DE69827711T2

DE69827711T2 - Schalter mit Selbstbeblasung mit reduzierter Kompression

Info

Publication number: DE69827711T2
Application number: DE69827711T
Authority: DE
Inventors: Edmond Thuries
Original assignee: Areva T&D SAS
Current assignee: Grid Solutions SAS
Priority date: 1997-08-11
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2018-08-07
Also published as: FR2767221B1; FR2767221A1; DE69827711D1; US6018133A; ATE283547T1; EP0897185B1; EP0897185A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter mit Selbstbeblasung, d. h. vom Drucklufttyp, und mit reduziertem Druck, insbesondere für Hochspannungen.
Man kennt aus dem Dokument FR-2 715 499 einen Schalter vom Selbstbeblasungs-Drucklufttyp, umfassend ein Gehäuse, das mit einem unter Druck stehenden dielektrischen Gas gefüllt ist, zwei zusammenwirkende Bogenkontakte, von denen wenigstens einer Teil einer beweglichen Kontaktgruppe ist, die mit einem Betätigungsorgan verbunden und dazu ausgelegt ist, axial im Gehäuse während einer Öffnungsbetätigung zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition verlagert zu werden, wobei die bewegliche Kontaktgruppe gebildet ist durch ein erstes Rohr, das zusammen mit einem zweiten Rohr, welches zum ersten Rohr koaxial ist, auf beiden Seiten einer mit dem ersten Rohr und mit dem zweiten Rohr verbundenen Krone eine Blaskammer und eine Druckkammer begrenzt, die mit der Blaskammer verbunden und durch einen halbbeweglichen Kolben verschlossen ist, wobei dieser Schalter erste Mittel umfasst, um den Kolben während eines ersten Teils der Verlagerung der beweglichen Kontaktgruppe zwischen der Schließposition und der Öffnungsposition festzuhalten, sowie zweite Mittel, um den Kolben zusammen mit der beweglichen Kontaktgruppe während eines zweiten Teils dieser gleichen Verlagerung der beweglichen Kontaktgruppe axial zu verlagern.
Im Fall schwacher zu unterbrechender Ströme erfolgt die Löschung des Bogens, der zwischen den Bogenkontakten während einer Öffnungsoperation entsteht, mit Hilfe einer Gaskompression in der Druckkammer. Die durch einen Gasfluss aus der Druckkammer erzielte Bogenlöschung erfolgt allerdings vor dem Ende der Verlagerung der beweglichen Kontaktgruppe. Folglich ist es nicht nötig, das Gas in der Druckkammer während der gesamten Verlagerung der beweglichen Kontaktgruppe zu komprimieren. Ab dem Augenblick, wo sich der Kolben zusammen mit der beweglichen Kontaktgruppe verlagert, ist die zum Betätigen der beweglichen Kontaktgruppe erforderliche Energiemenge stark reduziert, da keine Gaskompression mehr auftritt.
Gemäß diesem älteren Dokument umfassen die Mittel eine pneumatische Einrichtung, die mit mechanischen Mitteln zusammenwirkt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die zweiten mechanischen Mittel zum axialen Verlagern des Kolbens ein mit der beweglichen Kontaktgruppe verbundenes Antriebsorgan, das während des zweiten Teils der Verlagerung der beweglichen Kontaktgruppe ein mit dem Kolben verbundenes Anschlagelement antreibt, welches Anschlagelement auf dem Weg des Antriebsorgans angeordnet ist. Die ersten mechanischen Mittel zum Festhalten des Kolbens umfassen eine Feder, die zwischen einem festen Element und einer Kolbenendwand angeordnet ist, und ein festes Halteorgan, das mit einer Kolbenanschlagswand zusammenwirkt. Die pneumatische Einrichtung ist eine Einrichtung zum Unter-Unterdruck-Setzen des zwischen dem festen Halteorgan und der Anschlagswand enthaltenen Raums, welcher Raum abgedichtet wird.
Eine solche Gestaltung ist verhältnismäßig kompliziert und in der Herstellung kostspielig.
Aufgabe der Erfindung ist die Realisierung eines Schalters mit reduziertem Druck, mit einfacherer und somit weniger kostspieliger Herstellung, der keine große Betätigungsenergie erfordert.
Erfindungsgemäß umfassen hierzu die ersten Mittel zum Festhalten des Kolbens ein festes Halteorgan, das eine mit dem Kolben verbundene Anschlaganordnung blockiert, und die zweiten Mittel zum axialen Verlagern des Kolbens umfassen ein mit der beweglichen Kontaktgruppe verbundenes Organ zur Freigabe der Anschlaganordnung.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist der Kolben durch ein ringförmiges Druckelement und einen hinteren Zylinder gebildet, dessen Innendurchmesser über eine Länge größer als der erste Teil der Verlagerung im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des zweiten Rohrs ist.
