DE4123710A1 - Gasisolierte schalteinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine gasisolierte Schalt­ einrichtung, bei welcher ein Vakuum-Stromkreisunterbrecher, ein Vakuumschalter oder dergleichen in einen mit einem Fal­ tenbalg versehenen Gasbehälter als Gehäuse aufgenommen ist.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die eine konventionelle gas­ isolierte Schalteinrichtung nach dem Stand der Technik erläu­ tert. In einen Vakuumschalter 1 ist ein Hauptkontakt, der aus einen festen Kontaktelement 3 und einem beweglichen Kontakt­ element 4 besteht, in einen Vakuumbehälter 2 als Gehäuse auf­ genommen, der aus einen Isolierbehälter 2A und vakuumdichten Metallfittingen 2B und 2C besteht. Jeweils ein Ende eines fe­ sten Anschlußpunktes 5 und eines beweglichen Anschlußpunktes 6 ist fest an den festen bzw. beweglichen Kontaktelement 3 bzw. 4 angebracht. In einem vakuum-abgedichteten Zustand ist das andere Ende des festen Anschlußpunktes 5 fixiert, und das andere Ende des beweglichen Anschlußpunktes 6 ist beweglich aus dem Vakuumbehälter 2 herausgeführt. Der Vakuumschalter 1 ist in einem Gasbehälter 7 als Gehäuse aufgenommen, der mit einem SF₆-Gas gefüllt ist, dessen Gasdruck nicht geringer ist als Atmosphärendruck, und der fixierte Anschlußpunkt 5 ist elektrisch und leitend mit einer Durchgangsbuchse 9A über einen Hauptschaltkreisleiter 8 verbunden. Der bewegliche An­ schlußpunkt 6 ist elektrisch und leitend mit einer anderen Durchgangsbuchse 9B über eine flexible Zuleitung 10 und einen Hauptschaltkreisleiter 11 verbunden. Der bewegliche Anschluß­ punkt 6 ist weiterhin über eine isolierende Stange 12 an eine Übertragungsvorrichtung 13 gekoppelt, um eine Antriebskraft zu übertragen, um das bewegliche Kontaktelement 4 zu einem Schaltvorgang in der axialen Richtung zu veranlassen. Diese Übertragungsvorrichtung 13 besteht aus einer Antriebsstange 14, die an der Isolierstange 12 befestigt ist, einem mit der Antriebsstange 14 gekuppelten Hebel 15, und einer Drehwelle 16, die an einem Ende des Hebels 15 befestigt ist. Die Dreh­ welle 16 ist drehbar aus dem gasabgedichteten Zustand des Gasbehälters 7 hinausgeführt in die Außenumgebung und mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung gekuppelt, bei­ spielsweise mit einem Luftzylinder oder dergleichen.

In der auf diese Weise ausgebildeten Schalteinrichtung ist der Vakuumschalter wie beispielsweise ein Schaltkreisunterbrecher oder ein Schalter so klein, daß es möglich ist, die Anordnung der gesamten Vorrichtung kompakt auszubilden. Die Durchgangs­ buchsen 9A und 9B dienen zur Zuleitung von Strömen der jewei­ ligen Hauptschaltkreisleiter 8 und 11 in einen anderen Gasbe­ hälter oder in einen Kabelraum. Zwar zeigt die Schnittansicht von Fig. 4 nur die Ausbildung einer Phase eines Hauptschalt­ kreises, jedoch weist gewöhnlich eine Schalteinrichtung einer Anordnung mit drei Phasen auf, und in einem solchen Teil sind die jeweiligen Hauptschaltkreise für die drei Phasen in dem Gasbehälter 7 als Gehäuse aufgenommen. Mit anderen Worten sind die Hauptschaltkreise für die anderen beiden Phasen, von denen jeder dieselbe Ausbildung aufweist wie in Fig. 4, Seite bei Seite, in einer zwischen den Phasen isolierenden Entfernung in der Richtung senkrecht zur Zeichnung angeordnet.

