DE2363171A1 - Elektrischer gasschalter - Google Patents

Description

FUJIELECTRICCO. LTD 9 ^ RTl 71

Kawasaki / Japan "^OOI/I

Mein Zeichen:

VPA 72/8369 1 A. DEZ. 1973

He/Un

Elektrischer Gasschalter

(Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden japanischen Patentanmeldung Tokugan Sho 47-125494 vom l^D^^bt^

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Gasschalter mit zwei voneinander trennbaren Schaltstücken und mit einer aus Kolben und Zylinder bestehenden Blaseinrichtung, die während des Ausschaltvorganges Löschgas komprimiert und in die Trennstrecke zur Lichtbogenlöschung Tjläst.

Elektrische Leistungsschalter dieser Art mit SFg-Gas", das ausgezeichnete Isolier- und Lichtbogenlöscheigenschaften aufweist, werden in großer Anzahl benutzt. Eine Mehrzahl derartiger Leistungsschalter, die als sogenannte Blaskolbenschalter ausgebildet sind, haben im Bereich der Lichtbogenlöscheinrichtung einen Blaszylinder, in dem das Löschmittel verdichtet wird und sodann beim Öffnen der Schaltstücke in die Trennstrecke geblasen wird. In der Trennstrecke wird beim Schalten unter Last ein Lichtbogen gezogen. Im Verlauf der Entwicklung der modernen Energieverteilungssysteme steigen die Forderungen nach einer Verkürzung der Schaltzeit, d.h. anstelle der konventionellen Dreiperiodenschalter werden gegenwärtig Zweiperiodenschalter gefordert.

Bei bekannten Blaskolbenschaltern ist es grundsätzlich erforderlich, den Gasdruck innerhalb der aus Kolben und Zylinder bestehenden Blaseinrichtung aufzubringen, bevor die Schaltstücke getrennt werden. Bedingt durch diese Konstruktion steigt der Gleitweg der Schaltstücke an und mit ihm zugleich

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die Öffnungszeit, wodurch die gesamte Schaltzeit verlängert wird. Um dies zu vermeiden, werden Leistungsschalter meist mit einem eigenen Kompressor ausgeführt, so daß sich sogenannte Zweidruck-Leistungsschalter ergeben, die als Zweiperiodenschalter arbeiten können.

Ein Ausführungsbeispiel einer Lichtbogenlöscheinrichtung eines üblichen Blaskolbenschalters ist in Fig. 1 dargestellt.

Mit 1 ist ein feststehender Kontakt bezeichnet, der innerhalb einer Schaltkammer angeordnet ist, die unter einem vorbestimmten Gasdruck steht, wobei der den Druck aufrechterhaltende Behälter in Fig. 1.nicht dargestellt ist. Mit 2 ist das bewegliche Schaltstück des Blaskolbenschalters bezeichnet, das mit einem das feststehende Schaltstück 1 in der Einschaltlage umgebenden Düsenkörper und einem Blaszylinder 3 gekoppelt ist, der im Verlauf der Ausschaltbewegung über einen von einem Träger aus isolierendem Material getragenen feststehenden Blaskolben gezogen wird. Die Ziffer 5 bezeichnet einen Gleitkontakt für das bewegliche Schaltstück 2, das über eine Betätigungsstange 6 aus elektrisch isolierendem Material vertikal von einer in der Zeii >inung nicht weiter dargestellten Antriebseinrichtung bewegt wird.

Die Figur 1 zeigt den Blasko.lben in der Einschaltstellung. Sofern der Schalter in die Ausschaltstellung überführt werden soll, wird die Betätigungsstange 6 nach unten gezogen. Dabei wird Löschgas innerhalb des Blaszylinders 3 verdichtet. Zur Trennung der Schaltstücke 1 und 2 ist es erforderlich, daß die Betätigungsstange 6 einen bestimmten Weg ausführt. Mit der Trennung der Schaltstücke 1 und 2 wird komprimiertes Löschgas in die zwischen beiden Schaltstücken 1 und 2 gebildete Trennstrecke geblasen und über von beiden Schaltstücken 1 und 2 stirnseitig gebildete Düsenöffnungen durch das Innere

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der Schaltstücke abgeführt. Es ist erwünscht, um eine wirksame Lichtbogenlöschung vorzunehmen, einen ausreichenden Druckanstieg innerhalb des Blaszylinders bis zur Trennung der beiden Schaltstücke zu erzielen.

