Autopneumatischer SF6-Druckgasschalter mit pneumatischem Antrieb

Abstract

 Der autopneumatische SF₆-Druckgasschalter weist einen pneumatischen Antrieb mit einem Druckluftzylinder (6) und einem Druckluftkolben (7) auf, ferner eine durch eine SF₆-Gas enthaltende Polsäule (3) geführte Schaltstange (4), die mit dem Druckluftkolben (7) verbunden ist, und eine Dämpfungseinrichtung (9) zum Dämpfen der Schaltbewegung des Druckluftkolbens (7) und der damit verbundenen Teile.
Um einen im Aufbau einfachen Druckgasschalter zu schaffen, bei dem dem Kompressions-Zylinder Energie zur Dämpfung nicht entzogen wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Dämpfungseinrichtung (9) in der Polsäule (3) angeordnet ist und eine Dämpfungskolben-Zylinder-Einheit (10, 11) aufweist; daß der Dämpfungszylinder (10) auf einer Seite offen und kürzer als der Hub des Druckluftkolbens (7) ist, so daß der Hubeingriff zwischen dem Dämpfungskolben (11) und dem Dämpfungszylinder (10) kürzer ist als der Hub des Druckluftkolbens (7).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen autopneumatischen SF₆-Druckgasschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Aus der DE-AS 12 65267 ist bereits ein Druckluftantrieb für elektrische Schalter bekannt, bei dem die bewegten Massen vor Erreichen der Endlagen mittels einer Luftdämpfung abgebremst werden, wobei ein in einem Zylinder geführter Kolben zum Einschalten von der einen und zum Ausschalten von der anderen Seite mit Druckluft beaufschlagt wird und der jeweils auf der gegenüberliegenden Seite befindliche Zylinderraum als Dämpfungsraum dient. Bei diesem Schalter ist der Kolben mit einer durchgehend hohlen, mindestens zwei Querlöcher aufweisenden Kolbenstange verbunden, die einen feststehenden, mit Aussparungen versehenen Dorn gleitend umfaßt, derart, daß während eines Teiles der Kolbenbewegung der jeweilige Dämpfungsraum mindestens teilweise mit Druckluft gefüllt wird. Diese bekannte Dämpfungsanordnung ist in Aufbau und Wirkungsweise unvorteilhaft, weil sie dem System früh Energie entzieht, d. h. die Schaltstückbewegung wird eingeschränkt und Energie dem SF6-Zylinder entzogen, die für d.ie Ausschaltung nicht zur Verfügung steht. Darüber hinaus ist der bekannte Schalter bezüglich des Aufbaus und der Wirkungsweise seiner Dämpfungseinrichtung relativ aufwendig.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen autopneumatischen SF₆-Druckgasschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach im Aufbau ist und bei dem dem SF₆-Kompressionszylinder Energie zur Dämpfung nicht entzogen wird.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Anspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.

[0005] Mit dieser Lösung wird eine sehr vorteilhafte Dämpfungseinrichtung mit hoher Standfestigkeit und kleinen Verzögerungskräften geschaffen, die einfach und sicher in ihrer Funktion ist. Vorteilhaft ist insbesondere, daß der Ausgangsdruck in der Polsäule bereits etwa 6 bar beträgt, so daß schnell ein hoher Gegendruck entsteht, der die Dämpfung bewirkt. Infolge einer einfachen Kolben-Zylinder-Anordnung genügen für die gewünschte Dämpfungswirkung grobe Toleranzen. Es wird ein Anschlag geschaffen, der die Bewegung der Schaltstange begrenzt und eine Zuordnung der Stangenbewegung der SF6-Zylinder im Kopf präzise ermöglicht. Da eine Abnutzung bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Schalter praktisch nicht auftritt, unterliegt dieser auch keiner Begrenzung der Schalthäufigkeit.

[0006] Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihre Ausgestaltungen sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

[0007] Es zeigen

Figur 1 die schematische Darstellung eines autopneumatischen SF₆-Druckgasschalters mit einen pneumatischen Antrieb;

Figur 2 eine Detailansicht des pneumatischen Antriebes und der Dämpfungseinrichtung.

[0008] Die Figur 1 zeigt einen autopneumatischen Hochspannungs-Leistungsschalter mit zwei Schaltkammern 1, 2, diejeweils ein nicht näher bezeichnetes Schaltkontaktsystem in Verbindung mit Einrichtungen zur Beblasung des Lichtbogens und zur Erzeugung des notwendigen Blasdruckes beinhalten. Die beiden Schaltkammern ruhen auf einer aus zwei Stützern 3 bestehenden Polsäule, in deren Innerem sich eine Schaltstange 4 befindet, die kopfseitig über Umlenkelemente 5 mit den bewegten Kontaktstücken des Kontaktsystems und fußseitig mit einem in einem Druckluftzylinder 6 gleitend angeordneten Druckluftkolben 7 eines pneumatischen Antriebes verbunden ist. Der Druckluftzylinder 6 ist dabei ortsfest mit einem Grundrahmen bzw. Grundgerüst 8 verbunden.