Die Anordnung zum Herausführen des beweglichen Anschlußpunktes 6 des Vakuumschalters aus dem Vakuumbehälter 2 in dem vakuum­ abgedichteten Zustand wird durch einen gesimsförmigen metalli­ schen vakuumdichten Faltenbalg 17 gebildet, der sich in seiner Axialrichtung ausdehnen und zusammenziehen kann. Der Falten­ balg 17 ist im Außenumfang des beweglichen Anschlußpunktes 6 koaxial zu diesem auf solche Weise angeordnet, daß sein eines Ende hermetisch abdichtend an den beweglichen Anschlußpunkt 6 angeschweißt ist, und daß sein anderes Ende hermetisch abge­ dichtet an einen Öffnungsabschnitt 19 des Metallfittings 2C des Vakuumbehälters 2 angeschweißt ist. Durch diesen vakuum­ dichten Faltenbalg 17 ist es möglich, die axial gerichtete Be­ wegung des beweglichen Anschlußpunktes 6 aufzufangen, während der Vakuumzustand zum Schaltpunkt des Schaltens des Hauptkon­ taktes aufrecht erhalten wird.

Fig. 5 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung eines gasdich­ ten Vorrichtungsabschnittes entlang der Linie A-A in Fig. 4, wobei die Drehwelle 16 in einem Dämpfungsring 22, einem Gas­ abdichtungsring 23 und einem Lager 24 in einem Metallzylinder 21 vorgesehen ist, der an den Gasbehälter 7 angeschweißt ist. Ein Ende 16A der Drehwelle 16 ist an einem Ende des Hebels 15 in dem Gas befestigt, während das andere Ende 16B der Drehwel­ le mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung in der äußeren Umgebung gekuppelt ist. Das eine Ende 16A der Drehwel­ le 16 erstreckt sich weiter nach links in Fig. 5, so daß es auch an den jeweiligen Enden von Hebeln der anderen beiden Phasen befestigt ist. Wenn ein Drehmoment über die Antriebs­ einrichtung auf die Drehwelle 16 ausgeübt wird, ändert daher der Hebel 15 seinen Winkel gleichzeitig mit den jeweiligen Hebeln der anderen Phasen. In diesem Falle ändert der Hebel 15 seine Position, nämlich in die Position des Hebels 15A, die durch die doppelt gepunktete unterbrochene Linie in Fig. 4 an­ geordnet ist, um hierdurch das bewegliche Kontaktelement 4 zu bewegen, so daß dieses durch die Antriebsstange 14 gleichzei­ tig mit den zugehörigen Teilen der anderen Phasen schaltet.

In Fig. 5 sorgt das Lager 14 dafür, daß die Drehwelle 16 dreh­ bar ist. Der gasdichte Ring 23 besteht aus einem ringförmigen Gummimaterial und weist eine Ringfeder 23a auf, um in dieser die Drehwelle 16 in ihrer Radialrichtung einzuklemmen, so daß die Oberfläche der sich drehenden Drehwelle 16 zu einer Berüh­ rung mit der inneren Oberfläche des Hohlzylinders 21 veranlaßt wird, um eine gasdichte Abdichtung bereitzustellen. Der Däm­ pfungsring 22 besteht beispielsweise aus Fluorkunstharz, um als eine solide Abstützung in seiner Radialrichtung zu dienen. Gewöhnlich ist der Innendruck des Gasbehälters 7 etwa einige Atmosphären höher als der Atmosphärendruck, wogegen das Inne­ re des Vakuumbehälters 2 auf Hochvakuum gehalten werden muß, so daß die Gasabdichtung des Gasbehälters 7 nicht so schwie­ rig ist wie die Vakuumabdichtung des Vakuumbehälters 2, und aus diesem Grunde wird ein derartiges Gummipackungssystem wie voranstehend beschrieben verwendet in diesem Dichtungs­ abschnitt.

Allerdings trat bei einer derartigen gasisolierten Schaltein­ richtung wie voranstehend beschrieben infolge der Verwendung eines vakuum-abdichtenden Faltenbalges, der zur Ausdehnung bzw. zum Zusammenziehen zur Vakuumschalterseite infolge des Gasdrucks in dem Gasbehälter veranlaßt wurde, ein Problem in der Hinsicht auf, daß die Expansions-/Kontraktions-Kraft auf die Antriebseinrichtung als Widerstandskraft gegen den Haupt­ kontakt-Betätigungsvorgang ausgeübt wird.

