EP0136965A1 - Trennschalter für metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungschaltanlagen - Google Patents

Trennschalter für metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungschaltanlagen Download PDF

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EP0136965A1
EP0136965A1 EP84730086A EP84730086A EP0136965A1 EP 0136965 A1 EP0136965 A1 EP 0136965A1 EP 84730086 A EP84730086 A EP 84730086A EP 84730086 A EP84730086 A EP 84730086A EP 0136965 A1 EP0136965 A1 EP 0136965A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
insulating tube
contact
switching
resistors
isolating
Prior art date
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EP84730086A
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English (en)
French (fr)
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EP0136965B1 (de
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Winfried Dr.-Ing. Schulz
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Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
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Application granted granted Critical
Publication of EP0136965B1 publication Critical patent/EP0136965B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/16—Impedances connected with contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/26—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch
    • H01H31/32—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch with rectilinearly-movable contact

Definitions

  • the invention relates to a disconnector for metal-encapsulated, compressed gas-insulated high-voltage switchgear with two cylindrical contact pieces, which are optionally surrounded by field electrodes and touch each other in the closed position, for which purpose during switching at least one contact piece moves on a common longitudinal axis, in which within a contact piece or a movable insulating tube is arranged in a field electrode, which essentially bridges the separation distance between the contact pieces during switching as long as the contact pieces are moved.
  • Such a circuit breaker is known from DE-OS 27 04 389 (GB-PS 15 44 398).
  • This insulating tube which conducts the switching element, bridges the isolating path in each case in an arc-impermeable manner before the switching element comes into galvanic contact with the counter switching element.
  • the movement of the insulating tube is triggered by the movement of the contact piece.
  • the insulating tube thus forms a flashover cage that bridges the separation distance before the flashover distance is reached by the switching element.
  • the invention is also based on the problem of high-frequency vibrations in compressed gas-insulated, encapsulated high-voltage switchgear. It was recognized that some frequencies of these broadband high-frequency vibrations could possibly resonate with the natural frequencies resulting from the dimensions of the encapsulated high-voltage switchgear. Then, due to their reflection, standing waves arise within the encapsulated high-voltage switchgear, in whose local current maxima the flashover resistance may be reduced to such an extent that a flashover to metal encapsulation can occur there.
  • the invention has for its object to avoid such a high-frequency resonance vibration.
  • the invention is based on a disconnector for metal-encapsulated, compressed gas-insulated high-voltage switchgear with 7 white cylindrical contact pieces, which may be surrounded by field electrodes and touch each other in the closed position, for which purpose at least one contact piece moves on a common longitudinal axis during switching a movable insulating tube is arranged within a contact piece or a field electrode, which essentially bridges the separation distance between the contact pieces during switching as long as the contact pieces are moved.
  • This isolating switch is designed in accordance with the invention in such a way that there are two movable resistors on the longitudinal axis, each of which is electrically connected or connectable to one of the switching elements, of approximately the same size, with low induction and low-capacitance, the external dimensions of which is smaller than the inside diameter of the insulating tube and which are inserted into the isolating section at the start of the switching movement and also bridge this after the at least largely bridging the isolating section through the isolating tube before the opposing contact pieces are brought into contact with one another or with the field electrodes.
  • a flashover arc can only form between the two resistors having different potential. Due to the damping effect of the resistors, the generation of high-frequency vibrations is prevented. In addition, the flashover arc cannot migrate to the encapsulation and thus trigger an earth short-circuit because it is shielded from the insulating tube that covers the separation distance. As a result of the use of two resistors of approximately the same size, the flashover arc burns approximately in the middle of the separation distance between the field electrodes. This results in the lowest capacitive coupling to the two line ends and a symmetrical damping of the high-frequency vibrations that arise.
  • the resistors have a thermally highly conductive ceramic carrier with solid metal contact, since they are exposed to the effects of arcing and the associated heating. It is expedient to make the metal contacts resilient at least on one of the mutually facing end faces of the resistors, so that an impact load on the resistors during switching is avoided. Neither their effectiveness nor their lifespan should be affected by the arcs.
  • the level of the resistance value results from the intrinsic capacity of the line to be disconnected, the operating voltage and the network frequency. It is expedient that the voltage drop across the resistors, caused by the reactive current, does not exceed 1 to 2% of the operating voltage, because otherwise voltage surges occur again when the damping resistors are bridged.
