DE1790216A1 - Verfahren zur verzoegerungsfreien Einleitung von Schaltvorgaengen elektrischer Schalter,insbesondere fuer aus Mehrfachtrennstellen bestehende Hochspannungsschalter,sowie Vorrichtungen zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren-zur verzögerungsfreien Einleitung von Schaltvorgängen elektrischer Schalter, insbesondere für aus Mehrfachtrennsteilen bestelende Hochspannungsschalter, sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Veri>ahren zur-verzögerungsfreien Einleitung von Schaltvorgängen elektrischer Schalter, insbesondere für aus LTehrfachtrennstellen bestehende Hochspannungs. sehalter, wobei bei den elektri=schen Schaltern die den Schalt. vorgang auslösende Einrichtung, z. ß. ein Ventil, in unmittelbaver Nähe der Trsnnstellen des Schalters angeordnet ist, sowie eine Vorriehüung zur Durchführung des Verfahrens Bei den bekannten Hochspannungssehalteräten erfolgt die Steuerung der fast ausschließlich aus Mehrfachtrennstellen a uf uc -ebauten Leistun-s- (Z) und Spannungstrennstellen mittels Druckluftbeaufschlagung bzw. Eratlüftuneines Steuerrohres, welches den Impuls zu den auf iIochspannungspotential liegenden, den Schaltvorgang auslösenden 3inrichtungen weitergibt und. die Ein- bzw. Ausschaltung bewirkt. Für Höchstapannungeschalt-,erä-te ist bei dieser Anordnung die große Eigenzeit außerordentlich nachteilig, da der Impuls höahatene mit der üchällgesehw indigkeit des verwendeten Gases übertragen wird. Um eine kürzere Eigenzeit zu erhalten.'warden neuerdi n:s, insbesondere bei Höchatspannungssahältern, zur Impulsgebe glaofaeerverstärkte leolierstübe verwendet. Die Schall-_s....eschwindi#r.keit .n diesen Stäben legt um ein mehrfaches höher als die Schallgeschwindigkeit in Luft oder anderen Gasen. Aus gleichem Grunde werden auch Höchstspannungsschalter moderner Bauart mit ölhydraulischer Impulegabe verwendet. Auf diese Ntise gelang es auch, bei Höchstspannungaschaltero trotz erheblicher Erdisolutorlängen kärzeste Eigenzeiten zu erhalten.
• Allen diesen Steuerungen ist jedoch der Nachteil gemeinsam, dai3 Zeitetreuungen Innerhalb- eines weist aus mehreren E.kd-Isolatoren aufgebauten 1-oles bzw, der Pole eines mehrpoligen Schalters unvermeidlich sind, die sich außerordentlich nachteilig besonders auf den Au$achaltvorgang auswirken, da eine gleichmäßige ßpannungsverteilung -Bedingung für eine sichere Funktion des Schaltgerätes ist" Zur Erfüllung dieser Bedingung ist ein erheblicher Aufwand an genau abgestimmten Steuerelementen erforderlich, der sich sehr nachteilig auf die konstruktive Auslegung der Schaltgeräte und ihre ökonomische Kennziffern auswirkt. Durch diese hauptsächlich mechanisch' bedingten Streuzeiten ist es auch nicht gelungen, einen mehrpoligen Synchronschalter zu bauen, der die Licbtbogenarbeit auf ein Minimum reduziert, den unvermeidlichen Kontaktbrand grundlegend vermindert, die Beanspruchung von Dämpfungs- und Steuerelementen herabsetzt und die Gesamtauaschaltzeit verringert.
• Der-Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur verzößerung®freien Einleitung von schaltvorgänOkektrischer Schalter, Insbesondere für eue Mehrfashtrennetelleo bestehende Nochspsunungsschalter, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei dem unter Verwendung des auf Erdpotential angeordneten elektrischen Impulsgebers die den Schaltvorgang des elektrischen Schalters auslösende in unmittelbarer Nähe der frennetellen des Schaltern angeordnete Einrichtung einen synchronen Schaltvorgang von Mehrfach- trennstellen gestattet,der frei ist von Streu-- und Eigenzeiten zwischen dem auf Erdpotential angeordneten elektrischen Impulsgeber und der in unmittelbarer Nähe der Trennstellen des Schalters den Schaltvorgang auslösenden Einrichtung. Erfindungsgemäß wird dieses durch ein Verfahren efrreicht, bei dem. auf Erdpotential erzeugte mechanische Energie in elektrische Energie in Nähe der Trennstellen vorzugsweise auf Hochepapnungspotent.al, umgewandelt wird und daß von Erdpotential aua trägheitslos,'z.B. durch einen Infrarot- oder Laserstrahl, auf die den Schaltvorgang auslösende in unmittelbarer Nähe der Trennstellen angeordnete Einrichtung, die von