Das SF₆-Gas in dem Gasbehälter wird mit einem Gasdruck abge­ dichtet, der gewöhnlich größer als der Atmosphärendruck ist, und der Gasdruck wird auf den Vakuumschalter ausgeübt. Daher wird der vakuumdichte Faltenbalg zu einer Expansion in sei­ ner Axialrichtung in Richtung auf das Innere des Vakuumschal­ ters veranlaßt, so daß eine Kraft ausgeübt wird, die das be­ wegliche Kontaktelement zu einem Druck des festen Kontaktele­ mentes durch den beweglichen Anschlußpunkt veranlaßt. Daher wird eine zum Öffnen des Hauptkontaktes erforderliche Kraft erheblich größer, wenn der Gasdruck des Gasbehälters höher ist, so daß die Antriebseinrichtung, die eine hohe Antriebs­ kraft aufweist, die ausreicht, um den Vakuumschalter zu öff­ nen, erforderlich ist, während die Ausübung einer Widerstands­ kraft, die durch den Gasdruck des Gasbehälters hervorgerufen wird, in Betracht gezogen und kompensiert werden muß. In dem Falle des Auftretens einer Kurzschlußstörung innerhalb des Gasbehälters steigt zusätzlich der Gasdruck des Gasbehälters momentan infolge einer Bogenentladung an, und in einem sol­ chen Fall erhöht sich die Widerstandskraft weiter, so daß die Möglichkeit existiert, daß die Unterbrechungsgeschwindigkeit des Vakuumschalters abnimmt oder die Stromkreisunterbrechung unmöglich wird. Der Umfang des Anstiegs des Gasdrucks infolge der Kurzschlußstörung ist instabil, so daß die Eigenschaften eines Öffnungsvorganges des Vakuumschalters eine Streuung aufweisen und nicht vorhersehbar sind.

Die vorliegende Erfindung wurde in Ansehung der voranstehen­ den Umstände entwickelt und weist einen Vorteil in der Hin­ sicht auf, daß eine gasisolierte Schalteinrichtung zur Ver­ fügung gestellt wird, bei welcher ein Vakuumschalter in einem Gasbehälter als Gehäuse aufgenommen ist, welches mit einem isolierenden Gas gefüllt ist, das einen Gasdruck aufweist, der nicht niedriger ist als der Atmosphärendruck.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Tatsache, daß der Gasdruck des Isoliergases auf solche Weise aufrecht erhalten wird, daß er keine ungünstigen Wirkungen auf das Öffnen des Hauptkontaktes des Vakuumschalters ausübt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden teilweise in der nachfolgenden Beschreibung erläutert und ergeben sich zum Teil aus der Beschreibung, oder lassen sich aus der Durch­ führung der vorliegenden Erfindung in der Praxis ermitteln. Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung lassen sich erreichen aufgrund der Maßnahmen und Kombinationen, die im einzelnen in den beigefügten Ansprüchen angegeben sind.

Zur Erzielung der Vorteile und entsprechend der Zielrichtung der vorliegenden Erfindung, wie sie hier im einzelnen be­ schrieben wird, weist die gasisolierte Schalteinrichtung ge­ mäß der Erfindung einen Hauptkontakt auf, der aus einem fe­ sten Kontaktelement und einem beweglichen Kontaktelement be­ steht, welcher in einem Vakuumbehälter als Gehäuse aufgenom­ men ist, einen Vakuumschalter, der mit einem beweglichen An­ schlußpunkt versehen ist, der an einem Ende an dem bewegli­ chen Kontaktelement befestigt ist und aus dem Vakuumbehälter durch einen Faltenbalg herausgeführt ist, und der in einem Gasbehälter als Gehäuse aufgenommen ist, welcher mit einem isolierenden Gas gefüllt ist, dessen Druck nicht geringer als Atmosphärendruck ist, wobei der Hauptkontakt des Vakuumschal­ ters so betätigt wird, daß er eine Verbindung und eine Unter­ brechung über eine Übertragungsmechanismus durchführt, mit­ tels einer außerhalb des Gasbehälters vorgesehenen Antriebs­ einrichtung, und weist eine Antriebsstange zur Übertragung einer Betätigungskraft der Antriebseinrichtung auf den beweg­ lichen Anschlußpunkt des Vakuumschalters auf, wobei die An­ triebsstange aus dem Gasbehälter über einen Faltenbalg her­ ausgeführt ist.

