DE1064593B - Lasttrennschalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

In Hochspannungsschaltanlagen verwendet man bekanntlich neben den für die Abschaltung von Leistungen erforderlichen Leistungsschaltern sogenannte Trennschalter vor Vornahme von Umschaltungen sowie zum Spannungslosmachen von Anlageteilen. Die bekannten Trennschalter sollen nur im stromlosen Zustand, allenfalls und notfalls bei geringer Amperebelastung, geöffnet werden und eignen sich nicht zur sogenannten Lasttrennung, d. h. nicht zur Bewältigung von Schaltleistungen, wie sie bei Ringauftrennungen, bei Abschaltung von leer laufenden Leitungen großer Länge, bei Abschaltung großer Umspanner auftreten. Daher müssen in Hochspannungsnetzen schon für derartige Lasttrennungen aufwendige und komplizierte sowie störanfällige Leistungsschalter eingesetzt werden. Es ist allerdings bekannt, Lastabschaltungen in Hochspannungsnetzen, d. h. Schaltleistungen, wie sie bei Ringauftrennungen, bei Abschalten von leer laufenden Freileitungen großer Länge, bei Abschaltungen großer Umformer u. dgl. auftreten, mit Schaltern durchzuführen, die in Aufbau und Funktion nicht komplizierter sind als die bekannten Trennschalter, bei denen auf Drehisolatoren Kontaktarme schwenkbar befestigt und an ihren Enden mit Kugeloder Messerkontakten versehen sind. Eine bekannte Ausführungsform derartiger Lasttrennschalter ist gekennzeichnet durch die Kombination der Ausbildung der Kontakte an den Enden der Kontaktarme als Wälzkontakte mit der Anordnung von längs eines Teiles des Kontaktweges quer zur Trennstrecke blasende Düsen als besondere Tragisolatoren.

Für andere, den Leistungsschaltern ähnliche Schaltaufgaben, bei denen zur Unterbrechung eines Stromkreises Widerstände in den zu unterbrechenden Stromkreis eingeführt werden, ist die Maßnahme der Lichtbogenlöschung durch strömende Druckgase ebenfalls bekannt. Man hat hier außerdem in verschiedenen Ausführungsformen vorgeschlagen, eine Anordnung von sogenannten Zwischenleitern zu treffen, z. B. so, daß der Gasstrom den bei der Trennung der Kontakte entstehenden Lichtbogen auf Zwischenleiter, d. h. auf eine oder mehrere feste Hilfselektroden, bläst, die mit einem der Schalterkontakte über kleine, reaktanzfreie Widerstände verbunden sind, so daß diese Widerstände mit Teilen des Lichtbogens schnell parallel geschaltet werden, was kurz darauf das Erlöschen dieser Lichtbogenteile hervorruft und das Einschalten des Widerstandes oder der Widerstände in Reihe mit dem Stromkreis herbeiführt. Auch hat man bei ähnlichen elektrischen Schaltern mit freier Luftbrennstrecke zwischen zwei Löschköpfen und Lichtbogenlöschung durch ein unter Druck zugeführtes Löschmittel Zwischenelektroden oder Zwischenleiter vorgeschlagen, die eine gleichmäßige Verteilung der Abschaltleistung

Anmelder:

Ruhrtal-Elektrizitätsges ells chaf t
Hartig & Co.,
Essen-Werden, Heckstr. 4

Dipl.-Ing. Alfred Hartig, Essen-Süd,
ist als Erfinder genannt worden

auf die Löschköpfe hervorrufen sollen. Bei dieser bekannten Ausführungsform hat man versucht, die Gaswolke zwischen den Löschköpfen über die Zwischenelektroden und mit diesen verbundenen Steuerwiderstände an das Potential der Schaltkontakte zu legen. Durch diese und ähnliche Maßnahmen lassen sich bei den beschriebenen Druckgasschaltern zwar die Abschaltleistungen verbessern, die Gestaltung von Lasttrennschaltern des vorbeschriebenen Aufbaues ist durch diese bekannten Maßnahmen jedoch nicht beeinflußt worden.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Lasttrennschalter zu erstellen, der mit besonders geringem Aufwand große Leistungen ermöglicht und auch die vorbeschriebenen Lasttrennschalter noch verbessert.

