DE3618345A1 - Elektrischer druckgasschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Druckgas­ schalter mit einer mindestens ein feststehendes und ein von einem Antrieb bewegbares Schaltstück enthaltenden Kontakt­ anordnung und mit einem dieser zugeordneten, eine Löschgas­ strömung erzeugenden Kolben-Zylinder-System, dessen mit dem bewegbaren Schaltstück gleichsinnig verschiebbarer Teil mit dem Antrieb mechanisch verbunden ist.

Ein derartiger elektrischer Druckgasschalter ist beispiels­ weise aus der DE-OS 23 47 605 bekannt. Bei diesem Schalter ist der Blaszylinder ebenso wie das bewegbare Schaltstück mit dem Antrieb starr verbunden. Der Antrieb bewegt den Blaszylinder gegen den in seinem Innern herrschenden Druck in die Ausschaltstellung. Der im Verlauf einer Ausschalt­ handlung auf den Blaszylinder wirkende Innendruck ist abhängig von der Stärke des brennenden Lichtbogens, da dieser die Löschgasströmung behindert, und damit von der Größe des Ausschaltstromes.

Um Ausschalthandlungen bei Schaltern mit der bekannten starren Verbindung zwischen beweglichem Schaltstück und Blaszylinder sicher gewährleisten zu können, muß der Antrieb für den zu erwartenden größten Ausschaltstrom, d. h. für den Kurzschlußstrom, dimensioniert werden.

Beim Schalten von Nennströmen oder kapazitiven Strömen entsteht ein entsprechender Antriebsenergieüberschuß, da der Innendruck dann geringer ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Druck­ gasschalter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Antrieb unabhängig vom zu erwartenden größten Ausschaltstrom und dem sich hieraus ergebenden Innendruck für vergleichsweise geringe Antriebsleistung ausgelegt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein federelastisches, Zug- und Druckkräfte übertragendes Verbindungselement zwischen dem Antrieb und dem verschiebbaren Teil des Kolben-Zylinder-Systems.

Durch Anwendung der Erfindung wird bei auftretendem hohen Innendruck das bewegbare Schaltstück ungehindert vom Antrieb in die vorgesehene Löschdistanz überführt, weil die den verschiebbaren Teil des Kolben-Zylinder-Systems verzögernden Abbremskräfte vom federelastischen Verbindungselement auf­ genommen werden. Das Verbindungselement schafft einen Energiespeicher zwischen dem Antrieb und dem verschiebbaren Teil des Kolben-Zylinder-Systems, der bei maximalem Ausschaltstrom und dem dadurch bedingten Innendruck am stärksten geladen wird und seine Energie in der Nähe des natürlichen Stromnulldurchgangs bei absinkendem Innendruck abgibt.

Nach einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann der verschiebbare Teil des Kolben-Zylinder-Systems der Zylinder sein. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das feder­ elastische Verbindungselement aus Schraubenfedern besteht, deren Enden starr mit dem bewegbaren Schaltstück einerseits und dem Zylinder andererseits verbunden sind. Es können mindestens zwei Schraubenfedern vorgesehen sein, die gleichmäßig über den Umfang der Kontaktanordnung verteilt sind. Der Vorteil von Schraubenfedern besteht darin, daß sie wegen ihrer hohen Eigenstabilität sowohl Zug- als auch Druckkräfte übertragen können. Sie sind in der Lage, die Antriebsbewegung gleichermaßen bei der Ausschalt- wie bei der Einschaltbewegung auf den Zylinder zu übertragen. Weiterhin ist bei der Erfindung vorgesehen, die Schraubenfedern über scheibenförmige Träger mit dem bewegbaren Schaltstück bzw. mit dem verschiebbaren Teil des Kolbensystems zu verbinden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungs­ gedankens kann es möglich sein, die Kopplung aufgrund des federelastischen Verbindungselements im Verlauf der Ausschaltbewegung wegabhängig mit einem starren Ver­ bindungsglied zu überbrücken. Hiermit kann erreicht werden, daß der Zylinder zwangsweise mit dem bewegbaren Schaltstück verschoben wird, so daß insbesondere zu Beginn der Ausschalthandlung eine optimale Vorkompression des Löschgases zur Erzeugung der Löschgasströmung erreicht werden kann.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungs­ beispiel eines elektrischen Druckgasschalters nach der Erfindung sowie dessen Aufbau und Wirkungsweise beschrieben.

Die Figur zeigt in vereinfachter Darstellung einen elektrischen Druckgasschalter im Bereich seiner elektrischen Kontaktanordnung. Rechts der Mittellinie ist der Schalter in der Einschaltstellung, links in der Ausschaltstellung dargestellt.

