EP0334008B1

EP0334008B1 - SF6-Eindruckschalter

Info

Publication number: EP0334008B1
Application number: EP89102110A
Authority: EP
Inventors: Herbert Dr. Karrenbauer; Andreas Dipl.-Ing. Schiemann; Hans-Gerd Dr. Thiel; Gerd Dipl.-Ing. Wachsmuth
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1989-02-08
Publication date: 1992-04-22
Anticipated expiration: 2009-02-08
Also published as: EP0334008A2; DE3810091A1; DE58901215D1; EP0334008A3

Description

Die Erfindung betrifft einen SF₆-Eindruckschalter mit einer mit Isoliergas gefüllten Schaltkammer, mindestens zwei Schaltstücken, von denen mindestens eines durch eine Antriebsstange bewegbar ist, einer durch diese Schaltbewegung betätigbaren Kompressionseinrichtung für das Isoliergas deren Kompressionsraum von zwei gegenüberliegenden, relativ zueinander bewegbaren Böden begrenzt ist, wobei zwischen der Isolierstoffdüse und dem ihr zugewandten Boden eine Druckkammer angeordnet ist, welche in Richtung der Schaltstrecke eine durch ein Rückschlagventil verschließbare Ausströmöffnung und eine in Richtung der Kompressionseinrichtung verschließbare Einströmöffnung aufweist, sowie einem parallel zur Druckkammer angeordneten Durchlaß, der in den der Ausströmöffnung abgewandten Teil der Druckkammer mittels einer verschließbaren Öffnung mündet und geht aus von der CH-A-568′649.
Hochspannungsschalter sind heute in der Regel als mit Isoliergas gefüllte Selbstblasschalter ausgeführt. In einer solchen mit Isoliergas gefüllten Schaltkammer werden die Kontakte getrennt und wird der Lichtbogen bis zum Erlöschen mit dem Isoliergas, meistens SF₆, beblasen. Die für diese Beblasung erforderliche Kompression wird entweder mittels einer Kompressionseinrichtung oder mittels der thermischen Energie des Lichtbogens selbst erzielt. Die Schaltkammern werden entweder von einem vollisolierten Metallgehäuse oder von einem Porzellanisolator umgeben.
Herkömmliche SF₆-Eindruckschalter weisen eine Kompressionseinrichtung auf, die im wesentlichen aus einem aus Kolben und Zylinder gebildeten Kompressionsraum besteht.
Im Bereich stromschwächerer Lichtbögen, wie sie unter normalen Betriebsbedingungen auftreten, weisen solche SF₆-Eindruckschalter eine recht gute Funktion auf. Diese stromschwächeren Lichtbögen haben eine so geringe thermische Energie, daß es durch Erhitzung zu keiner nennenswerten Gasexpansion kommt. Es wird weder die Beblasung durch die Kompressionseinrichtung verhindert, noch die Schaltbewegung beeinträchtigt und damit die Schaltgeschwindigkeit vermindert.
Bei der Abschaltung stromstarker Lichtbögen, wie sie beispielsweise in Kurzschlußfällen auftreten, ist die Funktion dieser SF₆-Eindruckschalter nicht so optimal. Durch die hohe thermische Energie des Lichtbogens kommt es zu einer sehr starken Gasexpansion infolge der Erhitzung. Das unter sehr hohem Druck stehende Gas dringt in den Kompressionsraum ein und führt dadurch zu einer Verlangsamung der Schaltbewegung, bei sehr stromstarken Lichtbögen sogar zu einer kurzzeitigen Rückwärtsbewegung. Das in den Kompressionsraum eingedrungene Gas geht teilweise für den Löschvorgang verloren, da der Zylinder das in ihn eingedrungene Gas erst dann wieder ausstößt, wenn die Druckdifferenz in Richtung Schaltstrecke dies zuläßt.
Ein weiterer Nachteil, insbesondere bei der Abschaltung stromstarker Lichtbögen, besteht darin, daß sich bei solchen SF₆-Eindruckschaltern das heiße und das kalte Isoliergas vermischt, wobei sich eine mittlere Temperatur einstellt. Das zur Beblasung des Lichtbogens zur Isolierstoffdüse zurückströmende Isoliergas weist daher eine dieser erhöhten Temperatur entsprechende Dichte auf, welche gegenüber der Dichte des kalten Gases reduziert ist. Isoliergas mit einer solchen verringerten Dichte weist jedoch erheblich verschlechterte Löscheigenschaften auf.
Zusammenfassend kann also festgestellt werden, daß bei einem solchen SF₆-Eindruckschalter bei Schaltvorgängen mit stromstarken Lichtbögen in dreierlei Hinsicht Nachteile auftreten:

Der Schaltvorgang wird gebremst, darum ist eine hohe Antriebsenergie notwendig.
Ein Teil,des expandierenden Löschgases geht für die Beblasung verloren.
Durch die starke Mischung von kalten Löschgas mit heißen Löschgas sind die Löscheigenschaften vermindert.

