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Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung, die zur
Verwendung in einem Elektrizitätsunterwerk geeignet ist, sowie
ein Elektrizitätsunterwerk mit einer derartigen
Schaltvorrichtung.
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In einem Elektrizitätsunterwerk ist es normalerweise
erforderlich, eine Schaltvorrichtung bereitzustellen, die als
Stromtrennschalter für das Unterwerk wirkt. Es existieren
drei bekannte Typen derartiger Umschaltvorrichtungen,
nämlich ein erster, der mit Federkräften arbeitet, ein zweiter,
bei dem es sich um ein pneumatisches System unter Verwendung
von Druckluft handelt, und ein dritter, der ein
hydraulisches System ist. Federbetätigte Mechanismen sind zum
Unterbrechen von Niederspannungskreisen geeignet, jedoch sind sie
normalerweise für höhere Spannungen nicht geeignet. Es hat
sich herausgestellt, daß pneumatische Systeme übermäßige
Wartung benötigen. Demgemäß wurden insbesondere für den
bekannten Puffer-Stromtrennschalter, der eine große
Betätigungskraft benötigt, Hydrauliksysteme entwickelt. Ein
Beispiel für ein derartiges System ist in JP-A-62-58092
offenbart.
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Bei vorhandenen Hydrauliksystemen ist die
Hydraulikflüssigkeit Mineralöl und das System wird bei einem hohen Druck von
z.B. 300 bar betrieben. Es sei auch darauf hingewiesen, daß
es bekannt ist, Elektrizitätsunterwerke bereitzustellen, bei
denen der Haupt-Schaltkreisleiter in einem Gehäuse
eingeschlossen ist, der mit einem Gas wie Schwefelhexafluorid
gefüllt ist. Bei vorhandenen Systemen liegt jedoch der
Hydraulikmechanismus zum Aktivieren des beweglichen Teils der den
Stromtrennschalter bildenden Schaltvorrichtung außerhalb
dieses Gehäuses. In diesem Fall kann der
Hydraulikmechanismus in einem nichtabgedichteten Mantel eingeschlossen sein,
wie in JP-A-1-220320 offenbart.
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Schließlich offenbart ein Artikel unter dem Titel
"Development of a Perfluorocarbon Liquid Immersed Prototype Large
Power Transformer with Compressed SF&sub6; Gas Installation" von
Y. Mukaiyama et al, wie beim IEEE/PES 1990 Summer Meeting,
Minneapolis, Minnesota, präsentiert, veröffentlicht unter
der Nummer 90 SM 465-5 PWRD, eine Anordnung, bei der ein zur
Verwendung in einem Elektrizitätsunterwerk geeigneter
Transformator Perfluorkohlenstoff als Kühlflüssigkeit verwendet,
die den Transformatorkern umgibt, mit einem Außenmantel, der
Schwefelhexafluorid enthält.
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Wegen der zunehmenden Grundstückskosten erfolgten
Vorschläge dahingehend, daß Elektrizitätsunterwerke unter der Erde
installiert werden. Jedoch wurde erkannt, daß dann erhöhte
Brandgefahr besteht, wenn Standardstromtrennschalter verwen
det werden. In unvermeidlicher Weise ist das Hydrauliksystem
nicht völlig fluiddicht, und dann leckt Hydraulikfluid aus.
Da das Hydraulikfluid unter Druck stehen kann, kann das
Auslecken in Form eines Sprays vorliegen, was zu Mineralöldampf
führt. Ein derartiger Mineralöldampf ist hochentzündlich,
so daß beträchtliche Brandgefahr besteht.
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Daher schlägt die Erfindung vor, daß das Hydraulikfluid ein
nichtbrennbares ist. Derartige Hydraulikfluide sind
insbesondere bei unter der Erde installierten
Elektrizitätsunterwerken von Vorteil. Jedoch können sie auch bei anderen
Elektriz itätsunterwerken verwendet werden.