  deelektrische Energie umgewandelten mechanischen Energie ge-

  speist wird, eia Impuls gegeben wird: Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem ebenfalls von Erdpotential aus trägheit8losß a.Be durch einen Infrarot-oder Laserstrahl auf die den Schaltvorgang äuslösende in unmittelbarer Nähe der Trennstellen angeordnete Einrichtung ein Impuls gegeben wird, wobei die den Schaltvorgang auslösende Einrichtung von einer-auf Rochspsenungspotental angeordneten Batterie gespeist wrd, die zumindest die Kapazität besitzt', um die Energie für die zwischen zwei Revisionen den Schalters auszulösenden Schaltvorgänge bereitzustellen. Diesen: Verfahren weint gegenüber dem zuerst genannten Verfahren den fertei auf, daß auf eine spannungaversorgung auf Hochrpannungspotent1111: Verziahtet werden kann.
• Zur Durchführung des ersten Verfahrens ist besondere eine Binirichtung geeignet, bei der eine auf Erdpotential angeordnete vorzugsweise durch einen Elektromotor betätigte Impulse erzeugende Einrichtung-Über an sich bekannte Elemente# z. He einen Isolierstab, mit einem Generator in Verbindung steht! wobei der Generator in der Nähre vier den Schaltvorgang iuslösenden Einrichtung angeordndt ist und zum Speichern der vom Generator erzeugten elektrischen Energie eine Batterie angeordnet ist und das zur Führung des Infrarot- ƒder Laser-Strahles an sich bekannte Mittel, beispielsweise eine Prismenanordnung vorgesehen ist.
• Vorteilhaf terweise ist als Generator ein Impuls- bzw«r Zineargenerator vorgesehen, mit dessen Anker der Isolierstab unmittelbar in Verbindung steht, statt des Impuls- bzw. Lineargenerators kann auch ein Rotationsgenerator verwendet werden, der durch einen impulebetätigteA Federkraftspeicher angetrie-ben wird.
• Bei Verwendung eines Isolierstabes steht dieser auf der der Impulse erzeugenden Einrichtung abgewandten Seite mit einem Federbalg, einer Zugfeder, einem druckgasbeaufschlagten abgedichteten Kolben oder desgl. in Verbindung-. Hierdurch erhält das aus Isolierstab und aua dem Anker des Impuls- bzw. ZineargeneratOre bestehende System eine Vorspannung, ao das der Anker des Impuls- bzw. Liaeargenerators der von der Impulse erzeugenden Einrichtung in pulsierende Bewegung begracht wird, immer wieder nach oben gezogen wird. Die durch die pulsierende Bewegung des Ankers im Impuls- bbw. Lineargenerator induzierte Spannung wird über einen Gleichrichter der Batterie zugeführt; Die durch die Impulse erzeugende Einrichtung ausgelösten Im-pulse können auch hydraulisch durch die Anordnung einer 0ldruckleitung zwischen der Impulse erzeugenden Einrichtung und dem Anker deal Impuls.- bzw. Loeargeneratore übertragen werden. Besondere vorteilhaft wirkt sich auf die Lichbogenarbeit, den Kontaktabbrandoowie auf die Beanspruchung der Dämpfungs- und Stsuereiemente und auf die Gesamtechaltzeit des Schalters das Merkmal aus, wonach als den Schaltvorgang auslösebde vom Generator oder von der Batterie gespeiste Einrichtung eine iIagnetspule vorgesehen ist, dessen Magnet unmittelbar oder mittelbar mit dem Schaltstift der Trennstelle verbunden ist.
• Bei Verwendung eines Ventilee als den Schaltvorgang auslösende vom Generator oder von der Batterie gespeiste Einrichtung kann das Ventil ebenfalls unmittelbar oder mittelbar mit dem Schaltstift der Trennstelle verbunden sein.