In Fig. 2 ist als Beispiel in Abhängigkeit vom Weg der Betätigungsstange 6 der Druck innerhalb des Blaszylinders aufgetragen. Der Blaszylinder muß über die Hälfte des für die Ausschaltung notwendigen Weges der Antriebsstange ausführen, um einen Löschgasdruck zu erzielen, der zweimal so hoch ist wie der in der Schaltkammer herrschende Ruhedruck. Unter der Voraussetzung, daß der Druck beim Trennen der Schaltstücke mit 2 Pq gewählt ist, beträgt der Gleitweg des beweglichen Schaltstückes die. Hälfte (1/2 1) der vollen Strecke (1). Dies erfordert eine beträchtliche Zeit zwischen dem Bewegungsbeginn der Antriebsstange bis zum Trennen der Schaltstücke. Um diese Zeit zu verkürzen, ist es notwendig, den Antriebsweg 1 zu verkürzen. Dieser Weg kann jedoch im Hinblick auf die Tat- ' sache nicht ausreichend verkürzt werden, daß nach dem Öffnen des Schalters eine ausreichende Spannungsfestigkeit erzielt . sein muß. Aus Gründen der bereits erwähnten notwendigen Vorkompression kann auch der Gleitweg beider Schaltstücke nicht verkürzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Blaskolbenschalter anzugeben, der als Zweiperiodenschalter zu arbeiten vermag und dessen Konstruktion im Vergleich zu Zweidruck-Leistungsschaltern einfach ausgeführt ist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen zusätzlichen, den Kompressionsraum der Blaseinrichtung unterteilenden, federbelasteten Zwischenkolben, der relativ beweglich zum Kolben der Blaseinrichtung angeordnet ist und mit .einer verschließbaren Durchgangsöffnung versehen ist, die bei;

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einem im Teilraum zwischen beiden Kolben auftretenden Überdruck selbsttätig geöffnet wird.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Zylinder mit dem beweglichen der trennbaren Schaltstücke verbunden, wobei er über die Kolbenanordnung von einem Antriebsorgan gezogen wird. Dabei ist es möglich, daß die den Zwischenkolben belastende Feder sich an dem anderen Kolben der Blaseinrichtung abstützt, der feststehend angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist die Durchgangsöffnung durch ein Rückschlagventil verschließbar.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Gasschalters nach der Erfindung beschrieben.

Die Figur 3 zeigt einen Schnitt durch die wesentlichen Teile eines elektrischen Gasschalters gemäß der Erfindung.

In Fig. 3 sind das feststehende Schaltstück 1, das bewegliche Schaltstück 2, der Blaszylinder 3, der Blaskolben 4, der Gleitkontakt 5 und die Antriebsstange 6 dieselben Schalterteile wie bei dem in Fig. 1 dargestellten üblichen Leistungsschalter. Bei der vorliegenden Erfindung jedoch ist ein beweglicher, zusätzlicher Kolben 7 vorgesehen, der so mit dem feststehenden Kolben 4 verbunden ist, daß eine Relativbewegung zwischen beiden Kolben 7 und 4 ermöglicht ist. Der Kolben 7 ist von einer Feder 8 belastet, die sich am feststehenden Kolben 4 abstützt. Der bewegliche Kolben 7 weist eine Durchtrittsöffnung 10 auf, die von einem Rückschlagventil 9 absperrbar ist.

