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Hochspannungs-Schalteinheit, beispielsweise mit Lastschalter
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungs-Schalteinheit gekapselter Kleinstbauweise mit einem auf Erdpotential liegenden, metallischen Gerüst, an dem pro Phase je eine nach vorn offene Isolierstoffkammer für die Aufnahme eines an das Kabel angeschlossenen Kontaktes sowie eine darüber angeordnete, gleichfalls nach vorn offene Isolierstoffkammer für die Aufnahme eines an die Sammelschiene angeschlossenen Kontaktes vorgesehen ist, wobei die Isolierstoffkammern mit ihrer geschlossenen Rückwand am Gerüst befestigt sind.
Die bei Schalteinheiten in gekapselter Bauweise vorgesehene Unterbringung der zu den einzelnen Phasen gehörenden Kontakte in gesonderten, gegeneinander isolierten Kammern ermöglicht gegenüber einer offenen Bauweise eine wesentliche Verringerung der Abstände zwischen benachbarten Phasen.
Da diese Isolierstoffkammern bei den bekannten Ausführungen und unmittelbar an dem auf Erdpotential liegenden metallischen Gerüst befestigt sind, muss die Tiefe der Isolierstoffkammern so gross gewählt werden, dass sich zwischen den in der Regel am Boden der Isolierstoffkammern angeordneten Kontakten und dem die Kammern tragendenGerüst eine hinreichende Schlagweite ergibt. Die dabei einzuhaltende Mindesttiefe der Isolierstoffkammern begrenzt somit die Möglichkeit einer weiteren Verringerung der Schalterabmessungen.
Will man die Bautiefe und-breite dieser Isolierstoffkammern auf das kleinstmögliche Mass bringen, so müssen die Probleme des geschichteten Dielektrikums, das an der Grenzschicht zweier Medien im Hochspannungsfeld auftritt, gelöst werden. Das geschichtete Dielektrikum von der Isolierstoffkammer zum geerdeten Gerüst vermeidet man durch zwei Metalleinlagen la und Ib, die vollständig im Isolierstoff eingebettet sind (vgl. Fig. l). Die eine Einlage wird mit der auf Erdpotential liegenden Erdelektrode und die andere Einlage mit der auf Hochspannungspotential liegenden Spannungselektrode verbunden. Dadurch wird ein Glimmen der Einbauteile (Kontakte usw. ) gegen die Erdelektrode verhindert. Derartige Isolierstoffteile für Hochspannungs-Schaltanlagen unterliegen Prüfbestimmungen, z. B.
VDE 0111, mit einer in Prozenten der Nenn-Prüfwechselspannung angegebenen Gleitfunkeneinsatzspannung. Durch Messungen undFeldverlauf-Aufzeichnungen im elektrolytischen Trog oder einer Äquipotentiallinien-Messeinrichtung ist es möglich, den Feldverlauf im Inneren und an der Oberfläche des Isolierstoffkörpers festzustellen.
Man kann daher die Oberfläche im Bereich der steuernden Einlagen la, Ib so formen (vgl. Fig. 2), dass die Oberflächenfeldstärke bis zur Höhe der Prüfspannung ein Minimum ist. Dadurch wird auch die Gleitfunkenbildung weitgehend unterdrückt.
InHochspannungs-Schalteinheiten der Kleinstbauweise bedeutet die konsequente Durchführung dieser Massnahme jedoch in der Regel eine Vergrösserung der Breite der einzelnen Bauelemente über den Wert, der für die betriebliche Funktion und die Nennprüfspannung erforderlich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ohne Vergrösserung der Wandstärke die Gleitfunken- einsatzspannung in Richtung auf die Nennprüfspannung zu verschieben, um auf diese Weise zu möglichst kleinen Abmessungen zu kommen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Gerüst in dem an die Isolierstoffkammern angrenzenden Bereich mit einer Isolation versehen ist, wodurch der Gleitfunkeneinsatzpunkt wesent-
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lich verschoben wird.