  • the occurrence of sliding sparks on the surface of the insulating tube is avoided because it does not come into contact with the field electrode opposite.
  • other means can also be provided or combined therewith in order to avoid sliding sparks, e.g. B. in which the insulating tube is formed very highly ohmic semiconducting or that ribs are provided on its surface.
  • FIGS. 1 to 7 show, schematically represented, longitudinal sections through a disconnector designed according to the invention.
  • 1 to 4 show a first exemplary embodiment
  • FIGS. 5 to 7 show a second, somewhat modified exemplary embodiment. Only the parts necessary for understanding the invention are shown without the metal encapsulation, the same reference numerals are retained for the same parts.
  • SF 6 insulated high-voltage switchgear
  • this contact piece 1 there is also an insulating tube 8, which is provided with ribs 9 on its outer surface to avoid sliding sparks.
  • the outer diameter of the ribs 9 is smaller than the diameter of the edge 7 of the opening of the switching element 1.
  • two rod-shaped resistors 10 are also provided, which lie on the longitudinal axis of the switching elements 1 and 2.
  • the resistors 10 are constructed with low induction and capacitance and have a thermally highly conductive ceramic carrier, for example made of AL 2 0 3 . The resistance mass is burned onto this in a suitable form. surround.
  • the end faces 11 of the resistors are each provided with solid metal contacts.
  • the outside diameter of the resistors 10 is smaller than the inside diameter of the insulating tube 8.
  • Fig. 1 shows the switch-off position of the disconnector.
  • Both the insulating tube 8 and the one resistor 10 are arranged in the interior of the left switching element 1 in such a way that they do not protrude beyond the end face of the switching element 1.
  • the same goes for that Switch piece 2, in the interior of which the other resistor 10 and the contact tube 4 are located.
  • the electrical field within the isolating section 3 is thus dependent on the shape of the contact pieces 1, 2 and is not disturbed by the internal parts.
  • Fig. 2 The start of the switch-on movement is shown in Fig. 2.
  • the insulating tube 8 is first moved out of the left switching piece 1 into the isolating section 3 until it reaches an end position which is at a distance 12 from the opposite switching piece 2, as indicated by arrows. This distance 12 is chosen so large that no sliding sparks can arise on the surface of the insulating tube.
  • the two resistors 10 are introduced symmetrically into the isolating section 3 from both sides by their own drives.
  • the residual separation path 13 remaining between its end faces 11 lies in the middle of the separation path 3.
  • a pre-flashover arc 14 occurs between the two resistors 10. Since this flashover arc 14 burns within the insulating tube 8, which protrudes sufficiently far, migration of the flashover arc 14 to the encapsulation is not possible because the insulating tube 8 shields it.
  • no high-frequency oscillations can occur when the pre-flashover arc 14 is re-ignited.
  • the disconnector When the disconnector is opened, the movements of the individual parts run in reverse order. First, the contact tube 4 is pulled back into the interior of the contact piece 2 and the insulating tube 8 accordingly enters the isolating section 3 and bridges it to the distance 12. The two resistors 10 are withdrawn symmetrically from the isolating section 3 by means of their own drives and finally, when the resistors 10 are in the rest position, the insulating tube 8 again runs out of the isolating section 3 until it is in its rest position in the interior of the contact piece 1.
  • the high-resistance, semiconducting insulating tube 8 is provided with a metal contact 20 with a central opening 21, which in the closed position connects to standing contact piece 16 with its approach 18.
  • This metal contact 20 is connected to one end of a resistor 22, which has a further metal contact 23 on its other end face.
  • This resistor 22 is fixed in the insulating tube 8 and moves together with it.
  • a second resistor 24 of the same size is arranged in the interior of the insulating tube 8, which is provided on its end face facing the isolating section with a resilient metal contact 25, while its other end is connected to its own drive (not shown). 24 are each smaller than the inner diameter of the insulating tube 8.
  • Fig. 5 shows the off position of the circuit breaker, i. H. the movable tubular contact piece 19, like the insulating tube 8 with the two resistors 22 and 24, is located inside the field electrode 15.
  • the insulating tube 8 is first inserted into the isolating section 3 by means of its own drive and thereby takes the first resistor 22 firmly connected to it until the electrical contact between the metal contact 20 and the stationary switching element 16 takes place. In this way, the resistor 22 is electrically connected to the standing contact piece 16 and maintains its potential. In this position, the entire isolating section 3 is bridged by the insulating tube 8. Then the second resistor 24 is guided inside the insulating tube 8 into the isolating section 3 by means of its own drive. This state is shown in Fig. 6.