In der Zeichnung sind die beiden Schaltstücke 1 und 2 miteinander verbunden. Zum Trennen der Schaltstücke 1 und 2 wird die Antriebsstange 6 nach unten gezogen, wodurch auch der

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Blaszylinder 3 abgesenkt wird und der Inhalt des Teilraumes A zwischen dem Zylinder 3 und dem Kolben 7 verdichtet wird. Weil der bewegliche Kolben 7 durch die Druckfeder 8 belastet ist, wird er solange nicht bewegt, bis auf ihn eine Kraft ausgeübt wird, die der Druckdifferenz der Räume A und B entspricht und größer ist als die Federkraft. Demgemäß steigt der Druck im Raum A bei Bewegung des Blaszylinders 3. auf einen vorbestimmten Druckwert an. Der Druck im Raum B bleibt auf dem Ruhedruckwert P_Q, solange der bewegliche Kolben 7 seine relative Lage zum feststehenden Kolben 4 nicht verändert. Dabei ist das Ventilglied 9 so angeordnet, daß kein Gasfluß vom Raum A zum Raum B stattfindet.

Wenn die durch die Druckdifferenz bedingte Kraft, die auf den beweglichen Kolben 7 ausgeübt wird, die Druckkraft der Feder 8 überschreitet, wird der bewegliche Kolben 7 entsprechend der Abwärtsbewegung des Blaszylinders 3 nach unten bewegt. Die sich in den Räumen A und B ergebende Druckdifferenz hält den von der Feder 8 belasteten Kolben 7 in einer vorbestimmten Lage. Bei Trennung der Schaltstücke 1 und 2 wird' Druckgas gegen die zwischen beiden Schaltstücken gebildete Trennstrecke geführt.

In Fig. 4 ist in einer gestrichelten Kurve der Druckverlauf schematisch gezeichnet, der sich mit einer Blaseinrichtung der in Fig. 1 dargestellten bekannten Schalteinrichtung ergibt, während der mit ausgezogenen Linien dargestellte Druckverlauf der Räume A und B sich bei Anwendung der Erfindung ergibt. Wie aus den Kurven zu ersehen ist, ist der Druckanstieg im Raum B niedriger als die gestrichelte Linie anzeigt. Im ersten Teil der Ausschaltbewegung wird das im Raum A komprimierte Gas in die Trennstrecke geleitet. Im Verlauf der weiteren Ausschaltbewegung ist es durch Verwendung des im Raum B vorhandenen Gasvolumens möglich, den Löschgasdruck bis

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zur öffnung der Kontakte während einer kurzen Wegstrecke stark zu steigern. Eine zusätzliche Gasströmung aus dem Raum B erfolgt automatisch durch das Rückschlagventil 9, sobald der Druck im Raum A niedriger als der Druck im Raum B wird.

Auf diese Weise ist es möglich, einen Blaskolbenschalter anzugeben, mit dem ein höherer Druck in der Löscheinrichtung mit einem kürzeren Weg des beweglichen Schaltstückes erzielt werden kann. Somit kann ein gegenüber Zweidruckschaltern billigerer und einfacherer Blaskolbenschalter aufgebaut werden, dessen Schalteigenschaften denen von Zweidruckschaltern entsprechen.

4 Figuren
4 Ansprüche

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Claims (4)

1. Patentansprüche ,

   Elektrischer Gasschalter mit zwei voneinander trennbaren Schaltstücken und mit einer aus Kolben und Zylinder bestehenden Blaseinrichtung, die während des Ausschaltvorganges Lösch- ' gas komprimiert und in die Trennstrecke zur Lichtbogenlöschung bläst, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen, den Kompressionsraum der Blaseinrichtung unterteilenden,federbelasteten Zwischenkolben, der relativ beweglich zum Kolben der Blaseinrichtung angeordnet ist und mit einer verschließbaren Durchgangsöffnung versehen ist, die bei einem im Teilraum zwischen beiden Kolben auftretenden Überdruck selbsttätig geöffnet wird.
2. 2. Gasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder, mit dem beweglichen der trennbaren Schaltstücke verbunden und über die beiden Kolben von einem Antriebsorgan gezogen wird.
3. 3. Gasschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet', daß die den Zwischenkolben belastende Feder sich an dem anderen Kolben der Blaseinrichtung abstützt, der feststehend angeordnet ist.
4. 4. Gasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung durch ein Rückschlagventil verschließbar ist.

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