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Druckgas-Hochspannungsschalter Die Erfindung betrifft einen Druckgas-Hoch@
spann:ungsschalter für große Abschaltleistungen. Insbesondere handelt es sich um
einen Schalter nach dem mit mehreren in. Reihe geschalteten. und, in metallenen
Zwischenfassungen quer zur Längsachse des Stützisolators angeordneten Schaltkammern.
Mit den Leistungsunterbrechungsstellen liegt in der Regel ein besonderer, am Schalter
angebauter Trennschalter in Reihe, der zur Spannungstrennung nach. erfolgter Leistungsunterbrechung
dient.
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Es sind, Schalter dieser Bauform bekannt, bei denen. in metallischen
Zwischenfassungsgehäusen der Druckluftan.trieb der beweglichen. Schaltkontakte der
paarweise angeordneten Unterbrechungsstellen vorgesehen, ist, während die zugehörigen.
festen, Kontakte auf besonderen. Isolatoren auf dein Zwischenfassungen aufgebaut
sind. Die beweglichen. Kontakte sind dabei als Massivstifte und die festen Kontakte
als Metalldüsen ausgeführt. Infolge dieser Ausbildung sind. jedoch. der Abschaltleistung
gewisse Grenzen gesetzt, außerdem ergeben sich: infolge des konstruktiven Aufb.awes
auch. Schwierigkeiten: bei der Wartung und, Erneuerung von Kontaktteilen der einzelnen
Unterbrechungsstellen.
Es sind andererseits auch Schalter nach dem
Bausteinsystem mit quer zum Stützisolator liegenden Schaltkammern. für höhere Abschaltleistungen
bekannt, doch haben diese den Nachteil, daß sie in der Querausdehnung verhältnismäßig
lang sind, da die Schaltkontakte jeder Schaltkammer in Isolatoren. angeordnet sind:,
welche in die metallenen Zwischenfassungen an der IsolatoTsäule eingreifen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten: Schalter
dieser Art sowohl hinsichtlich. des Abscha:ltvermögens als auch der bequemen Zugänglichkeit
und Ausbaumöglichkeit der Unterbrechungsstellen sowie hinsichtlich geringer Querausdehnung
des. Schalters zu verbessern.. Sie: erreicht dieses. Ziel erfindungsgemäß dadurch,
daß als Grundbaustein ein die, Hauptdruckgasleitung enthaltender StützisolatoT mit
einer an seinem oberen Ende befestigten metallenen Zwischenfassung vorgesehen: ist,
die eine aus Isolierstoff bestehende Schaltkammer beinhaltet, in welche die zusammenarbeitenden
SchaItkontakte vom, zwei für sich: lösbaren Kontaktsystemen eingreifen und den Schaltvorgang
bewirken, und daß die Zwischenfassung zugleich als Druckgasverteilungsraum für die
gegebenenfalls nachfolgenden Schaltstellenhaustein e ausgebildet ist.
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Bei erhöhter Abschaltleistung werden zweckmäßig auf die Zwischenfassung
des Hauptstützers mit einem Druckgaszuführungsrohr und mit einem Postentialsteuerwiderstand
versehene Zusatzisolatoren gesetzt, die ihrerseits eine en:tspreche.ndi ausgebildete
Zwischenfassung mit zwei auswechselbaren Kontaktsystemen tragen. Die Schaltkontakte
dieser Unterbrechungsstellen sind leicht zugänglich und im Bedarfsfall in kürzester
Frist z. B. gegen. eine vorrätig gehaltene Reserveeinheit auswechselba.r. Vorteilhaft
werden die für sich lösbaren. Kontalctsysteme mit pilzförmigen, Isoliergehäusen
zur baulichen Einheit zusammengefaßt, wobei das Druckgas beim Ahschaltvorgang in:
der Schaltkammer der Zwischenfassung den Kontakten radial zufließt und axial durch
die hohen Schaltkontakte, der Kontaktsysteme abströmt. Derartige Kontaktsysteme,
die zugleich einen D!ruckluftantrieb für den, beweglichen. Schaltkontakt enthalten,
sind an sich in Form der Löschköpfe bei elektrischen Freistrahldruckgasschaltern
bekannt und haben sich in der Praxis. bestens bewährt.
