WO2007087874A1 - Leistungsschalter für eine gasisolierte hochspannungsschaltanlage - Google Patents
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- H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
- H01H33/56—Gas reservoirs
Definitions
- the invention relates to a circuit breaker for a gas-insulated high-voltage switchgear according to the preamble of patent claim 1.
- Such circuit breakers are well known and are used for operating voltages from about 100 kV and operating currents of about 600 A to 4000 A.
- three phases are arranged in a common Isoliergasraum, with the advantage that a comparatively compact, space-saving arrangement for the high-voltage switchgear arises.
- Sulfur hexafluoride (SF 6 ) which has particularly good insulating properties, is used in particular as the insulating gas.
- a generic circuit breaker is characterized in that at least one separating element is arranged in the region between the conductors in the switching chamber, so that by the at least one separating element, a pressure equalization between the separate regions is made possible, and that the resulting by switching action decomposition products substantially in those area remain in which they originated.
- decomposition products are caused by the high temperatures of the switching arcs, which affect the chemical composition of the insulating gas of the high-voltage switchgear.
- decomposition products of this kind can spread particularly well, since pressure fluctuations and movements in the insulating gas result due to the switching arc and the chemical decomposition.
- the at least one separating element according to the invention By means of the at least one separating element according to the invention, the possible directions of movement of such decomposition products, in particular also of individual particles, are prevented. The interaction of the decomposition products formed on arcs of a particular conductor with one of the other conductors is thus reduced.
- the separating element has recesses.
- the at least one separating element in a region around an imaginary line between those points on two adjacent conductors, arise at the switching arcs, recesses are avoided.
- Single figure is a sectional view through a switching chamber of a circuit breaker.
- the single FIGURE shows a schematic diagram in the form of a section through a switching chamber 12 of a circuit breaker 10, not shown, for a gas-insulated high-voltage switchgear.
- the sectional view shows a first 14, a second 16 and a third conductor 18, which have a circular cross section in this view.
- the switching chamber 12 is constructed substantially tubular, so that in this view, an annular cross-section can be seen.
- a first invention 20 and a second partition 22 is shown, which have approximately the shape of a circular section in this figure.
- the partitions 20, 22 are turned off in accordance with a jacket portion of a correspondingly cylindrical figure.
- the partitions 20, 22 are also arranged mirror-symmetrically to the second conductor 16 and configured comparably, so that in particular the first partition wall 20 is to be discussed below.
- the first partition wall 20 has an upper portion 30, wherein a first end of the upper portion 30 is connected to the switching chamber 12 and has two recesses 32. At the other end of the upper portion 30 includes a central region 34 which has no recesses and is located symmetrically to an imaginary connecting line between the first 14 and the second conductor 16. The extent of the central region 34 is selected so that possible decomposition products which arise in the region around the first conductor 14 could not reach the second conductor 16 or even the third conductor 18 along an imaginary straight line. The propagation possibilities of decomposition products are thus considerably limited and can only reach their location in the direction of the recess 32 in other areas with a substantial straight line. All other decomposition products initially remain in the area in which they originated.
- a lower portion 36 which also has two recesses 32 and correspondingly has, for symmetry with the upper portion 30, a first end which is connected to the switching chamber 12 and has a second end which communicates with the central portion 34 ,
- the partitions 20, 22 are made of a non-conductive material, for example of a ceramic.
- a partition according to the invention can also have no recesses. Then the areas are completely separated. As a result, the mutual Fluxing each circuit breaker pole avoided by an optionally complete encapsulation. In addition, only comparatively few or no extinguishing gases can then reach another area and remain in the area in which they were created, for example, by a switching arc.
- the partition may also be realized by a corresponding embodiment of a circuit breaker itself, for example, by appropriate embodiments of an earth insulator and / or a chamber insulator of the switching chamber as insulating and the switching chamber as a metal body.
Landscapes
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter (10) für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage mit wenigstens zwei Phasen mit einem gemeinsamen isoliergasgefüllten Gehäuse angeordnet ist und im Bereich zwischen den Leitern in dem Gehäuse wenigstens ein Trennelement (20, 22) angeordnet ist, dass durch das wenigstens eine Trennelement (20, 22) ein Druckausgleich zwischen den getrennten Bereichen ermöglicht ist, und dass die durch Schaltlichtbögen entstehenden Zersetzungsprodukte im Wesentlichen in demjenigen Bereich verbleiben, in dem sie entstanden sind.
Description
Leistungsschalter für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Leistungsschalter sind allgemein bekannt und werden für Betriebsspannungen ab ca. 100 kV und Betriebsströme von etwa 600 A bis 4000 A eingesetzt. Bei den üblichen Bauformen sind drei Phasen in einem gemeinsamen Isoliergasraum angeordnet, mit dem Vorteil, dass eine vergleichsweise kompakte, platzsparende Anordnung für die Hochspannungsschaltanlage entsteht. Als Isoliergas wird insbesondere Schwefel- hexaflorid (SF6) verwendet, das besonders gute Isoliereigenschaften aufweist.