Zusätzlich wird bei einer derartigen Anordnung der Faltenbalg zur Abdichtung des Gasbehälters so ausgebildet, daß er eine wirksame druckaufnehmende Fläche aufweist, die gleich der Fläche des Faltenbalgs zur Abdichtung des Vakuumbehälters ist, oder der Faltenbalg zur Abdichtung des Gasbehälters wird so ausgebildet, daß er eine wirksame druckaufnehmende Fläche auf­ weist, die größer ist als die des Faltenbalgs zur Abdichtung des Vakuumbehälters.

Darüber hinaus wird zusätzlich zu einer derartigen Anordnung der Faltenbalg zur Abdichtung des Gasbehälters an der Innen­ seite eines Hohlzylinders befestigt, so daß er in Richtung auf das Innere des Gasbehälters hin vorsteht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestell­ ter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht zur Erläuterung einer Ausführungs­ form der gasisolierten Schalteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der gasisolierten Schalteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Schnittansicht zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der gasisolierten Schalteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Schnittansicht zur Erläuterung einer konventio­ nellen gasisolierten Schalteinrichtung; und

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 4.

Da die Antriebsstange zur Übertragung einer Betätigungskraft auf den beweglichen Anschlußpunkt des Vakuumschalters aus dem Gasbehälter über den Faltenbalg herausgeführt wird, wirkt ge­ mäß der Ausbildung der vorliegenden Erfindung eine Kraft zum Herausdrücken der Antriebsstange in Richtung auf die externe Atmosphärenseite über den gasabdichtenden Faltenbalg entspre­ chend dem Differenzdruck zwischen dem Gasdruck des Gasbehäl­ ters und dem Atmosphärendruck, so daß eine Kraft, die den beweglichen Anschlußpunkt in die Vakuumschalterseite drückt, verringert wird, um auf diese Weise die Widerstandskraft zu verringern, die auf die Antriebseinrichtung zum Zeitpunkt der Öffnung des Hauptkontaktes ausgeübt wird.

Wenn die wirksame druckaufnehmende Fläche des Faltenbalges zur Abdichtung des Gasbehälters gleich der Fläche des Falten­ balges zum Abdichten des Vakuumbehälters gemacht wird, wer­ den bei der voranstehend angegebenen Ausbildung die beiden Faltenbälge dazu veranlaßt, sich im selben Maße pro Einheits­ differenzdruck auszudehnen bzw. zusammenzuziehen, der von beiden Faltenbälgen empfangen wird, und dies führt dazu, daß der bewegliche Anschlußpunkt nur mit der Kraft versorgt wird, um den beweglichen Anschlußpunkt in die Vakuumschalterseite durch den Atmosphärendruck zu drücken. Daher hängt die Wider­ standskraft, die auf die Antriebseinrichtung zum Zeitpunkt der Öffnung des Hauptkontaktes ausgeübt wird, nicht von dem Gasdruck des Gasbehälters ab, so daß der Vakuumschalter immer stabile Öffnungseigenschaften aufweist, selbst wenn der Gas­ druck zunimmt.

Wenn andererseits die wirksame druckaufnehmende Fläche des Faltenbalges zur Abdichtung des Gasbehälters größer ausgebil­ det wird als die Fläche des Faltenbalges zur Abdichtung des Vakuumbehälters, so wird der erstgenannte Faltenbalg zu einer Ausdehnung bzw. einem Zusammenziehen veranlaßt, welches ein größeres Ausmaß aufweist als bei dem letztgenannten Falten­ balg, pro Einheitsdifferenzdruck, der von beiden Faltenbälgen empfangen wird. Daher verschwindet fast die Kraft zum Drücken des beweglichen Anschlußpunktes in die Vakuumschalterseite infolge des Gasdruckes, und daher ist es tatsächlich möglich, eine Kraft zu erzeugen, um den beweglichen Anschlußpunkt aus der Vakuumschalterseite herauszuziehen, so daß eine Antriebs­ kraft, die für die Antriebseinrichtung zum Zeitpunkt der Öff­ nung des Hauptkontaktes erforderlich ist, verhältnismäßig klein gewählt werden kann.

Bei der voranstehend beschriebenen Anordnung ist der Fal­ tenbalg zur Abdichtung des Gasbehälters an der Innenseite des Hohlzylinders angebracht, so daß selbst dann, wenn eine Schockwelle infolge von Überschlägen in dem Gas auftritt, nachdem eine Kurzschlußstörung innerhalb des Gasbehälters aufgetreten ist, der Hohlzylinder als eine Barriere wirkt, um zu verhindern, daß der gasabdichtende Faltenbalg die Schockwelle direkt empfängt, um hierdurch zu verhindern, daß der gasabdichtende Faltenbalg beschädigt wird.