  • the movement of the insulating tube 8 together with the resistor 22 can be relatively slow.
  • the resistor 24, on the other hand, should move faster so that a capacitive bridging between the resistor 24 and the movable contact piece 19 is avoided.
  • Fig. 7 shows the end position of the closed disconnector.
  • the individual parts move in reverse order. First, the movable contact piece 19 is retracted into its starting position inside the field electrode 15. Then the resistor 24 inside the insulating tube 8 is also brought back into its starting position. Finally, the insulating tube 8 is then removed from the isolating section 3 together with the resistor 22.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Circuit Breakers (AREA)

Abstract

Bei einem Trennschalter für metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsschaltanlagen mit langsam angetriebenen Schaltstücken (4), die gegebenenfalls von Feldelektroden (1, 2) umgeben sind und einander in Schließstellung berühren, ist innerhalb eines Schaltstücks (1) oder einer Feldelektrode ein bewegbares Isolierrohr (8) angeordnet, das während des Schaltens die Trennstrecke (3) zwischen den Schaltstücken (1, 2) solange im wesentlichen überbrückt, wie die Schaltstücke (4) bewegt werden. Um bei dem Auftreten von Vorüberschlaglichtbögen (14) das Entstehen von Hochfrequenzschwingungen zu vermeiden, sind zwei jeweils mit einem der Schaltstücke (1, 2) elektrisch verbundene oder verbindbare, angenähert gleich große, bewegbare Widerstände (10) vorgesehen, die bei Beginn der Schaltbewegung in die Trennstrecke (3) eingeführt werden und diese nach dem zumindest weitgehendem Überbrucken der Trennstrecke (3) durch das Isolierrohr (8) auch überbrücken, bevor die Schaltstücke (4, 1) in Berührung miteinander gebracht werden. Der Vorüberschlaglichtbogen (14) wird dadurch nur zwischen den Widerständen (10) gezündet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Trennschalter für metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsschaltanlagen mit zwei zylindrischen Schaltstücken, die gegebenenfalls von Feldelektroden umgeben sind und einander in Schließstellung berühren, wozu während des Schaltens sich zumindest ein Schaltstück auf einer beiden gemeinsamen Längsachse bewegt, bei dem innerhalb eines Schaltstücks oder einer Feldelektrode ein bewegbares Isolierrohr angeordnet ist, das während des Schaltens die Trennstrecke zwischen den Schaltstücken solange im wesentlichen überbrückt, wie die Schaltstücke bewegt werden.
  • Ein derartiger Trennschalter ist aus der DE-OS 27 04 389 (GB-PS 15 44 398) bekannt. Dieses das Schaltstück leitend umfassende Isolierrohr überbrückt jeweils die Trennstrecke lichtbogenundurchlässig, bevor das Schaltstück in galvanischem Kontakt mit dem Gegenschaltstück gelangt. Die Bewegung des Isolierrohres wird dabei von der Bewegung des Schaltstückes ausgelöst. Dadurch wird vermieden, daß ein beim Schalten des Trennschalters unter Spannung auftretender Vorüberschlaglichtbogen zwischen den noch einen gewissen Abstand voneinander aufweisenden Schaltstücken bei langsamen Schaltbewegungen auswandern und zur geerdeten Kapselung überschlagen kann. Das Isolierrohr bildet somit einen Vorüberschlaglichtbogenkäfig, der die Trennstrecke überbrückt, bevor der Vorüberschlagsabstand durch das Schaltstück erreicht wird. Bei dem Rücklauf des Schaltstückes verläßt das Isolierrohr die Trennstrecke erst, wenn sich das bewegliche Schaltstück im Bereich der Abschirmelektrode befindet, ein Überschlag also nicht mehr möglich ist.