Aus der CH-A-568 649 ist ein SF₆-Eindruckschalter der eingangs genannten Art bekannt, der die Beblasung stromstarker Lichtbögen verbessern soll, wobei eine Druckkammer so lange durch die Kompressionseinrichtung mit kaltem Löschgas beaufschlagt wird, bis der Druck des expandierenden Gases den durch die Kompressionseinrichtung erzeugten Druck übersteigt. Durch diese veränderten Druckverhältnisse schließen das Rückschlagventil der Ausströmöffnung sowie das Ventil der Einströmöffnung der Druckkammer und die verschließbare Öffnung eines parallel zur Druckkammer liegenden Durchlasses öffnet, wodurch expandierendes heißes Gas aus der Schaltstrecke durch den Durchlaß in den Teil der Druckkammer strömt, welcher der Ausströmöffnung abgewandt ist. Bei Nachlassen des Drucks des expandierenden Gases öffnet das Rückschlagventil und der Lichtbogen wird zuerst mit den kalten Gaspolster beblasen, bevor das darunterliegende heiße Gas nachströmt.
Durch diesen Schalter wird die Beblasung stromstarker Lichtbögen gegenüber den herkömmlichen SF₆-Eindruckschaltern zwar verbessert, eine optimale Funktion konnte jedoch aus folgenden Gründen nicht erzielt werden:

1) Das kalte Gaspolster, welches vor der Ausströmöffnung steht, hat nur eine ungenügende Dichte, da die vom Lichtbogendruck abhängige Änderung der Gaszufuhr zur Druckkammer durch Verschluß der Öffnung zur Kompressionseinrichtung und Öffnung des von der Schaltstrecke kommenden Durchlaßes zu früh erfolgt. Diese zu frühe Unterbrechung der Zufuhr kalten Gases und Beaufschlagung mit dem hohen Expansionsdruck hat auch zur Folge, daß-wenn der Strom kurz vor Erreichen der für die Lichtbogenlöschung ausreichenden Distanz der Schaltkontakte einen Nulldurchgang hat - der Druck in der Druckkammer vorzeitig eine Höhe erreicht, bei der die Rückschlagventile öffnen, obwohl die Distanz der Schaltkontakte für eine erfolgreiche Lichtbogenlöschung noch zu gering ist. Durch dieses frühzeitige Öffnen der Rückschlagventile wird das kalte Gaspolster nutzlos weggeblasen.
2) Der Druckimpuls, welcher die Druckkammer mittels des durch den Durchlaß strömenden, expandierenden Gases beaufschlagt, ist zeitlich zu kurz, da es sich lediglich um einen Strömungskanal handelt, der über keine Speicherkapazität verfügt. Dieser zeitlich zu kurze Druckimpuls ermöglicht es nicht, die Druckkamer in einem Zeitpunkt mit dem Expansionsdruck des Gases zu beaufschlagen, zu dem dieser wegen Annäherung des Stromes an den Nulldurchgang in der Schaltstrecke bereits wieder nachläßt. Durch die kurze Verweilzeit und die geringe Oberfläche des Strömungskanals hat das heiße Gas kaum eine Möglichkeit abzukühlen, bevor es in die Druckkammer gelangt.
3) Durch das nicht im richtigen Zeitpunkt auftretende, beziehungsweise durch nutzloses Wegblasen wieder verlorene Druckmaximum in der Druckkammer muß vor der Bewirkung der Lichtbogenlöschung oft die Kompressionseinrichtung nochmals für Löschgasnachschub sorgen, wodurch eine antriebsentlastende Belüftung der Kompressionseinrichtung zur Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit auch gegen Ende der Schaltbewegung nicht vorgenommen werden kann, Außerdem wird zwischen dem Abströmen des zur Lichtbogenlöschung bereitstehenden Gases und dem erneuten Druckaufbau durch die Kompressionseirichtung ein zeitweiser Rückgang der Beblasungsintensität dann kritisch, wenn wie erneuter Nulldurchgang des Stromes, in dem der Lichtbogen gelöscht werden kann, in einen Zeitraum fällt, in dem dieser neue Druck noch unzureichend ist.