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezug auf die beigefüg­ ten Figuren beschrieben.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die eine gasisolierte Schalt­ einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert, bei welcher eine Anordnung vorgesehen ist, bei der ein gesims­ förmiger metallischer gasdichter Faltenbalg 26, der sich in seiner Axialrichtung ausdehnen und zusammenziehen kann, in dem Außenumfang einer Antriebsstange 25 und koaxial hiermit vorgesehen ist. Ein Ende dieses gasabdichtenden Faltenbalges 26 ist hermetisch abgedichtet an die Antriebsstange 25 ange­ schweißt, während das andere Ende hermetisch abdichtend an einem Öffnungsabschnitt 27 eines Gasbehälters 18 angebracht ist. Die Antriebsstange 25 ist mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung in der Außenatmosphäre über eine Drehwel­ le 16 gekuppelt. Der Rest der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist ähnlich wie bei der konventionellen Vorrichtung gemäß Fig. 4, und daher werden ähnliche Teile wie die, die bei der konventionellen Vorrichtung vorgesehen sind, entsprechend mit Bezugsziffern bezeichnet, und auf ihre eingehende Beschrei­ bung wird verzichtet.

In Fig. 1 ist ein Flansch 28 gasdicht an der Innenwand des Gasbehälters 18 über einen Gummi-O-Ring mittels Bolzen ange­ bracht, die auf der Innenwand des Gasbehälters 18 vorstehen, und der gasdichte Faltenbalg 26 ist hermetisch abdichtend an diesen Flansch 28 angeschweißt.

Eine Kraft zum Herausdrücken der Antriebsstange 25 zur äuße­ ren Atmosphärenseite (rechts in Fig. 1) wird zu einer Bewe­ gung durch den gasdichten Faltenbalg 26 infolge des Diffe­ renzdrucks zwischen dem Gasdruck und dem Atmosphärendruck veranlaßt, so daß eine Kraft zum Drücken eines beweglichen Anschlußpunktes 6 auf die Seite des Vakuumschalters 1 infol­ ge des Gasdruckes verringert wird, um hierdurch eine Wider­ standskraft zu verringern, die auf die Antriebseinrichtung infolge des Gasdruckes zum Zeitpunkt der Öffnung eines Haupt­ kontaktes ausgeübt wird. Zwar würde sich bei der Ausbildung des gasabdichtenden Faltenbalges 26 in Fig. 1, wobei der mit der Antriebsstange 25 verschweißte Abschnitt sich innerhalb des Gasbehälters 18 befindet, die voranstehend beschriebene Funktion zur Verringerung der Widerstandskraft nicht ändern, selbst wenn die Anordnung so geändert würde, daß der gasab­ dichtende Faltenbalg 26 so befestigt wäre, daß er auf der linken Seite nach rechts gewendet und mit der Antriebsstan­ ge 25 außerhalb des Gasbehälters 18 verschweißt wäre. Daher ist es ebenfalls möglich, den Gasbehälter 18 um die axiale Länge des gasdichten Faltenbalges 26 zu verkürzen.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die eine gasisolierte Schalt­ einrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung erläutert, bei welcher ein Übertragungsmecha­ nismus 29 vorgesehen ist, der eine Antriebsstange 30 aufweist, die an einer isolierenden Stange 12 befestigt ist, sowie ei­ nen V-förmigen Hebel 33 und eine Antriebsstange 32. Ein Ende des Hebels 33 ist mit der Antriebsstange 30 gekuppelt, ein Zwischenabschnitt ist drehbar durch eine feste Welle 31 ge­ haltert, und das andere Ende ist mit der Antriebsstange 32 gekuppelt. Die Antriebsstange 32 durchdringt einen Öffnungs­ abschnitt 35 eines Gasbehälters 34 und ist mit einem Hebel 15 verbunden. Diese Art der Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Anordnung in der Hinsicht, daß die jeweilige Axialrichtung eines vakuumdichten Faltenbalges 17 und eines gasdichten Faltenbalges 26 voneinander um etwa 90° verschieden sind, und solange die Übertragungseinrichtung 29 eine Verbindungseinrichtung darstellt, ändert sich die Ver­ ringerung der Widerstandskraft nicht, die auf die Antriebs­ einrichtung ausgeübt wird, obwohl sich der Winkel auf irgend­ welche Weise verändern kann.