  • Weiterhin ist es aus der FR-PS 15 14 265 bei Schaltern bereits bekannt, einen zylindrischen Widerstand im Innern des die Schaltkammer umgebenden Isoliergehäuses anzuordnen. Dieser Widerstand steht ständig mit dem einen Schaltstück des Schalters in Verbindung. Sein anderes Ende ist mit einer Kontaktschiene verbunden, die sich auf der Innenwand des Isoliergehäuses über einem gewissen Bereich erstreckt. Entsprechend weist das bewegliche Schaltstück einen Hiflskontakt auf, der an der Kontaktschiene vorbeistreichen kann. Bei Schließstellung des Schalters liegt das Hilfskontaktstück auf der Kontaktschiene, so daß der Widerstand den Schaltstücken des Schalters parallel geschaltet ist. Dieser Zustand bleibt während des Beginns der Öffnungsbewegung des beweglichen Schaltstückes solange aufrechterhalten, bis das Hilfsschaltstück die Kontaktschiene verläßt. Dies ist aufgrund der Dimensionierung mit Sicherheit erst dann der Fall, wenn der Schaltlichtbogen bereits gelöscht ist. Dann liegt also der Widerstand nicht mehr parallel zu den geöffneten Schaltstücken. Während des Schließvorgangens dieses Schalters wird der Widerstand in umgekehrter Weise wieder parallel geschaltet, bevor sich die Schaltkontakte berühren.
  • Ferner ist es bekannt, siehe DE-OS 24 06 160 (US-PS 38 29 707), daß mit Schaltvorgängen Hochfrequenzschwingungen ausgelöst werden können. So treten breitbandige Hochfrequenzschwingungen insbesondere bei druckgasisolierten gekapselten Hochspannungsschaltanlagen beim Schalten eines Trennschalters mit langsam beweglichen Schaltstücken auf. Bei der bekannten gekapselten, mit SF.6 isolierten Hochspannungsleitung werden diese Hochfrequenzschwingungen dadurch stark gedämpft bzw. abgeschwächt, daß das Leiterelement zumindest über einen Teil seiner Länge mit einem hochfrequenzdämpfenden Belag versehen sind. Dieser Belag setzt den Hochfrequenzschwingungen einen erheblichen Widerstand entgegen, beeinflußt aber nicht die mit normaler Betriebsfrequenz fließenden Ströme in dem darunter liegenden Leitermaterial.
  • Auch der Erfindung liegt das Problem von Hochfrequenzschwingungen in druckgasisolierten, gekapselten Hochspannungsschaltanlagen zugrunde. Man erkannte nämlich, daß einige Frequenzen dieser breitbandigen Hochfrequenzschwingungen unter Umständen in Resonanz zu den sich aus den Dimensionen der gekapselten Hochspannungsschaltanlage ergebenden Eigenfrequenzen liegen können. Dann entstehen durch ihre Reflexion innerhalb der gekapselten Hochspannungsschaltanlage stehende Wellen, in deren örtlichen Strommaxima die Überschlagsfestigkeit unter Umständen soweit herabgesetzt ist, daß dort ein Überschlag zur Metallkapselung auftreten kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Hochfrequenzresonanzschwingung zu vermeiden.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Trennschalter für metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsschaltanlagen mit 7wei zylindrischen Schaltstücken, die gegebenenfalls von Feldelektroden umgeben sind und einander in Schließstellung berühren, wozu während des Schaltens sich zumindest ein Schaltstück auf einer beiden gemeinsamen Längsachse bewegt, bei dem innerhalb eines Schaltstücks oder einer Feldelektrode ein bewegbares Isolierrohr angeordnet ist, das während des Schaltens die Trennstrecke zwischen den Schaltstücken solange im wesentlichen überbrückt, wie die Schaltstücke bewegt werden. Dieser Trennschalter ist gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß auf der Längsachse zwei jeweils mit einem der Schaltstücke elektrisch verbundene bzw, verbindbare, angenähert gleich große, induktions- und kapazitätsarm aufgebaute bewegbare Widerstände liegen, deren Außenabmessungen kleiner als der Innendurchmesser des Isolierrohres ist und die bei Beginn der Schaltbewegung in die Trennstrecke eingeführt werden und diese nach dem zumindest weitgehendem Überbrücken der Trennstrecke durch das Isolierrohr auch überbrücken, bevor die gegenüberliegenden Schaltstücke in Berührung miteinander oder mit den Feldelektroden gebracht werden.
