DE2406143C3

DE2406143C3 - Elektrischer Druckgas-Leistungsschalter mit zwei feststehenden Schaltstücken und einem Brückenschaltstück

Info

Publication number: DE2406143C3
Application number: DE2406143A
Authority: DE
Inventors: Helmut 1000 Berlin Beier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-02-07
Filing date: 1974-02-07
Publication date: 1978-04-20
Also published as: DE2406143B2; JPS5748803B2; FR2260858A1; JPS50113767A; CH576187A5; FR2260858B1; SE7501261L; DE2406143A1; US3965318A; IT1031330B; CA1016225A; GB1459289A; SE394763B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Druckgas-Leistungsschalter mit einer durch zwei feststehende Schaltstücke gebildeten Schaltstrecke und einem Brückenschaltstück, das beim Ausschaltvorgang von dem einen festen Schaltstück (Ablaufschaltstück) abläuft und sich in Richtung des anderen festen Schaltstückes bewegt Ein derartiger Druckgas-Leistungsschalter ist beispielsweise aus der DE-OS 09 287 in Form eines sogenannten Blaskolbenschalters (Eindruckschalters) bekannt

Aus der DE-PS 6 65 797 ist ferner ein Druckgasschalter bekannt geworden, bei dem jedem Schaltstück eine vom abzuschaltenden Strom durchflossene Spule zugeordnet ist. Die Schaltung ist so, daß sich die beiden Spulen anziehen; beim Ausschalten halten sie die beiden Schaltstücke entgegen der Kraft des Antriebes so lange geschlossen, bis der abzuschaltende Strom in die Nähe seines Nulldurchganges kommt. Erst dann werden die beiden Schaltstücke getrennt und der eventuell entstehende Lichtbogen beblasen und gelöscht.

In der DE-AS 1156143 ist ein Blaskolbenschalter beschrieben, bei dem innerhalb der hohlen Kontaktstükke teleskopartig durch die Kraft einer Feder verschieb

bare Kontaktstücke vorgesehen sind.

Weiterhin ist in der DE-OS 16 90 035 ein elektrischer Schalter angegeben, bei dem dem beweglichen Schaltstück ein gegenüber diesem isoliertes Abbrandschalt-

S stück zugeordnet ist, das elektrisch mit der Zuleitung zum beweglichen Schaltstück verbunden ist Während des Ausschaltvorganges wird die Zuleitung zu dem beweglichen Schaltstück durch einen besonderen Schalter unterbrochen, so daß der Lichtbogen von-Jem

ίο beweglichen Schaltstück auf das Abbrandschaltstück kommutiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Druckgas-Leistungsschalter der eingangs genannten Art die Schaltarbeit herabzusetzen.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß dem Ablaufschaltstück ein ihm gegenüber isoliertes Folgeschaltstück zugeordnet ist, das in Richtung auf das andere feste Schaltstück gegen die Kraft einer Feder beweglich ist und mit der Stromzuleitung zu dem Ablaufschaltstück über zwei in Reihe geschaltete koaxiale Spulen verbunden ist, von denen die eine ortsfest und die andere mit dem Folgeschaltstück kraftschlüssig verbunden ist, und daß das Brückenschaltstück bei der Trennung vom Ablaufschaltstück auf das Folgeschaltstück aufläuft, wodurch der abzuschaltende Strom auf den die Spulen enthaltenden Leitungszweig kommutiert wird und zwischen den Spulen eine auf das Folgeschaltstück wirkende Kraft in Richtung auf das andere feste Schaltstück entsteht Der Leistungsschalter nach der Erfindung schaltet bei hohen Strömen quasi-synchron, da das Folgeschaltstück die Schaltstrekke so lange nahezu oder vollständig geschlossen hält bis der abzuschaltende Strom kurz vor seinem Nulldurchgang auf einen niedrigen Wert abgefallen ist

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Ablaufschaltstück und das andere feste Schaltstück hohlzylindrisch ausgebildet wobei das ebenfalls hohlzylindrische Folgeschaltstück teleskopartig innerhalb des Ablaufschaltstückes angeordnet ist Das Ablaufschaltstück bildet also hier eine Führung für das Folgeschaltstück, so daß der Aufbau besonders einfach ist Nach der weiteren Erfindung kann ferner die eine Spule mit einem an dem der Schaltstrecke abgewandten Ende des Folgeschaltstückes angeordneten Flansch verbunden sein, der sich über eine Druckfeder auf das entsprechende Ende des Ablaufschaltstückes abstützt.