Das Ausmaß der Ausdehnung bzw. des Zusammenziehens infolge des Differenzdruckes zwischen dem vakuumdichten Faltenbalg 17 und dem gasdichten Faltenbalg 26 hängt beinahe von dem Durch­ schnittsdurchmesser ihres gesimsförmigen Abschnitts ab (dem Durchschnittswert zwischen dem maximalen Außendurchmesser und dem minimalen Innendurchmesser des gezahnten Schaftes), mit einem geringen Einfluß von der Länge des gesimsförmigen Ab­ schnitts in Axialrichtung. Dies rührt daher, daß die Fläche, auf welche der Differenzdruck in der Axialrichtung wirkt, wesentlich vergrößert wird, wenn der durchschnittliche Durch­ messer größer wird. Mit anderen Worten ändert sich der Um­ fang der Ausdehnung bzw. des Zusammenziehens infolge der ge­ zahnten Form des gesimsförmigen Abschnitts, der Härte seines Metallmaterials, der Dicke der durchdringenden Stange, usw. Daher läßt sich feststellen, daß sich das Ausmaß der Ausdeh­ nung bzw. des Zusammenziehens infolge eines Einheitsdifferenz­ drucks erhöht, wenn sich der durchschnittliche Durchmesser vergrößert.

Dadurch, daß der durchschnittliche Durchmesser des gasdichten Faltenbalges 26 und daher die wirksame druckaufnehmende Flä­ che des Faltenbalges 26 gleich der des vakuumdichten Falten­ balges 17 gemacht wird, weisen beide Faltenbälge beinahe das­ selbe Ausmaß der Expansion/Kontraktion pro Einheitsdifferenz­ druck auf, den sie empfangen, so daß im Ergebnis auf einen beweglichen Anschlußpunkt 6 eine Kraft ausgeübt wird, die nur den beweglichen Anschlußpunkt 6 durch den Atmosphärendruck in die Vakuumschalterseite drückt, und eine Widerstandskraft, die auf die Antriebseinrichtung zum Zeitpunkt der Öffnung des Hauptkontaktes ausgeübt wird, ist unabhängig von dem Gasdruck. Selbst wenn der Gasdruck momentan durch einen Isolierfehler vergrößert wird, kann daher der Vakuumschalter 1 ständig sei­ ne stabilen Öffnungseigenschaften aufrechterhalten. Zusätz­ lich ist es nicht erforderlich, die Antriebskraft der An­ triebseinrichtung zu ändern, selbst wenn der Abdichtungsdruck des SF₆ des Gasbehälters hoch gewählt wird.

Wenn der Durchschnittsdurchmesser des gasdichten Faltenbal­ ges 26 größer gewählt wird als der des vakuumdichten Falten­ balges 17, so wird das Ausmaß der Expansion/Kontraktion des erstgenannten Faltenbalges 26 größer als das des letztgenann­ ten Faltenbalges 27, pro Einheitsdifferenz, die von beiden Faltenbälgen aufgenommen wird. Da der von dem gasdichten Fal­ tenbalg 26 empfangene Differenzdruck immer niedriger ist als der, der von dem vakuumdichten Faltenbalg 17 durch den Atmo­ sphärendruck empfangen wird, wenn der Durchschnittsdurchmes­ ser des gasdichten Faltenbalges 26 groß gewählt wird, so daß das Ausmaß der Expansion/Kontraktion des gasdichten Falten­ balges 26 größer ist als das des vakuumdichten Faltenbalges 17 um einen Wert, welcher dem Atmosphärendruck entspricht, also eine Atmosphäre, werden beide Faltenbälge annähernd das­ selbe Ausmaß der Expansion/Kontraktion aufweisen, so daß es möglich ist, eine Kraft auszuschalten, um den beweglichen Anschlußpunkt 6 auf die Vakuumschalterseite durch den Gas­ druck zu drücken. Wenn der durchschnittliche Durchmesser des gasdichten Faltenbalges 26 noch größer gewählt wird, so wirkt tatsächlich eine Kraft zum Herausziehen des beweglichen An­ schlußpunktes 6 aus dem Vakuumschalter 1 auf den beweglichen Anschlußpunkt 6, so daß es möglich ist, die für die Antriebs­ einrichtung erforderliche Antriebskraft wesentlich zu verrin­ gern.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die eine gasisolierte Schalt­ einrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung erläutert, bei welcher ein gasdichter Fal­ tenbalg 38 an einem Öffnungsabschnitt 37 eines Gasbehälters 36 angebracht ist. Ein Hohlzylinder 40, der einen Innendurch­ messer aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des gasdichten Faltenbalges 38, ist hermetisch abgedichtet an sei­ nem einen Ende an dem Öffnungsabschnitt 37 des Gasbehälters 36 über einen Flansch 39 befestigt, so daß der Hohlzylinder 40 in seiner Axialrichtung in Richtung auf das Innere des Gas­ behälters 36 vorsteht. Der gasdichte Faltenbalg 38 wird in das Innere dieses Hohlzylinders 40 eingeführt. Ein Ende 38A des gasdichten Faltenbalges 38 ist an eine Antriebsstange 41 angeschweißt, die in der Richtung der äußeren Atmosphärensei­ te angeordnet ist, und das andere Ende 38B des gasdichten Faltenbalges 38 ist an einem Flansch 42 an einem oberen End­ vorsprungsabschnitt des Hohlzylinders 40 angeschweißt. Der Rest der Anordnung ist ähnlich wie bei Fig. 1.