Der erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen SF₆-Eindruckschalter mit einer sicheren Löschung des Lichtbogens durch eine höhere Schaltgeschwindigkeit und eine bessere Beblasung mit einem Gas, das eine optimale Dichte aufweist, verfügbar zu machen.
Diese Aufgabe wird duch einen SF₆-Eindruckschalter nach Anspruch 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße SF₆-Eindruckschalter hat den Vorteil, bei stromschwächeren Lichtbögen eine Beblasung vorzunehmen, wie sie bei einem herkömmlichen SF₆-Eindruckschalter in zweckmäßiger und erprobter Weise erfolgt, sich jedoch bei stromstarken Lichtbögen voll auf die wesentlich erhöhten Anforderungen einstellt. Zur Beblasung dieser stromstarken Lichtbögen wird das Gas durch eine Kompressionseinrichtung vorkomprimiert, wodurch ein Gaspolster kalten Löschgases hoher Dichte entsteht. Dieses Gaspolster wird durch die Gasdruckwelle, welche die Gasexpansion des stromstarken Lichtbogens hervorruft, nachkomprimiert. Dazu dient ein Verschlußorgan, dessen Positionsänderung durch den zurückgelegten Schaltweg steuerbar ist. Diese Nachkomprimieren erfolgt in der Art, daß das heiße Gas zuerst im Gasspeicherraum gekühlt wird und dann in die Druckkammer so einströmt, daß in dieser eine Schichtung entsteht, bei der das vorkomprimierte kältere Gaspolster hoher Dichte als erstes zur Beblasung zur Verfügung steht. Das gekühlte Gas bildet, da es erst nach dem Komprimieren des kalten Gases einströmt, eine Schicht im unteren Teil der Druckkammer. Es dient primär der Druckerhöhung und wird erst zu einer Nachbeblasung nach Erlöschen des Lichtbogens herangezogen, um ein Wiederzünden zu vermeiden. Die Beblasung beginnt, sobald eine zur Lichtbogenlöschung ausreichende Distanz zwischen den Schaltkontakten erreicht ist.
Die Erfindung hat gegenüber den herkömmlichen SF₆-Eindruckschaltern den Vorteil, daß keine Verminderung der Schaltgeschwindigkeit durch Eindringen von Gas in den Kompressionsraum infolge der Gasexpansion durch stromstarke Lichtbögen mehr eintritt. Durch das Nachkomprimieren in der Druckkammer mittels des expandierenden Gases steht diese Energie zur Beblasung der stromstarken Lichtbögen weiter zur Verfügung und wirkt sich nicht bremsend auf den Antrieb aus.
Auf diese Weise wird es möglich, ein wesentlich größeres Ausschaltvermögen zu erzielen oder die Antriebsenergie zu verringern. Es ist auch gegenüber herkömmlichen Schaltern mit gleicher Leistung möglich, den gesamten Schalter einschließlich Kompressionseinrichtung, Düse, Antrieb usw. wesentlich kleiner zu dimensionieren und auf diese Weise Raum, Energie und Material einzusparen.
Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen, wobei sich durch die zusätzlichen Merkmale und deren Kombination weitere Vorteile ergeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert, wobei auf die weiteren Vorteile verwiesen wird.
Es zeigen

