DEP0050976DA - Flüssigkeitsschalter, insbesondere ölarmer Strömungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stromunterbrecher, insbesondere für grosse Abschaltleistungen und hohe Betriebsspannungen, bei dem der beim Abschaltvorgang auftretende Lichtbogen mit Hilfe einer Schaltflüssigkeit gelöscht wird. Zu dieser Gruppe von Stromunterbrechern gehören die bekannten Oelschalter mit und ohne Lösch<Nicht lesbar> , die ölarmen Strömungs-oder Topfschalter, gegebenenfalls mit zusätzlichen -Einrichtungen zur Erzeugung einer Löschströmung wie z.B. einem Differential-Kolben, die Druckölschalter mit Erzeugung der Löschströmung durch eigen- oder fremdbestätigte Druckpumpe, ferner die sogenannten Expansionsschalter und schliesslich in gewissem Umfange die Widerstandsschalter.

Bei allen diesen Schaltern werden als Schaltflüssigkeit vorzugsweise Mineralöle verwendet. Diese besitzen zwei Eigenschaften, die sie für den vorgenannten Verwendungszweck besonders geeignet machen. Einerseits weisen sie eine hohe Durchschlagsfestigkeit auf und verhindern dadurch als Isoliermittel eine Rückzündung zwischen den geöffneten Schaltkontak- menden Oelschichten der Schaltflüssigkeit sehr rasch und erzeugen dadurch in dem flüssigkeitsgefüllten Schaltgefäss eine Gasblase von hohem Druck. Diese wird durch geeignete konstruktive Massnahmen zur Ausbildung einer entsprechend gelenkten Druckmittelströmung benutzt, die ihrerseits den Abschaltlichtbogen beim Strom-Null-0-Durchgang zum Erlöschen bringt. Die neuzeitlichen Schalter machen in der Hauptsache von der zweiten Eigenschaft Gebrauch und übertragen die dauernde Spannungstrennung des Schalters in ausgeschaltetem Zustand einem besonderen, vorzugsweise mit dem Leistungsschalter zusammengebauten Trennschalter.

Die Verwendung von Isolierölen, insbesondere Mineralölen für Schaltzwecke birgt jedoch insofern eine Gefahr in sich, als diese Oele brennbar sind und ferner die beim Abschaltvorgang entstehenden heissen Oelgase beim Zusammentreffen mit der Umgebungsluft unter bestimmten Voraussetzungen ein explosives Gemisch ergeben können. Es treten dann die gefürchteten Oelschalter-Brände und starken Verqualmungen der Schaltanlagen auf, di zu erheblichen Schäden in der Anlage und zu langandauernden Betriebsstörungen führen. Nachteilig ist ferner bei den bekannten Schalterölen der Umstand, dass die Viskosität der Schalterflüssigkeit sich mit der Umgebungstemperatur des Schalters verändert. Man muss daher den Schaltflüssigkeiten für die kalte Jahreszeit besondere Gefrierschutzmittel zusetzen, wodurch aber deren Löscheigenschaften herabsetzen werden, oder aber man muss entsprechend der Jahreszeit Oele verschiedener Zusammensetzung benutzen, d.h. also einen Oelwechsel vornehmen, was betriebsmässig sehr lästig und bisweilen überhaupt nicht durchführbar ist, weil die Hochleistungsschalter für diesen Zweck spannungslos gemacht werden müssen.

Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, die brennbaren Mineralöle durch unbrennbare Oele bzw. ölartige chemische Verbindungen zu ersetzen. So hat man z.B. chlorierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere ein Gemisch aus Dyphenilchlorid mit Trichlorbenzol hierfür in Vorschlag gebracht, die sich aber in der Praxis aus verschiedenen Gründen nicht durchgesetzt haben. Auch andere unbrennbare Stoffe sind in Betracht gezogen worden, jedoch ist man insgesamt gesehen, mit dem Problem der Entwicklung einer unbrennbaren Schaltflüssigkeit nicht recht weiter gekommen.

Dem gegenüber wird nach der Erfindung ein erheblicher Fortschritt dadurch erzielt, da als Schaltflüssigkeit eine flüssige Silicon-Verbindung verwendet wird. Diese flüssigen Silicone, von denen insbesonders das Dimethylsiloxanpolymer in Betracht kommt, zeichnen sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit aus. Ferner besitzen sie einen niedrigen Dampfdruck, geringe Flüchtigkeit, niedrigen Stockpunkt, hohen Siedepunkt, sehr geringe Temperaturabhängigkeit der Viskosität und damit der hauptsächlich auf Ionenleitfähigkeit zurückzuführenden dielektrischen Verluste. Hinzu treten noch starkes Wasserabweisungsvermögen, hohe Beständigkeit gegen Oxydation, Mineralsäuren und aggresive Salzlösungen, sowie schliesslich ein hoher Entzündungs- und Brennpunkt. Die elektrische Durchschlagsfestigkeit ist zwar nicht so hoch wir bei gutem Trans- formatorenöl, sie reicht jedoch für den vorliegenden Verwendungszweck vollkommen aus.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass die flüssigen Silicone allein oder auch in Mischung zusammen mit anderen geeigneten Stoffen der Erfüllung aller an eine unbrennbare Schaltflüssigkeit zu <Nicht lesbar> Anforderungen sehr nahe kommen. Neben der Unbrennbarkeit in dem praktisch bei Schaltern in Betracht kommenden Anwendungsbereiche ist insbesondere die Unabhängigkeit der Viskosität in einem sehr grossen Temperatur-Intervall von grosser Bedeutung, da damit die Notwendigkeit des jahreszeitlich bedingtem Oelwechsels bei Hochleistungsschaltern entfällt.

Neben den vorstehend besonders erwähnten Siliconölen in Form von Dimethylsiloxanpolymere, bei denen als Kohlenwasserstoffradikal eine <Nicht lesbar> - Gruppe dient, können <Nicht lesbar> den vorliegenden Verwendungszweck mit Vorteil auch solche Silicon-Verbindungen benutzt werden, bei denen die organischen Kohlenwasserstoffradikale aus Aethyl- oder Phenyl-Gruppen bestehen. Auch ist es natürlich möglich, die flüssigen Silicon-Verbindungen mit geeigneten Zusätzen aus anderen Stoffen zu versehen.

Claims (3)

1.) Elektrischer Stromunterbrecher, bei dem der beim Abschaltvorgang auftretende Lichtbogen mit Hilfe einer praktisch unbrennbaren Schaltflüssigkeit gelöscht wird, insbesondere ölarmer Strömungs-Hochleistungsschalter, gekennzeichnet durch die Verwendung von flüssigen Silicon-Verbindungen als Schaltflüssigkeit.

2.) Stromunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltflüssigkeit eine Silicon-Verbindung nach Art des Dimethylsiloxanpolymers dient.

3.) Stromunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Schaltflüssigkeit dienende Silicon-Verbindung mit geeigneten Zusätzen aus anderen Stoffen versehen ist.