DE1003321B - Hochspannungsdruckgasschalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsdruckgasschalter, bei dem die Kontakttrennung in von Druckgas beaufschlagten Schaltkammern erfolgt, die auch im ausgeschalteten Zustand des Schalters mit Druckgas gefüllt sind.

Hochspannungsdruckgasschalter bestehen in der Regel aus mehreren hintereinanderliegendenLeistungstrennstellen, deren Kontakte in einer mit Druckgas beaufschlagten Schaltkammer untergebracht werden, und einer Spannungstrennstelle, die im allgemeinen als Lufttrennmesser ausgebildet ist und die bei manchen Schaltertypen neben der Erzielung des Trennabstandes auch noch die Aufgabe hat, den Reststrom, der z. B. über die den Leistungstrennstellen parallel geschalteten Widerstände fließt, nach erfolgter Leistungstrennung zu unterbrechen.

Für Druckgasschalter mit hoher Betriebsspannung ist es auch bekannt, an Stelle des Lufttrennmessers eine geschlossene Schaltkammer mit Druckgasbeaufschlagung zur Spannungstrennung zu benutzen. Die Schaltkammern als Leistungstrennstellen und auch, wie vorstehend angeführt, als Spannungstrennstellen sind im Prinzip so aufgebaut, daß sie bei einer vorzunehmenden Schaltung mit Druckgas gefüllt werden. In der ScKaltkammer ist ein Kolben angeordnet, der mit einem beweglichen Kontakt verbunden ist und der beim Füllen der Schaltkammer mit Druckgas beaufschlagt wird. Auf diese Weise wird eine rasche Trennung der Kontakte vorgenommen. Zur Lichtbogenlöschung können noch Einrichtungen zum Beblasen des Lichtbogens mittels des in die Kammer geführten Druckgases vorgesehen sein. Die Einschaltung erfolgt bei diesen Schaltern, indem die Schaltkammern entlüftet werden. Bei den Leistungs- und auch bei den Spannungstrennstellen, welche in Schaltkammern untergebracht sind, macht es sich insbesondere beim Schalten auf einen Kurzschluß, wie es bei der Kurzschlußfortschaltung der Fall ist, sehr nachteilig bemerkbar, daß beim Einschaltvorgang die im Ausschaltzustand von dem Druckgas gebildete Isolierstrecke nicht mehr vorhanden ist.

Es sind auch Trennstellen bekannt, bei denen im Innern der Schaltkammern auch bei geschlossener Trennstelle der Überdruck aufrechterhalten bleibt. Die Anordnungen haben zwar den mit der Aufrechterhaltung des Druckes vorhandenen Vorteil, jedoch auch den Nachteil, daß sie auf Grund der vielen Ventile und Betätigungsorgane sehr kompliziert und störanfällig sind, denn es müssen Vorkehrungen getroffen werden, die ein schnelles und einwandfreies Schließen der vom Druckgas beaufschlagten Trennstelle ermöglichen.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile durch eine Trennstelle beseitigt, bei der der bewegliche Kontakt

Hochspannungsdruckgasschalter

Anmelder:
VEB Transformatorenwerk

Karl Liebknecht,
Berlin-Oberschöneweide,
Wilhelminenhofstr. 83-85

Walter Gleichmann, Berlin-Köpenick,
ist als Erfinder genannt worden

der Trennstelle mit einem Differentialkolben verbunden ist, dessen kleinere Kolbenfläche von dem in der Schaltkammer befindlichen Druckgas beaufschlagt und dessen größere Kolbenfläche von einem Kolbenraum aus beaufschlagt wird, in dem der gleiche oder annähernd gleiche Gasdruck herrscht wie in der Schaltkammer, und daß die Schaltkammer mit einem für beide Kolbenseiten als Druckvorrat dienenden Gaskessel direkt verbunden ist, während der Kolbenraum an der größeren Seite des Differentialkolbens mit dem Druckkessel über ein Ventil verbunden ist. Die erfindungsgemäße Schaltkammer kann sowohl als Leistungstrennstelle als auch als Spannungstrennstelle verwendet werden. Bei Spannungstrennstellen, bei denen für die Abschaltung eine Beblasung des Lichtbogens erforderlich ist, kann die Anordnung so getroffen werden, daß vom Augenblick der Kontakttrennung bis zu einer wählbaren Zeit, nach der der Lichtbogen erloschen ist, Ausblasöffnungen für das zur Beblasung des Lichtbogens erforderliche Gas freigegeben werden, damit die durch den Lichtbogen ionisierten Gase abgeführt werden können. Nachdem dieser Vorgang beendet ist, werden diese Öffnungen wieder geschlossen, und beim Einschalten findet eine Öffnung dieser Ausblaskanäle nicht statt, sondern es ist ein konstanter Gasdruck in den Schaltkammern vorhanden.

