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Schalter für hohe Spannung Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter für hohe Spannung, wobei der axial bewegliche, stiftförmige Schaltkontakt und die zwei damit zusammenarbeitenden festen Schaltkontakte, von denen der eine dauernd und der andere nur im eingeschalteten Zustand des Schalters leitend mit dem Schaltstift verbunden ist, in einem Schaltraum angeordnet sind, der durch einen doppelwandigen Mantel umgeben ist, der aus einer metallenen Aussenwand, einer zum Teil aus Isoliermaterial hergestellten Innenwand und einem dazwischenliegenden, mit isolierendem Medium gefüllten Raum besteht, und wobei die festen Schaltkontakte je durch einen Metallschirm umhüllt sind, der mit dem betreffenden Schaltkontakt leitend verbunden ist,
sich ausserhalb der Innenwand befindet oder einen Teil derselben formt und derart angeordnet und ausgeführt ist, dass sowohl in der eingeschalteten als auch in der ausgeschalteten Lage des Schaltstiftes das zwischen den Schaltkontakten und der metallenen Aussenwand vorhandene elektrische Feld oder jedenfalls die Teile grosser Feldstärke desselben ausserhalb des Schaltraumes liegt.
Ein Schalter dieser Bauart ist durch die niederländische Patentschrift Nr. 54510 bekanntgeworden. Wollte man bei diesem bekannten Schalter den Schaltstift in der aus der niederländischen Patentschrift Nr. 47529 hervorgehenden Weise derart ausführen, dass der Schaltstift aus dem Schalter entfernt und darin gesetzt werden kann, während die festen Schaltkontakte unter Spannung stehen, so würde man den Isolator zwischen der oberen Wand des metallenen Gefässes und dem Schirm, der den im Betrieb mit dem Schaltstift dauernd in Berührung bleibenden festen Schaltkontakt umgibt, wesentlich länger ausführen müssen.
Die Erfindung hat den Zweck, diese axiale Verlängerung des Schalters nach der ersterwähnten Pa- tentschrift unnötig zu machen. Sie besteht darin, dass der Schaltstift derart ausgeführt ist, dass er aus dem Schaltraum entfernt und darin gesetzt werden kann, während die festen Schaltkontakte unter Spannung stehen, und dass der Schirm, der den sich in der ausgeschalteten Lage befindenden Schaltstift umgibt, aus mindestens zwei separaten koaxialen Teilen besteht die je in der ausgeschalteten Lage des Schaltstiftes leitend mit dem letzteren verbunden sind.
Zur Erläuterung dient die Zeichnung. Diese zeigt in: Fig. 1, 2 und 3 senkrechte Durchschnitte eines Schalters für hohe Spannung, mit den Schaltraum in bekannter Weise umgebenden Metallschirmen und einem Schaltstift, der aus dem Schalter entfernt werden kann, während die festen Schaltkontakte unter Spannung stehen, in drei verschiedenen Lagen des Schaltstiftes, und in Fig. 4, 5 und 6 entsprechende Durchschnitte eines erfindungsgemässen Schalters.
In Fig. 1, 2 und 3 ist 1 ein Schaltraum, in dem sich feste Schaltkontakte 2 und 3 und ein axial beweglicher Schaltstift 4 befinden. Der Schaltstift 4 ist durch einen Isolator 5 mit einem Antriebsmechanismus (nicht gezeichnet) verbunden. Der Schaltraum 1 ist durch einen doppelwandigen Mantel umgeben, der aus einer metallenen Aussenwand 6, einer hauptsächlich aus Isoliermaterial bestehenden Innenwand 7 und einem mit isolierendem Medium hoher Qualität gefüllten Raum 8 zwischen den Wänden 6, 7 besteht. Die festen Schaltkontakte 2, 3 sind mit den Metallschirmen 9 und 10 leitend verbunden, die im isolierenden Raum 8 angeordnet sind. Mittels Durchführungsisolatoren 11, 12 sind die festen Schaltkontakte 2, 3 an äusseren Leitern angeschlossen.
In Fig. 1 befindet sich der Schalter im eingeschalteten Zustand. Der Schaltraum 1 ist elektrisch nahezu
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entlastet, da die Schirme 9 und 10 die Teile grosser Feldstärke des elektrischen Feldes zwischen den unter Hochspannung stehenden leitenden Teilen 2, 3, 4 des Schalters und dem geerdeten Metallgefäss 6 binnen dem Raum 8 mit Isoliermedium hoher Qualität halten. Der Schirm 10 erstreckt sich so weit in axialer Richtung, dass auch im ausgeschalteten Zustand des Schalters (Fig. 2) das elektrische Feld zwischen allen Schaltkontakten, also auch dem emporgezogenen Schaltstift 4 und dem Metallgefäss 6, sich fast ausschliesslich im isolierenden Mantel 8 befindet.
