DE1243762C2 - Giessharzkoerper fuer elektrische schalter - Google Patents

Description

Es ist bekannt, in elektrischen Schaltern als Löschmittel für den Ausschaltlichbogen fluorhaltigc Stoffe, insbesondere Schwefelhexafluorid, zu verwenden, die lieh bekanntlich durch eine große Schaltleistung und durch gute Isoliereigenschaften auszeichnen. Diese Schalter hat man bereits mit Hilfe von Gießharzkörpern aufgebaut, was unter anderem den Vorteil ermöglicht, die Schaltkammer zusammen mit den Stützisokiloren in einem Stück herzustellen. Man spurt dadurch Dichtungsstellen, die wegen der für solche behälter erforderlichen großen Gasdichtigkeit unerwünscht sind.

An die Gießharzkörper werden extrem hohe Anforderungen gestellt. In mechanischer Hinsicht werden sie zumeist stoßartig durch einen beträchtlichen Druck beansprucht, wenn das Löschmittel beim Schalten auf den Cießharzkörper einwirkt. Hinzu kommen noch Stöße, die von beweglichen Schalterteilen ausgehen. Außerdem sind die Gießharzkörper aber auch elektrisch hoch beansprucht, weil man bestrebt ist, die guten Isoliereigenschaften des fluorhaltigen l.öschmittels durch kleine Abmessungen des Schalters auszunutzen. Diesem Bestreben sind bisher Grenzen geset/t. weil die im Hin blick auf die mechanischen Anforderungen verwende ten Fpoxydharze auf Aromatcnbasis dielektrisch nicht ganz befriedigen. Sie können nämlich unter der Einwirkung des Lichtbogens an der Oberfläche in gewissem Maße leitend werden und deshalb bei kleinen Ahsiänden /ti I Iberschlägen führen.

Man hat bereits vorgeschlagen, in aus Gießharz bestehenden Schaltkammern an besonders gefährdeten Stellen Einsätze, z. B. aus Sintermaterial od. dgl., einzufügen. Diese Einsätze sind aber teuer und erschweren die Herstellung der Schaltkammer.

Durch die Erfindung kommt man dagegen zu einem Gießharzkörper, der in mechanischer und elektrischer Beziehung voll befriedigt und dennoch ohne nennenswerten Mehraufwand gefertigt werden kann. Her neue Gießharzkörper ist erfindungsgemäß so aufgebaut, daß er auf der mit dem Löschmittel in Berührung kommenden Seite eine Schicht aufweist, die aus einem cycloaliphatischen Gießharz mit Flußspat (CaF:) als Füllstoff besteht, während der Rest des Gießharzkörpers in an sich bekannter Weise aus einem mechanisch hochwertigen, vorzugsweise aromatischen Gießharz mit Quarzmehl als Füllstoff besteht.

Bei dem Gießharzkörper nach der Erfindung bildet die aus cycloaliphatische!!! Harz mit Flußspat bestehende Schicht schon bei geringer Dicke von ¹Z: bis 1 mm eine widerstandsfähige Abdeckung des vorzugsweise aus aromatischem Harz bestehenden, mechanisch festen Teiles. Die Schicht ist nicht nur gegenüber der Lichtbogenwärme, sondern auch gegen Zersetzungsprodukte des fluorhaltigen Löschmittels, die im Lichtbogen entstehen und nicht sofort rekombinieren oder sich im Filter niederschlagen, vorteilhaft beständig. Deshalb ist die dielektrische Festigkeit des Gießharzkörpers, wie Versuche gezeigt haben, auch nach !anger Betriebsdauer ohne Einbuße an mechanischer Festigkeit höher als bei den bisherigen Gicßharzschaltkamtnern.

Die Erfindung unterscheidet sich auch von dem aus der deutschen Auslegeschrift 10 72 666 bekannten Verfahren zur Isolierung von Sammelschicnen für Hoch spannungsleiter, bei dem angehärtete Gießharzplatten mit Hilfe von Abstandsstücken, die ebenfalls aus angehärtetem Gießharz bestehen, so um die Leiter hcrumgruppiert worden, daß sie als Form für den anschließenden Gießvorgang dienen können. Durch das bekannte Verfahren sollen die großen Formen eingespart werden, die sonst zum Umgießen langer elektrischer Leiter benötigt werden. Für die Plat.en und Abstandsstücke wird das gleiche Gießharz verwendet, das dann auch in die von den Platten gebildete Form gegossen wird. Die mechanischen Beanspruchungen des Gießharzes sind gering. Elektrische Beanspruchungen durch den Lichtbogen kommen praktisch nicht vor.