• Die Anwendung der Verfahren sowie der Vorrichtung ist nicht nur auf solche Schalter beschränkt, bei denen der Schalter aus , mehreren auf Hochspannungspotential angeordneten zur gleichen Zeit von Dirdpotential aus zu betätigenden Trennstellen besteht, sondern sowohl die Verfahren als auch die Vorrichtung können auch bei derartigen Schaltern zur Anwendung komnen,`oei denen nur eine Trennstelle vorgesehen ist, Dabei ist die Anwendung der Verfahren sowie der Vorrichtung nicht davon abhängig, ob die Trennstellen auf FIocUepannungspotential und die Impulse erzeugende Einrichtung auf Erdpotential angeordnet sind.. Vielmehr lassen sich sowohl die Verfahren als such die Vorrichtung dann anwenden, wenn .für die Anordnung der Trennstellen und die Impulse erzeugende Einrichtung ein anderes Potential erforderlich ist, wobei ein Potentialunterschied zwischen den Trennstellen und der Impulse-ere zeugende Einrichtung keine Voraussetzung-ist.
• Nach einem-@ard"iteren Merkmal der Erfindung sind auf Hochspannungspotentiäl Beheizuugaeinriohtungen vorgesehen. Diese Beheizungseinriohtungen können vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines temperaturabhängigen Reglern an die Batterie oder an den Generator angeschlossen werden. Hierdurch ergOibt sich der Vorteil, das bei Schaltern, diemit einen elektronegativem Gas, z. B:. SE6, arbe Lten, die bei den üblichen Arbeitsdrücken zur Vermeidung von Kondensatbildungen schon bei Temperaturen von etwa 1000 beheizt werden aüesen, nicht mehr von Erdpotential aus zu heizen, sondern die zum Heizen erforderliche Energie kann nunmehr dem Generator bzw, der Batterie entnommen werden.
• Die Erfindung soll nachstehend an-einem Ausf ührungebeigpie,l näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: ein Schema zur Verzögerun@;sfreiea Einleitung von Schaltvorgängen bei Hochspannungsschaltern, Fig. 2: eine zur Lnergielumwaandlung dienende Vorrichtung innerhalb eines die Schaltkammern trqgenden Isolators nach Fig. 1 .
• Gemäß Fig. 1 ist der Hochspannungsschalter als dreipoliger Schalter ausgebildet, wobei jeder Pol 1, 2 und 3 des lIoeüspannungsschaltera aus den vier die Trennstellen aufnehmenden Gchaltkammern 4, 5, 6 und 7 besteht, die paarweise durch die Isolatoren 8 und 9 getragen werden. Ebenfalls auf Hochspannungspatential sind in der Nähe der-Trennstellen in an-sich bekannter Weise die nicht weiter dargestellten den Schaltvorgang auslösenden Einrichtungen a angeordnet, die von einer ebenfalls nicht dargestellten auf Hochspannungspotential angeordneten .Batterie oder von einen Generator dann gespeist werdena wenn bei Betätigung eines auf Erdpotential ungeordnei& ten elektrischen Impulsgebers der duch den Geber 10 ausgesendete Laserstrahl 11 über die den einzelnen Polen 1, 2 und 3 zugeordneten Prismenanordnungen 129 1249 12't; 139 131, 13`1u. 14',b 1491 14i' den den Sauhaltvorgang.ausläsenden Einrichtungen einen Impuls gibt. Dabei ist oberhalb eines jeden die Schaltkammern 4, 5j6 und 7 tragenden Isolators 8 und g, also auf Hoahxpsnnungspotentiai$ sowohl ein Generator als auch eine 13äre','° d@'.a von dem GAnerator geiidwb wird, stellen .3atterien zur Verfügung, deren Kapazität ausreicht um zumindest die Energie bereitzustellen, die für die zwischen zwei Revisionen des Schalters auszulösenden Schaltvor" gänge erforderlich ist, dann kann selbstverständlich auf den Generator und auf die durch den Generator geladene Batterie verzichtet werden. Die prismenanordnungen 12, 1219 12"i 13 131, 13" und 14 1419 141' können beliebig je nach Anordnung der den Schaltvorgang auslösenden in unmittelbarer Nähe der Trennstellen angeordneten Einrichtungen verändert werden. Bei Verwendung eines in der Nähe der den Schaltvorgang auslösenden Einrichtungen angeordneten Lneargenerators 15 nach Fig. 2 ist in dem mit Druckgas gefüllten Isolator 8 auf Erdpotential ein Elektromotor 16 angeordnet, der eine Impulse erzeugende üinrichtung 1?, die eine Pockenwelle sein kann, betreibt. Der Anker 18 des Lineargenerators 15 ist mit der Impulse erzeugenden Einrichtung 17 durch den Isolierstab 19