Fig. 1 Teile eines Ausführungsbeispiels, wobei sich die Darstellung auf einen Schnitt bis zur Mittellinie (Rotationsachse) beschränkt,
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel und
Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 Ausschnitte mit verschiedenen Ausgestaltungsmöglichkeiten des Verschlußorgans.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei der SF₆-Eindruckschalter in einer Teilansicht dargestellt ist, bei der die wesentlichen Teile mittels eines bis zur Rotationsachse reichenden Schnitts dargestellt sind.
Dieses Ausführungsbeispiel enthält einmal die bei einem SF₆-Eindruckschalter üblichen Teile:
2 Schaltstücke 20 und 21, welche bei der Öffnung des Schalters eine Schaltstrecke 4 bilden. Von diesen Schaltstücken ist ein Schaltstück 20 fest und das andere Schaltstück 21 mittels einer Antriebsstange 19 durch den Antrieb von der Einschalt- in eine Ausschaltstellung (sowie umgekehrt) bringbar. Der in der Schaltstrecke 4 bei der Ausschaltung entstehende Lichtbogen 23 wird mittels einer Kompressionseinrichtung beblasen. Dabei wird ein Isoliergasstrom mittels einer Isolierstoffdüse 12 gezielt auf den in der Schaltstrecke 4 brennenden Lichtbogen 23 gerichtet. Diese Kompressionseinrichtung besteht, wie bei SF₆-Eindruckschaltern üblich, aus einem Kompressionszylinder 17 und zwei Böden 1 und 2, die sich bei einer Ausschaltung aufeinanderzubewegen und so das Isoliergas in einem Kompressionsraum 11 komprimieren. beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kompressionszylinder 17 als feststehendes Teil mit dem Boden 2 verbunden und der Boden 1, welcher mit dem Schaltstück 21 und der Antriebsstange 19 in Verbindung steht, wird in den Kompressionszylinder 17 hineingezogen.
Der Erzielung einer besonders wirksamen Beblasung stromstarker Lichtbögen sowie einer Verhinderung der Rückwirkung der Gasexpansion auf den Antrieb dienen folgende Teile:
Zwischen dem Boden 1 und der Isolierstoffdüse 12 befinden sich eine Druckkammer 3 und davon durch eine Trennwand 25 getrennt ein Gasspeicherraum 9. Die Druckkammer 3 ist in Richtung der Schaltstrecke 4 mit einer Ausströmöffnung 5 versehen, bei der ein Einströmen von durch den Lichtbogen erhitztem Isoliergas durch ein Rückschlagventil 6 verhindert wird. Der Gasspeicherraum 9 verfügt über einen Einlaß 26 in Richtung der Schaltstrecke 4 und über eine Öffnung 10, die in die Druckkammer 3 auf der der Ausströmöffnung 5 gegenüberliegenden Seite einmündet. Der Boden 1 ist mit einer Einströmöffnung 7 versehen, die den Kompressionsraum 11 mit der Druckkammer 3 verbindet. In dem Bereich der Öffnung 10 und der Einströmöffnung 7 ist ein Verschlußorgan 8 angeordnet. Dieses Verschlußorgan 8 in Fig. 1 ist als verschiebbarer Ring mit L-förmigem Querschnitt ausgebildet. Es kann zwei Positionen einnehmen: Eine erste Position, in der der axiale Schenkel des Verschlußorgans 8 dichtend vor die Öffnung 10 geschoben ist und die Einströmöffnung 7 freigibt. In einer zweiten Position, in welcher sich das Verschlußorgan 8 in der Darstellung der Fig. 1 befindet, ist die Öffnung 10 freigegeben und die Einströmöffnung 7 durch den radialen Schenkel des Verschlußorgans 8 verschlossen. Wenn keine Druckunterschiede auf das Verschlußorgan 8 einwirken, wird es von einer Feder 24 in dieser zweiten, dargestellten Position gehalten. Der Boden 2 ist als feststehendes Bauteil ausgebildet, wobei die Antriebsstange 19 durch eine Bohrung dieses Bodens hindurchtritt und eine Dichtung für die Gasdichtheit dieses Durchtritts sorgt. Im Boden 2 ist eine Entlüftungsbohrung 13 angeordnet, welche mit einem Entlüftungsventil 14 versehen ist, das gegen den Druck einer Feder 14′ öffnet. Desweiteren enthält der Boden 2 eine Belüftungsbohrung 15 mit einem Ventil 16, das so angeordnet ist, daß beim Einschaltvorgang eine Belüftung des Kompressionsraums 11 stattfindet.
Der dargestellte SF₆-Eindruckschalter weist folgende Funktion auf:
Bei der Abschaltung schwacher Ströme entspricht die Funktion der aus herkömmlichen SF₆-Eindruckschaltern bekannten:
Das Gas wird durch die Schaltbewegung, vermittelt durch die Antriebsstange 19, zwischen den mit der Antriebsstange 19 verbundenen Boden 1 und dem feststehenden Boden 2 im Kompressionsraum 11 komprimiert, tritt durch die Einströmöffnung 7 hindurch und strömt über die Öffnung 5 zum Lichtbogen 23, um diesen im Nulldurchgang zu beblasen.
Im Unterschied zu den herkömmlichen SF₆-Eindruckschaltern öffnet das Löschgas auf diesem Weg das Verschlußorgan 8, strömt durch die Druckkammer 3 hindurch und erreicht nach Verlassen der Druckkammer 3 durch die Ausströmöffnung 5 schließlich die Schaltstrecke 4, um den Lichtbogen 23 zu beblasen. Ein Verschluß der Ausströmöffnung 5 durch das Rückschlagventil 6 erfolgt nicht, da bei stromschwachen Lichtbögen keine so starke Gasdruckwelle entsteht, daß sich eine Gasströmung ausbildet, welche von der Schaltstrecke in Richtung der Kompressionseinrichtung fließt.