Die dauernd mit Druckgas beaufschlagte Schaltkammer kann insbesondere bei Verwendung als Spannungstrennstelle, bei der eine Beblasung der Trennstelle im Augenblick des Abschaltens nicht vorgesehen ist, mit einem besonders hochwertigen Gas gefüllt sein, welches möglichst wenig zur Ionisation neigt und auch eine große Durchschlagsfestigkeit aufweist.

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Dabei ist vorteilhaft, dem Druckgas in der Schalt- Druckgas gefüllt werden. Da bei einem solchen Gas kammer einen etwas höheren Gasdruck zu geben als ein Verbrauch, wie er bei der dargestellten Anorddem Druckgas in dem Kolbenraum an der größeren nung bei jeder Ausschaltung auftritt, nicht tragbar ist, Seite des Differentialkolbens. kann die Anordnung so getroffen werden, daß die

An Hand der Zeichnungen sei an Ausführungs- 5 beiden Zuleitungen 9 und 12 voneinander getrennt beispielen nach der Erfindung diese näher erläutert. vorgesehen werden. Die Schaltkammer wird dann mit Die Abb. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem einem hochwertigen Gas gefüllt, und der Druckkessel eine Beblasung zur Lichtbogenlöschung nicht erfolgt. dafür kann sehr klein gehalten und räumlich nahe an Diese Anordnung soll in erster Linie als Spannungs- die Schaltkammer herangebracht werden. Der Kolbentrennstelle dienen. Die eigentliche Schaltkammer, io raum für den Differentialkolben mit dem größeren deren mit Druckgas gefüllter Hohlraum mit 1 be- Kolbendurchmesser kann dann von einem anderen zeichnet ist, besteht im wesentlichen aus dem hohl- Druckkessel mit einem nur als Antriebsmittel dienenzylindrischen Isolierkörper 2, der an der einen Seite den Druckgas gespeist werden. Damit eine \^Ttrvon dem Flansch 3 mit dem Stromanschlußbolzen 4 mischung der beiden Gase über den die beiden mit verschlossen ist. Die andere Seite des Isolierkörpers 2 15 Gas beaufschlagten Räume trennenden Kolben verwird ebenfalls von einem Flansch 5 abgeschlossen. hindert wird, ist eine besonders gute Abdichtung des Dieser ist jedoch durchbrochen und dient hauptsäch- Kolbens notwendig. Um dies zu erreichen, ist der Hch dem beweglichen Kontakt 6 der Trennstelle als Einbau einer oder mehrerer Dichtungen 21 mit den Führung. Der feststehende Kontakt 7 kann mit dem am Gehäuse angebrachten Gegenringen 22 zweck-Flansch 3 starr verbunden sein. Der Druckgaskessel 8 ao mäßig.

ist mit der Schaltkammer über die Leitung 9 direkt Eine besonders günstige Lösung zur Verhinderung

verbunden. Der bewegliche Kontakt der Schaltkammer des Gasaustausches besteht auch darin, daß das hochist mit einem Differentialkolben 10 verbunden, dessen wertigere Gas im Schaltkammerraum einen etwas eine Seite mit dem kleineren Kolbendurchmesser von höheren Gasdruck erhält als das weniger hochwertige dem in der Schaltkammer befindlichen Druckgas be- 25 Gas an der anderen Seite des Kolbens. Damit ist ein aufschlagt wird. Die Kolbenseite mit dem größeren Eindringen des weniger hochwertigen Gases aus dem Kolbendurchmesser erhält eine Druckgasbeaufschla- Raum 11 in die Schaltkammer in jedem Falle vergung von dem Druckgaskolbenraum 11. Dieser hindert.

