DE1513332B2 - Schnellschließender Schalter, insbesondere Erdungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen schnellschließenden Schalter, insbesondere Erdungsschalter, dessen Schaltelektroden in einer unter Gasdruck stehenden Schaltkammer untergebracht sind und bei dem ein Antriebskolben der beweglichen Schaltelektrode in der Offenstellung gegen den Druck einer pneumatischen Schließkraft verriegelt ist.

Es sind unter Gasdruck stehende Schaltstrecken von Schaltvorrichtungen bekannt, deren pneumatischer Antrieb für einen beweglichen Schaltstift einen Antriebskolben aufweist, der durch eine Verriegelungseinrichtung entgegen der Wirkung einer Druckfeder oder feines den Antriebskolben dauernd beaufschlagenden Druckmittels in der Ausschaltstellung festgehalten ist. Derartige Schaltvorrichtungen, die die vorteilhafte Eigenschaft haben, daß sie die wegen des anstehenden Gasdruckes nur kurze Schaltstrecke schnell überbrücken können, werden als Synchron-Einschalter in Schalterprüfanlagen verwendet (deutsche Auslegeschrift 1 059 085).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in ähnlicher Weise aufgebaute Schaltvorrichtung für das Erden von Leitungen oder Netzteilen in Hochspannungsanlagen auszubilden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem schnellschließenden Schalter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Antriebskolben der beweglichen Schaltelektrode einseitig in Einschaltrichtung vom Druckmittel beaufschlagt und durch eine elektrodynamisch auslösbare Kolbenringverriegelung arretiert ist.

In Hochspannungsnetzen oder miteinander gekuppelten Hochspannungsleitungen ist es wegen der ständig steigenden Leistungen notwendig, eine Begrenzung der Kurzschlußströme herbeizuführen, wenn in einem Netz oder Leitungsteil ein Kurzschluß auftritt. Um zu verhindern, daß von einem angekuppelten Netzteil über eine Sammelschiene oder Freileitung ein zusätzlicher hoher Strom zur Kurzschlußstelle fließt, kann dieser Stromteil von dem kurzschlußbehafteten Netzteil dadurch ferngehalten werden, daß die angekuppelte Leitung durch einen schnellschließenden Schalter geerdet wird, so daß der zusätzliche Strom an der Schadensstelle vorbeigeführt wird.

Die bekannten Synchron-Einschalter sind für eine derartige Verwendung in Hochspannungsnetzen nicht ohne weiteres geeignet, da zur Auslösung ihrer Verriegelungseinrichtungen bei hohen anstehenden Drücken, die zur Erreichung kurzer Einschältzeiten notwendig sind, zu große Entriegelungskräfte benötigt werden, wodurch die Schaltereigenzeit auf mehr als 5 ms angehoben wird. Eine wirkungsvolle Strombegrenzung an der Kurzschlußstelie ist aber nur erreichbar, wenn der Erdungsschalter in weniger als 5 ms geschlössen wird.

Die Anordnung einer vermittels eines Kolbenringes wirkenden Verriegelungseinrichtung erlaubt sehr hohe Druckkräfte im Antrieb zuzulassen, da ja der Kolbenring die Kräfte gleichmäßig auf den Umfang des Antriebsgehäuses und des Antriebskolbens verteilt. Zur Entriegelung des Kolbenringes ist nur eine verhältnismäßig geringe Betätigungskraft notwendig, wobei der zur Betätigung dienende Stößel gleichzeitig Teil des elektrodynamischen Impulsauslösers ist. Damit ergänzen die Kolbenringverriegelung und die elektrodynamische Impulsauslösung einander in äußerst vorteilhafter Weise. Die elektrodynamische Impulsauslösung erzielt kurzzeitig sehr hohe Auslösekräfte und damit !sehr kurze Auslösezeiten. Diese Maßnahmen sowie Üie spannungsmäßig bestmögliche Ausgestaltung tief Schaltelektroden und deren Unterbringung in einer Druckgasatmosphäre ermöglichen die Einschaltzeit des Erdungsschalters gegenüber den bisher bekannten Synchron-Einschaltern beachtlich zu verringern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

ίο Zeichnung schematisch im Schnitt dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 die gesamte Anordnung des Erdungsschalters, der aus nur einer Schaltkammer besteht, und
Fig. 2a und 2b zeigen Einzelheiten der Verriegelungseinrichtungen und des Auslösers.

