CH653185A5 - Gekapselte elektrische anlage. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine gekapselte elektrische Anlage gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine derartige Anlage ist etwa aus dem Aufsatz von H. Petry «Dreipolig stahlblechgekapselte SFó-isolierte Schaltanlage» in Elektrizitätswirtschaft, Jg. 78 (1979, Heft 25, S. 1025ff.) bekannt. Bei der dort beschriebenen Anlage dient das vorzugsweise aus einer Mischung von Schwefelhexafluorid und Stickstoff bestehende Isolierglas von etwa 105 Pa Betriebsdruck zur Erhöhung der Durchschlagfestigkeit der Bauteile der Anlage gegenüber der Durchschlagfestigkeit entsprechend bemessener Bauteile luftisolierter Anlagen. Darüber hinaus kann dieses Isoliergas aber auch in Verbindung mit einem Pumpkolben als Mittel zum Löschen von Schaltlichtbögen in Trenn- und Erdungsschaltern verwendet werden.
Aus der DE-PS 767 609 ist es ferner bekannt, aliphatische, gebundenes Fluor oder gebundenes Chlor enthaltende Kohlenwasserstoffe, wie etwa Dichlortetrafluoräthan, gegebenenfalls mit beigemischtem Stickstoff, als Löschgas zur Lichtbogenlöschung von elektrischen Schaltern zu verwenden.
Ferner ist es aus der US-PS 4 175 048 bekannt, dass Hexa-fluor-2-butin (C4Fó), Perfluorbuten-2 (iso-C4Fs) sowie Hexa-fluorbenzol (CóFó) und andere Perfluorcyclohexene eine grössere Durchschlagfestigkeit als SFö aufweisen und insbesondere in Mischung mit einem verhältnismässig flüchtigen dielektrischen Gas, wie Schwefelhexafluorid (SFó) oder Stickstoff (N2), als Isoliergas in gekapselten elektrischen Anlagen geeignet sind.
Darüber hinaus sind in der DE-OS 16 15 019 elektronega-tive Gase, wie etwa Trifluormethylschwefelpentachlorid (CF3SF5), Perfluorpropan (C3F8) und Perfluorbutan (CjFio), als lichtbogenlöschende Gase im Bereich der Schaltstücke eines Druckgasschalters beschrieben. Hierbei wird die Dichte des Gases dadurch erhöht, dass in einem Sammelgefäss gespeichertes Gaskondensat in den Bereich zwischen den Schaltstücken befördert wird.
Zu verweisen ist auch auf den Aufsatz von E. Gockenbach in «Elektrische Festigkeit einiger Freone und deren Mischungen mit Stickstoff und Schwefelhexafluorid» in etz-a Bd. 99 (1978) H. 6, S. 328ff., in dem die Verwendung von Bromchlordifluormethan (CBrClFz) und Trifluortrichloräthan (C2CI2F3), gegebenenfalls in Mischung mit Schefelhexafluorid und Stickstoff, als Isoliergas in gekapselten elektrischen Anlagen empfohlen wird, da hierdurch die Spannungsfestigkeit gegenüber Schwefelhexafluorid heraufgesetzt wird. Wegen ungünstiger Siedepunkte und starker Russbildung unter Einwirkung von Schaltfunken bereiten diese wie auch die in den vorstehend genannten Literaturstellen erwähnten Isoliergase bei Verwendung in gekapselten elektrischen Anlagen jedoch erhebliche Schwierigkeiten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemässe gekapselte elektrische Anlage derart weiterzubilden, dass deren Spannungsfestigkeit oberhalb einer minimalen Betriebstemperatur von — 10° C in kostengünstiger und physiologisch unbedenklicher Weise beträchtlich erhöht wird, und dass gleichzeitig die Russbildung durch die schaltfunkenbedingte Zersetzung des verwendeten Isoliergases in einem für praktische Anwendungen ausreichendem Masse begrenzt ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die erfin-dungsgemässe Anlage zeichnet sich dadurch aus, dass sie gegenüber schwefelhexafluoridisolierten Anlagen eine mindestens 1,2-fache grössere Spannungsfestigkeit aufweist, dass die erfindungsgemäss verwendeten Gasmischungen physiologisch unbedenklich sind, und dass gleichzeitig eine den zuverlässigen Betrieb der Anlage störende Russbildung durch die schaltfunkenbedingte Zersetzung des Gases vermieden wird.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Isoliergas, welches aus 82 Vol.-% Bromchlordifluormethan (CBrClF2) und 18 Vol.