  verbunden, wobei der Isolierstab 19

  und der Anker 18 des Lineargenerators 15 durch den Federbalg

  20 eine Zugspannung erhält. Durch diemit dem Elektromotor 16 angetriebene Impulse erzeugende Linrichtung 17 wird Über den Isolierstab 19 der Anker 18 des Lineargenerators 15, in pulsierende Bewegung gebracht, wobei der Federbalg 20 dass gesamte aus dem Anker 18 und dem Isolierstab 19 bestehende System immer wieder nach oben zieht, Bei dieser Iapulebewegung des Ankers 18 wird im Lineargenerator 15 eine Span- nung induziert, die über einen Gleichrichter 21 einer Batterie zugeführt wird, die dann die den Schaltvorgang auslösende in unmittelbarer Nähe der Trennstellen angeordnete Einrichtung epeistp wenn diese durch den Lauerstrahl 11 einen , Impuls erhält.

Claims (1)

1. Pätentari@priche 1Verfahren zur verzögerungsfreien .:inleitüne- voh L#chahtvorFän7en elektrischer Schalter, znstesönaere fizr aub jr 11 t 0 li g c er ei öi -e f ac renüStellen bestehende 11 äAbhält' bei bei den elektrischen Schaltern die de i sclaltvorgan aüsa.ösende Einrichtürig, z. B, ein Vehtiliü üiitnttelbarer izäle. der Trennstellen des Schalters angeordilet istt dadurch gekennzeichnet, daß auf Erdl)ötehtiäl erzoügtä tüechatoiclienerie in elektrische Energie iia Nähe der @rerfistellen, vorzugaWeise auf Iochspannüüg's@btentislür#igejrandelt wird. und dab von Erdpotential aus trägheitslösz:B durch einen= Infrarot oder Laserstrahl; auf die den Schalt= vor;än auslösende n untittelbarer zähe der mrentistellen angeordnete Einrichtung, die von der in elektrisc1ie@c@erj;ie üigewaädelteh mechanischen Lnergie geApeit virdein Impuls gegeben wird: Verfahren zur värzögerungsfreien Einleitung vö,n Schaltvorgängen elektrischer Schalter, insbesondere fdr aus i--ehr4. iachtrennstellen bestehende Höchepanniägsoeh iterwöbei bei den elektrischen Schaltern die deb schaltvörgeig nu-s#=: 18sende Einrichtung, ze B: ein Ventiii in ünmittebärer Nähe der Trennstellen dein Schaltern angeordnet ist; dadürcr, gekennzeichnet x date von rdpotentiil aus träghäitslosZ t durch ein infrarot- oder Laeärstrahl auf die den Schälte= Vorgang aaalösende in unmittelbarer Nähre der TreÜnstel1.eä angeordnete .Einrichtung ein Iäpüls gegebeh wird; t@öbei die den Schiltvorgang außlödende Einriähbixng voh einer äüf Hoahspr(nnungapoteati.al angeardnetäö`ttteiie 3eiphia#- Wird; diw.'lsuräüdest die KÄpizität besitzt, ü heiertge ff: d.= -z.w.iac.hen zwei Revisionen d.es Sclzälteirs ubzülhssceiSchält-Vorgänge bereitzustellen*, 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet9 daß eine auf Erdpotential angeordnete, vorzugsweise durch einen Blektronotor betätigte, Impulse erzeugende Einrichtung über an sich bekannte Elemente, z, B; einen Isolierstab, mit einem Generator in Verbindung steht, wobei der Generator in der iJähe der den Schaltvorgang auslösendenEinrichtung angeordnet Ist und zum Speichern der vom Generator er -zeu-ten elektrischen Energie eine Batterie angeordnet ist und daß zur Führung des Infrarot- oder an sich bekannte Mittel, beispielsweise eins Prismenanordnung vorgesehen ist. 4, Vorrichtung nach Anspruch 39 dadurch gekennzeichnet, daß als Generator ein Impuls- bzw. Zineargenerator vorgesehen ist, mit deeeen'Anker der Isolierstab unmittelbar in Verbindung steht*, 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB als Generator ein Rotationsgenerator vorgesehen ist, 6: Vorrichtung nach Anspruch 3... 5, dadurch gekennzeichnet# da,ß der Isolierstab auf der der Impulse erzeugenden Einrichtung abgewandten Seite mit einem Federbalg, einer Zugfeder, einem druckgasbeanfschlagten abgedichteten Kolben öder desgleichen in Verbindung-steht. 7. Vorric4t;peng nach .einem der vorstehenden Anaprüohe# da- durch gekennzeichnet# das als den Schaltvorgang auslösende von. G.e:nerator oder von der Bettwie gesperrte Einrich- tung eine Magnetepule vorgesehen int, deren Magnet udait- der mi#telb#, '#. telbar.m t ein o altatift der Trennstelle vari#dan ist. S. Vorrichtung ngoh einem der vorstehenden Absprticheg da-. durdh gekennzeichnet, dalbei Verwendung einen Ventilaa als den Schaltvorgang auslösende vom Generator oder von der Batterie gespeiste Einrichtung das Ventil unmittelbar oder mittelbar mit dem Schaltstift der Trennstelle verbunden isst. 9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche' dadurch gekennzeichnet, daß auf Hochspannungspotential Beheizungseinrichtungen vorgesehen sind und daß vorzugsweise unter Z`vischenschaltung eines temperaturabhängigen Re,llers die Beheizungseinrichtungen an den Generator oder an die Batterie angeschlossen sind.