In Fig. 3 ist der Flansch 39 gasdicht an der Innenwand des Gasbehälters 36 über einen Gummi-O-Ring mittels Bolzen ange­ bracht, die von der Innenwand des Gasbehälters 36 aus vorste­ hen. Der Flansch 42 ist an den Hohlzylinder 40 angeschweißt, nachdem der gasdichte Faltenbalg 38 geschweißt wurde.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 3, also einer Anordnung, bei welcher der gasdichte Faltenbalg 38 an dem Öffnungsabschnitt 37 des Gasbehälters 36 über den Hohlzylinder 40 befestigt ist, dient selbst dann, wenn eine Schockwelle auftritt, infolge eines Überschlages, in dem Gas nach einer Kurzschlußstörung innerhalb des Gasbehälters 36 der Hohlzylinder 40 als eine Barriere 40, so daß der gasdichte Faltenbalg 38 nicht direkt die Schockwelle empfängt, um auf diese Weise zu verhindern, daß der gasdichte Faltenbalg 38 beschädigt wird. Zwar ist bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform das eine Ende 38A des gasdichten Faltenbalges 38 innerhalb des Hohlzylinders 40 angeordnet, jedoch ändert sich die Funktion, daß der Hohl­ zylinder 40 als eine Barriere gegen Schockwellen wirkt, selbst dann nicht, wenn die Axiallänge des Hohlzylinders 40 kurz ge­ wählt wird, so daß das Ende 38A des gasdichten Faltenbalges 38 so vorsteht, daß es außerhalb des Hohlzylinders 40 liegt. Es ist daher möglich, den Gasbehälter 38 um die axiale Länge des gasdichten Faltenbalges 38 zu verringern.

Bei einer gasisolierten Schalteinrichtung gemäß der vorliegen­ den Erfindung, wie sie voranstehend beschrieben wurde, wird eine Antriebsstange zur Übertragung ihrer Betätigungskraft auf einen beweglichen Anschlußpunkt eines Vakuumschalters aus ei­ nem Gasbehälter über einen Faltenbalg herausgeführt. Daher ist es möglich, eine Kraft zum Drücken des beweglichen Anschluß­ punktes in die Vakuumschalterseite zu verringern, und eine Widerstandskraft, die auf eine Antriebseinrichtung zum Zeit­ punkt der Öffnung eines Hauptkontaktes ausgeübt wird, ist ge­ nügend klein, so daß die Antriebseinrichtung klein ausgeführt wird.

Falls die wirksame druckaufnehmende Fläche des gasdichten Fal­ tenbalges gleich der eines vakuumdichten Faltenbalges zur Ab­ dichtung eines Vakuumbehälters gewählt wird, ist zusätzlich die Widerstandskraft, die auf die Antriebseinrichtung zum Zeitpunkt der Öffnung des Hauptkontaktes ausgeübt wird, nicht von dem Gasdruck des Gasbehälters abhängig, so daß der Vakuum­ schalter immer stabile Öffnungseigenschaften aufweist, selbst wenn der Gasdruck zunimmt.