Bei der Ausschaltung stromstarker Lichtbögen paßt sich der SF₆-Eindruckschalter den durch die Gasexpansion verursachten Bedingungen an und nützt diese Gasexpansion für die Herstellung des erforderlichen löschgasdrucks aus: Während der ersten Phase der Ausschaltbewegung wird in der oben beschriebenen Art und Weise im Kompressionsraum 11 Isoliergas komprimiert strömt durch die Einströmöffnung 7 in die Druckkammer 3, wobei das Verschlußorgan 8 durch die Gasströmung geöffnet wird. Während dieser ersten Phase der Ausschaltbewegung wird der Lichtbogen 23 in der Schaltstrecke 4 gezogen, wodurch Löschgas expandiert und, wie durch den gebogenen Pfeil dargestellt, in Richtung der Kompressionseinrichtung fließt. Dies hat zur Folge, daß die Ausströmöffnung 5 durch das Rückschlagventil 6 verschlossen wird und das unter Druck stehende Gas in den Gasspeicherraum 9 fließt. Während dieser Phase der Ausschaltbewegung herrschen durch das geschlossene Rückschlagventil 6 in der Druckkammer 3 und dem Kompressionsraum 11 reproduzierbare Druckbedingungen, so daß ein bestimmter Druck einer bestimmten Distanz zwischen den Schaltkontakten 21 und 22 zuzuordnen ist. Dadurch kann die Federkonstante der Feder 14′ so ausgelegt werden, daß das Entlüftungsventil 14 in der Schaltstellung öffnet, in der die Schaltkontakte 20, 21 ,die zur Lichtbogenlöschung ausreichende Distanz erreicht haben. Durch die Öffnung des Entlüftungsventils 14 sinkt der Druck im Kompressionsraum 11 stark ab, was zur Folge hat, daß das Verschlußorgan 8 sich in die Position begibt, in der es mit seinem radialen Schenkel die Einströmöffnung 7 verschließt und gleichzeitig die Öffnung 10 freigibt. Durch die Entlüftung des Kompressionsraus 11 und die Positionsänderung des Verschlußorgans 8 tritt der SF₆-Eindruckschalter in seine zweite Phase der Ausschaltung. In dieser zweiten Phase der Ausschaltung ist der Antrieb von der Druckkraft im Kompressionsraum 11 durch dessen Entlüftung völlig entlastet, so daß es zu keiner Bremsung der Schaltbewegung oder gar einer Rückwärtsbewegung kommt, im Gegenteil - es tritt sogar eine Beschleunigung der Schaltbewegung durch die Entlastung ein. Vorteilhafterweise riß der Antrieb dadurch neben der Beschleunigung der entsprechenden Schalterteile nur die Energie für die Vorkompression des Gases in der Druckkammer 3 aufbringen.
In der zweiten Phase der Ausschaltbewegung strömt das expandierte, im Gasspeicherraum 9 gespeicherte und dabei gekühlte Gas durch die Öffnung 10 in die Druckkammer 3. Das in der Druckkammer 3 vorkomprimierte kalte Gas wird durch die Gasdruckwelle, welche vom Gasspeicherraum 9 kommt, nachkomprimiert, wobei das kalte Gas hoher Dichte vor der Ausströmöffnung 5 liegt, um in dem für die Löschung des Lichtbogens entscheidenden Moment des Stromnulldurchgangs der Beblasung zu dienen. Bei Annäherung des Stromes des Lichtbogens an den Nulldurchgang läßt der durch den Lichtbogen 23 erzeugte Gasdruck nach, das Rückschlagventil 6 öffnet sich und das kalte Gaspolster strömt aus der Ausströmöffnung 5 aus in Richtung der Schaltstrecke 4, um dort den Lichtbogen zu beblasen. Auf diese Weise wurden bei gleichzeitiger Entlastung des Antriebs optimale Löschbedingungen geschaffen.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Kompressionszylinder 17 mit dem Boden 1 fest verbunden ist und durch die von der Antriebsstange 19 vermittelte Schaltbewegung über den feststehenden Boden 2 gezogen wird. Bei dieser Ausbildung wird das Entlüftungsventil 14 gegen die Kraft einer Feder 14˝ durch einen Stift 18 geöffnet. Die Länge dieses Stifts 18 ist so bemessen, daß das Entlüftungsventil 14 beim Erreichen einer zur Lichtbogenlöschung ausreichenden Distanz zwischen den Schaltkontakten 20 und 21 die Ventilplatte des Entlüftungsventils 14 aus ihrer Schließstellung hebt. Die Feder 14˝ muß eine größere Federkonstante aufweisen als die in Fig. 1 beschriebene Feder 14′. Das Verschlußorgan 8 ist ebenfalls als L-förmiger Ring ausgebildet, wobei jedoch der axiale Schenkel länger ist und durch Bohrungen die Öffnung 10 in der zweiten Position freigibt. Die übrigen Teile entsprechen von ihrem Aufbau und ihrer Funktion dem zu Fig. 1 bereits beschriebenen
Die Fig. 2 dient dazu, deutlich zu machen, daß abweichende Ausgestaltungen der Böden 1 und 2 sowie des Zylinders 17 und der Steuerung des Verschlußorgans 8 möglich sind. Es sind jedoch noch weitere abweichende Ausgestaltungen denkbar, zum Beispiel eine Ausgestaltung, bei der die Antriebsstange mit dem Boden 2 und dem Schaltstück 20 verbunden ist und die übrigen Teile feststehen.
Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt. Dies weist ein L-förmiges Verschlußorgan 8 auf, welches durch eine eingelagerte Feder 24′ in der ersten Position als Ruhelage gehalten wird. Die Federkonstante dieser Feder 24′ ist so ausgelegt, daß bei einer Entlüftung des Kompressionsraums 11 der Druck in der Druckkammer 3 das Verschlußorgan 8 in die zweite Position drückt, in der die Einströmöffnung 7 verschlossen ist und die Öffnung 10 gleichzeitig geöffnet wird. Die Entlüftung des Kompressionsraums 11 wird dadurch bewirkt, daß der Boden 2 im Zuge seiner Einschaltbewegung über eine am Kompressionszylinder 17 und/oder an der Antriebsstange 19 angeordnete Aussparung 22 läuft. Diese Aussparung 22 muß so angeordnet sein, daß die Belüftung dann stattfindet, wenn die Schaltkontakte 20, 21 eine zu Erreichung einer Lichtbogenlöschung ausreichende Distanz aufweisen. In der Fig. 3 ist die Position dargestellt, bei der die Entlüftung des Kompressionsraums 11 beginnt.
