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Antriebsglied für Hochspannungsschalter
Die Erfindung betrifft ein aus Giessharz bestehendes Antriebsglied für Hochspannungsschalter, insbe- sondere eine an dem Trennmesser von Trennschaltern angreifende Isolierstange, mit Rillen zur Vergrö- sserung der Isolationsfestigkeit. Die Antriebsglieder dienen zur Übertragung der Antriebskraft von dem auf
Erdpotential liegenden Antrieb, z. B. Druckluftantrieb, auf da ; bewegliche Schaltstück 0 Die zu übertra- gende Bewegung ist bei Trennschaltern mit einem um einen Drehpunkt schwenkbaren Trennmesser im wesentlichen eine Längsbewegung. Vielfach dienen die Antriebsglieder aber auch als sogenannte Isolierwel- len zur Übertragung einer Drehbewegung.
Bisher wurden aus Giessharz bestehende Antriebsglieder im allgemeinen glatt zylindrisch oder schwach konisch ausgeführt, wenn es sich um rotationssymmetrische Körper handelte. Sonst verwendete man meist Stangen mit rechteckigem Querschnitt. Es ist auch bekannt,
Isolierwellen mit Rillen zu versehen. Die Rillen sind dabei wie die Wülste zwischen ihnen stark abgerundet. Im allgemeinen ist der Rillengrund im Querschnitt ungefähr halbkreisförmig.
Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung eines aus Giessharz bestehenden Antriebsgliedes mit Rillen. Zum Unterschied von den bekannten Antriebsgliedern sind mehrere gleiche, vorzugsweise symmetrische Rippen vorhanden, deren Seitenflanken einen spitzen Winkel von 300 oder weniger miteinander einschliessen und die am Übergang zu dem im Querschnitt geradlinigen (zylindrischen oder höchstens um 5" konischen) Strunk und an ihrer Aussenkante mit einem kleinen Radius von etwa 1 mm gerundet sind.
Bei einem Stützisolator, der aus einer Kaltpressmasse, also nicht am Giessharz hergestellt werden soll, hat man bereits einen zylindrischen Strunk mit symmetrischen spitzwinkligen Rippen vorgesehen. Der bekannte Isolator ist aber nicht dafür bekanntgeworden, dass er sich durch eine besondere elektrische Festigkeit auszeichnet. Dies dürfte daran liegen, dass die Abrundungsradien zwischen dem zylindrischen Strunk und den Rippen sowie auch die Abrundungsradien an der Aussenkante mit einem grösseren Abrundungsradius als bei der Erfindung ausgeführt sind. Dadurch geht viel Platz verloren Bei dem bekannten Isolator sind auch nur zwei Rippen über die ganze Länge des Isolators vorgesehen. Ausserdem begünstigen so grosse Abrundungsradien das Weiterwachsen von Entladungen.
Der gleiche hohe Platzbedarf ohne eine entsprechend grosse elektrische Festigkeit ist auch bei Isolatoren vorhanden, die zur Abstützung der Teile eines Streckentrenners gegeneinander verwendet werden. Bei diesen bekannten Isolatoren besitzen die Rippen statt eines Abrundungsradius an ihrer Aussenkante eine Zylinderfläche. Diese Zylinderfläche wird beim Abtrocknen eines feuchten verschmutzten Isolators leicht durch Entladungen überbrückt.
Die Entladungen haben die Tendenz, sich zu vereinigen, da der trennende Luftspalt zwischen ihnen leichter überschlagen wird als die bei der Erfindung die Entladungen trennenden Rippen, wie im folgenden noch näher beschrieben wird :
Wie bekannt, lagern sich im Betrieb bei verunreinigter Luft auf dem Antriebsglied Fremdteilchen (Staub, Salz u. dgl.) ab, die gelegentlich teucht werden (Tau). Wird an ein solches Antriebsglied mit leitender (feuchter) Oberflächenfremaschicht Spannung angelegt, so fliesst über die feuchte und daher leitende Fremdschicht ein Strom und trocknet die Schicht stellenweise aus.
Bei der Ausbildung des An-
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triebsgliedes nach der Erfindung erreicht man den Vorteil, dass die stromdichte Zone im Rillengrund (Ab- trocknungszons) lang ist, so dass relativ lange"Glimm"-zonen entstehen, die eine hohe Spannung tragen können. Das wieder hat zur Folge, dass der Spannungsabfall im Rillengrund gross wird, so dass die Gefahr eines Überschlages vermieden wird. Da der Rillengrund im Querschnitt parallel zur Achse des Antriebsgliedes verläuft oder höchstens einen Winkel von 5 mit ihr einschliesst, ist die Stromdichte über die ganze Länge des Rillengrundes beim Abtrocknungsvorgang so gleichmässig wie möglich.
Die Rippen haben die Aufgabe,, ein Zusammenwachsen der in den Rillengründen nach dem Trocknen auftretenden Glimmbögen zu vermeiden. Theoretisch sind sie mit möglichst grosser Ausladung auszubilden, da, je grösser ihre Ausladung ist, umso geringer die Gefahr eines Überschlages wird. Sie sind theoretisch möglichst dünn auszubilden, da bei einer gegebenen Bauhöhe und Rippenzahl die Länge (Höhe) des Rillengrundes umso grösser wird, je dünner die Rippen sind. Dabei muss beachtet werden, dass die Rippenteilung, d. h. der Abstand der Rippen, ein bestimmtes Mass nicht unterschreitet, veil sich sonst eine schwer entfernbare Schutzschicht in den Rillen bilden kann. Man wird die Rippenteilung nicht kleiner als 8 mm machen.