Gemäß einer ersten Variante ist die Anschlagsanordnung durch wenigstens eine Kugel gebildet, die in einer Ausnehmung aufgenommen ist, welche im hinteren Zylinder vorgesehen ist, und einen größeren Durchmesser als die Dicke dieses Zylinders hat.
Gemäß einer zweiten Variante ist die Anschlagsanordnung durch wenigstens ein flexibles Blatt gebildet, das an einem seiner Enden mit dem hinteren Zylinder verbunden ist und an seinem anderen Ende ein Element in Form eines Wulsts trägt, das in einer Ausnehmung aufgenommen ist, die im hinteren Zylinder vorgesehen ist, und eine radiale Dicke aufweist, die größer als die Dicke dieses Zylinders ist.
Vorzugsweise ist das Halteorgan durch einen festen Zylinder gebildet, der an einem seiner Enden eine Ausnehmung zur Aufnahme der Anschlagsanordnung umfasst.
Vorzugsweise ist das Freigabeorgan durch einen kleineren Durchmesser des zweiten Rohrs im vorderen Bereich der Länge gebildet, d. h. auf der Seite der Kontakte, wobei der Durchmesserunterschied zwischen diesem kleineren Durchmesser und dem Durchmesser der Länge derart gewählt ist, dass das Anschlagsorgan die Ausnehmung zur Aufnahme des Halteorgans freigibt, wenn die bewegliche Kontaktgruppe den ersten Teil der Verlagerung durchlaufen hat.
Die Erfindung wird nachfolgend detaillierter anhand der Figuren beschrieben, die nur eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt.
1 ist eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Schalters in der Schließposition gemäß einer ersten Ausführungsvariante.
2 ist eine Längsschnittansicht des gleichen Schalters in der Öffnungsposition.
3 ist eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Schalters in der Schließposition gemäß einer zweiten Ausführungsvariante.
4 ist eine Längsschnittansicht dieses gleichen Schalters in der Öffnungsposition.
Der in den 1 bis 4 dargestellte Schalter vom Drucklufttyp, d. h. mit Selbstbeblasung, umfasst ein Gehäuse 1, das mit einem unter Druck stehenden dielektrischen Gas gefüllt ist, zwei zusammenwirkende Bogenkontakte 2B, 4A, wobei wenigstens einer 4A Teil einer beweglichen Kontaktgruppe ist, die mit einem Betätigungsorgan 3 verbunden und dazu ausgelegt ist, axial im Gehäuse 1 während einer Öffnungsbetätigung verlagert zu werden, und zwar zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition. Die bewegliche Kontaktgruppe ist durch ein erstes Rohr 6 gebildet, das zusammen mit einem zweiten Rohr 7, welches zum ersten Rohr koaxial ist und einen kleineren Durchmesser als das erste Rohr hat, auf beiden Seiten einer mit dem ersten Rohr 6 und dem zweiten Rohr 7 verbundenen Krone 8 eine Blaskammer 16 begrenzt, die durch eine Düse 12 verschlossen ist, sowie eine Druckkammer 9, die mit der Blaskammer 16 in Verbindung steht und durch einen halbbeweglichen Kolben 11 verschlossen ist, der mit einer in einer Richtung wirkenden Klappe 22 ausgestattet ist, welche das Austreten von Gas aus der Druckkammer 9 verhindert. Die Krone 8 ist mit Öffnungen versehen, die mit in einer Richtung wirkenden Klappen 10 ausgestattet sind, die den Durchgang von Gas aus der Druckkammer 9 zur Blaskammer 16 ermöglichen. Das erste Rohr 6 gleitet mittels Gleitkontakten auf einem festen Rohr 3.
Der Schalter umfasst ferner in klassischer Weise Permanentkontakte 2, 4.
Dieser Schalter umfasst erste Mittel zum Festhalten des Kolbens während eines ersten Teils der Verlagerung der beweglichen Kontaktgruppe zwischen der Schließposition und Öffnungsposition, sowie zweite Mittel zum axialen Verlagern des Kolbens zusammen mit der beweglichen Kontaktgruppe während eines zweiten Teils dieser gleichen Verlagerung der beweglichen Kontaktgruppe.
Die ersten Mittel zum Festhalten des Kolbens umfassen ein festes Halteorgan, das eine mit dem Kolben 11 verbundene Anschlagsanordnung blockiert, und die zweiten Mittel zum axialen Verlagern des Kolbens 11 umfassen ein mit der beweglichen Kontaktgruppe verbundenes Organ zur Freigabe der Anschlagsanordnung.
