DE1205606B - Aus Giessharz bestehendes Antriebsglied fuer Hochspannungsschalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

HOIh

Deutsche Kl.: 21c-40/50

Nummer: 1205 606

Aktenzeichen: S 59043 VIII d/21 c

Anmeldetag: 18. Juli 1958

Auslegetag: 25. November 1965

Die Erfindung betrifft ein aus Gießharz bestehendes Antriebsglied für Hochspannungsschalter mit mehreren gleichen, vorzugsweise symmetrischen Rippen. Die Antriebsglieder dienen zur Übertragung der Antriebskraft von dem auf Erdpotential liegenden Antrieb, z.B. Druckluftantrieb, auf das bewegliche Schaltstück. Die zu übertragende Bewegung ist bei Trennschaltern mit einem um einen Drehpunkt schwenkbaren Trennmesser im wesentlichen eine Längsbewegung. Vielfach dienen die Antriebsglieder aber auch als sogenannte Isolierwellen 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 für Hochspannungsschalter mit mehreren gleichen, vorzugsweise symmetrischen Rippen. Zum Unterschied von den bekannten Antriebsgliedern schließen die Seitenflanken der Rippen einen spitzen Winkel von ungefähr 30° oder weniger miteinander ein, der Rillengrund ist im Querschnitt geradlinig, und die Rippen sind an ihrer Außenkante und am Übergang zu dem zylindrischen Strunk mit einem kleinen Radius von etwa 1 mm gerundet. Dadurch wird, wie Versuche gezeigt haben, eine wesentlich größere elektrische Festigkeit bei Verschmutzung als bei den bekannten aus Gießharz bestehenden Antriebsgliedem erreicht, die mit den erwähnten stark abgerundeten Rillen und Wülsten versehen sind.

Es ist bereits ein Hängeisolator für Hochspannung angegeben worden, der aus mehreren, über Metallteile miteinander verbundenen Isolierkörpern besteht. Die Isolierkörper sind mit Rippen versehen, die an einem im Querschnitt geradlinigen Strunk angeordnet sind und einen Winkel von weniger als 30° miteinander einschließen. Der bekannte Hängeisolator ist jedoch als Antriebsglied ungeeignet. Bei Druckkräften, wie sie bei Schubbewegungen auftreten, würde er wegen der gelenkigen Verbindung der Isolierkörper durch Ausknicken ausweichen. Bei Torsionsbeanspruchungen infolge einer Drehung würden die Isolierkörper durch die Metallteile zersprengt werden, weil diese dann starke Biegemomente ausüben und nicht nur die allein zulässigen Aus Gießharz bestehendes Antriebsglied für
Hochspannungsschalter

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Georg Kirch, Berlin-Hermsdorf;

Dipl.-Ing. Hans v. Cron,

Willi Olsen, Berlin

Druckspannungen hervorrufen. Der Hängeisolator ist deshalb auch ohne jeden Einfluß auf die Ausbildung von Antriebsgliedern geblieben.

Wie bekannt, lagern sich im Betrieb bei verunreinigter Luft auf dem Antriebsglied Fremdteilchen (Staub, Salz u. dgl.) ab, die gelegentlich feucht werden (Tau). Wird an ein solches Antriebsglied mit leitender (feuchter) Oberflächenfremdschicht Spannung angelegt, so fließt über die feuchte und daher leitende Fremdschicht ein Strom und trocknet die Schicht stellenweise aus. Bei der Ausbildung des Antriebsgliedes nach der Erfindug erreicht man den Vorteil, daß die stromdichte Zone im Rillengrund (Abtrocknungszone) lang ist, so daß relativ lange »Glimm«-zonen entstehen, die eine hohe Spannung tragen können. Das wiederum 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 ihm 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, um so geringer die Gefahr eines Überschlages wird. Sie sind theoretisch möglichst dünn auszubilden, da bei einer gegebenen Bauhöhe und Rippenzahl die Länge (Höhe) des Rillengrundes um so größer wird, je

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dünner die Rippen sind. Dabei muß beachtet werden, daß die Rippenteilung, d.h. der Abstand der Rippen, ein bestimmtes Maß nicht unterschreitet, weil sich sonst eine schwer entfernbare Schmutzschicht in den Rillen bilden kann. Man wird die Rippenteilung nicht kleiner als 8 mm machen.