-% Schwefelhexafluorid (SFe) besteht in der gat-tungsgemässen Anlage verwendet. Diese Isoliergasmischung weist gegenüber reinem Schwefelhexafluorid eine l,4mal grössere dielektrische Festigkeit auf und besitzt bei 105 Pa einen Siedepunkt von etwa — 10°C. Durch das angegebene Mischungsverhältnis wird erreicht, dass die Russbildung durch die schaltfunkenbedingte Zersetzung des Gases verhältnismässig gering ist, und es als Isoliergas in gekapselten elektrischen Anlagen verwendbar ist. Diese Isoliergasmischung kann in ihrer Zusammensetzung zwischen 75-85 Vol.-% CBrClF2 und 15-25 Vol.-% SFo variieren, ohne dass ihre Verwendbarkeit in gekapselten elektrischen Anlagen mit 105 Pa Betriebsdruck oberhalb einer minimalen Betriebstemperatur von — 10°C bei gleichzeitig erheblich höherer Spannungsfestigkeit als SFó wesentlich beeinträchtigt ist.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Isoliergasmischung, welche aus 65 Vol.-% Dichlortetrafluoräthan (C2CI2F4) und 35 Vol.% Schwefelhexafluorid besteht, in der gattungsgemässen Anlage verwendet. Diese Isoliergasmischung weist gegenüber reinem Schwefelhexafluorid ebenfalls eine l,4mal grössere dielektrische Festigkeit auf. Da sie zudem bei 105 Pa einen Siedepunkt von — 10°C und eine geringe Russbildung bei der schaltfunkenbedingten Zersetzung des Gases aufweist, ist sie als Isoliergas in gekapselten elektrischen Anlagen hervorragend geeignet. Hierbei ist es von weiterem Vorteil, dass ihr Preis gering ist. Diese Isoliergasmischung kann in ihrer Zusammensetzung zwischen 60 und 70 Vo.-% C2CI2F4 und 30-40 Vol.-% SFe variieren, ohne dass ihre bestimmungsgemässe Verwendbarkeit wesentlich beeinträchtigt ist.
In weiteren Ausführungsbeispielen werden Isoliergasmi5
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schungen, welche jeweils 30 Vo.-% Tetrafluor-2-buten (C4Fs) und 70 Vol.-% Schwefelhexafluorid bzw. 30 VoI.-% Hexaflu-orcyclobuten (C-C4F6) und 70 Vol.-% Schwefelhexafluorid bzw. 64 Vol.-% Perfluorbutan (C4F10) und 36 Vol.-% Schwefelhexafluorid enthalten, in der gattungsgemässen Anlage verwendet. Diese Mischungen weisen gegenüber reinem Schwefelhexafluorid eine l,2mal grössere dielektrische Festigkeit auf und haben bei einem Druck von 105 Pa einen Siedepunkt von -10°C.
Da sie ferner eine geringe Russbildung bei der schaltfun-kenbedingten Zersetzung der Gaskomponenten aufweisen und darüber hinaus zum einen Teil untoxisch und zum anderen Teil in der verwendeten Konzentration physiologisch 5 unbedenklich sind, sind auch sie als Isoliergas in gekapselten elektrischen Anlagen gut geeignet. Diese Gasmischungen können in ihren Zusammensetzungen in dem im Patentanspruch 1 angegebenen Grenzen variieren, ohne dass ihre bestimmungsgemässe Verwendbarkeit beeinträchtigt ist.
G
Claims (6)
1. Gekapselte elektrische Anlage mit Sammelschienen, Trenn- und Erdungsschalter sowie Messwandler enthaltenden Teilräumen, welche mit einem Schwefelhexafluorid enthaltendem Isoliergas von etwa 105 Pa Betriebsdruck gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergas 75-85 Vol.-% Bromchlordifluormethan, 60-70 Vol.-% Dichlortetrafluor-äthan, 60-70 Vol.-% Perfluorbutan, 25-35 Vol.-% Tetrafluor-2-buten oder 25-35 Vol.-% Hexafluor-cyclobuten enthält.
2. Gekapselte elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergas etwa 82 Vol.-% Bromchlordifluormethan und etwa 18 Vol.-% Schwefelhexafluorid enthält.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Gekapselte elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergas etwa 65 Vol.-% Dichlortetrafluoräthan und etwa 35 Vol.-% Schwefelhexafluorid enthält.
4. Gekapselte elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergas etwa 64 Vol.-% Perfluorbutan und etwa 36 Vol.-% Schwefelhexafluorid enthält.
5. Gekapselte elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergas etwa 30 Vol.-% Hexafluor-cyclobuten und etwa 70 Vol.-% Schwefelhexafluorid enthält.
6. Gekapselte elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliergas etwa 30 Vol.-% Tetrafluor-2-buten und etwa 70 Vol.-% Schwefelhexafluorid enthält.
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