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Gemäß einer Entwicklung der Erfindung verfügt das
Hydrauliksystem über einen abgedichteten Behälter für das
Hydraulikfluid. Ohne eine derartige Abdichtung besteht die Gefahr,
daß das Hydraulikfluid verdampft. Da jedoch ein derartiger
Behälter normalerweise nicht mit dem Hydraulikfluid gefüllt
ist, besteht die Schwierigkeit, daß sich der Druck im
Behälter über dem Fluid aufgrund Änderungen der
Betriebstemperatur usw. ändert. Daher schlägt die Erfindung gemäß einer
weiteren Entwicklung vor, daß ein derartiger abgedichteter
Tank eine Expansionskammer aufweist, die mit dessen Innerem
in Verbindung steht, und daß das Volumen dieser
Expansionskammer vorzugsweise variabel ist. Auf diese Weise können
Druckänderungen innerhalb des Behälters über dem
Hydraulikfluid durch Volumenänderungen der Expansionskammer
aufgefangen werden.
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Wie oben angegeben, kann bei vorhandenen Schaltvorrichtungen
das hydraulische Betätigungssystem derselben in einem Mantel
eingeschlossen sein, und eine Entwicklung der Erfindung
schlägt vor, daß ein derartiger Mantel abgedichtet und mit
einem Gas gefüllt ist, das Verbrennung nicht unterstützt.
Auf diese Weise ist die Explosionsgefahr weiter verringert.
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Wo ein derartiger abgedichteter Mantel vorhanden ist, soll
er zumindest das hydraulische Betätigungssystem des
Schaltmechanismus einschließen. Er kann sich ferner so weiter
erstrecken, daß er mindestens einen Teil des beweglichen Teils
der Schaltvorrichtung einschließt, falls dies erwünscht ist.
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Vorzugsweise enthält der abgedichtete Mantel einen Sensor
zum Messen der Dichte, des Drucks und/oder der Temperatur
des Gases in diesem Mantel. Wenn der Mantel abgedichtet ist&sub1;
besteht dann die Schwierigkeit, daß sich der Druck in ihm
bei Änderungen der Betriebstemperatur ändern kann, und daher
schlägt es eine andere Entwicklung der Erfindung vor, daß
ein derartiger abgedichteter Mantel eine Expansionskammer
mit vorzugsweise variablem Volumen aufweist. Auf diese Weise
können auf ähnliche Weise wie bei der Expansionskammer am
Behälter für das Hydraulikfluid Druckänderungen durch
Volumenänderungen der Expansionskammer aufgefangen werden.
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Das nichtbrennbare Hydraulikfluid kann Perfluorkohlenstoff
sein. Das Gas, das Verbrennung nicht unterstützt, kann
Stickstoff, Argon, Hehum oder Schwefelhexafluorid sein. Es
sei darauf hingewiesen, daß die Verwendung von
Perfluorkohlenstoff als Hydraulikfluid zum weiteren Vorteil führt, daß
die kinematische Viskosität von Perfluorkohlenstoff ungefähr
ein Zehntel derjenigen von Mineralöl ist. Dies führt zu
einer schnelleren Strömung des Hydraulikfluids, was zu
schnellerem Ansprechen führen sollte.
