 in das Innere des Führungszylinders gelangen und somit auf die entgegengesetzte Seite des Kolbens 5 einwirken kann. Der insbesondere in dem Innern eines nicht dargestellten Stützisolators des Hochspannungsschalters, ζ. Β. eines Expansionsschalters, untergebrachte metallene Führungszylinder 4 ist z. B. zur Begrenzung der Kolbenbewegung in Ausschaltrichtung mit einem ringförmigen Ansatz 14 ausgerüstet.

An den Endteilen des Führungszylinders 4 münden Isolierrohre 6, 9, die z. B. aus geschichtetem (fasrigem) Preßstoff bestehen können. Gemäß der Anordnung nach Fig. 1 schließen sich an die Isolierrohre 6, 9 Druckdosen 7, 8 an, die aus metallenen Federungskörpern bestehen können. Die Stoßstellen zwischen den Rohrteilen sind durch 20, 21, 22 und 23 gekennzeichnet. Beim Auftreten des Druckes in dem jeweiligen Isolierrohr wird die zugeordnete Druckdose gestreckt und bei Abfall des Druckes wieder harmonikaartig zusammengedrückt. Jede der Druckdosen 7, 8 ist mit einem metallenen Vorsprung 10, 11 ausgerüstet. Diese Vorsprünge leiten die Kontaktgabe ein, indem sie auf bewegliche Kontakte 15, 16 einwirken, die in Abzweigungen 17 bzw. 18 eines Stromkreises liegen. In dem Stromkreis sind ferner ,nicht gezeichnete, an sich bekannte optische und/oder akustische Signalvorrichtungen eingeschaltet, die beim Schließen des jeweiligen Stromkreises 17, 18 ansprechen. Außerdem ist in jedem Stromkreis ein beliebiges Organ 2O^a bzw. 2i^c, z. B. ein Zeitrelais, eine unter Federdruck stehende Vorrichtung od. dgl.

zum Abschalten des Stromkreises nach einer vorbestimmten Zeit vorgesehen.

Beim Ausschalten lastet auf der dem Schaltstift 1 zugekehrten Kolbenseite ein Druck der ölsäule, dagegen steht das Öl im Innern des Führungszylinders nicht unter Druck. Wenn der Kolben 5 in seine Ausschaltstellung gelangt, so wird durch öffnen der Isolierleitung 6 dieselbe unter Druck gesetzt, wodurch die Druckdose 7 gestreckt wird. Hierdurch wird die Quittung »Aus« gegeben, wodurch der Stromkreis 17 mittels des Kontaktes 15 geschlossen und die Ausschaltstellung angezeigt wird. Nach einer bestimmten Zeitspanne wird der Stromkreis 17 durch das Organ 20 unterbrochen. Beim Erreichen der Einschaltstellung spielt sich der Vorgang in entsprechender Weise ab, so daß durch Schließen des Stromkreises 18 angezeigt wird, daß der Schaltstift 1 in der Tat seine vorgeschriebene Einschaltstellung angenommen hat.

Gemäß Fig. 2 sind die Isolierrohre 6, 9 durch ein einziges Isolierrohr 26 ersetzt. An das Isolierrohr 2,6 schließt sich ein kurzes Rohr 27 an, das in zwei ebenfalls kurze Abzweigrohre 28, 29 ausläuft. Die Abzweigrohre 28, 29 münden in den Endteilen des Führungszylinders 4 derart, daß der den Schaltstift ι tragende Kolben 5 in den Schaltstellungen (Grenzstellungen) des Schaltstiftes unterhalb bzw. oberhalb der Mündungsstelle 39 bzw. 40 des entsprechenden Abzweigrohres sich befindet.