Die Erfindung ist für sogenannte Blaskolbenschalter (Eindruckschalter) von besonderer Bedeutung; sie kann jedoch auch bei Zweidruckschaltern angewendet werden, bei denen das Löschgas mittels eines Kompressors in einem Hochdruckbehälter gespeichert wird und beim Schalten in einen Niederdruckbehälter abfließt
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines Blaskolbenschalters dargestellt Die Zeichnung zeigt die wesentlichen Teile des Schalters im Längsschnitt

Der dargestellte Hochspannungsschalter für beispielsweise 110 kV, in dem Schwefelhexafluorid als

Lösch- und Isoliergas verwendet ist, ist der Einfachheit halber nur mit den zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Teilen ohne die auf Erdpotential liegenden Schalterteile, den Antrieb und die Stützisolatoren gezeichnet. Der Schalter weist eine z. B. aus Porzellan bestehende Schaltkammer 1 auf. Die Schaltstrecke wird durch die feststehenden Schaltstücke 3 und 4 gebildet, die zur Abführung des Löschgases hohlzylindrisch ausgebildet sind. Das feste Schaltstück 3 ist mit

einem nur schematisch angedeuteten Anschluß 2 des Schalters, das feste Schaltstück 4 mit einem Anschluß 5 verbunden.

Die beiden feststehenden Schaltstucke 3 und 4 sind in der Einschaltstellung, die in der Figur rechts dargestellt s ist, durch ein rohrförmiges Brückenscbaltstück 6 verbunden. Im Innern des Birückenschaltstückes 6 sind federbelastete Lamellen 7 gelagert, die mit vorbestimmtem Kontaktdruck mit ihren Kontaktflächen 8 gegen die Schaltstücke 3 und 4 gedruckt sind. Das Brückenschaltstück 6 trägt einen Gleitkontaktring 9 aus lichtbogenfestem, elektrisch leitendem Material unter Zwischenlage einer elektrischen Isolierung 10. Das Brückenschaltstück 6 ist in einen Koppelkärper 18 eingeschraubt, der über Befestigungselemente 19 mit einem Isolierstoffrohr 20 verbunden ist, das einen Blaszylinder bildet

Der Blaszylinder trägt auf seiner Stirnseite 21 einen Düsenkörper, der das feststehende Schaltstück 3 umgibt. Das Isolierstoffrohr 20 ist beispielsweise aus einem Stück, z. B. aus faserverstärktem Kunststoff, hergestellt Das isolierstoffrohr 20 wird während der Ausschaltbewegung gemeinsam mit dem Oberbrükkungsschaltstück 6 über einen relativ feststehenden Kolben 24 gezogen, so daß ein unter Überdruck stehender Löschmittelvorrat bereitgestellt wird. Am Koppelkörper 18 greifen Zugstangen 12 an, die an einem Bolzen 13 gelenkig gelagert sind. Mit den Zugstangen 12 ist ein nicht näher dargestelltes Antriebsglied gekoppelt, das den Schalter aus der rechts der Mittellinie gezeichneten Einschaltstellung in die links dargestellte Ausschaltstellung bewegt Dabei läuft das Brückenschaltstück 6 nach unten von dem festen Schaltstück 3 (Ablaufschaltstück) ab.

Dem Schaltstück 3 (Ablaufschaltstück) ist ein Folgeschaltstück 11 zugeordnet, das ebenso wie das Schaltstück 3 rohrförmig ausgeführt ist und in diesem unter Zwischenlage einer Isolierschicht 14 teleskopartig gleiten kann. Das Folgeschaltstück U ist an seinem äußeren Ende mit einer flanschartig angeordneten Spule 15 verbunden, die sich über eine Druckfeder 16 gegen das ebenfalls fl.anschartig ausgebildete äußere Ende 3a des festen Schaltstückes 3 abstützt Unmittelbar neben der Spule 15 befindet sich eine weitere ortsfeste Spule 17. Der Anschluß 2 des Schalters ist über eine Abzweigung 22 und über die gegensinnig in Reihe geschalteten Spulen 15 und 17 mit dem Folgeschaltstück 11 verbunden. Die einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Folgeschaltstückes 11 und des festen Schaltstückes 4 sind düsenföirmig gestaltet.

Die Schaltkammer 1 ist vollständig mit Schwefelhexafluorid und einem Druck von beispielsweise 4 Atmosphären gefüllt, Beim Ausschalten bewegt sich das Brflckenschaltstflok 6 zusammen mit dem Isolierstoffrohr 20 von oben nach unten. Dabei wird das innerhalb des Isolierstoffrohres 20 vorhandene Schwefelhexafluorid komprimiert, da es bei Beginn der Ausschaltbewegung noch nicht abströmen kann.