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Nun werden Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft im
einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Schaltvorrichtung für
ein Elektrizitätsunterwerk als erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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Fig. 2 zeigt den Behälter, wie er bei einem herkömmlichen
Hydrauliksystem verwendet wird;
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Fig. 3 zeigt einen modifizierten Behälter, der beim
Ausführungsbeispiel von Fig. 1 verwendet werden kann;
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Fig. 4 zeigt einen weiteren modifizierten Behälter, der beim
Ausführungsbeispiel von Fig. 1 verwendet werden kann;
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Fig. 5 ist eine Schnittansicht durch eine weitere
Schaltvorrichtung, die die Erfindung verkörpert;
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Fig. 6 ist eine Ansicht entlang der Linie VII bis VII in
Fig. 5;
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Fig. 7 ist eine Schnittansicht durch eine Schaltvorrichtung
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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Fig. 8 ist eine Stirnansicht einer Schaltvorrichtung, die
ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
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Fig. 9 ist eine Schnittansicht durch eine Schaltvorrichtung,
die ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
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Fig. 10 ist eine Stirnansicht einer Schaltvorrichtung, die
ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist; und
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Fig. 11 ist eine Schnittansicht durch eine
Schaltvorrichtung, die ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
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Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 ein erstes
Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
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In Fig. 1 verfügt eine mit Gas isolierte Schalteinrichtung
8, die Teil einer Schaltvorrichtung für ein
Elektrizitätsunterwerk bildet, über ein Isoliermedium wie das Gas SF&sub6;,
das in ein Gehäuse in Form eines Gaskessels 2 eingeschlossen
ist, und ein Haupt-Schaltkreisleiter 4 wird von einem
isolierenden Material 3 in diesem Kessel 3 gehalten. Ein als
Stromtrennschalter wirkender. Schaltabschnitt 7 ist in einem
mittleren Teil des Haupt-Schaltkreisleiters 4 elektrisch in
Reihe mit diesem vorhanden. Dieser Schaltabschnitt 7 verfügt
über feststehende Kontakte 5 und einen beweglichen Kontakt
6. Der bewegliche Kontakt 6 ist mit einem Stab 10a
elektrisch isoliert gegen den Haupt-Schaltkreisleiter 4 mit
einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 1 verbunden, wobei
der Stab durch das hydraulische Betätigungssystem der
hydraulischen Betätigungseinrichtung 1 verstellbar ist.
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Die hydraulische Betätigungseinrichtung 1 verfügt über einen
Betätigungszylinder 9, der gleitend auf einen mit dem Stab
10a verbundenen Betätigungskolben 10 aufgesetzt ist, ein
Steuerventil 13 zum Steuern des Betriebs dieses
Betätigungszylinders, eine Hydraulikpumpe 11, einen Druckspeicher 12
zum Speichern von Arbeitsfluid unter hohem Druck, wie von
dieser Hydraulikpumpe 13 geliefert, und Kontrollventile für
einen offenen und einen geschlossenen Kreis (nicht
dargestellt).
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Das Innere des Betätigungszylinders 9 wird durch den
Betätigungskolben 10 in eine an den Stab 10a angrenzende
Fluidkammer 9a und eine an das Steuerventil 13 angrenzende
Fluidkammer 9b unterteilt. Die Fluidkammer 9a steht in dauernder
Verbindung mit dem Druckspeicher 12, während eine
Hydraulikfluid-Verbindung der Fluidkammer 9b dazu durch das
Steuerventil 13 zwischen der Hydraulikpumpe 11 über eine
Niederdruckleitung 21 und dem Druckspeicher 12 über eine
Hochdruckleitung 20 umgeschaltet wird.
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Eine Fluidkammer 13a des Steuerventils 13 erhält
Arbeitsfluid unter hohem Druck, das zum Erzeugen einer
Antriebskraft für einen Plunger 14 dient, oder das Fluid wird aus
ihr abgeleitet. Diese Versorgung oder das Ableiten wird
durch ein nicht dargestelltes Kontrollventil gesteuert, und
die Versorgung oder das Ableiten schaltet die
Hydraulikfluid-Verbindung hinsichtlich der Fluidkammer 9b um.
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Ferner verfügt die Hydraulikpumpe 11 über einen
Fluidbehälter 15 und einen Motor 17 zum Antreiben einer Pumpe 16. Der
Fluidtank 15 ist abgedichtet.
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Das Arbeitsfluid in der Hydraulikbetätigungseinrichtung ist
ein nichtbrennbares Fluid wie eine
Perfluorkohlenstoff-Verbindung.