Die Erfindung betrifft einen Lasttrennschalter, insbesondere nach Art eines Drehtrennschalters, mit Druckluftentladung der Kontaktstrecke, bei dem im Bereich des Öffnungsweges der Kontaktarme ein Tragisolator mit Blasdüsen angeordnet ist. Die Erfindung besteht darin, auf dem Tragisolator einen oder mehrere den öffnungsbogen aufnehmende, an sich bekannte Zwischenleiter anzuordnen und dem oder den Zwischenleitern im Bereich der Lichtbogenbrennflächen Blasdüsenöffnungen derart zuzuordnen, daß dadurch der Öffnungsbogen in seiner Längsrichtung beblasbar ist, z. B. können die Blasdüsenöffnungen an den Lichtbogenbrennflächen des oder der Zwischenleiter selbst vorgesehen sein. Im einzelnen läßt sich die Erfindung auf verschiedene Weise verwirklichen.

Jedenfalls empfiehlt es sich, an den Zwischenleiter eine Lichtbogenkammer aus lichtbogenbeständigem Material anzuschließen, so daß der Lichtbogen aus dieser Lichtbogenkammer heraus brennt, in welche im übrigen auch die Blasdüsen einmünden, so daß das Löschmittel

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durch die Lichtbogenkammern gleichsam gebündelt und intensiv zur Wirkung gebracht wird. Um im übrigen das Löschmittel besonders wirksam am öffnungsbogen angreifen zu lassen, empfiehlt die Erfindung, die Blasöffnungen des Zwischenleiters mit Ringen zu umgeben, an denen der Lichtbogen brennt, z. B. sind die Lichtbogenkammern gleichsam hornförmig gestaltet, wobei sich im Horngrund die von den beschriebenen Ringen umgebenden Kammerdüsen befinden. Die Lichtbogenkammern, aus denen heraus der Lichtbogen brennt, können in der verschiedensten Weise gestaltet sein. Es empfiehlt sich, die Mündung um etwa 90° gegenüber der durch die Orientierung der Düsen zunächst vorgegebenen Strömungsrichtung des Löschmittels abzuwinkein, wodurch eine besonders vorteilhafte Gestaltung des erfindungsgemäßen Schalters erreicht wird und die Möglichkeit gegeben ist, den Löschmittelstrom so zu richten, daß er benachbarte Schalter nicht stört. Außerdem besteht die Möglichkeit, die an die Blasdüsen angeschlossenen Lichtbogenkammern düsenförmig, z. B. lavaldüsenförmig, zur Erreichung eines mit Überschallgeschwindigkeit austretenden Löschmittels zu gestalten, was übrigens bei anderen Schaltern bezüglich der Lavaldüsenform bei Blasdüsen grundsätzlich bekannt ist. Hierdurch wird eine besonders intensive Kühlung erzielt. Man läßt zweckmäßig in der Düse den Lichtbogen z. B. durch einen besonderen Brennring an der Stelle höchster Geschwindigkeit brennen.

Die Erfindung läßt sich bei den verschiedensten Trennschaltern verwirklichen. Besonders einfach und von großem Erfolg in bezug auf die erreichte Schaltleistung ist die Verwirklichung bei Schaltern nach Art von Drehtrennern, z. B. Zweistützerdrehtrennern, dadurch, daß der Zwischenleiter sich über einen Teil des Öffnungsweges erstreckt und zu diesem Zweck im wesentlichen V-förmig gestaltet ist. Im allgemeinen wird man dabei die Anordnung so treffen, daß die Blasvorrichtungen für das Löschmittel bei den V-förmigen Zwischenleitern in Richtung der Bewegung der Kontaktarme am Ende angeordnet bzw. ausgebildet sind, vorzugsweise so, daß in Richtung der Öffnungsbewegung der Kontaktarme an den V-förmigen Zwischenleitern mit den ihnen zugeordneten Blasvorrichtungen die z. B. düsenförmig gestalteten Lichtbogenkammern angeordnet und letztere zur V-Spitze hin geöffnet sind, so daß bei der Öffnungsbewegung der Kontaktarme der zwischen den Kontakten unmittelbar entstehende öffnungsbogen von der V-Spitze aufgenommen und in die Löschkammern eingeführt wird. Bei dieser Ausführungsform von Lasttrennern wird man in dieser Symmetrieachse des V-förmigen Zwischenleiters über dem Zwischenleiter die Scheidewand sich erstrecken lassen.