Will man nun bei diesem Schalter den Schaltstift in der Weise nach Fig. 3 aus dem Schalter entfernen können, während die Schaltkontakte 2, 3 unter Spannung bleiben, so muss die Länge des isolierenden Mantels 6, 7, 8 so gross sein, dass der Isolationsabstand zwischen dem oberen Rand des unter Spannung stehenden Schirmes 10 und dem unteren Ende des Schaltstiftes 4 einerseits und zwischen dem oberen Ende des Schaltstiftes 4 und dem Deckel 13 des geerdeten Gefässes 6 anderseits immer ausreichend bleibt. Dieser Isolationsabstand erstreckt sich aber im sich im Schaltraum 1 befindenden und durch den Schaltprozess verunreinigten Isoliermedium, so dass man bei der Bestimmung dieses Abstandes mit einem grossen Sicherheitsfaktor rechnen muss.
Durch diese Umstände erhält der in Fig. 1, 2, 3 dargestellte Schalter eine sehr grosse axiale Abmessung.
Entsprechend dem Beispiel der Erfindung nach den Fig. 4, 5 und 6 ist der Schirm 10 des in Fig. 1, 2, 3 dargestellten Schalters in zwei separaten koaxialen Teilen 10a und 10b verteilt, die nur im ausgeschalteten Zustand des Schalters (Fig. 5) durch den Schaltstift 4 leitend miteinander verbunden sind und dann ebenso gut das elektrische Feld zwischen dem Schaltstift 4 und dem Metallgefäss ausserhalb des Schaltraumes 1 halten wie der Schirm 10 in Fig. 1, 2 und 3. Der Schirm 10b ist in der ausgeschalteten Lage des Schaltstiftes 4 durch Schiebekontakte 14 mit diesem Stift leitend verbunden.
Wird bei dieser Ausführung der Schaltstift 4 aus dem Schalter entfernt, während die festen Schaltkontakte 2, 3 unter Spannung stehen (Fig. 6), so wird der Schirm 10b vom festen Schaltkontakt 3 abgeschaltet, sobald der Schaltstift 4 diesen festen Kontakt verlassen hat. In diesem Falle bleibt nur der Schirm 10a unmittelbar mit den unter Spannung stehenden Teilen verbunden, während der Schirm 10b sich zum Beispiel auf ein schwebendes Potential einstellt. Ausserdem befindet sich die isolierende Trennung zwischen den Schirmen 10a und 10b nahezu ganz innerhalb des Isoliermantels 8 hoher Qualität, wenn der Schaltstift 4 so weit emporgezogen worden ist, dass er sich mit seinem leitenden Teil dem geerdeten Deckel 13 annähert und dadurch der Schirm 10b Erdpotential annimmt.
Die durch die Teilung des Schirmes 10 erhaltene Potentialsteuerung in axialer Richtung macht, dass man den Schalter in axialer Richtung wesentlich kürzer ausführen kann, wie aus einer Vergleichung der Konstruktionen nach Fig. 1 bis 3 und Fig. 4 bis 6 klar hervorgeht.
Man wird verstehen, dass der Schirm 10 auch in mehr als zwei koaxialen Teilen verteilt werden kann, die je mit dem Schaltstift 4 in seiner ausgeschalteten Lage leitend verbunden sind. Die Schirme 9, 10a und 10b können im Raum 8 angeordnet oder in der isolierenden Innenwand 7 eingebettet sein. Für die Steuerung des elektrischen Feldes an den Rändern der Schirme können diese Ränder durch mehrere konzentrische Ringe umgeben sein, die in der Weise der Kondensatorbeläge gegenüber einander isoliert sind und für eine günstige Potentialsteuerung Sorge tragen.
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Switch for high voltage The invention relates to a switch for high voltage, wherein the axially movable, pin-shaped switching contact and the two cooperating fixed switching contacts, one of which is permanently and the other only when the switch is on, is conductively connected to the switching pin , are arranged in a switch room, which is surrounded by a double-walled jacket, which consists of a metal outer wall, an inner wall made partly of insulating material and an intermediate space filled with insulating medium, and the fixed switching contacts are each encased by a metal screen that is conductively connected to the relevant switching contact,
is located outside the inner wall or forms part of it and is arranged and designed in such a way that the electrical field present between the switching contacts and the metal outer wall or at least the parts of high field strength outside of the switch pin both in the switched on and in the switched off position of the switching pin Switch room is located.