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Fig. 1 entspricht dem Zustand des Schaltabschnitts 7 mit
offenem Schaltkreis, wobei die Fluidkammer 9a und die
Fluidkammer 13b des Steuerventils 13, dessen Ventilsitz
geschlossen ist, mit dem Druckspeicher 12 verbunden sind, mit einer
Betätigung durch das Arbeitsfluid unter hohem Druck, wodurch
die Fluidkammer 9a eine nach unten wirkende Kraft auf den
Betätigungskolben 10 ausübt, so daß der Stab 10a den
beweglichen Kontakt 6 in der Position mit offenem Schaltkreis
hält.
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Wenn ein Befehl für geschlossenen Schaltkreis ausgegeben
wird, wird das (nicht dargestellte) Kontrollventil für den
geschlossenen Schaltkreis betätigt und Arbeitsfluid unter
hohem Druck strömt in die Fluidkammer 13a und der Plunger 14
wird nach rechts in Fig. 1 angetrieben. Im Ergebnis wird der
Ventilsitz 13d geschlossen und der Ventilsitz 13c wird
geöffnet, wodurch die Fluidkammer 9b über den Ventilsitz 13c
mit dem Druckspeicher 12 verbunden wird. Der
Betätigungskolben 10 ist mit dem Stab 10a verbunden, was eine
Flächendifferenz zwischen der oberen und unteren Fläche (den
druckempfangenden Flächen) bewirkt, so daß eine Kraft nach oben
ausgeübt wird und der bewegliche Kontakt 6 durch die Bewegung
des Stabs 10a angetrieben wird, wodurch ein geschlossener
Schaltkreis errichtet wird.
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Um auf einen offenen Schaltkreis umzuschalten, wird das
Arbeitsfluid in der Fluidkammer 13a unter hohem Druck durch
das (nicht dargestellte) Kontrollventil für den offenen
Schaltkreis abgelassen, der Plunger 14 wird nach links in
Fig. 1 angetrieben, um in die in der Figur dargestellte
Position gebracht zu werden, die Fluidkammer 9b steht über
den Ventilsitz 13d und die Niederdruckleitung 21 mit der
Hydraulikpumpe 11 in Verbindung und der Betätigungskolben 10
wird durch das Arbeitsfluid in der Fluidkammer 9a nach unten
angetrieben.
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Wie vorstehend beschrieben, wird bei dieser hydraulischen
Betätigungseinrichtung ein nichtbrennbares Fluid als
Arbeitsfluid verwendet, wodurch selbst dann, wenn
Arbeitsfluid aus der Leitung und dem abgedichteten Abschnitt
herausströmen sollte, die Möglichkeit einer Brandverursachung
gering ist, wobei keine Wahrscheinlichkeit besteht, daß die
durch Gas isolierte Schalteinrichtung beschädigt wird,
wodurch das isolierende Medium ausströmen könnte. Demgemäß
kann der Schaltmechanismus mit hoher Sicherheit in einem
unter der Erde liegenden Unterwerk verwendet werden.
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Ferner ist in einem unter der Erde liegenden Unterwerk ein
Transformator vorhanden und mit der mit Gas isolierten
Schalteinrichtung verbunden. In jüngerer Zeit wurde im oben
angegebenen Artikel von Mukaiyama et al ein nichtbrennbarer
Transformator mit Verbundisolierung unter Verwendung einer
Perfluorkohlenstoff-Verbindung zur Kühlung und dem Gas SF&sub6;
als Isoliermedium vorgeschlagen. Wenn eine
Perfluorkohlenstoff-Verbindung als nichtbrennbares Fluid verwendet wird,
verwenden die Schaltvorrichtung und der Transformator
dasselbe Fluid, so daß dies wirtschaftlich günstig ist und die
Wartung erleichtert ist.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die kinetische Viskosität von
Mineralöl 7,5 x 10&sup6; m²/S ist, während die von
Perfluorkohlenstoff 0,8 x 10&sup6; m²/S ist. Demgemäß ist die kinematische
Viskosität von Perfluorkohlenstoff ungefähr ein Zehntel der
jenigen von Mineralöl, so daß es möglich sein sollte, daß
das hydraulische Betätigungssystem eine kurze Ansprechzeit
aufweist.
