DE1199867B - Fluessigkeits-Kurzschliesser fuer Hoch- und Hoechstspannungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOi ii

Deutsche Kl.: 21c-69

Nummer: 1199 867

Aktenzeichen: R 31903 VIII b/21 c

Anmeldetag: 18. Januar 1962

Auslegetag: 2. September 1965

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeits-Kurzschließer für Hoch- und Höchstspannungen.

Es ist bekannt, zum Schutz von Transformatoren spezielle Kurzschließer, insbesondere mit Federantrieb oder Treibladungsantrieb, zu verwenden, welche die Transformatorenklemmen im Falle einer Störung kurzschließen, wodurch eine weitere Ausdehnung der Schäden im Transformator vermieden wird.

Der Kurzschließer bewirkt einen ein- oder drei- ι ο poligen Kurzschluß im Netz. Je nach der Art der Speisung wird entweder während des spannungslosen Intervalls der Transformator mittels eines Abschalters von der Speiseleitung abgeschaltet und wieder eingeschaltet, oder die Leitung bleibt bis zur Beseitigung der Störung des Transformators dauernd abgeschaltet.

Das Problem dieser Kurzschließer liegt in der kurzen Schaltzeit. Nur wenn es gelingt, ganz kurzzeitig den Kurzschluß herzustellen, lassen sich weitgehende Zerstörungen des Transformators vermeiden. Die bekannten Kurzschließer für Höchstspannungen, z. B. 110 kV, lassen die erforderlichen kurzen Schaltzeiten bisher nicht zu. Wohl aber sind für niedrigere Spannungen Kurzschließer bekanntgeworden, die die notwendigen Kurzzeiten erreichen.

So ist für Spannungen von 800 V ein Schalter bekanntgeworden, bei dem die Kontaktbetätigung durch plötzliche Entlastung eines in Längsrichtung gedehnten elastischen Antriebsgliedes erfolgt. Die plötzliehe Entlastung wird dabei durch Zerstörung einer Haltevorrichtung, beispielsweise mit detonierender Sprengladung, erreicht. Das macht besondere Splitterschutzvorrichtungen notwendig, damit die durch die Sprengladung zerrissene Haltevorrichtung nicht die Kontakte verklemmt. Bei dieser Vorrichtung sind Kontaktwege von 1 mm zurückzulegen. Infolge dieser kurzen Kontaktentfernungen lassen sich die erforderlichen kurzen Schaltzeiten erzielen. Für Hoch- und Höchstspannungen, wo Kontaktentfernungen von 1 m, wie z. B. bei 110 kV, notwendig sind, läßt sich mit dieser bekannten Einrichtung nicht arbeiten, da infolge des langen Kontaktweges die Schaltzeiten zu lang würden.

Die Technik hat auch für höhere Spannungen versucht, kurze Schaltwege und damit kurze Schalt-Ä zeiten zu erreichen. So hat man die Phasenkontakte mit Glas überzogen, das von dem spitz ausgebildeten Schaltkontakt während des Schaltvorganges unter der Kraft starker Tellerfedern durchschlagen wird. Auch diese Vorrichtung eignet sich für mittlere Spannungen. Bei höheren Spannungen werden die Flüssigkeits-Kurzschließer für Hoch- und
Höchstspannungen

Anmelder:

Josef Richtr, Ceske Budejovice;

Jan Heral, Borsov;

Jan Cerkl, Trebec (Tschechoslowakei)

Vertreter:

Dipl.-Ing. A. Spreer, Patentanwalt,

Göttingen, Groner Str. 37

Als Erfinder benannt:

Josef Richtr, Ceske Budejovice;

Jan Heral, Borsov;

Jan Cerkl, Trebec (Tschechoslowakei)

Glasstärken so groß, daß die Kontaktwege wieder groß und damit auch die Schaltzeiten lang werden und daß sich vor allem der Glasüberzug nicht mehr mit Sicherheit durchschlagen läßt. Für große Schaltwege, wie sie bei Hoch- und Höchstspannungen erforderlich sind, gibt es bisher keine Möglichkeit, die Schaltzeiten kurz zu machen. Bei höheren Spannungen sind diese Maßnahmen nicht brauchbar. Schon bei einer Spannung von 1 ΰ kV beträgt die Kontaktentfernung bei Luftisolation rund 1 m, und die Masse des beweglichen Kontaktes, die beim Kurzschließen beschleunigt werden muß, beträgt minimal 1 kg. Eine Kürzung der Schaltzeiten unter 0,01 Sekunde ist dann nicht mit bekannten Mitteln zu erzielen, obwohl dies eben bei großen Leistungen und Spannungen dringend nötig ist.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Kurzschließer, der auch bei höchsten Spannungen außerordentlich kurzzeitig arbeitet. Hierbei wird die Schaltenergie von einer Sprengladung geliefert.

Erfindungsgemäß wird: der die Kurzschlußstrecke überbrückende Leiter vom Strahl einer leitenden, nicht gefrierenden Flüssigkeit gebildet, der mit Hilfe der explodierenden Sprengladung erzeugt wird, die im Hohlraum eines austauschbaren Gehäuses unterhalb eines in einer die Flüssigkeit enthaltenen Kammer längsverschiebbaren, zum Ausschieben der Flüssigkeit aus der Mündung der Kammer bestimmten Kolbens enthalten ist. Die Kammer ist hierbei geerdet, und ihre Mündung ist auf die unter Span-

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nung stehende Elektrode gerichtet. Der Boden und die Mündung der Kammer sind durch Folien abgedichtet.