Wie schon bei der Fig. 1 und 2 ist auch in Fig. 3 der Boden 2 mit einer belüftungsbohrung 15 versehen, die bei der Ausschaltbewegung durch ein Rückschlagventil 16 verschlossen ist. Rückschlagventil 16 und Belüftungsbohrung 15 dienen der Belüftung des Kompressionsraums 11 bei der Einschaltbewegung. Selbstverständlich kann die Belüftungsbohrung 15 mit dem Rückschlagventil 16 auch an einer anderen Stelle, z.B. am Kompressionszylinder 17 so angeordnet werden, daß die Bohrung 15 in einen Teil des Kompressionsraus 11 mündet, der auch in der Ausschaltstellung noch erhalten bleibt.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist im Bereich der Öffnung 10 des Gasspeicherraums 9 ein Rückschlagventil 27 vorgesehen, das ein Rückströmen von Isoliergas durch die Öffnung 10 in den Gasspeicherraum 9 verhindert. Dieses Rückschlagventil dient bei der Schaltung großer Ströme dazu, während der zweiten Phase der Ausschaltbewegung einen Druckverlust der Druckkammer 3 durch die Öffnung 10 in den Gasspeicherraum 9 zu verhindern.
Das Rückschlagventil 6 der Ausströmöffnung 5 weist eine zusätzliche Ventilplatte 6′ auf, die bei geöffnetem Rückschlagventil 6 den Querschnitt des Einlasses 26 zwischen der Schaltstrecke 4 und dem Gasspeicherraum 9 verschließt. ,Diese Ventilplatte 6′ sorgt dafür, daß das infolge starker Gasexpansion in den Gasspeicherraum 9 eingedrungene heiße Gas bei Annäherung des Stroms an den Nulldurchgang und der dadurch bedingten Öffnung des Rückschlagventils 6 nicht in Richtung der Schaltstrecke 4 zurückfluten kann, was eine Vermischung mit dem kalten Gas aus der Druckkammer 3 zur Folge hätte und dadurch die Löscheigenschaften dieses Gases verschlechtern würde.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen jeweils einen Ausschnitt des SF₆-Eindruckschalters im Bereich zwischen der Antriebsstange 19, der Zwischenwand 25 und dem Boden 1. Dargestellt ist das Verschlußorgan 8′ bzw. 8˝ in verschiedenen Ausgestaltungsmöglichkeiten.
Fig. 4 zeigt das Verschlußorgan 8′ als mindestens eine Klappe ausgebildet, die in der ersten Position die Öffnung 10 verschließt und die Einströmöffnung 7 zur Druckkammer 3 öffnet und in der zweiten Position die Einströmöffnung 7 verschließt und die Öffnung 10 zur Druckkammer 3 öffnet. Dazu kann das klappenförmig ausgebildete Verschlußorgan 8′ beispielsweise mit seinem Drehpunkt im Bereich der Antriebsstange 9 angeordnet werden, so daß es in einer waagerechten Stellung auf dem Boden 1 aufliegt und die Öffnung 7 verschließt und dabei gleichzeitig die Öffnung 10 zur Druckkammer 3 freigibt. In seiner angehobenen Stellung schlägt das klappenförmig ausgebildete Verschlußorgan 8′ an der Trennwand 25 an, verschließt dadurch die Öffnung 10 und gibt die Einströmöffnung 7 zur Druckkammer 3 frei.
Fig. 5 zeigt die Ausbildung des Verschlußorgans 8˝ als ein verschiebbarer Ring. Dieser verschiebbare Ring weist an der Innenseite zur Antriebsstange 19 eine Gleitfläche auf, die gasdicht ausgebildet ist. Das Verschlußorgan 8˝ ist in seiner zweiten Position gezeichnet, in der es mit seinem äußeren Ende auf dem Boden 1 aufliegt und dadurch die Einströmöffnung 7 verschließt. In seiner zweiten Position,wird das Verschlußorgan 8˝ nach oben verschoben und stößt mit seinem äußeren Ende an die Trennwand 25 an, wodurch die Einströmöffnung 7 mit der Druckkammer 3 verbunden ist und die Öffnung 10 verschließt.
Eine ähnliche Funktion weist Fig. 6 auf. Das Verschlußorgan 8˝ ist ebenfalls als verschiebbarer Ring ausgebildet, mit dem Unterschied, daß der verschiebbare Ring eine mehr plattenförmige Gestalt hat und die Einströmöffnung 7 dadurch von der Symmetrieachse gesehen weiter außen angeordnet werden kann. Das Verschlußorgan 8˝ liegt ebenfalls in einer Position auf dem Boden 1 auf, verschließ! dabei die Öffnung 7, und schlägt in seiner anderen Position an die Trennwand 25 an, wodurch die Öffnung 10 verschlossen wird, wobei jeweils die andere Öffnung geöffnet ist.
An dem Verschlußorgan 8′ bis 8˝ wird eine Feder angeordnet, die bewirkt, daß die Verstellung erst dann erfolgt, wenn der Druck P₂ entsprechend der Federstärke über dem Druck P₃ liegt, wobei die Ausbildungen des Verschlußorgans, wie sie in den Fig. 4 bis 6 dargestellt sind, mit einer der vorgenannten Entlüftungen des Kompressionsraums 11 verbunden sind und diese Entlüftung so gesteuert wird, daß es dann zu einer Entlüftung des Kompressionsraum 11 zur Bewirkung der Verschiebung des Verschlußorgans 8′, 8˝ kommt, wenn die Schaltbewegung so weit fortgeschritten ist, daß ein weiteres Komprimieren des Gases nicht mehr der Löschung des Lichtbogens zugute kommen kann, da die zur Lichtbogenlöschung ausreichende Distanz erreicht ist.