[0009] Der in Figur 1 dargestellte Schalter befindet sich dabei in der Stellung "Aus" (unterer Totpunkt des Druckluftkolbens 7). Die Bewegung des Druckluftkolbens bzw. der damit festverbundenen Schaltstange 4 muß gebremst bzw. gedämpft werden. Die Erfindung sieht zu diesem Zweck eine pneumatische Dämpfungseinrichtung vor.

[0010] Eine Ausführungsform einer derartigen pneumatischen Dämpfungseinrichtung 9 zeigt die Figur 2. Die dargestellte Dämpfungseinrichtung 9 besteht aus einem nach oben, d. h. zu den Schaltkammern 1, 2 hin offenen Dämpfungszylinder 10, der mit seiner geschlossenen Seite 10a am Fuße des die Polsäule bildenden Stützers 3 angeordnet ist. Der Dämpfungszylinder 10 ist koaxial zum Stützer 3 und der Antriebsstange 4 angeordnet, wobei letztere durch den Dämpfungszylinder hindurchgeführt ist. Mit der Schaltstange 4 festverbunden ist ein Dämpfungskolben 11, der mit dem Dämpfungszylinder 10 zusammenwirkt. Die Höhe des Dämpfungszylinders beträgt etwa ein Drittel des Hubes des Druckluftkolbens 7.

[0011] 1m folgenden ist die Wirkungsweise der Dämpfungseinrichtung, ausgehend von der "Ein"-Stellung, beschrieben. In dieser Stellung befindet sich der Dämpfungskolben 11 in der in gestrichelten Linien dargestellten Stellung oberhalb des Dämpfungszylinders 10. Wird nun der Druckluftkolben 7 und damit die Schaltstange 4 und der damit verbundene Dämpfungskolben 11 in die "Aus"-Stellung bewegt, so läuft der Dämpfungskolben 11 zunächst entlang zwei Drittel seines Bewegungsweges außerhalb des Dämpfungszylinders 10, so daß eine Dämpfungswirkung praktisch nicht auftritt. Nach zwei Dritteln seines Bewegungsweges taucht der Dämpfungskolben 11 in den Dämpfungszylinder 10 ein, wodurch dessen Oberseite verschlossen wird und ein abgeschlossenes Dämpfungsvolumen entsteht. Da der Ausgangsdruck hier bereits etwa 6 bar beträgt, baut sich nachfolgend im Dämpfungszylinder 10 sehr schnell ein ausreichend hoher Gegendruck auf, der die Dämpfung bewirkt.

[0012] Zweckmäßig kann der Einsatz der Dämpfungseinrichtung 9 mit einer weiteren im Antriebszylinder 6 angeordneten weiteren (nicht dargestellten) Dämpfung erfolgen. Diese weitere Dämpfung besteht vorteilhaft aus einem Dämpfungsring aus Polymermaterial, insbesondere Polyurethan, der als Anschlag für den Druckluftkolben 7 im unteren Umkehrbereich wirkt. Da die Dämpfungseigenschaften der weiteren Dämpfung z. B. bei tiefen Temperaturen schlechter werden und schließlich gegen Null gehen, die Dämpfungseinrichtung 9 aber weitgehend temperaturunabhängig ist, hat sie z. B. im Falle tiefer Temperaturen Noteigenschaften.

Ansprüche

1. Autopneumatischer SF₆-Druckgasschalter

mit einem einen Druckluftzylinder- und einen Druckluftkolben aufweisenden pneumatischen Antrieb;

mit einer durch eine Sf₆-Gas enthaltende Polsäule geführten Schaltstange, die mit dem Druckluftkolben verbunden ist;

mit einer Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen der Schaltbewegung des Druckluftkolbens und der damit verbundenen Teile,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfungseinrichtung in der Polsäule angeordnet ist und eine Dämpfungskolben-Zylinder-Einheit aufweist;
daß der Dämpfungszylinder auf einer Seite offen und kürzer als der Hub des Druckluftkolbens ist, so daß der Hubeingriff zwischen dem Dämpfungskolben und dem Dämpfungszylinder kürzer ist als der Hub des Druckluftkolbens.

2. Autopneumatischer SF₆-Druckgasschalter nach Anspruch 1,
dadurch h gekennzeichnet,
daß der Hubeingriff zwischen dem Dämpfungskolben und dem Dämpfungszylinder etwa ein Drittel des Hubes des Druckluftkolbens ist.

3. Autopneumatischer SF₆-Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfungskolben-Zylinder-Einheit koaxial zur Schaltstange angeordnet sit.

4. Autopneumatischer SF₆-Druckgasschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Abbremsung der Ausschaltbewegung die Dämpfungskolben-Zylinder-Einheit am Fuße der Polsäule angeordnet ist.

5. Autopneumatischer SF₆-Druckgasschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine weitere Dämpfungseinrichtung im pneumatischen Antrieb vorgesehen ist.

6. Autopneumatischer SF₆-Druckgasschalter nach Anspruch 5,
dadurch h gekennzeichnet,
daß die weitere Dämpfungseinrichtung ein im Druckluftzylinder angeordneter Dämpfungsring ist.

7. Autopneumatischer SF₆- Druckgasschalter nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfungsring em Polymermaterial, insbesondere Polyurethan, besteht.

Zeichnung