Hochspannuns-Leistungsschalter

Abstract

 Bei einem Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer Blaskolbenanordnung zur Beblasung eines Lichtbogens ist der Kompressionskolben (4) im Einschaltzustand und während des größten Teils der Ausschaltbewegung mittels einer Verriegelungsvorrichtung (5) fixiert. Erst nach Beblasung des Lichtbogens wird die Verriegelungsvorrichtung (5, 6) entriegelt, so daß der Kompressionskolben (4) dann mittels einer Zugfeder (7) von der Trennstrecke wegbewegt werden kann. Hierdurch wird eine symmetrische Feldverteilung zwischen den Schaltkontaktstücken erreicht, die einer Stab-Stab-Anordnung entspricht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem ersten und einem zweiten Schaltkontaktstück, die koaxial zueinander angeordnet sind und mit einer mechanischen Kompressionsvorrichtung für ein Löschgas zur Beblasung eines Lichtbogens, welche einen antreibbaren Kompressionszylinder und einen Kompressionskolben aufweist, wobei der Kompressionskolben das erste Schaltkontaktstück koaxial umgibt.

[0002] Ein derartiger Hochspannungs-Leistungsschalter ist beispielsweise aus der DE-OS 25 40 315 bekannt.

[0003] Insbesondere bei Hochspannungs-Leistungsschaltern, die im Bereich höchster Spannungswerte eingesetzt werden, ist es wichtig, den Bereich zwischen den Schaltkontaktstücken derart zu gestalten, daß beim Ausschaltvorgang, wenn in diesem Bereich die volle Betriebsspannung abfällt, dort keine dielektrischen Probleme auftreten. Es muß dafür gesorgt werden, daß dieser Bereich mit einer möglichst geringen und gleichmäßig verteilten elektrischen Feldstärke belastet ist.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungs-Leistungsschalter der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß im Ausschaltzustand die Schaltstrecke dielektrisch besonders günstig gestaltet ist.

[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verriegelungseinrichtung, die den Kompressionskolben in der Einschaltstellung fixiert und während des Ausschaltvorgangs freigibt und durch eine Antriebseinrichtung, die den Kompressionskolben nach der Freigabe von dem zweiten Schaltkontaktstück weg verschiebt.

[0006] Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird erreicht, daß die Kompressionsvorrichtung einerseits in der bekannten Weise funktioniert, so daß bei der Ausschaltbewegung durch die Kompression des Löschgases ein genügend großer Löschgasdruck aufgebaut wird, um einen zwischen den Schaltkontaktstücken brennenden Lichtbogen zu beblasen, während andererseits vorteilhaft nach der Beblasung des Lichtbogens der Kompressionskolben zum Ende des Ausschaltvorgangs freigegeben und von dem zweiten Schaltkontaktstück und somit von der zwischen den Schaltkontaktstücken angeordneten Trennstrecke wegbewegt wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Anordnung des elektrischen Feldes zwischen den Schaltkontaktstücken symmetrischer gestaltet ist, als dies der Fall wäre, wenn der Kompressionskolben nicht bewegt würde. In diesem Fall würde die Konstellation einer Stab-Platte-Anordnung ähneln, wobei der Stab durch das zweite Schaltkontaktstück und die Platte durch das erste Schaltkontaktstück in Verbindung mit dem dieses umgebenden Kompressionskolben gebildet würde. Einer solchen Stab-Platte-Anordnung ist eine symmetrische Stab-Stab-Anordnung aus dielektrischen Gründen vorzuziehen. Die Feldverteilung einer Stab-Stab-Anordnung ist symmetrisch und weist daher weniger Verzerrungen auf, als die einer Stab-Platte-Anordnung.

[0007] Durch das Zurückziehen des Kompressionskolbens wird somit die Spannungsfestigkeit der Trennstrecke zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltkontaktstück verbessert. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Kompressionszylinder aus einem nicht leitenden Werkstoff besteht, dessen Dielektrizitätskonstante der eines Gases möglichst nahekommt und wenn der Kompressionskolben aus einem Werkstoff mit einer höheren Dielektrizitatskonstante, insbesondere einem leitenden Werkstoff, wie beispielsweise einem Metall besteht.

[0008] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Verriegelungseinrichtung beim Ausschalten vom Kompressionszylinder betätigbar ist.

[0009] Hierdurch wird erreicht, die Entriegelung des Kompressionskolbens mit der Funktion der Kompressionsvorrichtung gekoppelt ist und daß somit auf einfache Weise sichergestellt ist, daß der Kompressionskolben erst nach der Betätigung der Kompressionsvorrichtung entriegelt wird.

[0010] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Kompressionskolben bei der Einschaltbewegung selbsttätig verriegelt wird.

[0011] Es kann außerdem vorteilhaft vorgesehen sein, daß die Antriebseinrichtung eine Zugfeder aufweist, die an dem Kompressionskolben und an einem während der Ausschaltbewegung angetriebenen Teil des Schalters befestigt ist.

[0012] Diese Konstruktion stellt eine besonders einfache Realisierung der Erfindung dar. Die Feder ist so schwach ausgebildet, daß sie beim Spannvorgang die Antriebsbewegung des Schalters bei der Ausschaltbewegung nicht merklich behindert. Zur Bewegung des Kompressionskolbens nach dessen Entriegelung ist nur eine verhältnismäßig geringe Energiemenge erforderlich. Vorteilhaft wird die Feder als Schraubenfeder ausgeführt, die in einem Teleskoprohr geführt ist.