Claims

1. SF₆-Eindruckschalter mit einer mit Isoliergas gefüllten Schalkammer, mindestens zwei Schaltkontakten (20,21)), von denen mindestens eines durch eine Antriebsstange (19) bewegbar ist, einer duch diese Schaltbewegung betätigbaren Kompressionseinrichtung (12,17) für das Isoliergas, deren Kompressionsraum (11) von zwei gegenüberliegenden, relativ zueinander bewegbaren Böden (12) begrenzt ist, wobei zwischen der Isolierstroffdüse (12) und dem ihr zugewandten Boden (1) eine Druckkammer (3) angeordnet ist, welche in Richtung der Schaltstrecke (4) eine durch ein Rückschlagventil (6) verschließbare Ausströmöffnung (5) und im Bodene ein (1) in Richtung der Kompressionseinrichtung durch ein Verschlußorgan (8, 8′, 8˝) verschließbare Einströmöffnung (7) aufweist, sowie einem parallel zur Druckkammer (3) angeordnet Durchlaß, der in den der Ausströmöffnung (5) abgewandten Teil der Druckkammer (3) mittels einer verschließbaren Öffnung (10) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß als ein mit der Schaltstrecke (4) verbundener Gasspeicherraum (9) ausgebildet ist, der sich bis zu der mittels des Verschlußorgans (8, 8′,8˝) verschließbaren Öffnung (10) erstreckt, welche in den der Ausströmöffnung (5) abgewandten Teil der Druckkammer (3) mündet, daß in einer ersten Position des Verschlußorgans (8, 8′, 8˝) die Einströmöffnung (7) geöffnet und die Öffnung (10) verschlossen ist und daß in einer zweiten Position des Verschlußorgans (8, 8′, 8˝) die Einströmöffnung (7) geschlossen und die Öffnung (10) geöffnet ist, wobei bei der Löschung stromschwacher Lichtbögen das Verschlußorgan (8, 8′, 8˝) in der ersten Position ist und bei der Löschung stromstarker Lichtbögen zunächst in der ersten Position ist und nach Erreichung einer zur Lichtbogenlöschung aussreichenden Distanz zwischen den Schaltkontakten (20, 21) sich in die zweite Position begibt.