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Zweckmäßigerweise werden jeweils zwei derartige Kontaktsysteme in
spiegelbildlicher Anordnung zusammen verwendet. Es ist dann möglich., die aus Isodiersto:ffwand:ungen
bestehenden Li.chtbogenkammern in einfacher Weise dadurch auszubilden, daß zwischen
dien einander zugekehrten tellerförmig verbreiterten Teilen. der pilzartigen Isolationsgehäuse
der Kontaktsysteme ein mit einer Eintrittsöffnung für das Druckgas versehenes Isolierstoffrohr
fest eingespannt wird. Ein. Spannungsdurchbruch und damit eine Rückzündung des Lichtbogens
ist nicht zu. befürchten., da beim Abschaltvorgang in jedem Falle die; Stoßstelle
beiderseits unter Frischgas. hohen Druckes steht. Maat kann aber auch besondere
Maßnahmen, wie Abdeckkragen, Schwalbenschwanzverbindungen od. dgl. vorsehen. Andererseits
ergibt sich, auf diese Weise ein außerordentlich einfacher Aufbau der Schaltkammern
und: der Gesamtanordnung, indem zwei Kontaktsysteme, mit ihren pilzartigen. Gehäusen
über ein Isolierstoffrohr zusammengefügt, in die entsprechend geformte Durchbrechung
des zugehörigen metallenen Zwischenfassungsgehäuses eingepreßt und in: diesem zweckmäßig
durch Klemmringer befestigt und gegeneinander verspannt werden.
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In. nachstehendem wird. an: Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes noch näher beschrieben. Dabei werden: auch noch verschiedene
weitere erfindungsgemäße Einzelheiten, erkennbar.
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In Fig. i und 2 ist der neue Schalter in zwei Ansichten dargestellt.
Mit i ist der Druckgasvorratsbehälter bezeichnet, der vorzugsweise rohrförmig ausgebildet
ist und zugleich als Grundplatte für den Schalteraufbau dient. Dieser besteht aus
dem Tragisolator 2, der die Leistungsunterb rechungsstellen trägt und aus einem
zweiten Traisola:tor 3, der den festen Kontakt q. einer Spannungstrennstelle trägt,
deren bewegliches Trennmesser 5 in der Einschaltstellung den Abstand zwischen den
feststehenden Isolatoren 2' und 3 überbrückt.
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Die Leistungsschaltstellen. sind in den metallenen Zwischenfassungsgehäusen
6 und 7 untergebracht und unter Benutzung eines Zwischenisolators 8 übereinander
angeordnet. Selbstverständlich hindert nichts, die Zwischengehäuse auch aus einem
mechanisch entsprechend widerstandsfähigen Isolierstoff herzustellen. Der Aufbau
einer Unterbrechungsstelle ist in Fig.3 in vergrößertem Maßstabe dargestellt.
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Wie man, ohne weiteres erkennt, besteht die Unterbrechungsstelle beim
Ausführungsbeispiel aus zwei zu selbständigen Baueinheiten zusammengefaßten. Kontaktsystemen
g und io, die in pilzförmigen Isoliergehäusen ii und 1z untergebracht sind.. Man
kann natürlich auch mit nur einem System auskommen, das mit einem geeignet ausgebildeten,.
ebenfalls rohrförmigen: festen Gegenkontakt zusammenarbeitet. Die tellerförmig verbreiterten
Teile dieser Gehäuse sind. einander zugekehrt und bilden zusammen, mit einem Isolierrohr
13, das in einer seitlichen Bohrung 1q. für den Eintritt des Druckgases versehen
ist, die Lichtbogenkammer 15.
Die Vorderteile der beiden Isoliergehäuse und.
das Isolierrohr werden. beim Zusammenbau von der Seite her in, die entsprechend
geformte Bohrung des metallenen Zwischenfassungsgehäuses 6 eingesetzt und, ruhen
auf Lagernocken 16, durch deren. Formgebung sie zweckmäßigerweise auch in ihrer
Lage fixiert werden.. Unter Zwischendegung von nicht dargestellten Dichtungsringen
"werden dann: die pilzartigen: Gehäuse i i und 12 mittels geteilter Klemmringe
17 an, der Zwischenfassung 6 befestigt. Um dem Isolierrohr 13 beim Zusammenbau.
einen sicheren Halt zu geben und die Stoßfuge abzuschirmen, ist es zweckmäßig, an
der Vorderfront des
Tellers der pilzartigen Gehäuse Abdeckkragen
vorzusehen, in die die Enden. des Isolierrohres 13
hineingreifen.