An den Mündungsstellen 39, 40 der Abzweigrohre 28, 29 sind Kugelventile 30. 31 od. dgl. vorgesehen. Die Kugelventile sind so angeordnet, daß sie nur den Abschluß der Abzweigrohre 28, 29 bewirken können. Hierbei sind die Kugelventile gegenüber dem Führungszylinder 4 durch Stifte 32 gesichert. Aber auch der Abschluß gegenüber den Abzweigrohren und somit dem Isolierrohr 26 ist kein vollkommener, indem in der der Schließstellung entsprechenden Stellung des Ventils eine Verbindung zwischen dem Innern des Führungszylinders und dem Abzweigrohr vorgesehen ist, damit die ölsäule in dem Isolierrohr 26 auch nach Ansprechen des Kugelventils noch eine gewisse Zeit lang dem Druck der den Antrieb bewirkenden Ölsäule ausgesetzt bleibt. Diese Verbindungsleitung bzw. dieser Verbindungskanal 35 weist hierbei einen geringen Durchströmungsquerschnitt auf.

Die für Anzeigen der Ein- und Ausschaltstellung gemeinsame Isolierleitung 26 ist an einer Druckdose 37 angeschlossen, die beim Erreichen der Ein- und der Ausschaltstellung durch Auftreten des Druckes in der Isolierleitung 26 anspricht und das Schließen bzw. öffnen des Stromkreises vermittelt. Die Stoßstellen der Isolierrohrteile sind in Fig. 2 mit 38 und 39 bezeichnet.

Wird der Kolben 5 z. B. beim Ausschalten nach unten bewegt, so kann das Öl ungehindert an dem Kugelventil 30 entlang in die Abzweigleitung 28 und über die Abzweigleitung 29 in den Zylinderraum auf der dem Schaltstift zugekehrten Seite gelangen, da, solange der Kolben 5 die Mündungsstelle 39 des Abzweigrohres 28 noch nicht erreicht hat, in dem ölsystem auf der dem Schaltstift ab-

gekehrten Seite des Kolbens zwar eine ölströmung aber noch kein Druck vorhanden ist. Die Druckdose 37 spricht somit noch nicht an, da das öl die Möglichkeit hat, von der Abzweigleitung 28 in die Abzweigleitung 29 zu gelangen, die einen geringeren Widerstand entgegensetzt als die Isolierleitung 26, und zwar schon deshalb, weil sie viel kürzer als die Isolierrohrleitung 26 ist. Gelangt der Kolben 5 an die Mündungsstelle 39 des Abzweig-

to rohres 28 und überschreitet derselbe diese Stelle, so wird die ölsäule in dem Abzweigrohr 28 und damit in dem Isolierrohr 26 unter Druck gesetzt. Die Druckdose 37 spricht an, wodurch angezeigt wird, daß der Schaltstift seine Grenzstellung erreicht hat.

Beim Einschalten spielt sich der Vorgang in ähnlicher Weise wie beim Abschalten ab.

Übersteigt die Länge des die ölsäule aufnehmenden Isolierrohres ein bestimmtes Längenmaß, um die Hochspannung gegenüber Erde zu isolieren, so kann für die Abzweigrohre eine symmetrische Anordnung gewählt werden, indem an Stelle des Rohres 2J ein am mittleren Teil des Rohres 28 angeschlossenes, in Fig. 2 durch punktierte Linien gekennzeichnetes Rohr verwendet wird.

Nach Fig. 3 werden bei Verwendung einer gemeinsamen Isolierleitung 26 für die Meldevorrichtungen die beiden Kugelventile durch ein einziges Kugelventil 41 ersetzt, das an der Verzweigungsstelle des Rohres 28 und des Stutzens 29 liegt. Bewegt der Kolben 5 den Schaltstift 1 in seine Schließstellung, so sperrt das Kugelventil den Zutritt des Öls nach der Leitung 26 so lange ab, bis der Kolben die Mündungsstelle 40 des Stutzens 29 im Führungszylinder 4 erreicht und überschritten hat. Wird der Schaltstift dagegen in seine Öffnungsstelle abwärts bewegt, so wird wiederum öl, ohne in die Leitung 26 zu gelangen, das Kugelventil öffnen, da nur die ölsäule in der Leitung 28 unter Druck steht; solange der Kolbens die Mündung 39 des Rohres 28 nicht erreicht und verlassen hat, wird die Flüssigkeit vom Rohr 28 in den Stutzen 29 und somit an die Zuflußseite im Führungszylinder geführt. Erst beim Überschreiten der jeweiligen Mündungsstelle des Rohres 28 bzw. des Stutzens 29 wird dadurch, daß nunmehr die Flüssigkeit im Führungszylinder unter Druck gesetzt wird, der Druck auf die Flüssigkeitssäule in der Leitung 26 übertragen, wodurch die Meldevorrichtung zum Ansprechen gebracht wird.