Aus praktischen Gründen muß man aber davon absehen, die Rippen mit großer Ausladung und sehr dünn auszuführen. Wie durch Versuche festgestellt ist, ergibt sich bei Antriebsgliedern, die aus Gießharz oder einem diesem hinsichtlich mechanischer Festigkeit ähnlichen Material hergestellt sind, eine zweckmäßige Bemessung, wenn die Seitenflanken der Rippen einen Winkel von 30° oder weniger miteinander einschließen. 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. Den Durchmesser des Antriebsgliedes einschließlich der Rippen wird man ungefähr 40 bis 80% größer machen 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 Ioslierwelle 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 dem Außendurchmesser D = 50 mm. Der Rillengrund 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 symmeirisch ausgebildet, wobei die Seitenflanken einer Rippe im Querschnitt einen Winkel α von 30° miteinander einschließen. Die Länge a des geradlinigen Rillengrundes verhält sich im Ausführungsbeispiel zur Länge b des geradlinigen Teiles der Seitenflanke einer Rippe im Querschnitt ungefähr wie 1,1 zu 1. Man wird zweckmäßig das Verhältnis α zu δ nicht kleiner als 0,5 und nicht größer als 1,5 machen. Der Übergang zwischen Rillengrund und Rippe soll möglichst scharf sein, damit sich an dieser Stelle die Stromdichte plötzlich ändert. Man wird deshalb den Radius r₁ ungefähr 1 mm machen. Auch der Radius r.₂ wird klein, z. B. zu 1 mm gewählt. Mit t ist die Rippenteilung bezeichnet. Das Durchmesserverhältnis D: d ist im Ausführungsbeispiel 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 anderen 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 wiederum symmetrisch ausgeführt mit einem Winkel λ von 30° 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 Kreisbögen und zwei parallelen Geraden begrenzt sind, wie die F i g. 4 in einer Draufsicht zeigt. Dadurch erhält man die Möglichkeit, die zur Befestigung weiterer Antriebsglieder dienenden, mit einem Gewinde versehenen Buchsen 10 mit einem größeren Abstand / voneinander anzuordnen und so ein gegebenes Drehmoment mit kleineren Kräften zu übertragen. Die abgeflachte Form der beiden Endteile bietet auch leicht die Möglichkeit, andere zur Übertragung von Drehmomenten geeignete Armaturen anzubringen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Aus Gießharz bestehendes Antriebsglied für Hochspannungsschalter mit mehreren gleichen, vorzugsweise symmetrischen Rippen, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken der Rippen (1) einen spitzen Winkel (α) von ungefähr 30° oder weniger miteinander einschließen, daß der Rillengrund (2) im Querschnitt geradlinig ist, und daß die Rippen an ihrer Außenkante und am Übergang zu dem zylindrischen Strunk mit einem kleinen Radius (r₂, T₁) von etwa 1 mm gerundet sind.

2. Antriebsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenteilung (i) mindestens gleich 8 mm ist.

3. Antriebsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Außendurchmesser (D) der Rippen zum Durchmesser des Strunkes (d) verhält wie 1,3 bis 1,8:1.

4. Antriebsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge (ä) des Rillengrundes zur Länge (b) des geradlinigen Teiles der Seitenflanke einer Rippe im Querschnitt gleich 0,5 bis 1,5 ist.

5. Antriebsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an einem mit Rippen

versehenen zylindrischen Teil des Antriebsgliedes zwei rippenlose Endstücke (3) rechteckigen Querschnittes anschließen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 467 799, 569 237; deutsche Auslegeschrift Nr. 1119 938; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1742 873; schweizerische Patentschriften Nr. 230 338, 909,314237;

britische Patentschrift Nr. 447138; französische Patentschrift Nr. 1063 895;

Elektrotechnische Zeitschrift, 78 (1957), gäbe A, S. 384/89.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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