Wenn die wirksame druckaufnehmende Fläche des gasdichten Fal­ tenbalges größer gewählt wird als die des vakuumdichten Fal­ tenbalges, dann verschwindet darüber hinaus beinahe die Kraft zum Andrücken des beweglichen Anschlußpunktes in die Vakuum­ schalterseite infolge des Gasdruckes. Es ist tatsächlich mög­ lich, eine Kraft zu erzeugen, um den beweglichen Anschluß­ punkt von dem Vakuumschalter herauszuziehen und auf dem be­ weglichen Anschlußpunkt zu wirken, so daß es möglich ist, ei­ ne Antriebskraft verhältnismäßig klein auszubilden, die für die Antriebseinrichtung zum Zeitpunkt der Öffnung des Haupt­ kontaktes erforderlich ist, und aus diesem Grunde ist es mög­ lich, die Antriebseinrichtung kompakt auszubilden.

Bei einer Ausbildung wie beschrieben, bei welcher der gasdich­ te Faltenbalg an der Innenseite eines Hohlzylinders befestigt ist, ist es möglich, eine Einrichtung bereitzustellen, bei welcher selbst dann, wenn eine durch einen Überschlag in dem Gas infolge einer Kurzschlußstörung innerhalb des Gasbehäl­ ters hervorgerufenen Schockwelle der gasdichte Faltenbalg da­ ran gehindert wird beschädigt zu werden.

Die voranstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zur Erläuterung und zur Be­ schreibung vorgenommen. Es ist nicht beabsichtigt, daß diese Beschreibung erschöpfend ist, oder daß hierdurch die Erfin­ dung auf die präzis erläuterte Form beschränkt wird, und es sind Änderungen und Variationen möglich angesichts der voran­ stehenden Lehren, oder derartiges läßt sich bei der prakti­ schen Ausführung der Erfindung ableiten. Die Ausführungsfor­ men wurden ausgewählt und beschrieben, um die Grundsätze der vorliegenden Erfindung und ihre praktische Anwendung zu er­ läutern, um einem Fachmann auf diesen Gebiet in die Lage zu versetzen, die Erfindung in unterschiedlichen Ausführungs­ formen und mit verschiedenen Abänderungen einzusetzen, die sich für den jeweils beabsichtigten Zweck eignen. Es ist er­ wünscht, daß der Umfang der Erfindung nur durch die Gesamt­ heit der vorliegenden Anmeldeunterlagen und durch äquivalen­ te Ausführungsformen begrenzt wird.

Claims (4)

1. Gasisolierte Schalteinrichtung, gekennzeichnet durch:
einen Hauptkontakt, der aus einem festen Kontaktelement und einem beweglichen Kontaktelement besteht, die in ei­ nem Vakuumbehälter aufgenommen sind;
einen Vakuumschalter, der einen beweglichen Anschlußpunkt aufweist, dessen eines Ende an dem beweglichen Kontakt­ element befestigt und aus dem Vakuumbehälter über einen ersten Faltenbalg herausgeführt ist, wobei der bewegliche Anschlußpunkt in einem Gasbehälter eingeschlossen ist, der mit einem isolierenden Gas gefüllt ist, welches einen Gas­ druck aufweist, der nicht geringer als der Atmosphärendruck ist, wobei der Hauptkontakt so betätigt wird, daß er eine Verbindung und eine Unterbrechung über eine Übertragungs­ einrichtung mittels einer Antriebseinrichtung hervorruft, die außerhalb des Gasbehälters vorgesehen ist; und
eine Antriebsstange zur Übertragung einer Betätigungskraft der Antriebseinrichtung auf den beweglichen Anschlußpunkt des Vakuumschalters, wobei die Antriebsstange aus dem Gas­ behälter über einen zweiten Faltenbalg herausgeführt ist.

2. Gasisolierte Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Faltenbalg zur Abdichtung des Gasbehälters eine wirksame druckaufnehmende Fläche aufweist, die annähernd gleich der des ersten Faltenbal­ ges zur Abdichtung des Vakuumbehälters ist.

3. Gasisolierte Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Faltenbalg zur Abdichtung des Gasbehälters eine wirksame druckaufnehmende Fläche aufweist, die größer als die des ersten Faltenbalges zur Abdichtung des Vakuumbehälters ist.

4. Gasisolierte Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Faltenbalg zur Abdichtung des Gasbehälters innerhalb eines Hohlzylinders angebracht ist, um zur Innenseite des Gasbehälters hin vorzuspringen.