Wenn die erfindungsgemäßen Schalter in Schaltanlagen so dicht nebeneinander angeordnet sind, daß bei Beblasung in waagerechter Richtung die Gefahr des Phasenüberschlags heraufbeschwört wird, wird man bei Schaltern mit Lichtbogenkammern diese hornartig nach oben um etwa 90° abbiegen. Auch kann man die Zwischenleiter unterhalb der eigentlichen Kontakte auch bei Drehtrennern anordnen, z. B. den V-förmigen Zwischenleiter so kurz und vielleicht noch etwas zurückgesetzt so unter die Kugeln setzen, daß diese gerade noch mit Sicherheit über die um 90° nach oben abgewinkelten Ausblaseöffnungen hinwegstreichen können. Dadurch wird, wenn die Kugel die Kanten der Ausblaseöffnung überschneidet, ab diesem Zeitpunkt eine intensive Senkrechtbeblasung des außerhalb der Kammer befindlichen Lichtbogenteils zusätz-593

Hch zu der im Innern des Kammerstücks auftretenden Längsbeblasung stattfinden.

Die Ausbildung und der Werkstoff des Zwischenleiters sind grundsätzlich beliebig. Man kann jedoch nicht nur elektrische Leiter im strengen Sinne dieses Wortes, sondern auch halbleitende Werkstoffe verwenden.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im grundsätzlichen darin zu sehen, daß es mit den erfindungsgemäßen Lasttrennschaltern gelingt, Lastschaltaufgaben zu erfüllen, wie sie bisher nur mit Leistungsschaltern erfüllt werden konnten. Auch gegenüber den bekannten Lasttrennern bestehen wesentliche Vorteile insofern, als eine weitere Erhöhung der Belastbarkeit erreichbar ist. Zugleich können an den Kontaktarmen die Kontakte gegenüber den bekannten Lasttrennern vereinfacht werden, obwohl man im allgemeinen Kugelkontakte anordnen wird.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert; es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht einen Lasttrennschalter nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 eine Frontansicht des Gegenstandes nach Fig. 2 im oberen Teil,

Fig. 4 eine Aufsicht auf eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 2,

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 4, teilweise im Schnitt,

Fig. 6 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach Fig. 5 und

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform in einem der Fig. 6 entsprechenden Schnitt.

Der in den Figuren dargestellte Lasttrennschalter ist nach Art eines Zweistützerdrehtrenners ausgebildet, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Im Bereich des Öffnungsweges der Kontaktarme 1, die auf Drehstützern 2 aufgestellt sind, ist ein den Öffnungsbogen aufnehmender Zwischenleiter 3 auf einem besonderen Tragisolator 4 angeordnet. Dabei sind dem Zwischenleiter Vorrichtungen 3 α zur Leitung eines Löschmittels zur Löschung des Öffnungsbogens zugeordnet, und zwar bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 so, daß der Zwischenleiter 3 als V-förmiger, massiver Block ausgebildet ist, wobei unterhalb dieses Blockes 3 Schlitzdüsen angeordnet sind, aus denen das Löschmittel quer zu dem am Zwischenleiter brennenden Öffnungsbogen auf diesen geblasen wird. In Fig. 2 ist erkennbar, daß am Ende des V-förmigen Zwischenleiters 3 in Richtung der Öffnungsbewegung der Kontaktarmel die Blasdüse 5 a angeordnet ist. Über dem V-förmigen Zwischenleiter 3 erstreckt sich eine Trennwand 6, die den unmittelbaren Überschlag des Bogens von Kontakt 1 a zu Kontakt 1 b unter Lhngehung des Zwischenleiters 3 verhindert. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 bis 7 ist der Zwischenleiter 3 selbst an den Lichtbogenhrennflachen mit z. B. schlitzförmigen Blasdüsenöffnungen 3 a versehen und dadurch der öffnungsbogen in seiner Längsrichtung beblasbar. An den Zwischenleiter 3 schließt sich aus lichtbogenbeständigem Material eine Lichtbogenkammer 3 & an, wobei in letztere die eigentlichen Blasdüsen 3a einmünden. Die Lichtbogenkammern 3 b befinden sich dabei ebenfalls in Richtung der Öffnungsbewegung am Ende des V-förmigen Zwischenleiters, und zwar dergestalt, daß sie zur V-Spitze hin geöffnet