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Fig. 3 ist ein Längsschnitt, der einen Teil einer
Schaltvorrichtung für ein Unterwerk unter Erde zeigt, wobei es sich
um eine Modifizierung des ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung handelt, wobei die Fluidpumpe 11 gegenüber der in
Fig. 1 dargestellten modifiziert ist.
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Zum Vergleich zeigt Fig. 2 die herkömmliche Fluidpumpe,
wobei eine Gas-Einlaß/Auslaß-Öffnung 19 an der Oberseite des
herkömmlichen Fluidbehälters 15 ausgebildet ist. Jedoch ist
in Fig. 3 eine Expansionskammer in Form eines Hilfskessels
23 mit dem Fluidbehälter 15 verbunden, anstelle der
Gas-Einlaß/Auslaß-Öffnung 19, so daß der Fluidbehälter 15 einen
gasdichten Aufbau aufweisen kann.
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Wenn als Arbeitsfluid eine Perfluorkohlenstoff-Verbindung
verwendet wird, hat der Siedepunkt derselben einen niedrigen
Wert von bis zu ungefähr 100ºC, was die
Verdampfungswahrscheinlichkeit erhöht. Daher nimmt, wenn eine
Gas-Einlaß/Auslaß-Öffnung 19 wie beim Stand der Technik vorhanden ist,
die Fluidmenge aufgrund von Verdampfung von der Oberfläche
18 des Fluids ab, und es kommt aufgrund des verdampften
Gases im Unterwerk unter der Erde zu einem Sauerstoffmangel.
Jedoch weist der Fluidkessel einen gasdichten Aufbau auf,
wie es in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist, so daß dieser
Nachteil nicht auftreten muß. Wenn der Hilfskessel 23
vorhanden ist, kann, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ein
herkömmlicher Fluidbehälter mit nur kleiner Modifizierung
verwendet werden. Ferner steigt der Druck. im Fluidbehälter 15.
an, wenn sich der Pegel der Flüssigkeitsoberfläche 18 des
Arbeitsfluids im Fluidbehälter 18 durch die Bewegung des
Arbeitsfluids während des Ein/Ausschaltvorgangs oder durch
Änderungen der Umgebungstemperatur ändert. Dies begrenzt die
Strömungsrate von z.B. der in Fig. 1 dargestellten
Niederdruckleitung 21, und demgemäß werden die Eigenschaften der
Schaltvorgänge nachteilig beeinflußt. Jedoch ermöglicht es
das Hinzufügen des Hilfskessels 23, wie in Fig. 3
dargestellt, die Druckschwankungen im Fluidbehälter 15 zu
verringern,
so daß stabilere Schaltbetätigungs-Eigenschaften
erzielt werden können. Es sei darauf hingewiesen, daß die
Verbindung 23a zwischen dem Behälter 15 und dem Hilfskessel
23 so lang sein kann, wie es erforderlich ist.
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Fig. 4 ist ein Längsschnitt, der eine Fluidpumpe 11 zeigt,
bei der diese Schwierigkeit zusätzlich berücksichtigt ist.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung ist ein
expandierbares Teil 24 wie ein Balg, der am oberen Ende abgedich
tet ist, an der Oberseite des Fluidbehälters 15 vorhanden,
so daß ein abgedichteter Aufbau vorhanden ist, bei dem sich
das expandierbare Teil 24 in seiner axialen Richtung
ausdehnen kann, wenn der Druck im Fluidbehälter 15 ansteigt. Dies
ermöglicht ein Anwachsen des effektiven Volumens des
Fluidbehälters 15. Die Expansion oder Kontraktion des
expandierbaren Teils 24 in axialer Richtung desselben kann durch ein
Führungsteil 25 geführt werden.