Bei einem Leistungsschalter entstehen bei einem Schaltvorgang zwangsläufig Schaltlichtbögen. Dabei herrschen Temperaturen, die in Wechselwirkung mit dem Isoliergas Zersetzungsprodukte erzeugen, die sich nachteilig auf das Isoliervermögen des Isoliergases auswirken und daher unerwünscht sind. Für den Leistungsschalter bedeutet das, dass die im gemeinsamen Gasraum angeordneten Schalter eine gegenseitige Beeinflussung nicht ausgeschlossen ist.
Mit steigender Bemessungsspannung kommt diesem Aspekt zunehmende Bedeutung zu, da es sich in diesen Fällen um zunehmend größere Schwerpunktanlagen handelt. Hierbei ist der Leistungsschalter das Kernelement.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Leistungsschalter anzugeben, bei dem die gegenseitige Beeinflussung der Schaltelemente vermieden wird bzw. stark verringert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Leistungsschalter für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage mit denen im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen.
Demgemäß ist ein gattungsgemäßer Leistungsschalter dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen den Leitern in der Schaltkammer wenigstens ein Trennelement angeordnet ist, sodass durch das wenigstens eine Trennelement ein Druckausgleich zwischen den getrennten Bereichen ermöglicht ist, und dass die durch Schalthandlung entstehenden Zersetzungsprodukte im wesentlichen in denjenigen Bereich verbleiben, in dem sie entstanden sind.
Die angesprochenen Zersetzungsprodukte entstehen durch die hohen Temperaturen der Schaltlichtbögen, die auf die chemische Zusammensetzung des Isoliergases der Hochspannungsschaltanlage wirken. Im Moment des Entstehens können sich solche Zersetzungsprodukte besonders gut ausbreiten, da sich aufgrund des Schaltlichtbogens und der chemischen Zersetzung Druckschwankungen und Bewegungen im Isoliergas ergeben. Durch das erfindungsgemäße wenigstens eine Trennelement sind die möglichen Bewegungsrichtungen solcher Zersetzungsprodukte insbesondere auch von einzelnen Partikeln verhindert. Die Wechselwirkung der Zersetzungsprodukte, die an Lichtbogen eines bestimmten Leiters entstehen, mit einem der anderen Leiter ist derart verringert.
In einer vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes weist das Trennelement Ausnehmungen auf.
Durch eine entsprechende Anordnung solche Ausnehmungen ist die Bewegung des Isoliergases aufgrund der Zersetzungsbewegungen innerhalb der Schaltkammer vor-
gebbar. Ein Druckausgleich zwischen verschiedenen Bereichen, die durch das wenigstens eine Trennelement innerhalb der Schaltkammer entstehen, ist nur noch durch die Ausnehmungen möglich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine Trennelement in einem Bereich um eine gedachte Linie zwischen denjenigen Stellen an zwei benachbarten Leitern, an den Schaltlichtbögen entstehen, Ausnehmungen vermieden sind.
Mit einer derartigen Ausgestaltung ist es vermieden, dass sich Zersetzungsprodukte von ihrem Entstehungsort unmittelbar in Richtung eines benachbarten Leiters ausbreiten. Auf diese Weise wird eine mögliche Wechselwirkung und Beeinflussung von Nachbarbereichen eines Schaltlichtbogens verringert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Stoppvorrichtung sind den weiteren abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sollen der Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen, Verbesserungen der Erfindung, sowie deren besonderen Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigt:
Einzige Figur eine Schnittansicht durch eine Schaltkammer eines Leistungsschalters.
Die einzige Figur zeigt eine Prinzipskizze in Form eines Schnittes durch eine Schaltkammer 12 eines nicht näher dargestellten Leistungsschalters 10 für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage. Die Schnittansicht zeigt einen ersten 14, einen zweiten 16 sowie einen dritten Leiter 18, die in dieser Ansicht einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Auch die Schaltkammer 12 ist im wesentlichen rohrförmig aufgebaut, sodass in dieser Ansicht ein ringförmiger Querschnitt zu sehen ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine erfindungsgemäße erste 20 sowie eine zweite Trennwand 22 gezeigt, die in etwa die Form eines Kreisabschnittes in dieser Figur aufweisen. Als räumliche Gestalt sind die Trennwände 20, 22 jedoch entsprechend eines Mantelabschnittes einer entsprechend zylindrischen Figur ausgeschaltet. Die Trennwände 20, 22 sind zudem spiegelsymmetrisch zum zweiten Leiter 16 angeordnet und vergleichbar ausgestaltet, sodass im Weiteren insbesondere auf die erste Trennwand 20 eingegangen werden soll.