  • Dadurch wird erreicht, daß sich ein Vorüberschlaglichtbogen nur zwischen den beiden unterschiedliches Potential aufweisenden Widerständen ausbilden kann. Infolge der dämpfenden Wirkung der Widerstände wird die Entstehung von Hochfrequenzschwingungen verhindert. Außerdem kann der Vorüberschlaglichtbogen nicht zur Kapselung auswandern und somit einen Erdkurzschluß auslösen, weil er von dem die Trennstrecke weit überdeckenden Isolierrohr abgeschirmt ist. Infolge der Anwendung von zwei angenähert gleich großen Widerständen brennt der Vorüberschlaglichtbogen etwa in der Mitte der Trennstrecke zwischen den Feldelektroden. Dadurch erhält man die geringste kapazitive Kopplung zu den beiden Leitungsenden und eine symmetrische Bedämpfung der entstehenden Hochfrequenzschwingungen.
  • Es empfiehlt sich, daß die Widerstände einen thermisch gut leitenden Keramikträger mit massiver Metallkontaktierung aufweisen, da sie der Lichtbogeneinwirkung und der damit verbundenen Erhitzung ausgesetzt sind. Es ist zweckmäßig, die Metallkontakte zumindest an einer der einander zugewandten Stirnseiten der Widerstände federnd auszubilden, damit eine Stoßbeanspruchung der Widerstände während des Schaltens vermieden wird. Weder ihre Wirksamkeit noch ihre Lebensdauer sollte durch die Lichtbögen beeinträchtigt werden.
  • Die Höhe des Widerstandswertes ergibt sich aus der Eigenkapazität der abzutrennenden Leitung, der Betriebsspannung und der Netzfrequenz. Es ist zweckmäßig, daß derSpannungsfall an den Widerständen, hervorgerufen durch den Blindstrom, 1 bis 2 % der Betriebsspannung nicht überschreitet, weil sonst beim überbrücken derDämpfungswiderstände erneut Spannungsstöße auftreten.
  • Ferner ist es zweckmäßig, in jeder der sich gegenüberstehenden Feldelektroden bzw. Schaltstücken des Trennschalters je einen der Widerstände anzuordnen und diese mit Hilfe eines eigenen Antriebes symmetrisch in die Trennstrecke zu führen, wenn das Isolierrohr seine Endstellung in der Trennstrecke erreicht hat, die einen Abstand zur gegenüberliegenden Feldelektrode läßt. Auf diese Weise liegt die variable, zwischen den Spitzen der beiden Widerstände verbleibende Resttrennstrecke jeweils in der Mitte der Trennstrecke zwischen den beiden Feldelektroden.
  • Außerdem ist das Entstehen von Gleitfunken auf der Oberfläche des Isolierrohres vermieden, weil dieses nicht in Berührung mit der gegenüberstehenden Feldelektrode kommt. Man kann aber auch andere Mittel vorsehen bzw. damit kombinieren, um Gleitfunken zu vermeiden, z. B. in dem das Isolierrohr sehr hochohmisch halbleitend ausgebildet ist oder daß auf seiner Oberfläche Rippen vorgesehen sind.
  • Im folgenden sei die Erfindung noch anhand der in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen, jeweils schematisch dargestellt, Längsschnitte durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Trennschalter. Dabei ist in den Fig. 1 bis 4 ein ersten Ausführungsbeispiel dargestellt, und die Fig. 5 bis 7 zeigen ein zweites, etwas abgewandeltes Ausführungsbeispiel. Es sind jeweils nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile ohne die Metallkapselung dargestellt, für gleiche Teile sind die gleichen Bezugszeichen beibehalten.
  • Bei dem ersten in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um enen Trennschalter für eine metallgekapselte, mit Druckgas, insbesondere SF6, isolierte Hochspannungsschaltanlage, der zwei koaxiale, einander gegenüberstehende zylindrische Schaltstücke 1 und 2 aufweist, welche die Form von Feldelektroden haben. Zwischen diesen befindet sich in der Ausschaltstellung die durch Pfeile angedeutete Trennstrecke 3. Im Innern des rechts liegenden hohlen zylindrischen Schaltstücks 2 ist ein Kontaktrohr 4 angeordnet, das über einen Gleitkontakt 5 galvanisch mit dem Schaltstück 2 verbunden ist und somit gleiches Potential wie dieses hat. Dieses Kontaktrohr 4 hat die Funktion eines beweglichen Schaltstückes. An der Stirnseite ist das Kontaktrohr 4 mit einem Wulst 6 versehen, der in der Einschaltstellung an dem nach innen gezogenen Rand 7 des gegenüberliegenden Schaltstückes 1 anliegt.