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Gemäß dieser Anordnung folgt das expandierbare Teil 24
Druckschwankungen im Fluidbehälter 15, so daß diese
Druckschwankungen unterdrückt werden können, um stabile
Schaltbetätigungs-Eigenschaften zu erzielen. Bei dieser Anordnung
ist ein expandierbares Treil 24 verwendet, das sich in seiner
axialen Richtung ausdehnen oder zusammenziehen kann. Jedoch
kann jede beliebige Expansionskammer mit variablem Volumen
vorhanden sein, um eine Zunahme oder Verringerung des
effektiven Volumens des Fluidbehälters 15 auf Druckschwankungen
in diesem Fluidbehälter 15 zu ermöglichen.
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Wie es vorstehend beschrieben wurde, wird gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel ein nichtbrennbares Fluid als
Arbeitsfluid im hydraulischen Betätigungssystem verwendet, das als
Teil einer Schaltvorrichtung für ein Unterwerk unter der
Erde verwendet wird. Demgemäß kommt es selbst dann, falls
Arbeitsfluid auslecken sollte, weder zu einem Feuer noch zu
einer Explosion, So daß das Arbeitsfluid für eine mit Gas
isolierte Schalteinrichtung eines Unterwerks unter der Erde
geeignet ist, da es für eine sicherere Schaltvorrichtung für
ein derartiges Unterwerk unter der Erde sorgen kann.
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Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen ein zweites
Ausführungsbeispiel der Erfindung. In den Fig. 5 und 6 sind
Komponenten, die Komponenten des ersten Ausführungsbeispiels von
Fig. 1 entsprechen, mit denselben Bezugszahlen gekennzeich
net. Zunächst verfügt die Schaltvorrichtung über ein
hydraulisches Betätigungssystem mit einem Betätigungszylinder 9,
einem Behälter 15 für eine Hydraulikpumpe, einer
Leitungsanordnung 20, 35, 36, 37 und einem Druckschalter 38. Alle
diese Komponenten liegen innerhalb eines Mantels 39. Beim
Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 liegt der Druckspeicher 12
außerhalb des Mantels 39, jedoch kann er innerhalb dieses
Mantels 39 liegen, falls erwünscht.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen auch einen Behälter 41, in dem der
Unterbrecherteil eines Prototyp-Stromtrennschalters liegt,
einen Halterahmen 43 und einen Mantel 44 für den Stab 10a,
der durch den hydraulischen Betätigungsschaltkreis
verstellt wird.
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Es sei darauf hingewiesen, daß der Aufbau des
Ausführungsbeispiels der Fig. 5 und 6 im wesentlichen derselbe wie
gemäß JP-A-1-220320 ist. Jedoch ist gemäß der Erfindung das
im zugehörigen hydraulischen Betätigungssystem verwendete
Hydraulikfluid nicht brennbar.
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Wenn das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 der Lehre
gemäß JP-A-1-220320 folgt, ist der Mantel 39 nicht
abgedichtet. Daher kann dieser Mantel 39 ein Gemisch aus Luft und
Hydraulikfluiddampf enthalten. Wenn dieser Dampf nicht
brennbar ist, besteht keine echte Gefahr hinsichtlich
Feuer oder Explosion. Wenn jedoch die Flammtemperatur des
Hydraulikfluids niedrig liegt, kann im Mantel 39 eine
Explosion auftreten. Ferner kann jede Explosion im Mantel 39 das
Gehäuse beschädigen, das den Hauptleiter (siehe Fig. 1)
enthält, wodurch das Gas SF&sub6; freigegeben wird und es auch zu
Sauerstoffmangel um das Unterwerk herum kommt.