Kolbenraum steht wie die Schaltkammer mit dem Die Abb. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfin-

Druckkessel 8 über eine Leitung 12 in Verbindung. 30 dungsgemäßen Schaltkammer, bei der eine Beblasung Die in der Abbildung dargestellte Schaltkammer der Kontakte beim Ausschaltvorgang möglich ist. arbeitet folgendermaßen: Im eingeschalteten Zustand, Diese Schaltkammer eignet sich insbesondere als Leiwenn das Doppelventil 15 von dem Sitz 16 abgehoben stungstrennstelle.

und auf den Sitz 17 aufgedrückt ist, stehen sowohl der Die eigentliche Schaltkammer besteht wiederum

Hohlraum der Schaltkammer wie auch der Kolben- 35 aus einem hohlzylindrischen Isolierkörper 31, dessen raum 11 unter Gasdruck. Die Kontakte 6 und 7 der Hohlraum 30 mit Druckgas gefüllt ist. Die eine Seite Schaltkammer werden fest aufeinandergepreßt, da der des Isolierkörpers 31 ist von einem Flansch 33, an auf der größeren Fläche des Differentialkolbens dem der eine Stromanschluß befestigt ist, abgeschlossen, lastende Druck überwiegt. Soll eine Trennung der Der andere Stromanschluß 38 ist an einem durchKontakte herbeigeführt werden, so wird das Ventil 15 40 brochenen Flansch 39 befestigt, welcher gleichzeitig beispielsweise durch Beaufschlagung des Kolbens 18 zur Führung des beweglichen Kontaktes dienen kann, von dem Sitz 17 abgehoben und auf den Sitz 16 ge- Der feste Kontakt 35 ist an dem Flansch 33 befestigt, drückt. Die dadurch stattfindende Entlüftung der Lei- An dem Differentialkolben 36 ist der bewegliche Kontung 12 und des Raumes 11 hat eine rasche Trennung takt 37, welcher hohl ausgebildet ist und durch den der Kontakte zur Folge. Der Druck in der Schalt- 45 Differentialkolben hindurchgeht, befestigt. Das in dem kammer bleibt nach wie vor aufrechterhalten, da die Kessel 40 befindliche Druckgas steht im eingeschal-Leitung 9 zwischen Schaltkammer und Druckkessel teten Zustand der Schaltkammer einmal über die Leinicht unterbrochen wird. tung 41 mit dem Hohlraum 30 der Schaltkammer und

Zum Einleiten des Einschaltvorganges wird das zum anderen über die Leitung 42 mit dem Kolben-Doppelventil wieder auf den Sitz 17 gestellt. Die Lei- 50 raum 43, in dem sich der mit dem größeren Kofbentung 12 und der Hohlraum 11 werden von Druckgas durchmesser ausgestattete Teil des Differentialkolbens gefüllt, und der Differentialkolben mit dem beweg- befindet, in Verbindung. Die Leitung 42 wird durch liehen Kontakt wird nach links bewegt. Somit ist die das Doppelventil 44 an den Kessel angeschlossen, Einschaltung vollzogen, ohne daß die Schaltkammer indem das Ventil auf den Sitz 45 aufgedrückt wird, entlüftet werden muß. Es bleibt auch während des 55 Von der Leitung 42 führt eine weitere Leitung 47 zu Einschaltvorganges die Isolationseigenschaft des einem Zylinder 50, in dem ein Kolben 48 mit einer Druckgases gewährleistet. Drosselbohrung 49 angeordnet ist. Mit dem Kolben

Um ein Entweichen von Druckgas aus der Schalt- 48 ist ein Ventil 51 fest gekoppelt, welches den Raum kammer im ausgeschalteten Zustand zu verhindern, 52, in den der hohle bewegliche Kontakt mündet, von ist der Differentialkolben mit besonderen Dichtungen 60 der Außenluft absperrt. Soll die Trennstelle geöffnet versehen. Er weist außer den allgemeinen Kolben- werden, dann wird das Ventil 44 mittels des Kolbens dichtungen an der Stirnseite einen Dichtungsring 19 53 betätigt. Das Ventil wird auf den Sitz 46 gedrückt auf, der in der Ausschaltstellung auf einem am Ge- und entlüftet die Leitungen 42 und 47 sowie den häuse 13 vorgesehenen Gegenring 20 zum Aufliegen Kolbenraum 43 und den über dem Kolben 48 befindkommt. 65 liehen Teil des Zylinders 50. Der Differentialkolben