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Die in dieser Weise frei tragend befestigten Isolierstoffgehäuse i
i und r2 der Kontaktsysteme g und io sind an ihrem aus der Zwischenfassung 6 herausragenden
Stielende mit einer oder mit mehreren umlaufenden tellerförmigen Isolationsbarrieren
18 versehen. Sie weisen, ferner einen vorzugsweise schräg nach unten gerichteten
Auslaß ig auf, durch den beim Abschaltvorgang sowohl die Glasluft als auch die Antriebsluft
abströmt. Zur Zuleitung der Antriebsluft aus der Druckgassteigeleitung im Innern
der Isolatorsäule 2 dient. .eine Bohrung 2o in dem verbreiterten Teil der pilzförmigen
Isolierstoffgehäuse i i und 12. Die Kontaktsysteme selbst bestehen in bekannter
Weise aus Hohlkontakten, die, in; Führungshülsen gleiten, in. denen auch die d.ruckluftbeaufschlagten
Antriehskolben; angeordnet sind. Für den Eintritt der Antriebsluft in die Zylinder
sind an. deren oberen Enden. Schlitze 21 vorgesehen, während sich an den anderen
Enden der Zylinder Bohrungen 22 od. dgl. für den Austritt der Glasluft befinden.
Die Hohlräume zwischen den, Zylindern und den Isolierstoffgehäusen sind ungefähr
in der Mitte durch Dichtungsringe 23 unterteilt, die zugleich zusammen mit den Stro@man;-schlußbolzen
24 am äußeren Ende der Zylinder zu deren Lagerung und: Befestigung in den, Isolierstoffgehäusen:
dienen.
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Die zweite; Unterbrechungsstelle in dem Zwischenfassungsgehäuse 7
und eventuell weitere Un.-terbrechungsstellen sind in der gleichen Weise ausgebildet.
Die: Verbindung der einzelnen Unterbrechungsstellen erfolgt beim Ausführungsbeispiel
außen durch besondere Schienen 25. Zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Spannungsaufteilung
auf die einzelnen Unterbrechungsstellen, beim Abschaltvorgang ist es dabei erford-erlicb,,
eine Potentialsteuerung über Widerstände vorzunehmen. Diese können ohmscher oder
auch kapazitativ er Natur sein. Die Steuerwiderstände werden zweckmäßig in einem
hierfür vorgesehenen Ringspalt in der Isolatorsäu:le untergebracht, deren Aufbau
ebenfalls in vergrößertem Ma.ßstabe in Fig. d, dargestellt ist. Sie sind beim Ausführungsbeispiel
durch den. eigentlichen Tragisolator 2, die Zwischenisolatoren 8 und 26 sowie den
metallenen Zwischenfassungsgehäusen 6 und 7 gebildet. Die Isolatoren bestehen aus
den, äußerem Tragrohren 27 und den inneren. Druckgaszuleitungsrohren 28. Dieser
Aufbau ist an sich bekannt. In dem Ringspalt 29 der Zwischenisolatoren 8 bzw. 26
sind; wie vorstehend erwähnt, die Steuerwiderstände 30 untergebracht, von
wo aus ihre Enden im Innern der Isoliergehäuse an die zugehörigen Kontaktsysteme
angeschlossen werden.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung hat den Vorteil, da.ß die, Isolatorsäule
für sich aus einheitlichen Bauteilen aufgebaut werden kann. Nachträglich ,werden
dann die Kontaktsysteme, die ebenfalls einheitliche Bauelemente bilden, eingesetzt.