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Demgemäß schlägt die Erfindung vor, daß der Mantel 39
abgedichtet wird und mit einem Gas gefüllt wird, das keine
Verbrennung unterstützt. Es werden nun Ausführungsbeispiele
beschrieben, bei denen dies erzielt ist.
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In der folgenden Beschreibung ist auf inerte und
"nichtbrennbare" Gase Bezug genommen. Inertgase unterstützen
Verbrennung nicht und sie reagieren auch nicht. Jedoch können
bei der Erfindung einige Gase, wie SF&sub6;, das reagiert (und
daher nichtinert ist) immer noch verwendet werden. Daher
wird "nichtbrennbar" im Sinn eines Gases verwendet, das
keine Verbrennung unterstützt, statt im Sinn eines Gases, das
nicht selbst brennt.
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Fig. 7 ist eine Seitenansicht eines dritten
Ausführungsbeispieles der Schaltvorrichtung eines mit Gas isolierten
Stromtrennschalters, und der Unterschied zwischen diesem
Ausführungsbeispiel und dem der Fig. 5 und 6 ist der, daß
der Mantel 39 abgedichtet ist und sein hohles Innere 31 mit
einem inerten oder nichtbrennbaren Gas gefüllt ist. Ein
Handloch zum Untersuchen des Inneren des Mantels 39 kann in
diesen gebohrt sein, vorausgesetzt, daß das Loch mit einem
Deckel 46 abgedichtet ist. Dieser Aufbau verhindert
Feuerund Explosionsgefahren, da selbst dann, wenn Hydraulikfluid
von einem Anschluß einer Leitung im hydraulischen
Betätigungssystem oder aus einem Öldichtungsabschnitt ausleckt
und dann eine Zündquelle besteht, das inerte oder
nichtbrennbare Gas einen Brand des Hydraulikfluids verhindert.
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Zu Beispielen für geeignete inerte oder nichtbrennbare Gase
gehören Stickstoff, Argon und Helium. Es ist auch möglich,
SF&sub6; zu verwenden, das normalerweise zur Bogenunterdrückung
verwendet wird, sowie isolierendes Gas für elektrische
Ausrüstungen mit Gasisolierung, wie gas-isolierte, gepufferte
Stromtrennschalter. Da ein derartiges inertes oder
nichtbrennbares Gas vorhanden ist, können Korrosion von
Komponenten innerhalb des Gehäuses 39 sowie Oxidation und
Beeinträchtigung des Hydraulikfluids des hydraulischen
Betätigungssystems ebenfalls verhindert werden.
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Der Druck des inerten oder nichtbrennbaren Gases entspricht
vorzugsweise im wesentlichen dem Atmosphärendruck, so daß
der Mantel 15 ausreichende mechanische Festigkeit aufweist.
Demgemäß ist ein Auslecken von Gas aus dem Mantel 39
unwahrscheinlich und das Gas beeinflußt die Hydraulikpumpe 11 der
hydraulischen Betätigungseinrichtung nicht.
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Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
das im wesentlichen dem in Fig. 7 dargestellten dritten
Ausführungsbeispiel ähnlich ist, gesehen entlang der Linie
II-II. Komponenten des vierten Ausführungsbeispiels, die
solchen des dritten Ausführungsbeispiels entsprechen, sind
mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet. Jedoch enthält
das vierte Ausführungsbeispiel eine ausschließliche
Vakuumpumpe 47 außerhalb des Mantels 39. Auch ist eine
Überwachungseinrichtung 48 zum Überwachen mindestens einer der
Größen Dichte, Druck und Temperatur als Zustandsparametern
des Gases innerhalb des Mantels 39 in diesem Mantel 39
angeordnet. Der Mantel 39 kann mit inertem oder nichtbrennbarem
Gas gefüllt werden, wodurch die im Inneren vorhandene Luft
durch inertes oder nichtbrennbares Gas dadurch ersetzt wird,
daß dafür gesorgt wird, daß das letztere in den Mantel 39
strömt. Jedoch ist es bevorzugt, die Luft unter Verwendung
der Vakuumpumpe 47 völlig auszupumpen und dann das inerte
oder nichtbrennbare Gas zuzuführen. Das Bereitstellen der
Vakuumpumpe 47 verbessert den Arbeitswirkungsgrad bei einer
Untersuchung. Da eine Überwachungseinrichtung 48 zum
Überwachen mindestens einer der Größen Dichte, Druck und
Temperatur des Gases innerhalb des Mantels 39 vorhanden ist, die
den Zustand des Gases überwacht, kann die Zuverlässigkeit
der Überwachung des Ausleckens von Gas verbessert werden.