  • An diesem Schaltstück 1 liegt weiterhin ein Isolierrohr 8, das zur Vermeidung von Gleitfunken auf seiner Außenfläche mit Rippen 9 versehen ist. Der Außendurchmesser der Rippen 9 ist kleiner als der Durchmesser des Randes 7 der Öffnung des Schaltstückes 1. Weiterhin sind noch zwei stabförmige Widerstände 10 vorgesehen, die auf der Längsachse der Schaltstücke 1 und 2 liegen. Die Widerstände 10 sind induktions- und kapazitätsarm aufgebaut und weisen einen thermisch gut leitenden Keramikträger, z.B. aus AL203 auf. Auf diesem ist in geeigneter Form die Widerstandsmasse eingebrannt. umgeben. Die Stirnflächen 11 der Widerstände sind jeweils mit massiven Metallkontakten versehen. Der Außendurchmesser der Widerstände 10 ist kleiner als der Innendurchmesser des Isolierrohres 8.
  • Fig. 1 zeigt die Ausschaltstellung des Trennschalters. In dieser befinden sich im Innern des linken Schaltstückes 1 sowohl das Isolierrohr 8 als auch der eine Widerstand 10, derart angeordnet, daß sie nicht über die Stirnfläche des Schaltstücks 1 hinüberragen. Das gleiche gilt für das Schaltstück 2, in dessen Innern der andere Widerstand 10 und das Kontaktrohr 4 liegen. Das elektrische Feld innerhalb der Trennstrecke 3 ist somit von der Form der Schaltstücke 1, 2 abhängig und wird durch die innenliegenden Teile nicht gestört.
  • Der Beginn der Einschaltbewegung ist in Fig. 2 dargestellt. Mit Hilfe eines nicht dargestellten Antriebes wird zunächst allein das Isolierrohr 8 aus dem linken Schaltstück 1 heraus in die Trennstrecke 3 bewegt, solange, bis es eine Endlage erreicht, die zum gegenüberliegenden Schaltstück 2 den durch Pfeile angedeuteten Abstand 12 aufweist. Dieser Abstand 12 ist so groß gewählt, daß auf der Oberfläche des Isolierrohres keine Gleitfunken entstehen können.
  • Als nächstes werden, wie in Fig. 3 dargestellt, die beiden Widerstände 10 von beiden Seiten her durch je einen eigenen Antrieb symmetrisch in die Trennstrecke 3 eingebracht. Dadurch liegt die zwischen ihren Stirnflächen 11 verbleibende Resttrennstrecke 13 jeweils in der Mitte der Trennstrecke 3. Ist diese Trennstrecke 13 genügend klein geworden, so tritt ein Vorüberschlaglichtbogen 14 zwischen beiden Widerständen 10 auf. Da dieser Vorüberschlaglichtbogen 14 innerhalb des Isolierrohres 8 brennt, das genügend weit übersteht, ist ein Auswandern des Vorüberschlaglichtbogens 14 zur Kapselung hin nicht möglich, da das Isolierrohr 8 ihn abschirmt. Des weiteren können sich auch infolge der durch die Widerstände 10 gegebenen symmetrischen Dämpfung keine Hochfrequenzschwingungen beim Wiederzünden des Vorüberschlaglichtbogens 14 entstehen.
  • Fig. 4 zeigt schließlich die Einschaltstellung des Trennschalters, bei der die beiden Widerstände 10 über ihre Stirnflächen 11 miteinander in Berührung stehen und bei der außerdem das in die Trennstrecke 3 mittels eines eigenen Antriebs eingeführte Kontaktrohr 4 das Isolierrohr 8 wieder in das Innere des Schaltstückes 1 zurückgedrückt hat. Das Kontaktrohr 4 steht mittels seines stirnsqitigen Wulstes 6 mit dem Rand 7 des Schaltstücks 1 in Kontakt, so daß die leitende Verbindung zwischen beiden Schaltstücken 1 und 2 hergestellt ist. Dabei kann die auftretende Stromwärme ungehindert von dem metallischen Kontaktrohr 4 nach außen abgegeben werden.