Der Druckgasschalter für beispielsweise 220 kV mit SF₆ als Isolier- und Löschgas weist im Bereich der Kontaktanordnung zwei feststehende Schaltstücke 1, 2 auf, die im Einschalt­ zustand von einem bewegbaren Schaltstück 3 elektrisch leitend überbrückt sind. Die Schaltstücke 1, 2, 3 sind von einem Kolben-Zylinder-System 4, 5 umgeben, das aus einem bewegbaren Blaszylinder 4 und einem feststehenden Ringkolben 5 besteht. Dieser feststehende Ringkolben 5 ist über zwei Führungsstangen 6 mit einem ortsfesten Schaltgefäß 7 starr verbunden.

An seinem Umfang weist das bewegbare Schaltstück 3 eine Lochscheibe 8 auf, durch die die beiden um 180° gegen­ einander versetzten Führungsstangen 6 hindurchgreifen. Ebenso weist der Blaszylinder 4 an seiner Innenwandung oberhalb dieser Lochscheibe 8 eine weitere Lochscheibe 9 auf, durch die ebenfalls die Führungsstangen 6 hindurch­ greifen. Die Führungsstangen 6 werden von zwei Schrauben­ federn 10, die mit ihrem oberen Ende 11 mit der Lochscheibe 9 und an ihrem unteren Ende 12 mit der Lochscheibe 8 fest verbunden sind, umgeben.

Im Verlauf einer Ausschalthandlung wird das bewegbare Schaltstück 3 von einem nicht weiter dargestellten Antrieb in Pfeilrichtung 13 bewegt. Damit bewegen sich die Schraubenfedern 10 und der Blaszylinder 4 ebenfalls in Pfeilrichtung 13. Der durch den brennenden Lichtbogen entstehende Innendruck bremst den Blaszylinder 4 in seiner Bewegung ab, so daß das bewegbare Schaltstück 3 und der Blaszylinder 4 sich voneinander unter Dehnung der Schrauben­ federn 10 entfernen, ohne daß zwischen Blaszylinder 4 und Antrieb eine Bewegungsumkehr stattfindet. Das bewegbare Schaltstück 3 kann ungehindert vom Antrieb in die Lösch­ distanz bewegt werden. Die gedehnten Schraubenfedern 10 speichern die aufgebrachte Antriebsenergie. Unterschreitet im Verlauf die Ausschalthandlung die auf den Blaszylinder 4 durch den Innendruck wirkende Kraft die von den Schrauben­ federn 10 aufgebrachte Kraft, so geben diese die Speicher­ energie an den Blaszylinder 4 ab, indem sie ihn in Pfeil­ richtung 13 ziehen und sich dabei wieder entspannen.

Mittels der durch den Antrieb aufladbaren Schraubenfedern 10 ist es also möglich, die Bewegung des Blaszylinders 4 in Abhängigkeit von dem durch den Lichtbogen erzeugten Innen­ druck zu steuern, ohne die Bewegung des bewegbaren Schalt­ stücks 3 zu behindern.

Claims (6)

1. Elektrischer Druckgasschalter mit einer mindestens ein feststehendes und ein von einem Antrieb bewegbares Schaltstück enthaltenden Kontaktanordnung und mit einem dieser zugeordneten, eine Löschgasströmung erzeugenden Kolben-Zylinder-System, dessen mit dem bewegbaren Schaltstück gleichsinnig verschiebbarer Teil mit dem Antrieb mechanisch verbunden ist, gekennzeichnet durch ein federelastisches, Zug- und Druckkräfte über­ tragendes Verbindungselement (10) zwischen dem Antrieb und dem verschiebbaren Teil des Kolben-Zylinder-Systems (4, 5).

2. Elektrischer Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Teil des Kolben-Zylinder-Systems (4, 5) der Zylinder (4) ist.

3. Elektrischer Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federelastische Verbindungselement (10) aus Schraubenfedern (10) besteht, deren Enden (11, 12) starr mit dem bewegbaren Schaltstück (3) einerseits und dem Zylinder (4) andererseits verbunden sind.

4. Elektrischer Druckgasschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfedern (10) über scheibenförmige Träger (8, 9) mit dem bewegbaren Schaltstück (3) bzw. mit dem Zylinder (4) verbunden sind.

5. Elektrischer Druckgasschalter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch mindestens zwei Schraubenfedern (10), die gleichmäßig über den Umfang der Kontaktanordnung (1, 2, 3) verteilt sind.

6. Elektrischer Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung mittels des federelastischen Verbindungselements (10) im Verlauf der Ausschaltbewegung wegabhängig mit einem starren Verbindungsglied überbrückbar ist.