Zweckmässig wird man die Rippen symmetrisch ausbilden, d. h. die beiden Flanken einer Rippe schliessen den gleichen Winkel mit den Senkrechten zur Längsachse des Antriebsgliedes ein. Derartige Antriebsglieder haben in jeder Lage annähernd die gleichen Isoliereigenschaften. Um die Antriebsglieder mit den zum Antrieb gehörenden weiteren Teilen, z. B. dem Druckluftantrieb, gut verbinden zu können, wird zweckmässig nur der mit Rippen versehene Teil des Antriebsgliedes zylindrisch ausgeführt. An diesen Teil schliessen sich an den beiden Enden rippenlose Endstücke etwa rechteckigen Querschnittes an.
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chen als den Durchmesser des Strunkes, weil man dann gute elektrische Eigenschaften mit guten mechanischen vereinigt.
Gegenüber den mit Rillen versehenen Isolierwellen ist der Oberflächenwiderstand der Isolierwelle gemäss der Erfindung wesentlich grösser.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Figuren, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind.
In den Fig. 1 und 2 sind zwei Ansichten eines Antriebsgliedes dargestellt, mit dem das Trennmesser von Innenraumtrennschaltern mit der Antriebswelle verbunden wird. Das Antriebsglied ist für eine Reihenspannung von 10 kV ausgebildet. Die gute Isolationsfestigkeit wird im wesentlichen durch den mit Rippen 1 versehenen mittleren Teil der Isolierstange erreicht. Die Stange ist in diesem Bereich mit einem zylindrischen Strunk mit einem Durchmesser d = 28 mm ausgerüstet. An diesem Strunk sitzen die Rippen mit demAussendurchmesser D = 50 mm. Der Rillengruhd 2 der vier Rillen des dargestellten Antriebsgliedes ist im Querschnitt gradlinig und parallel zur Längsachse des Antriebsgliedes. Im Rillengrund ist bei einer leitenden Fremdschicht auf der Oberfläche des Antriebsgliedes die Stromdichte am grössten, so dass die Fremdschicht dort am schnellsten trocknet.
Die sich dann bildenden Glimmbögen können wegen einer verhältnismässig grossen Länge eine grosse Spannung tragen und ergeben auch bei Verschmutzung ein hohes Isoliervermögen.
Durch die Rippen 1 wird dabei ein Zusammenwachsen der Glimmbögen verhindert. Die Rippen sind symmetrisch ausgebildet, wobei die Seitenflanken einer Rippe im Querschnitt einen Winkel ci von 300 miteinander einschliessen. Die Länge a des gradlinigen Rillengrundes verhält sich im Ausführungsbeispiel zur Länge b des gradlinigen Teiles der Seitenflanke einer Rippe im Querschnitt ungefähr wie l, l : l. Man wird zweckmässig das Verhältnis a : b nicht kleiner als 0,5 und nicht grösser als 1,5 machen. Der Übergang zwischenRillengrund und Rippe soll möglichst scharf sein, damit sich an dieser Stelle die Strom- dichte plötzlich ändert. Man wird deshalb den Radius rl ungefähr 1 mm machen. Auch der Radius r2 be-
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beispiel 1, 78.
An den mit Rippen versehenen Bereich schliessen sich nach beiden Seiten Endstücke 3 an, die einen an den Kanten leicht gerundeten rechteckigen Querschnitt haben. Der Übergang 4 zwischen den Bereichen wird mit einem möglichst grossen Radius gerundet, um günstige Festigkeitseigenschaften der Isolierstange zu erhalten. Die Bohrungen 5 dienen zur Aufnahme von Bolzen, Schrauben od. dgl. an der Verbindungsstelle mit andern Teilen des Antriebes.
In der Fig. 3 ist eine Isolierwelle zum Antrieb eines 110 kV Innenraumschalters dargestellt. Der Durchmesser d des zylindrischen Strunkes beträgt 60 mm, während der Aussendurchmesser der Schirme D = 100 mm beträgt. Das Durchmesserverhältnis D : d ist damit 1, 67. Die Rippen sind wieder symmetrisch ausgeführt mit einem Winkel Ci. von 300 zwischen den Seitenflanken einer Rippe. Über die gesamte Länge L von 920 mm sind 22 Schirme verteilt, wobei die Rippenteilung t = 35 mm beträgt. An den Enden ist der Strunk des Antriebsgliedes mit Endstücken versehen, die im Querschnitt von zwei Kreisbö-
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gen und zwei parallelen Geraden begrenzt sind, wie die Fig. 4 in einer Draufsicht zeigt.
Dadurch erhält man die Möglichkeit, die zur Befestigung weiterer Antriebsglieder dienenden, mit einem Gewinde ver- sehenen Buchsen 10 mit einem grösseren Abstand f voneinander anzuordnen und so ein gegebenes Drehmo- ment mit kleineren Kräften zu übertragen. Die abgeflachte Form der beiden Endteile bietet auch leicht die
Möglichkeit, andere zur Übertragung von Drehmomenten geeignete Armaturen anzubringen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Aus Giessharz bestehendes Antriebsglied für Hochspannungsschalter, insbesondere an dem Trennmesser eines Trennschalters angreifende Isolierstoffstange, mit Rillen zur Vergrösserung der Isolationsfestigkeit, gekennzeichnet durch mehrere gleiche, vorzugsweise symmetrische Rippen, deren Seitenflanken einen spitzen Winkel von 300 oder weniger miteinander einschliessen und die am Übergang zu dem im Querschnitt geradlinigen (zylindrischen oder höchstens um 5 konischen) Strunk und an ihrer Aussenkante mit einem kleinen Radius von etwa 1 mm gerundet sind.