  • Beim öffnen des Trennschalters verlaufen die Bewegungen der einzelnen Teile in umgekehrter Reihenfolge. Zunächst wird das Kontaktrohr 4 wieder in das Innere des Schaltstückes 2 hineingezogen und das Isolierrohr 8 tritt entsprechend in die Trennstrecke 3 hinaus und überbrückt diese bis auf den Abstand 12. Die beiden Widerstände 10 werden mittels ihrer eigenen Antriebe symmetrisch'aus der Trennstrecke 3 zurückgezogen und schließlich läuft, wenn sich die Widerstände 10 in Ruhelage befinden, das Isolierrohr 8 wieder aus der Trennstrecke 3 heraus, bis es sich in seine Ruhelage im Innern des Schaltstücks 1 befindet.
  • Bei dem in den Fig. 5 bis 7 gezeigten anders ausgebildeten Trennschalter für eine metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsschaltanlage ist ein mit einer Feldelektrode 15 umgebenes, stehendes zylindrisches Schaltstück 16 vorhanden, das auf seiner Stirnfläche 17 einen bis zur Stirnfläche der Feldelektrode 15 hervorstehenden Ansatz 18 trägt. Gegenüber liegt eine andere Feldelektrode 15, die das bewegliche Schaltstück 19 umgibt. Dieses bewegliche Schaltstück 19 ist rohrförmig ausgebildet und steht in seiner Einschaltstellung mit der gegenüberliegenden Feldelektrode 15 in galvanischem Kontakt. Weiterhin ist im Innern des rohrförmigen Schaltstücks 19 das Isolierrohr 8 angeordnet, das einen eigenen Antrieb hat.-Auf der der Trennfläche 3 zugewandten Stirnfläche ist das hochohmig halbleitend ausgebildete Isolierrohr 8 mit einem Metallkontakt 20 mit mittlerer Öffnung 21 versehen, der in Schließstellung die Verbindung zum stehenden Schaltstück 16 mit seinem Ansatz 18 herstellt. Dieser Metallkontakt 20 ist mit einem Ende eines Widerstandes 22 verbunden, der auf seiner anderen Stirnfläche einen weiteren Metallkontakt 23 aufweist. Dieser Widerstand 22 liegt fest im Isolierrohr 8 und bewegt sich gemeinsam mit diesem.
  • Außerdem ist noch ein zweiter gleich großer Widerstand 24 im Innern des Isolierrohres 8 angeordnet, der auf seiner der Trennstrecke zugewandten Stirnfläche mit einem federnden Metallkontakt 25 versehen ist, während sein anderes Ende mit einem eigenen nicht dargestellten Antrieb verbunden ist.Die Außendurchmesser der Widerstände 22, 24 sind jeweils kleiner als der Innendurchmesser des Isolierrohres 8.
  • Die Fig. 5 zeigt die Ausschaltstellung des Trennschalters, d. h. das bewegliche rohrförmige Schaltstück 19 befindet sich ebenso wie das Isolierrohr 8 mit den beiden Widerständen 22 und 24 im Innern der'Feldelektrode 15.
  • Bei Beginn der Schaltbewegung wird zunächst das Isolierrohr 8 mittels seines eigenen Antriebs in die Trennstrecke 3 hineingeführt und nimmt dabei den mit ihm fest verbundenen ersten Widerstand 22 solange mit, bis der elektrische Kontakt zwischen dem Metallkontakt 20 und dem stehenden Schaltstück 16 erfolgt. Auf diese Weise ist der Widerstand 22 mit dem stehenden Schaltstück 16 elektrisch verbunden und erhält dessen Potential. Die gesamte Trennstrecke 3 ist in dieser Lage von dem Isolierrohr 8 überbrückt. Dann wird der zweite Widerstand 24 im Innern des Isolierrohres 8 mittels seines eigenen Antriebes in die Trennstrecke 3 hineingeführt. Dieser Zustand ist in Fig. 6 dargestellt. Sobald sich der federnde Metallkontakt 25 des Widerstandes 24 dem Metallkontakt 23 des Widerstandes 22 genügend weit genähert hat, kann zwischen beiden ein Vorüberschlaglichtbogen auftreten, der jedoch dann nur über die beiden Widerstände gezündet ist und außerdem durch das Isolierrohr 8 an einem Abwandern zur Kapselung verhindert ist. Nachdem die beiden Widerstände 22 und 24'miteinander in Berührung getreten sind, wird dann über einen eigenen Antrieb mit dem beweglichen Schaltstück 19 die Trennstrecke 3 überbrückt und der Kontakt zur gegenüberstehenden Feldelektrode 15 hergestellt.