A switch of this type has become known from Dutch patent specification No. 54510. If you wanted to design the switching pin in this known switch in the manner shown in Dutch patent specification No. 47529 in such a way that the switching pin can be removed from the switch and placed in it while the fixed switching contacts are live, you would put the insulator between the the upper wall of the metal vessel and the screen, which surrounds the permanent contact that remains in contact with the switch pin during operation, must be carried out much longer.
The invention has the purpose of making this axial extension of the switch according to the first-mentioned patent unnecessary. It consists in the fact that the switch pin is designed in such a way that it can be removed from the switch room and placed in it while the fixed switch contacts are live, and that the screen that surrounds the switch pin in the switched-off position consists of at least two there is separate coaxial parts which are conductively connected to the latter in the switched-off position of the switch pin.
The drawing serves as an explanation. This shows in: Fig. 1, 2 and 3 vertical sections of a switch for high voltage, with the switch room surrounding metal screens in a known manner and a switch pin that can be removed from the switch while the fixed switch contacts are live, in three different ways Positions of the switching pin and, in FIGS. 4, 5 and 6, corresponding cross sections of a switch according to the invention.
In Fig. 1, 2 and 3, 1 is a switch room in which there are fixed switch contacts 2 and 3 and an axially movable switch pin 4. The switching pin 4 is connected to a drive mechanism (not shown) through an insulator 5. The switching room 1 is surrounded by a double-walled jacket consisting of a metal outer wall 6, an inner wall 7 consisting mainly of insulating material, and a space 8 between the walls 6, 7 filled with an insulating medium of high quality. The fixed switching contacts 2, 3 are conductively connected to the metal screens 9 and 10, which are arranged in the insulating space 8. The fixed switching contacts 2, 3 are connected to outer conductors by means of bushing insulators 11, 12.
In Fig. 1, the switch is in the on state. The control room 1 is almost electrical
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Relieved because the screens 9 and 10 hold the parts of high field strength of the electric field between the high voltage conductive parts 2, 3, 4 of the switch and the grounded metal vessel 6 within the space 8 with high quality insulating medium. The screen 10 extends so far in the axial direction that even when the switch is switched off (Fig. 2) the electric field between all switching contacts, including the raised switching pin 4 and the metal vessel 6, is almost exclusively in the insulating jacket 8.
If you want to be able to remove the switch pin from the switch in the manner shown in FIG. 3 while the switch contacts 2, 3 remain under voltage, the length of the insulating jacket 6, 7, 8 must be so great that the insulation distance between the upper edge of the live screen 10 and the lower end of the switching pin 4 on the one hand and between the upper end of the switching pin 4 and the lid 13 of the grounded vessel 6 on the other hand always remains sufficient. This isolation distance extends, however, in the isolation medium located in switch room 1 and contaminated by the switching process, so that a large safety factor must be taken into account when determining this distance.
As a result of these circumstances, the switch shown in FIGS. 1, 2, 3 has a very large axial dimension.
According to the example of the invention according to FIGS. 4, 5 and 6, the screen 10 of the switch shown in FIGS. 1, 2, 3 is divided into two separate coaxial parts 10a and 10b, which are only used when the switch is switched off (FIG. 5 ) are conductively connected to each other by the switching pin 4 and then just as well keep the electric field between the switching pin 4 and the metal vessel outside the switching room 1 as the screen 10 in Figs. 1, 2 and 3. The screen 10b is in the switched-off position of the Switching pin 4 is conductively connected to this pin by sliding contacts 14.
If, in this embodiment, the switching pin 4 is removed from the switch while the fixed switching contacts 2, 3 are under voltage (FIG. 6), the screen 10b is switched off from the fixed switching contact 3 as soon as the switching pin 4 has left this fixed contact. In this case, only the screen 10a remains directly connected to the parts under voltage, while the screen 10b adjusts itself to a floating potential, for example. In addition, the insulating separation between the screens 10a and 10b is almost entirely within the insulating jacket 8 of high quality when the switching pin 4 has been pulled up so far that its conductive part approaches the earthed cover 13 and the screen 10b thus assumes earth potential .
The potential control in the axial direction obtained by dividing the screen 10 means that the switch can be made much shorter in the axial direction, as can be clearly seen from a comparison of the constructions according to FIGS. 1 to 3 and FIGS. 4 to 6.
It will be understood that the screen 10 can also be distributed in more than two coaxial parts, each of which is conductively connected to the switching pin 4 in its switched-off position. The screens 9, 10a and 10b can be arranged in the space 8 or embedded in the insulating inner wall 7. For the control of the electric field at the edges of the screens, these edges can be surrounded by several concentric rings, which are isolated from one another in the manner of the capacitor layers and ensure favorable potential control.