Die Ausführung des Antriebes mit der Meldevorrichtung bei Verwendung einer gemeinsamen Ölleitung 26 für die Meldevorrichtung ist der Fig. 3 zu entnehmen, in der die Antriebsorgane und die Meldevorrichtung gegenüber dem Führungszylinder und dem Schaltstift übertrieben groß dargestellt sind. Das Einschalten des Schalters erfolgt mittels Druckluft, während zum Ausschalten eine Feder 44 vorgesehen ist, die sich an einer Seite gegen den Druckluftkolben 43 abstützt. Beim Ein- und Ausschalten wird somit die Bewegung des Kolbens 80 über die hydraulischen Säulen auf den Schaltstiftkolben 5 übertragen. Die Bewegung der Antriebsstange 45 wird zugleich auf eine für alle drei Phasen gemeinsame, in Längsrichtung verschiebbare Stange übertragen. Als eine solche Stange kann auch ein Teil bzw. die Verlängerung der Antriebsstange 45 dienen, wie es in Fig. 3 angegeben ist. Die gemeinsame Stange kann dabei an den an einer nicht dargestellten Grundplatte vorgesehenen Leisten geführt werden. An der mit der Antriebsstange 45 verbundenen Stange sind Bolzen 47 vorgesehen, von denen jeder in die Ausnehmung 49 eines zugehörigen gabelförmigen Schwenkhebels 48 eingreift. Mit dem Schwenkhebel 48 ist ein Arm 50 mittels einer Feder, insbesondere Torsionsfeder S ι nachgiebig, jedoch lösbar verbunden. Die Torsionsfeder 51 legt sich mit ihrem einen Endteil 53 gegen einen an dem Schwenkhebel 48 vorgesehenen Stift 54, während gegen den anderen Endteil 55 der Feder 51 sich ein Stift 56 legt, der an dem Schwenkarm 50 angebracht ist. Der Schwenkarm 50 wird vorteilhafterweise auf einer gemeinsamen Welle 81 mit dem Hebel 48 vorgesehen und ist mit der Welle des jeweiligen, eine mittlere (Störungs-) Stelle aufweisenden Phasenmeldeschalters 57 verbunden. Der Arm 50 greift in der mittleren (Störungs-) Lage in die Raste 59 einer Klinke 60 ein. Die Klinke 60 kann auf einer Welle 62 lose aufgesetzt und um diese Welle schwenkbar angeordnet sein. Der Arm 50 wird aus der mittleren (Störungs-) Stelle durch Anheben bzw. Schwenken der Klinke 60 entklinkt, wodurch die Welle des Meldeschalters 57 die Kontakte in die Endstellung bringt und somit das Anzeigen der richtigen Endschaltstellung vermittelt.

Die Entklinkung des Armes 50 wird mittelbar durch die als Federungskörper ausgebildete Druckdose 37 bewirkt, in der die Isolierleitung 26 endet. Zu diesem Zweck trägt die Druckdose 37 einen Stift 69 bzw. einen Kolben, der die Klinke 60 im Uhrzeigersinne schwenkt, sobald die Dose unter Druck gesetzt wird. An dem Federungskörper 37 kann ferner eine Feder 72, insbesondere eine Druckfeder, vorgesehen werden, die es erleichtert, daß der Federungskörper in seine gestreckte Lage zurückkehrt und somit die Flüssigkeitssäule nach dem Druckabfall und erfolgter Anzeige der Endschaltstellung in das hydraulische Flüssigkeitssystem schnell zurückgedrückt wird. Dabei kann der Federungskörper in einem insbesondere abgesetzten Kolben untergebracht sein, der von der Druckfeder umgeben wird. Es ist für jede Phase ein Meldeschalter und eine vorstehend beschriebene Meldevorrichtung vorgesehen. So sind in der Fig. 3 z. B. zwei von drei gabelförmigen Hebeln 48 angedeutet.

