EP0634049B1 - Elektrischer hochspannungs-leistungsschalter - Google Patents

Elektrischer hochspannungs-leistungsschalter Download PDF

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EP0634049B1 EP93903797A EP93903797A EP0634049B1 EP 0634049 B1 EP0634049 B1 EP 0634049B1 EP 93903797 A EP93903797 A EP 93903797A EP 93903797 A EP93903797 A EP 93903797A EP 0634049 B1 EP0634049 B1 EP 0634049B1
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Definitions

  • the invention relates to an electrical high-voltage circuit breaker with self-generated extinguishing gas flow and with a compression device for blowing arcs, in which a heatable by the arc energy, the separating section immediately adjacent pressure chamber is connected to a compression space associated with the compression device, possibly valve-controlled, and in which the compression space is connected to a low pressure space via a pressure relief valve having a movable valve plate on the one hand and a refill valve having a movable valve plate on the other hand.
  • the invention has for its object to simplify the assembly effort for the valve control in an electrical high-voltage circuit breaker of the type mentioned.
  • this is achieved in that the two valve plates of the valves arranged between the compression space and the low pressure space as two directly adjacent concentric washers of different diameters with partial overlap are formed and combined into a single valve device.
  • the application of the invention simplifies the assembly of the single valve device for refilling and relieving excess pressure.
  • the first of the ring disks with a smaller diameter is pressed against the stationary pressure as a valve seat on the side facing the low-pressure chamber under spring load and lifts off from the valve seat when a predetermined excess pressure arises in the compression chamber.
  • the other of the ring disks with a larger diameter rests as a rattling valve with its inner opening edge sealingly against the first ring disk and lies with its outer edge against a fixed stop as a valve seat, such that this other ring disk has the passage cross-section when the compression device moves in the switch-on direction releases between the compression space and the low pressure space for refilling the compression space.
  • the spring loading of the first ring washer is advantageously adjustable.
  • the two annular disks can surround a switching rod which passes through the compression space and the low-pressure space and moves the compression device.
  • the high-voltage circuit breaker shown schematically in FIG. 1 has a fixed contact 1, which is in engagement with a movable contact 2. To separate the two contact pieces, contact piece 2 is moved in the direction of arrow 3.
  • a movable part of the compression device and the cylinder 7 shown in FIG. 1 delimit a compression space 8 together with a piston crown 9, which is arranged in a stationary manner and delimits a low-pressure space 10 with respect to the compression space 8.
  • the stationary piston head 9 has through openings for a pressure relief valve on the one hand and a refill valve on the other hand.
  • valve device 11 consists of two concentric annular disks 12, 13 lying directly against one another, which have different diameters and partially overlap one another in area A.
  • the annular disc 12 forms the valve disk for the pressure relief valve arranged between the compression space 8 and the low pressure space 10.
  • This first ring disk 12 has a smaller diameter than the other ring disk 13. It is on the side facing the low-pressure chamber 10 under the load of coil springs 14, which are distributed uniformly over the circumference are arranged, pressed against a stationary stop 15 as a valve seat, and lifts off from the valve seat 15 in the event of a predetermined excess pressure occurring in the compression space 8.
  • the other ring disk 13 has a larger diameter and is designed as a so-called rattling valve. It lies with its inner opening edge 16 sealingly against the first ring disk 12 and lies with its outer edge 17 against a fixed stop 18 as a valve seat.
  • the springs 14 are pretensioned by screws 19, and the spring loading of the first ring disk 12 can be made adjustable by turning the screws 19.
  • the two annular disks 12, 13 surround the shift rod 20 which passes through the compression chamber 8 and the low-pressure chamber 10 and moves the compression device 7.