[0013] Auf diese Weise ist einerseits sichergestellt, daß die Feder nicht mit anderen Teilen des Schalters kollidiert, andererseits ist die Feder vor dielektrischen und chemischen Einflüssen, beispielsweise durch heißes Löschgas, geschützt.

[0014] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend beschrieben.

[0015] Dabei zeigt die Figur 1 schematisch in einem Längsschnitt einen Teil einer Unterbrechereinheit eines Leistungsschalters, Figur 2 die Anordnung aus der Figur 1 während der Ausschaltbewegung,
Figur 3 die Anordnung aus den Figuren 1 und 2 im Ausschaltzustand.

[0016] In der Figur 1 ist ein Teil einer Unterbrechereinheit mit einem ersten schalterantriebsseitigen Kontaktstück 1 und einem koaxial diesem gegenüberliegenden zweiten Kontaktstück 2 dargestellt. Im Einschaltzustand stellt ein Überbrückungskontaktstück 11 den Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltkontaktstück her.

[0017] Das Überbrückungskontaktstück 11 trägt an seinem dem nicht dargestellten Schalterantrieb gegenüberliegenden Ende ein Blasgitter 12, das in der Figur nur angedeutet ist.

[0018] Das Überbrückungskontaktstück 11 ist mit einem Kompressionszylinder 3 fest verbunden, der ein Kompressionsvolumen 13 begrenzt.

[0019] Bei einer Bewegung des Kompressionszylinders zusammen mit dem Überbrückungskontaktstück 11 in Richtung des Pfeiles 15, die durch den nicht dargestellten Schalterantrieb bei der Ausschaltbewegung hervorgerufen wird, wird Löschgas, insbesondere SF₆ in dem Kompressionsraum 13 zwischen dem Kompressionszylinder 3 und einem Kompressionskolben 4 komprimiert.

[0020] Das komprimierte Löschgas kann dann durch das Blasgitter 12 in den Lichtbogenraum 14 zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltkontaktstück einströmen, um den dort brennenden Lichtbogen zu beblasen. Während dieser Zeit bewegt sich der Kompressionszylinder 3 weiter von dem zweiten Schaltkontaktstück 2 weg und betätigt schließlich, wie in der Figur 2 dargestellt, die Verriegelungseinrichtung 5, 6 die im wesentlichen aus einem Verriegelungshebel 5 und dem Ende 6 eines Teleskoprohrs 9, 10 besteht, das eine Zugfeder 7 umgibt.

[0021] Während der Ausschaltbewegung nimmt das Teil 8 des Schalters, das mit dem Schalterantrieb verbunden ist, ein Ende der Zugfeder 7 und das innere Rohr 10 des Teleskoprohres 9, 10 mit und zieht dadurch die Zugfeder in die Länge. Durch den Verriegelungshebel 5 wird das Ende 6 des äußeren Rohres 9 des Teleskoprohrs 9, 10 festgehalten, so daß auch der Kompressionskolben 4 feststeht.

[0022] Nachdem durch den Kompressionszylinder 3 der Verriegelungshebel 5 betätigt worden ist, kann das Ende 6 des äußeren Rohres 9 des Teleskoprohrs 9, 10 an dem Verriegelungshebel 5 vorbeibewegt werden und die Zugfeder 7 zieht das äußere Rohr 9 des Teleskoprohrs 9, 10 und den Kompressionskolben 4 in Richtung von dem zweiten Schaltkontakstück 2 weg.

[0023] In der Figur 3 ist der Ausschaltzustand dargestellt, in dem der Kompressionskolben 4 den größtmöglichen Abstand von dem Lichtbogenraum 14 einnimmt. Nimmt man an, daß der Kompressionszylinder 3 die elektrische Feldverteilung nicht stark beeinflußt, so ist das elektrische Feld zwischen den beiden Schaltkontakstücken 1, 2 annähernd symmetrisch. Hierdurch wird eine hohe Spannungsfestigkeit im Ausschaltfall erreicht.

[0024] Beim Einschalten des Schalters wird das Teleskoprohr 9, 10 in Richtung zum Lichtbogenraum 14 durch das angetriebene Teil 8 geschoben, bis daß der Verriegelungshebel 5 wieder hinter dem Ende 6 des äußeren Rohres 9 einrastet.

Ansprüche

1. Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem ersten und einem zweiten Schaltkontaktstück (1, 2), die koaxial zueinander angeordnet sind und mit einer mechanischen Kompressionsvorrichtung (3, 4) für ein Löschgas zur Beblasung eines Lichtbogens, welche einen antreibbaren Kompressionszylinder (3) und einen Kompressionskolben (4) aufweist, wobei der Kompressionskolben (4) das erste Schaltkontaktstück (1) koaxial umgibt,
gekennzeichnet durch
eine Verriegelungseinrichtung (5, 6), die den Kompressionskolben (4) in der Einschaltstellung fixiert und während des Ausschaltvorgangs freigibt und durch eine Antriebseinrichtung (7), die den Kompressionskolben (4) nach der Freigabe von dem zweiten Schaltkontaktstück (2) weg verschiebt.

2. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verriegelungseinrichtung (5, 6) beim Ausschalten vom Kompressionszylinder (3) betätigbar ist.

3. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kompressionskolben (4) bei der Einschaltbewegung selbsttätig verriegelt wird.

4. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Antriebseinrichtung (7) eine Zugfeder aufweist, die an dem Kompressionskolben (4) und an einem während der Ausschaltbewegung angetriebenen Teil (8) des Schalters befestigt ist.

5. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zugfeder als Schraubenfeder ausgebildet ist, die in einem Teleskoprohr (9) geführt ist.

Zeichnung