Claims (12)

sind und folglich der Lichtbogen in diese Kammern eingeführt wird, in denen sich die Blasdüsen 3 a zum Ausblasen des Lichtbogens befinden. Auch in diesem Falle erstreckt sich über dem V-förmigen Zwischenleiter eine Trennwand 6, die sich in Öffnungsrichtung der Kontaktarme 1 vergrößert. Es ist noch darauf hinzuweisen, daß die Blasdüsen 3 α des Zwischenleiters 3 mit Ringen 7 aus gut leitendem Material, wie Silber, Wolfram, umgeben sind, an denen der Lichtbogen brennt und die den Abbrand verhindern. Die Ausführungsform nach Fig. 8, die einen der Fig. 6 entsprechenden Schnitt darstellt, besitzt um 90° nach oben gebogene, lavaldüsenartig gestaltete Lichtbogenkammern 8, an deren schmälster Stelle die Lichtbogenringe angeordnet sind. Das Löschmittel erreicht hier Überschallgeschwindigkeit. Die gesamte Anordnung wird unterhalb der Kontakte bzw. Kontaktwege angeordnet. Die Kontakte selbst können Kugelkontakte sein. Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Lasttrennschalter bedarf im einzelnen nicht der Beschreibung. Es bleibt nur zu erwähnen, daß zweckmäßig mit Beginn der Öffnungsbewegung der Kontakte die Beblasung bereits einzusetzen hat. 25 Patentansprüche:

1. Lasttrennschalter, insbesondere nach Art eines Drehtrennschalters, mit Druckluftbeblasung der Kontaktstrecke, bei dem im Bereich des öffnungsweges der Kontaktarme ein Tragisolator mit Blasdüsen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Tragisolator eine oder mehrere den öffnungsbogen aufnehmende, an sich bekannte Zwischenleiter angeordnet sind und dem oder den Zwischenleitern im Bereich der Lichtbogentrennflächen Blasdüsenöffnungen derart zugeordnet sind, daß dadurch der Öffnungsbogen in seiner Längsrichtung beblasbar ist.

2. Lasttrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zwischenleiter eine aus lichtbogenbeständigem Material bestehende Lichtbogenkammer angeschlossen ist, aus der heraus der Lichtbogen brennt und in die die Blasdüsen einmünden.

3. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Zwischen-

leiter mündenden Blasöffnungen von Ringen umgeben sind, an denen der Lichtbogen brennt.

4. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasöffnungen um etwa 90° abgewinkelt in die Lichtbogenkammer münden-.

5. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Blasdüsen angeschlossenen Lichtbogenkammern düsenförmig, insbesondere lavaldüsenförmig, zur Erreichung eines mit Überschallgeschwindigkeit austretenden Löschmittels gestaltet sind.

6. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Zwischenleiter eine Trennwand angeordnet ist, die die unmittelbare Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten der Kontaktarme verhindert.

7. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenleiter sich über einen Teil des Öffnungsweges unterhalb oder zwischen den Kontakten erstreckt und im wesentlichen V-förmig gestaltet ist.

8. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasöffnungen bei dem V-förmigen Zwischenleiter in Richtung der Öffnungsbewegung der Kontaktarme weisen.

9. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenkammern am V-förmigen Zwischenleiter in Richtung der Öffnungsbewegung der Kontaktarme angeordnet und zur V-Spitze hin offen sind.

10. Lasttrennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheidewand sich in der Symmetrieachse des V-förmigen Zwischenleiters über den Zwischenleiter hin erstreckt.

11. Lasttrennschalter nach Anspruch 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenleiter aus halbleitendem Werkstoff besteht.

12. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktarme mit Kugelkontakten versehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 600 686, 602 040,
605, 621 518, 622 036, 629 584, 629 965, 631 837, 135;

britische Patentschrift Nr. 763 567.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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