2. SF₆-Eindruckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan (8) als axial verschiebbarer Ring mit L-förmigem Querschnitt ausgebildet ist, wobei in der ersten Position des Verschlußorgans (8) der axiale Schenkel dichtend vor die Öffnung (10) geschoben und die Einströmöffnung (7) freigegeben ist und in der zweiten Position die Öffnung (10) freigegeben und die Einströmöffnung (7)durch den radialen Schenkel verschlossen ist, und daß die axiale Verschiebung des L-förmigen Rings durch eine Entlüftung des Kompressionsraums (11) bewirkt ist.

3. SF₆-Eindruckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan (8′) als mindestens eine Klappe ausgebildet ist, derart, daß sie in der ersten Position die Öffnung (10) verschließt und die Einströmöffnung (7) öffnet und in der zweiten Position die Einströmöffnung (7) verschließt und die Öffnung (10) öffnet, wobei eine Feder (24′) angeordnet ist, die das Verschlußorgan (8′) bis zur Erreichung eines vorbestimmten Drucks (P₂) in seiner ersten Position hält und daß die Positionsänderung des Verschlußorgans (8′) durch eine Entlüftung des Kompressionsraums bewirkt ist.

4. SF₆-Eindruckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan (8˝) als ein verschiebbarer Ring ausgebildet ist, der in der ersten Position die Öffnung (10) verschließt und die Einströmöffnung (7) öffnet und in der zweiten Position die Einströmöffnung (7) verschließt und die Öffnung (10) öffnet, wobei eine Feder (24′) angeordnet ist, die das Verschlußorgan (8˝) bis zur Erreichung eines vorbestimmten Drucks (P₂) in seiner ersten Position hält und daß die Positionsänderung des Verschlußorgans (8˝) durch eine Entlüftung des Kompressionsraums bewirkt ist

5. SF₆-Eindruckschalter nach Anpruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftung des Kompressionsraums (11) durch eine Entlüftungsbohrung (13) mit einem Entlüftungsventil (14) bewirkt ist, welches gegen die Kraft einer Feder (14′) öffnet, wobei die-Federkonstante so bestimmt ist, daß die Öffnung des Entlüftungsventils (14) bei einem Druck im Kompressionsraum (11) stattfindet, der auftritt, wenn bei geschlossenem Rückschlagventil (6) die zur Lichtbogenlöschung ausreichende Distanz zwischen den Schaltkontakten (20, 21) erreicht ist.

6. SF₆-Eindruckschalter nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftung des Kompressionsraums (11) durch eine Entlüftungsbohrung (13) mit einem Entlüftungsventil (14) bewirkt ist, dass das Entlüftungsventil (14) gegen die Kraft einer Feder (14˝) öffnet und dass mit dem Boden (1) ein Stift (18) verbunden ist, welcher in seiner Länge so bemessen ist, dass er das Entlüftungsventil (14) beim Erreichen einer zur Lichtbogenlöschung ausreichenden Distanz zwischen den Schaltkontakten (20, 21) öffnet

7. SF₆-Eindruckschalter nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (1) beim Erreichen einer zur Lichtbogenlöschung ausreichenden Distanz zwischen den Schaltkontakten (20, 21) über eine am Kompressionszylinder (17) und/oder an der Antriebsstange (19) angeordnete Aussparung (22) läuft.

8. SF₆-Eindruckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (6) eine zusätzliche Ventilplatte (6′) aufweist, die bei geöffneten Rückschlagventil (6) den Querschnitt des Einlaßes (26) zwischen Schaltstrecke (4) und Gasspeicherraum (9) verschließt.

9. SF₆-Eindruckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressionsraum (11) durch eine mit einem Rückschlagventil (16) versehene Belüftungsbohrung (15) bei der Einschlatbewegung belüftet wird.

10. SF₆-Eindruckschalter nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Öffnung (10) des Gasspeicherraums (9) ein Rückschlagventil (27) so angeordnet ist, daß durch die Öffnung (10) kein Isoliergas in der Gasspeicherraum (9) strömen kann.