Bei jedem Schaltvorgang wird somit die gemeinsame Stange durch den Antrieb mechanisch verschoben, wodurch bei dreipoliger Ausführung die drei Schwenkarme 50 infolge der Federkupplung mit den Hebeln 48 bewegt werden, bis die Arme 50 in die mittlere (Störungs-) Lage der Meldeschalter gelangen, in der die Wellen der Meldeschalter dadurch festgehalten werden, daß der jeweilige Arm 50 von einer der die Raste 59 begrenzenden

Kante der Klinke 6a an der weiteren Bewegung gehindert wird. In dieser Lage bleibt somit der Arm 50 und daher die Welle des Meldeschalters 57 bei jedem Schaltvorgang vorübergehend stehen, während der gabelförmige Hebel 48 durch die Antriebsstange weitergedreht wird. Bei dieser Weiterbewegung der Hebel 48 werden die Torsionsfedern 51 gespannt. Gelangt nunmehr der Schaltstift ι in seine Endstellung, so wird die Leitung 26 10- und somit der Federungskörper (die Druckdose) 37 unter Druck gesetzt, wodurch die Klinke 60 in Uhrzeigerrichtung gedreht wird, so daß der Arm 50 freigegeben wird. Hierbei wird die Welle des Meldeschalters 57 unter dem Einfluß der sich entspannenden Torsionsfeder 51 schnell in die Einschaltstellung gebracht. Nach Abfall des Druckes wird die Flüssigkeitssäule unter der Wirkung der sich ausdehnenden Druckdose und gegebenenfalls der Wirkung der Feder "2 in das hydraulische System zurückbewegt.

Sämtliche Teile der dreiphasigen Meldevorrichtung einschließlich der gemeinsamen Stange können an einer gemeinsamen Grundplatte vorgesehen werden. Statt einer Klinke 60 kann man, wie Fig. 4 zeigt, vorteilhaft zwei Klinken 75 und 76 verwenden. Die Klinke 75 ist an ihrem Ende mit einem Ansatz ¹J¹J ausgerüstet, der eine Raste 78 entstehen läßt, während die Klinke 76 einen Vorsprung 79 aufweist, ohne daß hierbei eine Raste gebildet wird. Die beiden Klinken sind parallel nebeneinander auf der gemeinsamen Welle 62 schwenkbar angebracht und werden mittels Federn gegen den Arm 50 leicht angedrückt. Die eine der Klinken sperrt in der mittleren (Störungs-) Stelle während des Ein- und die andere Klinke während des Ausschaltvorganges. Diese Anordnung bedingt eine erhöhte Sicherheit in bezug auf Verklinkung, indem hierbei insbesondere verhindert wird, daß beim Schwenken des Armes 50 und Anheben der Klinke der Arm 50 an dem Halteansatz der Sperrklinke vorbeibewegt wird. Beim Schwenken des Armes 50 wird vielmehr bei Anordnung zweier Klinken nur diejenige Klinke angehoben, die an der Arretierung nicht beteiligt ist, während die jeweilig sperrende Klinke ihre Lage nicht verändert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Schaltstellungsanzeigevorrichtung für mit j Isolierflüssigkeit, insbesondere Öl, angetriebene Hochspannungsschalter mit einem auf Hochspannungspotential gebrachten Führungszylinder für den Schaltstiftkolben, gekennzeichnet durch ölisolierleitungen, die an mindestens einer auf Druck ansprechenden Meldevorrichtung angeschlossen sind, die beim. Erreichen einer der Endlagen des Schaltstiftes die Meldeorgane betätigt.

   2. Schaltstellungsanzeigevorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige der Einschalt- und der Ausschaltstellung je eine Ölisolierleitung vorgesehen ist, an der eine Druckdose angeschlossen ist.