Der Kolben 11 ist durch ein ringförmiges Druckelement 11A gebildet, welches die den Druck haltende Fläche bildet, und mit den in einer Richtung wirkenden Klappen 10A ausgestattet ist, und durch einen hinteren Zylinder 11B (d. h. auf der den Kontakten 2A, 4A entgegengesetzten Seite). Dieser hintere Zylinder 11B weist einen über seine Länge variablen Durchmesser auf, doch im Wesentlichen hat er einen Innendurchmesser im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser eines Teils 7A des zweiten Rohrs 7, und zwar über eine Länge größer als der erste Teil der Verlagerung.
Die ersten Mittel zum Festhalten des Kolbens umfassen dann ein festes Halteorgan, das eine mit dem Kolben 11 verbundene Anschlagsanordnung blockiert.
Gemäß der in den 1 und 2 dargestellten ersten Variante ist die Anschlagsanordnung durch wenigstens eine Kugel 20 gebildet, die in einer Ausnehmung aufgenommen ist, welche im hinteren Zylinder 11B vorgesehen ist, und einen größeren Durchmesser als die Dicke dieses Zylinders 11B hat.
Gemäß der in den 3 und 4 dargestellten zweiten Variante ist die Anschlagsanordnung durch wenigstens ein flexibles Blatt 21 gebildet, das an einem seiner Enden mit dem hinteren Zylinder 11B verbunden ist und an seinem anderen Ende ein Element in Form eines Wulsts 22 trägt, das in einer Ausnehmung aufgenommen ist, die im hinteren Zylinder 11B vorgesehen ist, und eine radiale Dicke größer als die Dicke dieses Zylinders 11B aufweist.
Gemäß beiden Varianten ist das Halteorgan 23 durch einen festen Zylinder gebildet, der an einem seiner Enden eine Ausnehmung zur Aufnahme der Anschlagsanordnung aufweist.
In einer Option zu dieser ersten Variante ist die Anschlagsanordnung durch eine (in den Figuren nicht dargestellte) Druckfeder vervollständigt, die in der Druckkammer 9 zwischen der Krone 8 und dem Kolben 11 platziert ist, was einen unilateralen Anschlag der Kugeln nach hinten gegen die Ausnehmung zur Aufnahme des Halteorgans 23 sicherstellt und eventuelle Einklemmeffekte der Kugeln 20 verhindert.
Die zweiten Mittel zur axialen Verlagerung des Kolbens 11 umfassen dann ein Organ zur Freigabe der Anschlagsanordnung, das mit der beweglichen Kontaktgruppe verbunden ist.
Gemäß beiden Varianten ist das Freigabeorgan durch einen kleineren Durchmesser des zweiten Rohrs 7 außerhalb des Bereichs 7A vor diesem gebildet, d. h. auf der Seite der Kontakte. Der Durchmesserunterschied zwischen diesem kleineren Durchmesser und dem Durchmesser des Bereichs 7A ist derart gebildet, dass das Anschlagsorgan die Ausnehmung zur Aufnahme des Halteorgans 23 freigibt, wenn die bewegliche Kontaktgruppe den ersten Teil der Verlagerung durchlaufen hat, d. h. den Kompressionsweg.
Die Funktion dieser unterschiedlichen Komponenten wird nun anhand der Beschreibung einer Öffnungsbetätigung des Schalters erläutert werden.
In den 1 und 3 ist der Schalter in der Schließposition.
Die Bogenkontakte 2A und 4A sind in der vollständigen zusammengeschobenen Position, und der Kolben 11 ist in der festgehaltenen Position, wobei sein Ringelement 11A zusammen mit der Krone 8 ein maximales Kompressionsvolumen 9 definiert.
In dieser Position befindet sich das Ende des hinteren Zylinders 11B, das das Anschlagsorgan trägt, entweder die Kugeln 20 oder die Blätter 21, die mit ihrem Wulst 22 versehen sind, im Bereich 7A mit größerem Durchmesser, und die Kugeln 20 oder die Wulst 22, die in Kontakt mit diesem Bereich 7A sind, stehen aus ihrer Ausnehmung hervor, und zwar dem zweiten Rohr 7 entgegengesetzt, wo sie in der Ausnehmung zur Aufnahme des Halteorgans 23 untergebracht sind.
Während der Öffnungsbetätigung wird die bewegliche Kontaktgruppe nach rechts verlagert (bei Ansicht gemäß den Figuren), und solange das Anschlagsorgan (Kugeln 20 oder Wulst 22) auf dem Bereich 7A rollt oder gleitet, ist es durch das Halteorgan 23 blockiert, und der Kolben 11 wird somit festgehalten.