  • Bei der Einschaltbewegung kann die Bewegung des Isolierrohres 8 gemeinsam mit dem Widerstand 22 verhältnismäßig langsam sein. Der Widerstand 24 sollte sich dagegen schneller bewegen, damit eine kapazitive Überbrückung zwischen dem Widerstand 24 und dem beweglichen Schaltstück 19 vermieden wird.
  • Fig. 7 zeigt die Endstellung des geschlossenen Trenners.
  • Beim Öffnen des Trennschalters erfolgt die Bewegung der einzelnen Teile in jeweils umgekehrter Reihenfolge. Erst wird das bewegliche Schaltstück 19 in seine Ausgangslage ins Innere der Feldelektrode 15 zurückgezogen. Dann wird der Widerstand 24 im Innern des Isolierrohres 8 ebenfalls zurück in seine Ausgangslage gebracht. Schließlich wird dann das Isolierrohr 8 gemeinsam mit dem Widerstand 22 aus der Trennstrecke 3 entfernt.

Claims (10)

1. Trennschalter für metallgekapselte, druckgasisolierte Hochspannungsschaltanlagen mit zwei zylindrischen Schaltstücken, die gegebenenfalls von Feldelektroden umgeben sind und einander in Schließstellung berühren, wozu während des Schaltens sich zumindest ein Schaltstück auf einer beiden gemeinsamen Längsachse bewegt, bei dem innerhalb eines Schaltstücks oder einer Feldelektrode ein bewegbares Isolierrohr angeordnet ist, das während des Schaltens die Trennstrecke zwischen den Schaltstücken solange im wesentlichen überbrückt, wie die Schaltstücke bewegt werden,
dadurch gekennzeichnet ,
daß auf der Längsachse zwei jeweils mit einem der Schaltstücke (1,2,4,16,19) elektrisch verbundene bzw. verbindbare, angenähert gleich große, induktions- und kapazitätsarm aufgebaute, bewegbare Widerstände (10,22,24) liegen, deren Außenabmessungen kleiner als der Innendurchmesser des Isolierrohres (8) ist und die bei Beginn der Schaltbewegung in die Trennstrecke (3) eingeführt werden und diese nach dem zumindest weitgehendem Überbrücken der Trennstrecke (3) durch das Isolierrohr (8) auch überbrücken, bevor die gegenüberliegenden Schaltstücke (1,4,16,19) in Berührung miteinander oder mit den Feldelektroden (15) gebracht werden.
2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Widerstände (10,22, 24) einen thermisch gut leitenden Keramikträger aufweisen.
3. Trennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Widerstände (24) zumindest an einer der einander zugewandten Stirnseiten federnd ausgebildete Metallkontakte (25) tragen.
4. Trennschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Spannungsfall an den Widerständen (10,22,24) angenähert 1 bis 2 % der Betriebsspannung beträgt.
5. Trennschalter nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Widerstand (10,22,24) mit einem eigenen Antrieb symmetrisch in die Trennstrecke (3) geführt wird, wenn das Isolierrohr (8) seine Endstellung in der Trennstrecke (3) erreicht hat, die einem Abstand (12) zum gegenüberstehenden Schaltstück (2) bzw. Feldelektrode läßt.
6. Trennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Schaltstück (4) bei der Einschaltbewegung das Isolierrohr (8) aus der Trennstrecke (3) herausschiebt.
7. Trennstrecke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Rücklauf des beweglichen Schaltstückes (4) das Isolierrohr (8) wieder in seine Endlage innerhalb der Trennstrecke (3) gebracht ist, ehe der Rücklauf der Widerstände (10) beginnt.
8. Trennschalter mit einem feststehenden und einem angetriebenen Schaltstück nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Widerstand (22) fest im vorderen Ende des Isolierrohres (8) angeordnet ist und in Berührung mit dem gegenüberliegenden feststehenden Schaltstück (16) steht, wenn das Isolierrohr (8) die Trennstrecke (3) überbrückt, und daß der zweite Widerstand (24) innerhalb des Isolierrohres (8) bewegbar ist.
9. Trennschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Isolierrohr (8) mit dem ersten Widerstand (22) langsamer als der zweite Widerstand (24) in der Trennstrecke (3) bewegt werden.
10. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Isolierrohr (8) sehr hochohmig halbleitend ist.
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