Der Kurzschließer nach den Ansprüchen ist an Hand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 stellt ein Schema der Leitung einer sehr hohen Spannung dar, die aus zwei Speisungsstellen gespeist wird, wobei die Hauptleitung zwei Abzweigleitungen speist und sowohl die Hauptleitung als auch die Abzweigleitungen mit Kurzschließern ausgestattet sind;

Fig. 2 veranschaulicht eine mit Kurzschließern ausgerüstete Transformationsanlage;

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kurzschließers.

A und B stellen die Speisungsstellen dar, 9 die Leistungsschalter, 10 die Trennschalter, 11 die Sicherungen und 12 die Kurzschließer mit den unter Spannung befindlichen Elektroden 8; 13 bezeichnet die Wicklungen der Transformatoren.

Die Transformatoren 13 mit den Kurzschließern 12 können mit Hilfe der Sicherungen 11 abgeschaltet werden. Diese können auch unmittelbar in die Leitung eingeschaltet werden, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel der die Flüssigkeit enthaltenden Kammer des erfindungsgemäßen Kurzschließers dar. Darin bezeichnet 1 eine mit der den Erdkontakt tragenden und geerdeten Konstruktion verbundene, die Kurzschließfiüssigkeit 5 enthaltende Kammer. Deren Hohlraum ist oberhalb eines Kolbens 14 mit einer nicht gefrierenden leitenden Flüssigkeit 5 gefüllt. In diesem Hohlraum ist von unten her ein austauschbares Gehäuse 2 angeordnet. Dieses weist nach dem Kolben 14 hin eine Öffnung auf. In diesem Gehäuse 2 ist ein Explosivstoffs mit mindestens einem Zünder 4 untergebracht. Die Öffnung des Gehäuses 2 ist durch eine Folie 6 und den Kolben 14 gegen den die Flüssigkeit 5 enthaltenden Hohlraum abgedichtet. Die Mündung der die Flüssigkeit 5 enthaltenden Kammer 1 ist einer unter Spannung stehenden, in Fig. 2 mit 8 bezeichneten Elektrode zugewendet und derart gestaltet, daß nach Zündung der Sprengladung 3 ein dünner Strahl der leitenden Flüssigkeit 5 gegen die Elektrode 8 herausspritzt. Die Mündungen der Flüssigkeitskammer sowie der die Sprengladung 3 enthaltenden Ausnehmung des Gehäuses 2 sind gegen das Eindringen von Feuchtigkeit mit Folien 7 und 6 abgedichtet.

Bei einer Störung im Netz oder an der geschützten Einrichtung sendet eine an sich bekannte Schutzvorrichtung einen Impuls aus, durch welchen der Zünder 4 in Tätigkeit gesetzt und die Explosivstoffladung entzündet wird. Durch den entstehenden Gasdruck wird der Kolben 14 vorwärts getrieben und die leitende Flüssigkeit 5, die eine Leitfähigkeit von etwa 1 Mikrosiemens pro Zentimeter hat, mit einer hohen Ausflußgeschwindigkeit gegen die unter Spannung stehende Elektrode gespritzt. Da der Körper der die Flüssigkeit enthaltenden Kammer geerdet ist, wird ein rasches Kurzschließen des zu schützenden Transformators erzielt. Der elektrische Bogen brennt praktisch an der Stelle der in Bewegung befindlichen Säule der Leitflüssigkeit.

Nach jedem auf diese Weise hergestellten Kurzschluß muß die Flüssigkeitsfüllung sowie die Ladung und Dichtung des Kurzschließers erneuert werden.

Der erfindungsgemäße Kurzschließer kann erfolgreich dort verwendet werden, wo es sich um eine kurzzeitige Kurzschlußeinschaltung handelt, z. B. bei der Tätigkeit eines einpoligen, wiederholten Einschaltens einer Hoch- und Höchstspannung, wo die abgeschaltete, beschädigte Phase zur Ableitung der aus den beiden fehlerfreien Leitern in den beschädigten Leiter induzierten Kapazitätsladung geerdet werden muß, oder bei allen Kurzschlußprüfungen der Hoch- und Höchstspannung, wo die Erreichung einer Synchronisierung wünschenswert ist und wo die Schaltzeiten möglichst kurz sein sollen. Die Erfindung ermöglicht bei einer eintretenden Störung des Transformators die Abschaltung des Transformators von der Leitung mit Hilfe von Sicherungen, die durch den Kurzschließer betätigt werden, und führt zu erheblichen Ersparnissen an Investitionskosten bei der Projektierung neuer Hochspannungsnetze und -anlagen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kurzschließer für Hoch- und Höchstspannungen, bei dem die Schaltenergie von einer Sprengladung geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kurzschlußstrecke überbrückende Leiter vom Strahl einer leitenden, nicht gefrierenden Flüssigkeit (5) gebildet wird, der mit Hilfe der explodierenden Sprengladung (3) erzeugt wird, die im Hohlraum eines austauschbaren Gehäuses (2) unterhalb eines in einer die Flüssigkeit enthaltenden Kammer (1) längsverschiebbaren, zum Ausschieben der Flüssigkeit aus der Mündung der Kammer bestimmten Kolbens (14) enthalten ist, und daß die Mündung der geerdeten Kammer auf die Spannung führende Elektrode gerichtet ist.

2. Kurzschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der die Flüssigkeit enthaltenden Kammer und die dem Kolben zugewendete Öffnung des Hohlraumes des austauschbaren Gehäuses durch Folien (6, 7) abgedichtet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 084 356;
französische Patentschrift Nr. 1256 378;
VDI-Zeitschrift 103 (1961), Nr. 20, S. 887 und 888.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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