Wenn das Isolierstoffrohr 20 etwa die Hälfte seines Hubes zurückgelegt hat, gleiten die Kontaktlamellen 7 des Brückenschaltstückes 6 und der Gleitkontaktring 9 von dem feststehenden Schaltstück 3 ab und bilden unmittelbar darauf Kontakt mit dem Folgeschaltstück 11. Das hat zur Folge, daß der abzuschaltende Strom auf den Nebenweg 2-22-17-15-11 kommutiert Damit entsteht zwischen den gegensinnig vom Strom durchflossenen Spulen 17 und 15 eine abstoßende Kraft Bei genügend großem Strom ist diese Kraft größer als die Gegenkraft der Druckfeder 16, so daß die Spule 15 unter Verkürzung der Feder 16 in die Lage i5' und der Folgekontakt 11 in Richtung auf das feste Schaltstück 4 in die Lage ί Γ bewegt wird. Es kommt dann zunächst durch das Ablaufen des Brückenschüistückes 6 vom festen Schaltstück 3 noch keine Trennung der Schaltstrecke zustande, da das Folgeschaltstück 11 in seiner Stellung 11' die Schaltstrecke vollständig oder nahezu geschlossen hält Erst wenn der abzuschaltende Strom bei· Annäherung an seinen Nulldurchgang einen genügend kleinen Wert erreicht hat überwiegt die Gegenkraft der Feder 6, so daß das Folgeschaltstück 11 in seine ausgezogen dargestellte Lage zurückkehrt Von diesem Augenblick an kann das innerhalb des Isolierstoffrohres 20 komprimierte Schwefelhexafluorid in die von den Schaltstücken 4 und 11 gebildeten Düsen einströmen.

Durch Bemessung der Feder 16 und geeignete Ausbildung der Spulen 15 und 17 hat man es in der Hand, denjenigen Momentanwert des abzuschaltenden Stromes zu bestimmen, bei dem das Folgesclialtstück 11 beim Ausschalten gerade eben bewegt wird. Oberhalb dieses Momentanwertes arbeitet der Schalter quasisynchron in dem Sinne, daß eine wirksame öffnung der Schaltstrecke erst im abfallenden Teil der Stromhalbwelle unterhalb eines gegebenen Stromwertes eintritt

Insbesondere bei einem Zweidruckschalter kann man die Schaltstücke 11 und 4 auch massiv ausbilden und mit einer seitlichen Löschgasströmung arbeiten.

Ferner kann man auch die ortsfeste Spule 17 unterhalb der beweglichen Spule 15 anordnen und die Spulen vom Strom gleichsinnig durchlaufen lassen, so daß zwischen ihnen bei hohem Strom eine anziehende Kraft entsteht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Elektrischer Druckgas-Leistungsschalter mit einer durch zwei feststehende Schallstücke gebildeten Schaltstrecke und einem Brückenschaltstück, das beim Ausschaltvorgang von dem einen festen Schaltstück (Ablaufschaltstück) abläuft und sich in Richtung des anderen festen Schaltstückes bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ablaufschaltstück (3) ein ihm gegenüber isoliertes Folgeschaltstück (11) zugeordnet ist, das in Richtung auf das andere feste Schaltstück (4) gegen die Kraft einer Feder (16) beweglich ist und mit der Stromzuleitung (2) zu dem Ablaufschaltstück über zwei in Reihe geschaltete koaxiale Spulen (15, 17) verbunden ist, von denen die eine (17) ortsfest und die andere (15) mit dem Folgeschaltstück kraftschlüssig verbunden ist, und daß das Brückenschaltstück (6) bei de; Trennung vom Ablaufschaltstück auf das Folgeschaltstück aufläuft, wodurch der abzuschaltende Strom auf den die Spulen enthaltenden Leitungszweig kommutiert wird und zwischen den Spulen eine auf das Folgeschaltstück wirkende Kraft in Richtung auf das andere feste Schaltstück entsteht

2. Druckgas-Leistungschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaufschaltstück (3) und das andere feste Schaltstück (4) hohlzylindrisch ausgebildet sind und daß das ebenfalls hohlzylindrische Fclgestück (11) teleskopartig innerhalb des Ablaufschaltstückes (3) angeordnet ist

3. Druckgas-Leistungsschalter tiach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dab die eine Spule (15) mit einem an dem der Schaltstrecke abj, 2wandten Ende des Folgeschaltstückes (11) angeordneten Flansch verbunden ist, der sich über eine Druckfeder (16) auf das entsprechende Ende (3a) des Ablaufschaltstükkes (3) abstützt

4. Druckgas-Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Ausbildung als Blaskolbenschalter (Eindruckschalter).