Fig. 1 zeigt eine Isolierstoffkammer 2, die mit einer Spannungselektrode la und mit einer Erdelektrode 1b ausgerüstet und auf einem auf Erdpotential liegenden Tragrahmen 3 befestigt ist. Mit Hilfe eines Wechselstromprüfgenerators 4 lässt sich die Gleitfunkeneinsatzspannung dieser Anordnung feststellen. An Hand von Messungen kann man erkennen, dass eine Formgebung der Isolierstoffkammer 2, wie sie Fig. 2 zeigt, notwendig ist, um die Bedingungen der Gleitfunkeneinsatzspannung zu erfüllen. Bei einer derartigen Ausführung verlaufen die Feldlinien bei steigender Spannung im Isolierstoff. Dadurch bleibt die Oberflächenfeldstärke unterhalb der Glimmeinsatzspannung der Luft.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird jedoch durch die notwendigen Verdickungen des Isolierstoffkörpers die Baubreite der einzelnen Isolierstoffkammern 2 und damit auch die Baubreite der ganzen Anlage wesentlich vergrössert.
Um den Gleitfunkeneinsatzpunkt zu verschieben, ohne die Nachteile einer Verbreiterung in Kauf nehmen zu müssen, wird erfindungsgemäss (vgl. Fig. 3) eine Isolierstoffplatte 5 zwischen der Isolierstoffkammer 2 und dem auf Erdpotential liegenden Tragrahmen 3 angeordnet. Die Überstandsbreite a der Isolierstoffplatte 5 bestimmt jetzt zu einem erheblichen Teil die Höhe der Gleitfunkeneinsatzspannung.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Anlage, bei der der Erfindungsgedanke verwirklicht ist. Zwischen dem Tragrahmen 3 und den Isolierstoffkammern 2 liegt die an den Enden abgewinkelte Unterlage. Die Gleitfunkeneinsatzspannung lässt sich durch das Mass a so beeinflussen, dass sie den Prüfbestimmungen entspricht, ohne dass die Baubreite des Gerätes wesentlich vergrössert werden muss.
In Fig. 5, 6 und 7 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Fig. 5 zeigt die Seitenansicht einer Schalteinheit mit Lastschalter, Fig. 6 einen Teilschnitt durch das Gerüst mit den daran befestigten Isolierstoffkammern, Fig. 7 eine vergrösserte Teildarstellung von Fig. 6.
Die in Fig. 5 dargestellte Schalteinheit enthält ein auf Erdpotential liegendes, metallisches Gerät 6, an dem pro Phase je eine Isolierstoffkammer 7 zur Aufnahme eines an das Kabel 8 angeschlossenen Kontaktes 9 angeordnet ist. Ferner ist an dem Gerüst 6 pro Phase je eine Isolierstoffkammer 10 vorgesehen, in der ein mit einer der Sammelleitungen lla, llbbzw. llc verbundener Kontakt untergebracht ist. Der Schalter ist mit 12 bezeichnet, die beiden an der Rückwand der Isolierstoffkammern 7 und 10 vorgesehenen Isolierstoffplatten mit 5a und 5b.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hochspann. mgs. Schalteinheit, beispielsweise mit Lastschalter, bestehend aus einem auf Erdpo- tential liegenden, metallischen Gerüst, an dem pro Phase je eine nach vorn offene Isolierstoffkammer für die Aufnahme eines an das Kabel angeschlossenen Kontaktes sowie eine darüber angeordnete, gleichfalls nach vorn offene Isolierstoffkammer für die Aufnahme eines an die Sammelschiene angeschlossenen Kontaktes vorgesehen ist, wobei die Isolierstoffkammern mit ihrer geschlossenen Rückwand am Gerüst befe-
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zenden Bereich mit einer Isolation versehen ist.
2. Hochspannungs-SchalteinheitnachAnspruchl, dadurch gekennzeichnet, dass dielsolation durch eine Platte gebildet wird, die in dem an die Isolierstoffkammern angrenzenden Bereich über die Kanten des Gerüstes greift.
3. Hochspannungs-SchalteinheitnachAnspruchl, dadurch gekennzeichnet, dassdielsola- tion aus thermoplastischem Kunststoff besteht.
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