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Abstract

Bei einem Selbstblasschalter mit Kompressionseinrichtung ist eine von der Lichtbogenenergie aufgeheizten Druckkammer mit einem Kompressionsraum gegebenenfalls ventilgesteuert verbunden. Der Kompressionsraum ist über ein Überdruckventil und ein Nachfüllventil mit dem Niederdruckraum verbunden. Erfindungsgemäß sind die beiden Ventilteller der zwischen dem Kompressionsraum (8) und dem Niederdruckraum (10) angeordneten Ventile als zwei unmittelbar aneinanderliegende konzentrische Ringscheiben (12, 13) unterschiedlichen Durchmessers mit teilweise Überlappung ausgebildet und zu einer einzigen Ventileinrichtung zusammengefaßt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalter mit selbsterzeugter Löschgasströmung und mit einer Kompressionseinrichtung zu Beblasung von Lichtbögen, bei dem eine von der Lichtbogenenergie aufheizbare, der Trennstrecke unmittelbar benachbarte Druckkammer mit einem der Kompressionseinrichtung zugehörigen Kompressionsraum, ggf. ventilgesteuert, verbunden ist, und bei dem der Kompressionsraum über ein einen beweglichen Ventilteller aufweisendes Überdruckventil einerseits und ein einen beweglichen Ventilteller aufweisendes Nachfüllventil andererseits mit einem Niederdruckraum verbunden ist.
  • Bei derartigen elektrischen Hochspannungsleistungsschaltern, wie sie beispielsweise aus der DE-A- 37 20 816 als bekannt hervorgehen, ist eine Vielzahl von Ventilen zur Steuerung von Strömungs- und Druckverhältnissen im Leistungsschalter vorgesehen, die an unterschiedlichen Stellen der Kompressionseinrichtung einzusetzen sind und einen vergleichsweise hohen Montageaufwand bedingen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalter der eingangs genannten Art den Montageaufwand für die Ventilsteuerung zu vereinfachen.
  • Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß die beiden Ventilteller der zwischen dem Kompressionsraum und dem Niederdruckraum angeordneten Ventile als zwei unmittelbar aneinander liegende konzentrische Ringscheiben unterschiedlichen Durchmessers mit teilweiser Überlappung ausgebildet und zu einer einzigen Ventileinrichtung zusammengefaßt sind.
  • Durch Anwendung der Erfindung ist die Montage der einzigen Ventileinrichtung zum Nachfüllen und zum Abbau eines Überdruckes wesentlich vereinfacht.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die erste der Ringscheiben mit kleinerem Durchmesser auf der dem Niederdruckraum zugewandten Seite unter Federbelastung gegen einen ortsfesten Anschlag als Ventilsitz angedrückt und hebt bei einem im Kompressionsraum entstehenden vorbestimmten Überdruck vom Ventilsitz ab. Die andere der Ringscheiben mit größerem Durchmesser legt sich als Klapperventil mit ihrem inneren öffnungsrand gegen die erste Ringscheibe dichtend an und liegt mit ihrem äußeren Rand an einem ortsfesten Anschlag als Ventilsitz an, derart, daß diese andere Ringscheibe bei einer Bewegung der Kompressionseinrichtung in Einschaltrichtung den Durchtrittsquerschnitt zwischen dem Kompressionsraum und dem Niederdruckraum zum Nachfüllen des Kompressionsraumes freigibt.
  • Mit Vorteil ist die Federbelastung der ersten Ringscheibe einstellbar. Die beiden Ringscheiben können bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Leistungsschalters eine den Kompressionsraum und den Niederdruckraum durchsetzende, die Kompressionseinrichtung bewegende Schaltstange umgeben.
  • Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalters nach der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert:
  • Der in Figur 1 schematisch dargestellte Hochspannungs-Leistungsschalter weist ein feststehendes Schaltstück 1 auf, das mit einem beweglichen Schaltstück 2 in Eingriff steht. Zur Trennung der beiden Schaltstücke wird das Schaltstück 2 in Pfeilrichtung 3 bewegt. Mit dem beweglichen Schaltstück ist starr eine von einer Düse 4 zur Führung des Löschgasstromes gebildete Druckkammer 5, die von einem mit dem Schaltstück 2 starr verbundenen Boden 6 begrenzt wird, verbunden und wird mitbewegt. Ein beweglicher Teil der Kompressionseinrichtung und der in der Figur 1 dargestellte Zylinder 7 begrenzen einen Kompressionsraum 8 gemeinsam mit einem Kolbenboden 9, der ortsfest angeordnet ist und gegenüber dem Kompressionsraum 8 einen Niederdruckraum 10 begrenzt. Der ortsfeste Kolbenboden 9 hat Durchtrittsöffnungen für ein Überdruckventil einerseits und ein Nachfüllventil andererseits.
  • Wie die Figur 2 in einer vergörßerten Darstellung zu erkennen gibt, sind die beiden Ventilteller des Überdruckventils und des Nachfüllventils zu einer einzigen Ventileinrichtung 11 zusammengefaßt. Diese Ventileinrichtung 11 besteht aus zwei unmittelbar aneinanderliegenden, konzentrischen Ringscheiben 12, 13, die unterschiedliche Durchmesser haben und einander teilweise im Bereich A überlappen. Die Ringscheibe 12 bildet den Ventilteller für das zwischen dem Kompressionsraum 8 und dem Niederdruckraum 10 angeordnete Überdruckventil. Diese erste Ringscheibe 12 weist einen kleineren Durchmesser als die andere Ringscheibe 13 auf. Sie ist auf der dem Niederdruckraum 10 zugewandten Seite unter der Belastung von Schraubenfedern 14, die gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind, gegen einen ortsfesten Anschlag 15 als Ventilsitz angedrückt, und hebt bei einem im Kompressionsraum 8 entstehenden, vorbestimmten Überdruck vom Ventilsitz 15 ab. Die andere Ringscheibe 13 weist einen größeren Durchmesser auf und ist als sog. Klapperventil ausgeführt. Sie legt sich mit ihrem inneren Öffnungsrand 16 gegen die erste Ringscheibe 12 dichtend an und liegt mit ihrem äußeren Rand 17 an einem ortsfesten Anschlag 18 als Ventilsitz an. Bei einer Bewegung der Kompressionseinrichtung 7 in Einschaltrichtung, d. h. entgegen der Pfeilrichtung 3, wird der Durchtrittsquerschnitt zwischen dem Kompressionsraum 8 und dem Niederdruckraum 10 zum Nachfüllen des Kompressionsraumes freigegeben.
  • Die Federn 14 werden von Schrauben 19 vorgespannt, wobei die Federbelastung der ersten Ringscheibe 12 durch Verdrehen der Schrauben 19 einstellbar gemacht sein kann. Wie die Figur 2 erkennen läßt, umgeben die beiden Ringscheiben 12,13 die den Kompressionsraum 8 und den Niederdruckraum 10 durchsetzende, die Kompressionseinrichtung 7 bewegende Schaltstange 20.
  • Wenn eine der beiden Ringscheiben 12, 13 entweder beim Auftreten von Überdruck im Kompressionsraum 8 oder beim Nachfüllen des Kompressionsraumes 8 von ihren Dichtflächen abhebt, stehen für das Löschgas jeweils zwei Strömungswege, nämlich radial innen oder außen an der jeweiligen Ringscheibe 12 oder 13 vorbei zur Verfügung. Hierdurch ist ein dem Bedarf in der jeweiligen Strömungsrichtung angepaßt großer Strömungsquerschnitt für das Löschgas erreichbar.