Nach Fig. 1 ist in einem unter Gasdruck, z.B. Druckluft von 20 atü oder SF_e von niedrigerem Druck, stehenden Porzellangehäuse 1 an dem einen Ende eine feste Schaltelektrode 2 und an dem anderen Ende an einem Flansch 3 ein pneumatischer Antrieb 4 für eine bewegliche Schaltelektrode 5 angeordnet. Sein Antriebskolben 6 ist in der Ausschaltstellung durch feine in F i g. 2 a und 2 b näher dargestellte Verriegelungseinrichtung festgehalten und durch einen Auslöser 7 entriegelbar. In dieser Schaltstellung steht über eine Öffnung 8 im Flansch 3 Druckluft von sehr hohem Drück amAntriebskölbenö an.

Der Antrieb 4 ist an seinem freien Ende 9 zugleich als erweiterter feststehender Schaltkontaktteil der Schaltelektrode 5 ausgebildet und weist wie die feststehende Schaltelektrode 2 die Form einer Kugelkalotte auf, welche an ihren Kanten abgerundet ausläuft. Hierdurch wird eine Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes erzielt und damit die Ausbildung einer möglichst kurzen Schaltstrecke ermöglicht. Ferner ist zur Stromführung ein Ringkontaktstück 10 im Antrieb vorgesehen.

Der in F i g. 2 a dargestellte Längsschnitt durch den Antrieb 4 und den Antriebskolben 6 zeigt die aus einem sich nach außen spreizenden Kolbenring 11 mit einem Schlitz 12 bestehende einfache Verriegelungseinrichtung. Der Kolbenring 11 ist dabei in eine Nut 13 des Antriebskolbens 6 eingelegt und wird in der Ausschaltstellung durch einen in F i g. 2 b dargestellten Stößel 14, der in den Schlitz 12 eingreift, gespreizt gehalten und dadurch in eine Ausnehmung 15 des Antriebs 4 so weit gedrückt, daß zwischen dem Antriebskolben 6 und dem Antrieb 4 eine feste Verriegelung stattfindet. Die Ausnehmung 15 ist beispielsweise dreieckförmig ausgebildet, so daß der Kolbenring 11 beim Lösen der Verriegelung durch die auf der Kolbenfläche lastende hohe Druckkraft schnell in die Nut 13 zurückbewegt wird. Zur pneumatischen Abdichtung des Antriebskolbens 6 dient eine Ringdichtung 16.

Fig. 2b zeigt einen Querschnitt durch den Antrieb 4 und den Kolbenring 11 längs der Linie A-B in Fig. 2a. Dabei ist ein elektrodynamischer Auslöser 7 schematisch dargestellt. Er besteht im Prinzip aus einem geschlitzten Metallring 17, an dessen Enden eine Kondensatorbatterie 18 geschaltet werden kann. Durch elektrodynamische Wirkung wird eine mit dem Stößel 14 verbundene Metallplatte 19 in Pfeilrichtung entgegen der Kraft einer Feder 20 schlagartig abgestoßen und damit der Kolbenring 11 entklinkt. Danach treibt die am Antriebskolben 6 (Fig. 2a) anstehende äußerst hohe Druckluft den

Antriebskolben 6 mit der beweglichen Schaltelektrode 5 in sehr kurzer Zeit in die Einschaltstellung.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schnellschließender Schalter, insbesondere Erdungsschalter, dessen Schaltelektroden in einer unter Gasdruck stehenden Schaltkammer untergebracht sind und bei dem ein Antriebskolben der beweglichen Schaltelektrode in der Offenstellung gegen den Druck einer pneumatischen Schließkraft verriegelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskolben (6) der beweglichen Schaltelektrode (5) einseitig in Einschaltrichtung vom Druckmittel beaufschlagt und durch eine elektrodynamisch auslösbare Kolbenringverriegelung (11,12,13,14,15) arretiert ist.

2. Schnellschließender Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Schaltelektrode (2) und der die bewegliche Schaltelektrode (5) führende Antrieb an den einander gegenüberliegenden Stellen kalottenförmig ausgeführt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen