DE1966973C3 - Elektrischer Schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit zwei zur Abfuhr von Schaltgasen hohl ausgebildeten, voneinander trennbaren Schaltstücken und mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung zur Erzeugung einer auf den Lichtbogen einwirkenden Löschmittelströmung.

Aus der DT-AS 10 25 044 ist ein derartiger elektrischer Schalter mit Flüssigkeit als Löschmittel bekannt, bei dem sowohl der Schaltstift als auch das zugehörige Gegenschaltstück hohl ausgebildet sind. Schaltstift und Gegenschaltstück stoßen in der Einschaltstellung unter der Wirkung einer Feder stumpf gegeneinander. Sie sind zusätzlich durch ein Überbrückungsschaltstück verbunden, das den Dauerstrom überträgt und vor der galvanischen Trennung des Schaltstiftes vom Gegenschaltstück in Ausschaltrichtung des Schaltstiftes weg bewegi wird. Arn Übcrbrückungsschaltstück ist ein Pumpkolben befestigt, der bei der Ausschaltbewegung Löschflüssigkeit durch einen Spalt gegen den Ausschaltlichtbogen fördert. Das dabei entstehende Schaltgas kann dann durch den Schaltstift einerseits und das Gegenschaltstück andererseits in entgegengesetzten Richtungen aus der geschlossenen Löschkammer abströmen. . .

Aus der DT-AS 12 20 010 ist ein elektrischer Schalter mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung zur Erzeugung einer auf den Lichtbogen einwirkenden Löschgasströmung bekannt, bei der eines der Schaltstücke zur Abfuhr von Schaltgasen hohl ausgebildet ist. Die Löschgaszufuhr erfolgt durch den mit diesem Schaltstück in bzw. außer Eingriff gelangenden Schaltstift, der hohl ausgebildet ist. Die Spitze dieses hohlen Schaltstiftes gibt die Abströmöffnung des anderen Schaltstückes erst nach einem bestimmten Hub der Kolben-Zylinder-Anordnung frei, so daß sich eine unerwünschte Vorkompression ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorkompression eines elektrischen Schalters mit einer Kolben-ZyJinder-Anordnung zu verbessern. Insbesondere soll eine schnelle Verdichtung des Löschmittels erzielt werden.

Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß das erste Schaltstück und der eine bewegliche Teil der Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem gemeinsamen Antrieb starr gekoppelt sind und daß der andere Teil der Kolber-Zylinder-Anordnung im Verlauf der Ausschaltbewegung des Antriebes eine von diesem gesteuerte gegenläufige Bewegung ausführt.

Aus der CH-PS 2 28 311 ist zwar ein elektrischer Druckgasschalter bekannt, bei dem der das Löschmittel verdichtende Blaskolben und das bewegliche Schaltstück während des Ausschaltvorganges gegenläufige Bewegungen ausführen. Dies ist erforderlich, weil das bewegliche Schaltstück von der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung überführt werden muß und gleichzeitig das Löschmittel in die dadurch erzielte Trennstrecke hineingedrückt werden muß. Eine starre Kopplung zwischen dem beweglichen Schaltstück und dem Kolben derart, daß s^:e gleichsinnig bewegbar sind, ist jedoch ebensowenig vorgesehen wie eine gegenläufig gesteuerte Bewegung zwischen dem beweglichen Kolben und dem feststehenden Zylinder.

Aus der FR-PS 8 11 554 ist ein elektrischer Schalter bekannt, bei dem zur Erzeugung der Löschmittelströmung zwei gegenläufige Kolben die zurTrennstrekke zu führende Löschmittelmenge verdichten. Auch hierbei ist eine gegenläufige Bewegung zwischen Kolben einerseits und dem Zylinder andererseits im Verlauf der Ausschaltbewegung nicht vorgesehen.

Durch Anwendung der Erfindung erhält man infolge der gegenläufigen Bewegung, bei der der Abstand zwischen Kolben und Zylinder in der Einschaltstellung größer ist als während des Ausschaltvorganges, eine besonders schnelle Verdichtung.

Mit Vorteil ist der axiale Abstand zwischen Kolben und Zylinder durch einen eine Totpunktlage durchlaufenden Kniehebeltrieb veränderbar. Dabei kann das zweite der Schaltstücke feststehend angeordnet sein.

Bei dieser Ausführungsform ist vorteilhaft ein drittes Schaltstück vorgesehen, das dem zweiten Schaltstück mit axialem Abstand gegenübersteht und hohl ausgebildet vom ersten Schaltstück gleitend umfaßt ist.

Damit der Lichtbogen, der während des Schaltens unter Last gezogen wird, optimale Löschbedingungen finden kann, wird das dritte Schaltstück während der Ausschaltbewegung vorteilhaft vom Antrieb in eine optimale Löschstellung gegenüber dem zweiten Schaltstück überführt. Anschließend kann das dritte Schaltstück gegenüber dem zweiten Schaltstück wieder weiter

entfernt werden, se daß in der Ausschaltstellung eine hohe elektrische Festigkeit erzielbar ist. Der Bewegungsablauf des Antriebs kann so gesteuert sein, daß der axiale Abstand zwischen Kolben und Zylinder von der Einschaltstellung bis zu der optimalen Löschstellung der Schaltstiicke abnimmt und im Verlauf der weiteren Schaltbewegung wieder zunimmt. Dabei kann das dritte Schaltstück mit dem Kniehebeltrieb starr verbunden sein. Der Antriebsteil kann z. B. eine von Hochspannungspotential nach Erde führende Isolierstoffstange sein. Sinngemäß können aber auch Drehwellen od. dgl. verwendet werden.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Es handelt sich um einen Hochspannungsschalter für beispielsweise 110 kV, der Schwefelhexafluorid als Löschmittel verwendet und in einem Schnitt durch die Schaltkammer schematisch gezeigt ist. Die auf Erdpotential liegenden Teile des Schalters mit dem Antrieb und ein von Hochspannung nach Erde führender Stützisolator sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen.

In der Figur ist eine aus Porzellan bestehende Schaltkammer 1 gezeichnet, die an ihrem oberen Ende ein nicht weiter dargestelltes Anschlußstück trägt. An diesem ist ein in das Innere der Schaltkammer ragendes feststehendes Schaltstück 3 befestigt. Dem Schaltstück 3 ist ein Schaltstück 4 zugeordnet, das symmetrisch zum Schaltstück 3 ausgebildet ist. Beide Schaltstücke 3 und 4 sind als Hohlkörper zur Abführung der Schaltgase ausgebildet.

In der Einschaltstellung ist das Schaltstück 3 mit dem Schaltstück 4 durch ein Schaltstück 6 (Überbrückungsschaltstück) verbunden. Dies ist ein aus federnden Lamellen zusammengesetztes Rohrstück mit einem Abbrennring 7 an der Spitze. Mit dem Schaltstück 6 ist ein Blaszylinder ti gekoppelt, der aus einem Isolierstoffrohr, ζ. Β. aus glasfaserverstärktem Kunststoff, hergestellt ist und über einen Kolben 14 gezogen wird. Der Blaszylinder 11 und der Kolben 14 bilden die Pumpeinrichtung für das Löschmittel.

Der Kolben 14, der mit dem Schaltstück 4 über Stangen 15 und 16 verbunden ist, ist gemeinsam mit diesem an einem Bolzen 18 zusammengeführt, an dem ein Lenker 19 angreift. Der Lenker 19 ist mit einer im Getriebegehäuse gelagerten Kurbel 20 verbunden, die über Koppeln 21 und 22 an einer Antriebsstange 23 befestigt ist. Mit der gleichen Antriebsstange 23 steht auch der Blaszylinder 11 in Verbindung. Die Verbindungsglieder hierfür sind ein Bolzen 25, eine Stange 26 und ein Winkelhebel 27, der im Getriebegehäuse bei 28 gelenkig gelagert ist und über eine Koppel 29 ebenfalls mit der Antriebsstange 23 verbunden ist.

Der Schalter ist rechts der gestrichelt gezeichneten Mittellinie in der Einschaltsteilung dargestellt. Dabei verbindet das Schaltstück 6 die Schaltstücke 3 und 4. Zum Ausschalten wird die Antriebsstange 23 in der Figur von rechts nach links bewegt. Dadurch wird über den Winkelhebel 27 der Bolzen 25 und damit der Blaszylinder 11 und das Schaltstück 6 von oben nach

ίο unten bewegt. Gleichzeitig wird das Schaltstück 4 gemeinsam mit dem Kolben 14 aus der gezeichneten Einschaltstellung in Richtung auf das Schaltstück 3 zu bewegt. Die größte Annäherung des Schaltstückes 4 an das Schaltstück 3 ist bei 4' strichpunktiert dargestellt.

is Hier ist der Abstand nur noch so groß wie die sichere Löschdistanz. An diesem Punkt hat sich das Überbrükkungsschaltstück 6 vom feststehenden Schaltstück gelöst.

Der bei der galvanischen Trennung entstehende

ίο Lichtbogen brennt zwischen dem Abbrennring 7 des Überbrückungsschaltstückes 6 und der lichtbogenfesten Auskleidung am Schaltstück 3. Dieser Lichtbogen wird durch das Schwefelhexafluoridgas beblasen, das durch eine gegenläufige Bewegung von Blaszylinder 11 und Kolben 14 vor der galvanischen Trennung auf etwa die Hälfte seines Volumens verdichtet wurde. Eine schnelle Lichtbogenlöschung ergibt sich, weil der Druckunterschied eine Strömung mit annähernd Schallgeschwindigkeit verursacht, die durch den engen Spalt zwischen dem Schaltstück 3 und dem diesen beim Ausschaltvorgang angenäherten Schaltstück 4 tief in den Lichtbogenraum geführt wird. Nach der Lichtbogenlöschung bewegt sich der Schaltstift 4 wieder in die Ausschaltstellung, wie der linken Seite der Figur zu entnehmen ist.

Gemeinsam mit dem Schaltstück 4 wird also der Kolben 14 im Verlauf der Ausschaltbewegung entgegen der Bewegungsrichtung des Zylinders 11 und des Schaltstückes 6 bewegt, bis er die in der Figur dargestellte strichpunktierte Position 14' einnimmt. Im weiteren Verlauf der Ausschaltbewegung wird der Kolben 14 gemeinsam mit dem Schaltstück 4 wieder in die links der Mittellinie gezeichnete Stellung zurückgeführt.

Die zwischen den Schaltstücken 3 und 4 gebildete Trennstrecke ist nicht durch Isolierstoffteile überbrückt, die bei der Lichtbogenlöschung mit dem Lichtbogen in Berührung kommen könnten. Der Blaszylinder 11 liegt in der Ausschaltstellung hinter dem Schaltstück 4. Er schützt während des Löschvorganges die Innenwand der Schaltkammer 1 wie ein Teilschaltgefäß gegen Lichtbogeneinwirkung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter mit zwei zur Abfuhr von Schaltgasen hohl ausgebildeten, voneinander trennbaren Schaltstücken und mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung zur Erzeugung einer auf den Lichtbogen einwirkenden Löschmittelströmung, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltstück (6) und der eine bewegliche Teil (11) der Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem gemeinsamen Antrieb starr gekoppelt sind und daß der andere Teil (14) der Kolben-Zylinder-Anordnung im Verlauf der Ausschaltbewegung des Antriebes (23, 25, 27, 29) eine von diesem gesteuerte gegenläufige Bewegung ausführt

2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen Kolben (14) und Zylinder (11) durch einen eine Totpunktlage durchlaufenden Kniehebeltrieb (20, 21) veränderbar ist.

3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite der Schaltstücke (3) feststehend angeordnet ist.

4. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Schaltstück (4) vorgesehen ist, das dem zweiten Schaltstück (3) mit axialem Abstand gegenübersteht und hohl ausgebildet vom ersten Schaltstück (6) gleitend umfaßt ist.

5. Elektrischer Schaher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Schaltstück (4) während der Ausschaltbewegung vom Antrieb in eine optimale Löschstellung gegenüber dem zweizen Schaltstück (3) überführhar ist.

6. Elektrischer Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen Kolben (14) und Zylinder (11) von der Einschaltstellung bis zu der optimalen Löschstellung der Schaltstücke (3, 4) abnimmt und im Verlauf der weiteren Schaltbewegung wieder zunimmt.

7. Elektrischer Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Schaltstück (4) mit dem Kniehebeltrieb (20,21) starr verbunden ist.

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