Claims (5)

  1. Elektrischer Hochspannungs-Leistungsschalter mit selbsterzeugter Löschgasströmung und mit einer Kompressionseinrichtung zur Beblasung von Lichtbögen, bei dem eine von der Lichtbogenenergie aufheizbare, der Trennstrecke unmittelbar benachbarte Druckkammer (5) mit einem der Kompressionseinrichtung zugehörigen Kompressionsraum (8) ggf. ventilgesteuert verbunden ist und bei dem der Kompressionsraum über ein einen beweglichen Ventilteller aufweisendes Überdruckventil einerseits und ein einen beweglichen Ventilteller aufweisendes Nachfüllventil andererseits mit einem Niederdruckraum (10) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die beiden Ventilteller der zwischen dem Kompressionsraum (8) und dem Niederdruckraum (10) angeordneten Ventile als zwei unmittelbar aneinanderliegende konzentrische Ringscheiben (12, 13) unterschiedlichen Durchmessers mit teilweiser Überlappung ausgebildet und zu einer einzigen Ventileinrichtung zusammengefaßt sind.
  2. Elektrischer Hochspannungs-Leistungsschalter nach
    Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die erste der Ringscheiben (12) mit kleinerem Durchmesser auf der dem Niederdruckraum (10) zugewandten Seite unter Federbelastung gegen einen ortsfesten Anschlag als Ventilsitz (15) angedrückt ist und bei einem im Kompressionsraum (8) entstehenden vorbestimmten Überdruck vom Ventilsitz (15) abhebt.
  3. Elektrischer Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die andere der Ringscheiben (13) mit größerem Druchmesser als Klapperventil sich mit ihrem inneren öffnungsrand (16) gegen die erste Ringscheibe (12) dichtend anlegt und mit ihrem äußeren Rand (17) an einem ortsfesten Anschlag (18) als Ventilsitz anliegt, und bei einer Bewegung der Kompressionseinrichtung in Einschaltrichtung den Querschnitt zwischen dem Kompressionsraum (8) und dem Niederdruckraum (10) zum Nachfüllen des Kompressionsraumes freigibt.
  4. Elektrischer Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Federbelastung der ersten Ringscheibe (12) einstellbar ist.
  5. Elektischer Hochspannungs-Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die beiden Ringscheiben (12, 13) eine den Kompressionsraum (8) und den Niederdruckraum (10) durchsetzende, die Kompressionseinrichtung bewegende Schaltstange (20) umgeben.
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