Die erste Trennwand 20 weist einen oberen Bereich 30 auf, wobei ein erstes Ende des oberen Bereichs 30 mit der Schaltkammer 12 verbunden ist und zwei Ausnehmungen 32 aufweist. An das andere Ende des oberen Bereichs 30 schließt ein mittlerer Bereich 34 an, der keine Ausnehmungen aufweist und symmetrisch zu einer gedachten Verbindungslinie zwischen dem ersten 14 und dem zweiten Leiter 16 gelegen ist. Die Ausdehnung des mittleren Bereichs 34 ist so gewählt, dass mögliche Zersetzungsprodukte, die im Bereich um ersten Leiter 14 entstehen, nicht entlang einer gedachten geraden Linie zum zweiten Leiter 16 oder gar zum dritten Leiter 18 gelangen könnten. Die Ausbreitungsmöglichkeiten von Zersetzungsprodukten sind damit erheblich eingeschränkt und können mit wesentlichen nur gradlinig von ihrem Entstehungsort in Richtung der Ausnehmung 32 in anderen Bereich gelangen. Alle übrigen Zersetzungsprodukte verbleiben zunächst in den Bereich, in dem sie entstanden sind.
Entsprechendes gilt für die anderen Bereiche, wenn dort Zersetzungsprodukte entstehen sollten.
Schließlich gibt es noch einen unteren Bereich 36, der ebenfalls zwei Ausnehmungen 32 aufweist und entsprechend zur Symmetrie zum oberen Bereich 30 ein erstes Ende aufweist, das mit der Schaltkammer 12 verbunden ist sowie ein zweites Ende hat, das mit dem mittleren Bereich 34 in Verbindung steht.
Im gewählten Beispiel sind die Trennwände 20, 22 aus einem nicht leitenden Material, zum Beispiel aus einer Keramik gefertigt.
Eine erfindungsgemäße Trennwand kann aber auch gar keine Ausnehmungen aufweisen. Dann sind die Bereiche vollständig getrennt. Hierdurch ist die gegenseitige Beein-
flussung eines jeden Leistungsschalterpols durch eine gegebenenfalls vollständige Kapselung vermieden. Zudem können dann nur vergleichsweise wenige oder gar keine Löschgase in einen anderen Bereich gelangen und verbleiben in dem Bereich, in dem sie entstanden sind, zum Beispiel entstanden durch ein Schaltlichtbogen.
Die Trennwand kann auch durch eine entsprechende Ausgestaltung eines Leistungsschalterpols selbst verwirklicht sein, beispielsweise durch entsprechende Ausgestaltungen eines Erdisolators und/oder eines Kammerisolators der Schaltkammer als Isolierkörper sowie der Schaltkammer als Metallkörper.
Es hat sich als günstig erwiesen, einen Gasauspuff des Leistungsschalters als abgeschotteten Raum oder Bereich auszugestalten. Damit können die Heiß- oder Löschgase nicht in einen anderen Bereich entweichen und verbleiben in dem Bereich, in dem Sie entstanden sind. Eine gegenseitige Beeinflussung der sich in einem Gasraum befindlichen Leistungsschalterpol findet nicht statt.
Claims
1. Leistungsschalter für eine gasisolierte Hochspannungsschaltanlage mit wenigstens zwei Phasen in einer gemeinsamen Schaltkammer, welche in einem isolier- gasgefüllten Gehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen den Leitern in der Schaltkammer wenigstens ein Trennelement angeordnet ist, dass durch das wenigstens eine Trennelement ein Druckausgleich zwischen den getrennten Bereichen ermöglicht ist, und dass die durch Schaltlichtbögen entstehenden Zersetzungsprodukte im Wesentlichen in demjenigen Bereich verbleiben, in dem sie entstanden sind.
2. Leistungsschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trennelement aus elektrischem Isoliermaterial ist.
3. Leistungsschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trennelement aus Metall, insbesondere Aluminium, Kupfer und/oder E- delstahl ist.
4. Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trennelement von der Schaltkammerwand wenigstens teilweise beabstandet ist.
5. Leistungsschalter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trennelement Ausnehmungen aufweist.
6. Leistungsschalter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trennelement in einem Bereich um eine gedachte Linie zwischen den Stellen an zwei benachbarten Leitern, an denen Schaltlichtbögen entstehen, Ausnehmungen vermieden sind.
7. Leistungsschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Leistungsschalterpol eine Kapselung aufweist, die als Trennwand ausgestaltet ist.
8. Leistungsschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erdisolator des Leistungsschalters als Trennwand ausgestaltet ist.
9. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsschalterpol metallisch gekapselt ist.
10. Leistungsschalter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasauspuff gegebenenfalls für jede Phase des Leistungsschalters geschottet ausgestaltet ist.
11. Leistungsschalter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkammer eine runde oder ovale Form eines Querschnittes senkrecht zu ihrer Längserstreckung aufweist.
12. Leistungsschalter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Längsachse vertikal oder horizontal gelegen ist.
13. Leistungsschalter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der Leistungsschalterpole entlang einer gedachten Gerade angeordnet sind oder ein. gedachtes Dreieck bilden.
14. Leistungsschalter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Antrieb ein Leistungsschalterpol oder alle Leistungsschalterpole, insbesondere drei Leistungsschalterpole, angetrieben ist oder sind.
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