Wenn es sich um Spannungstrennstellen handelt, 36 wird von dem Gasdruck in der Schaltkammer bei denen eine besonders gute und auch für höchste nach rechts bewegt, und die Kontakte werden getrennt. Spannungen geeignete Trennstrecke in einer Schalt- Durch die Entlüftung des oberen Teiles des Zylinders kammer erreicht werden soll, kann der Hohlraum 1 50 wird der Kolben von dem Druckgas im unteren der Schaltkammer mit einem besonders hochwertigen 70 Teil, welches nur langsam durch die Drosselbohrung

49 entweicht, nach oben bewegt und gibt das Ventil 51 frei. Da diese Vorgänge alle gleichzeitig stattfinden, kann in dem Augenblick, in dem die Kontakte der Trennstelle geöffnet werden, auch die Beblasung des entstehenden Lichtbogens einsetzen, und die ionisierten Gase können durch den hohlen Kontakt über den mit einem Schalldämpfer 54 versehenen Ausblasstutzen 55 entweichen. Das Ventil 51 bleibt nur so lange geöffnet, bis das Druckgas aus dem unteren Teil des Zylinders 50 durch die Drosselbohrung entwichen ist. Sobald dies geschehen ist, wird das Ventil entweder durch das auf den Ventilteller treffende Druckgas, welches durch den Hohlkontakt aus der Schaltkammer strömt, oder durch angeordnete Federn geschlossen. Damit wird auch die Beblasung der Trennstelle beendet. Mittels der Drosselbohrung, welche einstellbar ausgeführt sein kann, kann die Dauer der Lichtbogenbeblasung festgelegt werden. Nachdem das Ventil 51 geschlossen ist, bleibt die Schaltkammer unter vollem Gasdruck im geöffneten Zustand stehen. Bei geeigneter Konstruktion kann diese Trennstelle gleichzeitig als Spannungstrennstelle arbeiten.

Soll die Trennstelle wieder geschlossen werden, so wird die Beaufschlagung auf den Kolben 53 aufgehoben und das Ventil 44 auf den Sitz 45 gedrückt. Sofort strömt Druckgas in die Leitungen 42 und 47, und auch der Kolbenraum 43 wird mit Druckgas gefüllt, was ein Schließen der Kontakte zur Folge hat, indem der Differentialkolben nach links bewegt wird. Durch die Bohrung 49 strömt auch wieder Druckgas in den unteren Teil des Zylinders 50, und die Schaltkammer ist somit für einen neuen Abschaltvorgang einsatzbereit.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:"

1. Hochspannungsschalter, bei dem die Kontakttrennung in einer von Druckgas beaufschlagten Schaltkammer erfolgt, die auch im ausgeschalteten Zustand des Schalters mit Druckgas gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt der Trennstelle mit einem Differentialkolben verbunden ist, dessen kleinere Kolbenfläche von dem in der Schaltkammer befindlichen Druckgas beaufschlagt und dessen größere Kolbenfläche von einem Kolbenraum aus beaufschlagt wird, in dem der gleiche oder annähernd gleiche Gasdruck herrscht wie in der Schaltkammer, wobei die Schaltkammer und damit die Kolbenseite mit der kleineren Kolbenfläche mit einem als Druckvorrat dienenden Gaskessel direkt verbunden ist, während der Kolbenraum an der größeren Fläche des Differentialkolbens mit dem Druckkessel über ein Ventil verbunden ist (Abb. 1).

2. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas in der Schaltkammer, vorzugsweise ein Gas mit hoher Spannungsfestigkeit und Löschwirkung, einen etwas höheren Druck aufweist als das Druckgas in dem Kolbenraum an der größeren Seite des Differentialkolbens.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 529 949.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,

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