   3. Schal tstellungsanzeigevorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ein- und Ausschaltstellung jeder Phase eine gemeinsame Ölisolierleitung und eine gemeinsame Druckdose vorgesehen ist, derart, daß in den Zwischenstellungen des Kolbens die an der Druckdose angeschlossenen Ölleitungen vom Druck entlastet und nur in den Endstellungen unter Druck gesetzt werden.

   4. Schaltstellungsanzeigevorrichtung nach An- : sprach ι und 3, dadurch gekennzeichnet, daß

   zur Entlastung der Ölisolierleitung ein einziges ! Kugelventil derart vorgesehen ist, daß dasselbe, j je nachdem ob ein Ein- oder Ausschaltvorgang

   erfolgt, in den Zwischenstellungen des Schalt-Stiftes die Verbindung der gemeinsamen nach der Druckdose führenden Ölisolierleitung schließt bzw. öffnet, wobei im letzten Falle die ! Flüssigkeit durch die A^erbindungsleitung an die Abflußseite des Führungszylinders getrieben wird.

   5. Schaltstellungsanzeigevorrichtung nach Anspruch i, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsstange eine für alle Phasen gemeinsame Stange antreibt, die die einzelnen Meldevorrichtungen mit den Meldeschaltern für jede Phase derart betätigt, daß bei jedem Schaltvorgang die Kraftübertragungsorgane der Meldevorrichtung zwangläufxg in eine mittlere (Störungs-) Stelle gelangen, in der sie zusammen mit dem Meldeschalter verriegelt werden, und daß erst nach Aufhebung der Verriegelung der Meldeschalter beim Erreichen der Endschaltstellung zum Ansprechen gebracht wird.

   6. Schaltstellungsanzeigevorrichtung nach Anspruch i, 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelung der Kraftübertragungsorgane jeder Meldevorrichtung mittels der Druckdose erfolgt.

   7. Schaltstellungsanzeigevorrichtung nach Anspruch i, 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Meldevorrichtung einen gabelförmigen Hebel und einen mit der Welle des Meldeschalters verbundenen Arm enthält, und daß der gabelförmige Hebel mit dem Arm mittels einer lösbaren elastischen Kupplung derart verbunden ist, daß vor dem Erreichen der mittleren (Störungs-) Stelle der Arm zusammen mit dem gabelförmigen Hebel bewegt und in der Verriegelungsstellung des Armes die Kupplung zwischen demselben und dem Hebel gelöst wird, worauf der Hebel allein weiterbewegt wird, so daß bei dieser Bewegung Energie aufgespeichert wird, die nach dem erfolgten Entriegeln der Kraftübertragungsorgane der Meldevorrichtung die W'elle des Meldeschalters betätigt.

   8. Schaltstellungsanzeigevorrichtung nach Anspruch i, 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als elastische Kupplung zwischen dem gabel-

   förmigen Hebel und dem mit der Welle des Meldeschalters verbundenen Arm eine Feder, insbesondere eine Torsionsfeder, dient.

   g. Schaltstellungsanzeigevorrichtung nach Anspruch i, 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gabelförmige Hebel und der mit der Welle des Meldeschalters verbundene Arm mit Stiften versehen sind, die sich gegen die freien Enden der Torsionsfeder legen.

   ιo. Schaltstellungsanzeigevorrichtung nach Anspruch i, 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß außer der als Federungskörper ausgebildeten Druckdose eine Druckfeder vorgesehen ist, die die Rückführung der Dose in ihre entspannte Lage und somit die Rückführung der ölsäule erleichtert.

   11. Schaltstellungsanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Federungskörper in einem, insbesondere abgesetzten Kolben untergebracht ist, der von der Druckfeder umgeben ist.

   12. Schaltstellungsanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Verriegelungsglieder für den mit der Welle des Meldeschalters verbundenen Arm zwei, insbesondere schwenkbare Klinken dienen, von denen eine die Verriegelung beim Ein-, die andere beim Ausschaltvorgang bewirkt, wobei durch die Schwenkung des Armes die an der Arretierung nicht beteiligte Klinke angehoben bzw. gedreht wird, ohne daß die Lage der sperrenden Klinke verändert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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