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Fig. 9 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wiederum ist dieses Ausführungsbeispiel dem dritten
Ausführungsbeispiel ähnlich, und entsprechende Teile sind durch
dieselben Bezugszahlen gekennzeichnet. Dieses
Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel dahingehend, daß zwischen dem das
hydraulische Betätigungssystem einschließenden Mantel 39 und
dem einen Teil des beweglichen Teils der Schaltvorrichtung
einschließenden Mantel 44 eine Verbindungsöffnung 49
vorhanden ist. Der Mantel 44 ist ein abgedichteter Behälter, so
daß er mit einem inerten oder nichtbrennbaren Gas gefüllt
werden kann. Demgemäß bilden der Mantel 39 und der Mantel 44
eine abgedichtete Einhelt, die mit inertem oder
nichtbrennbarem Gas gefüllt ist. Dieser Aufbau sorgt für dieselben
Vorteile wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7, wobei
diese jedoch auf den Mantel 44 erstreckt sind.
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Fig. 10 ist eine Seitenansicht eines sechsten
Ausführungsbeispiels, das dem Ausführungsbeispiel der Fig. 9 im
wesentlichen ähnlich ist, gesehen entlang der Linie IV-IV.
Komponenten, die Komponenten des fünften Ausführungsbeispiels von
Fig. 9 entsprechen, sind mit denselben Bezugszahlen
gekennzeichnet. In Fig. 10 verfügt der Mantel 50 über
Zylinderform, und diese Anordnung hat den Vorteil, daß die
Herstellung des Mantels einfacher als die für einen quadratischen
Mantel ist. Ferner kann SF&sub6;-Gas mit demselben Druck wie dem
im Behälter 41 mit dem Trennschalterabschnitt verwendet
werden, und die Handhabung von Gas innerhalb des Mantels 50
kann vereinfacht sein.
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Fig. 11 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der Unterschied dieses Ausführungsbeispiels gegen die
vorigen Ausführungsbeispiele besteht darin, daß es über eine
Volumenänderungseinrichtung zum automatischen Ändern des
Innenvolumens des Mantels 39 abhängig von dessen Innendruck
verfügt. Die Volumenänderungseinrichtung besteht bei diesem
Ausführungsbeispiel aus einem Balg 51. Da der Innendruck im
Mantel 39 trotz Änderungen der Umgebungstemperatur immer auf
dem Umgebungsdruck gehalten werden kann, muß die mechanische
Festigkeit des Mantels 39 nicht übermäßig hoch sein.
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Gemäß den Ausführungsbeispielen 3 bis 7 der Erfindung ist
das hydraulische Betätigungssystem in einem abgedichteten
Mantel eingeschlossen, der mit einem inerten oder
nichtbrennbaren Gas gefüllt ist. Demgemäß können das Auftreten
von Feuer und Explosionsgefahren selbst dann verhindert
werden, wenn ein Ölleck hinsichtlich der hydraulischen
Betätigungsvorrichtung vorliegt und gleichzeitig eine
Zündquelle vorhanden ist.
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Die Ausführungsbeispiele 3 bis 7 der Erfindung können, wie
das erste und zweite Ausführungsbeispiel, ein
nichtbrennbares Hydraulikfluid verwenden.