Die Druckgassteigeleitung wird mit den gleichen Ab-
messungen. durch die ganze
Isolators.äule hochgeführt, und die obere Bohrung des letzten Zwischenfassungsgehäuses
wird durch eine eingesetzte Scheibe verschlossen. Die Druckgaseintrittsöffnungen
1q. in den in: die Zwischenfassung eingesetzten Isolierstoffrohren 13 werden zweckmäßigerweise
so bemessen, daß ihr Durchtrittsquerschnitt mit zunehmender Entfernung vom oberen
Ende des Standisolators 2 zunimmt. Man kann auf diese We-i.se erreichen, daß die
Druckluftbeaufschlagung der einzelnen Unterbrechungsstellen. praktisch gleichzeitig
erfolgt.
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Das Schaltungsschema, des Schalters zeigt Fig. 5. Wie man ohne , weiteres
erkennet, sind die hochohmigen Steuerwiderstände der Leistungsschaltstellen parallel
geschaltet, während der Trennschalter 5 in Reihe mit diesem Gebilde liegt.
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Der erfindungsgemäße Schalter wirkt in der Weise, daß beim Ahschaltvorgang
das vorzugsweise im Druckluftkessel i angeordnete Hauptsteuerventil betätigt wird.
Selbstverständlich ist es aber auch möglich, das Steuerventil am oberen Endre des
Standisolators 2 anzuordnen, und, über einen: isolierenden Fadenzug, z. B. über
eine Glasseidenschnur, zu betätigen;. .Durch das Öffnen des Schaltventils wird die
Steigeleitung bis. zu ihrem abgeschlossenen Ende schlagartig mit Druckgas angefüllt.
Aus der Steigeleitung gelangt das Druckgas über die Bohrungen; 20 zu den. Antriebszylindern,
der beweglichen Kontakte und zieht die Rohrkontakte auseinander. Dabei werden die
Schaltkontakte beim Ausführungsbeispiel nicht durch die Durchtrittsöffnungen in
der Vorderplatte der Isoliersto@ffgehäuse zurückgezogen. Jedoch kann die Ausbildung
selbstverständlich auch in dieser Weise getroffen werden. Das: in den Lichtbogenkammern
15 befindliche Druckgas strömt, radial den Kontakttrennstellen zu und treibt
die Lichtbogenfußpunkte rasch in die Rohrkontakte hinein, wo, sie durch die axial
abfließenden Luftströme intensiv gekühlt werden, so daß die Unterbrechungslichtbögen
bei dem nächsten Nulldurchgang des AbschaJtstromes erlöschen. Nach vollzogener Stromunterbrechung
wird der Trennschalter 5 geöffnet., der zwecks Drucklu.ftersparnis, in besonderer
Weise als Schnellschalter ausgebildet ist. Denn, je schneller der sich öffnende
Trennschalter eine ausreichende Schlagweite in freier Lufterreicht hat, desto eher
kann das Schaltventil wieder geschlossen und die Druckgasz.ufuhr zu. den; Leistungsunterbrechungsstellen
abgestellt werden. Die SchaltkonL takte kehren dann unter dem Einfluß von Federn
selbsttätig wieder in die Einschaltstellung zurück.
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Die Einschaltung erfolgt zweckmäßigerweise durch den Trennschalter
5. Jedoch kann. man: selbstverständlich bei der Einschaltung auch so,vorgehen.,
d.aß zunächst die Leistungsschaltstellen wie beim Ab.schaltvorgang geöffnet, darauf
der TrennschaUerge:schlossen und anschließend die Leistungsschaltstellen. geschlossen
werden.
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Die quer zur Längsachse der Isolatorsäule angeordneten Kontaktsysteme
werden zweckmäßigsenkrecht zur Längsachse des Trennschalters vorgesehen,
so@ferri
genügend Raum für einen. entsprechend großen: Phasenabstand, verfügbar ist. Im anderen
Falle kann man die Kontaktsysteme auch in Richtung der Trennmes.serlängsachse bzw.
schräg zu dieser anordnen.
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Bei Schaltern. für sehr hohe Spannungen., wie z. B. für q.oo kV, kann,
es mit Rücksicht auf die Höhe der Schaltsäule zweckmäßig sein, den: die Kontaktsysteme
tragenden Teil der Säule waagerecht zwischen zwei Tragisolatoren anzuordnen und
in Verlängerung damit den reinen Trenn, schalter vorzusehen.
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Im übrigen ist der Schalter auf Grund, seines vorbeschriebenen Audbaues
auch für die Zwecke der Kurzschlußfortschaltung besonders gut geeignet.