Das Ende der Kompression, d. h. der Übergang in den zweiten Teil der Verlagerung, wo der Kolben 11 axial zusammen mit der beweglichen Kontaktgruppe verlagert wird, erfolgt dann, wenn sich das Anschlagsorgan (Kugeln 20 oder Wulst 22) außerhalb des Bereichs 7A befindet, in der in den 2 und 4 dargestellten Position.
Das Anschlagselement (Kugeln 20 oder Wulst 22) kann sich dann zum Rohr 7 mit kleinerem Durchmesser hin verlagern, und gibt durch diese Verlagerung die Ausnehmung zur Aufnahme des Halteorgans 23 frei, welches dann den Kolben 11 nicht mehr blockiert, der sich angesichts des Gasdrucks im Druckvolumen zusammen mit der beweglichen Kontaktgruppe verlagert, um in die in den 2 oder 4 dargestellte Öffnungsposition zu gelangen.

Claims

Schalter vom Drucklufttyp, umfassend ein Gehäuse (1), das mit einem unter Druck stehenden dielektrischen Gas gefüllt ist, zwei zusammenwirkende Bogenkontakte (2A, 4A), von denen wenigstens einer (4A) Teil einer beweglichen Kontaktgruppe ist, die mit einem Betätigungsorgan (3) verbunden und dazu ausgelegt ist, axial im Gehäuse (1) während einer Öffnungsbetätigung zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition verlagert zu werden, wobei die bewegliche Kontaktgruppe gebildet ist durch ein erstes Rohr (6), das zusammen mit einem zweiten Rohr (7), welches zum ersten Rohr koaxial ist, auf beiden Seiten einer mit dem ersten Rohr (6) und dem zweiten Rohr (7) verbundenen Krone (8) eine Blaskammer (16) und eine Druckkammer (9) begrenzt, die mit der Blaskammer (16) verbunden und durch einen halbbeweglichen Kolben (11) verschlossen ist, wobei dieser Schalter erste Mittel umfasst, um den Kolben (11) während eines ersten Teils der Verlagerung der beweglichen Kontaktgruppe zwischen der Schließposition und der Öffnungsposition festzuhalten, sowie zweite Mittel, um den Kolben (11) zusammen mit der beweglichen Kontaktgruppe während eines zweiten Teils dieser gleichen Verlagerung der beweglichen Kontaktgruppe axial zu verlagern, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittel zum Festhalten des Kolbens (11) ein festes Halteorgan umfassen, das eine mit dem Kolben (11) verbundene Anschlaganordnung blockiert, und dass die zweiten Mittel zum axialen Verlagern des Kolbens (11) ein mit der beweglichen Kontaktgruppe verbundenes Organ zur Freigabe der Anschlagsanordnung umfassen.
Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11) durch ein ringförmiges Druckelement (11A) und einen hinteren Zylinder (11B) gebildet ist, dessen Innendurchmesser über eine Länge größer als der erste Teil der Verlagerung im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des zweiten Rohrs (7) ist.
Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteorgan (23) durch einen festen Zylinder gebildet ist, der an einem seiner Enden eine Ausnehmung zur Aufnahme der Anschlagsordnung umfasst.
Schalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagsanordnung durch wenigstens eine Kugel (20) gebildet ist, die in einer Ausnehmung aufgenommen ist, welche im hinteren Zylinder (11B) vorgesehen ist, und einen größeren Durchmesser als die Dicke dieses Zylinders (11B) hat.
Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass er eine in der Druckkammer (9) liegende Druckfeder umfasst.
Schalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagsordnung durch wenigstens ein flexibles Blatt (21) gebildet ist, das an einem seiner Enden mit dem hinteren Zylinder (11B) verbunden ist und an seinem anderen Ende ein Element in Form eines Wulsts (22) trägt, das in einer Ausnehmung aufgenommen ist, die im hinteren Zylinder (11B) vorgesehen ist, und eine radiale Dicke aufweist, die größer als die Dicke dieses Zylinders (11B) ist.
Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Freigabeorgan durch einen kleineren Durchmesser des zweiten Rohrs (7) im vorderen Bereich der Länge gebildet ist, d. h. auf der Seite der Kontakte, wobei der Durchmesserunterschied zwischen diesem kleineren Durchmesser und dem Durchmesser der Länge derart gewählt ist, dass das Anschlagsorgan die Ausnehmung zur Aufnahme des Halteorgans (23) freigibt, wenn die bewegliche Kontaktgruppe den ersten Teil der Verlagerung durchlaufen hat.