Bei der Erfindung kommt es dagegen darauf an, daß man durch die Vereinigung unterschiedlicher Gießharze zu einem mechanisch und elektrisch einwandfreien Körper mit geringem Aufwand eine besonders günstige Anpassung an die Beanspruchungen erhält. Die durch den Lichtbogen oder Zersetzungsprodukte beanspruchte Seite ist durch lichtbogenfestes cycloaliphalisches Harz geschützt, das keine Kriechspuren bildet, während das dem Lichtbogen abgekehrte Gießharz die notwendige große mechanische Festigkeii liefert. Die Formgebung geschieht dabei durch bekannte Gießformen, die vorzugsweise aus Metall bestehen, so daß praktisch keine weitere Bearbeitung erforderlich ist.

Die Herstellung der Gießharzkörper kann so erfolgen, daß eine die Gestalt des Körpers bestimmende Form mit dem für die Oberflächenschicht vorgesehenen Harz /B. durch Ausschleudern oder Bestreichen beschichtet wird. Dieses Verfahren ist in der Gießhar/-technik an sich bekannt. Hierbei kann man die ganze Form bestreichen, wenn der Körper auf allen Seiten

mit dem Überzug versehen sein soll. Häufig wird es aber auch genügen, nur eine Seite, beispielsweise die Innenseiie, eines Gießharzhohlkör; ;rs mit der Schicht zu versehen. In diesem Fall kann man mit Vorteil eine streichfähige Harzmischung verwenden, die mit einem -^s Spachtel auf den Kern aufgetragen wird, der der Hohlraum des Gießharzhohlkörpers bestimmt. Die Schicht wird vor Ji_r weiteren Bearbeitung angehärtet. Danach wird die Form mit dem mechanisch hochwertigen Gießharz mit Quarzmehl als Füllstoff gefüllt. Anschließend werden bnide Harze gemeinsam ausgehärtet. Es entsteht dann ein weitgehend einheitlicher Körper, der wegen praktisch gleicher Temperaturausdehnungskoeffizienten auch bei Temperaturwechseln keine Sprünpe oder Risse zeigt, die die elektrische Festigkeit beein- '5 trächtigen.

Die Formteile können vor dem Auftragen der Schicht vorgeheizt werden, wie an sich bekannt ist. Eine bei Versuchen bewährte Temperatur beträgt beispielsweise 100° C.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.

Zum Herstellen der als Ganzes mit 1 bezeichneten Schaltkammer für einen Mittelspannungs-Leistungsschalter mit Schwefel, exafluorid als Löschmittel für den Ausschaltlichtbogen wird Gießharz mit einer zweiteiligen Form 2 vergossen, die in der Zeichenebene geteilt ist. Die Schaltkammer t besitzt einen Hohlraum, der beim Gießen mit dem Kern 3 ausgefüllt ist, und -^1ιΊ zwei in Jen Hohlraum führende Hohlstützer 5 und 6. die inü Hilfe von Kernen 7 und 8 gegossen werden.

Vor dem Gießen wird ein streichfähige Masse aus 100 Teilen cycloaliphatische:! Gießharzes. 70 Teilen Polykarboxylsäureanhydrid und 500 Teilen Flußspat ^ (CaF:) dadurch hergestellt, daß die Teile der Mischung auf annähernd 100"C vorgewärmt und in einem Rührwerk miteinander gemischt werden. Die Masse ist hochviskos (zähflüssig), so daß sie nicht tropft. Sie wird mit einem Spachtel auf die Kante 3, 7 und 8 aufgetragen. Auf diesen bildet sie nach dem Anhärten durch eine dreistündige Erwärmung auf 120"C eine etwa 1 mm dicke liclitbogenfeste Schicht 10.

Die Kerne ■ nit der Schicht 10 werden anschließend in die Form 2 eingesetzt. Diese wird in bekannter Weise evakuiert und dann über den Anguß 12 mit einem bekannten Epoxydharz gefüllt, das mit etwa 60% Quarzmehl gestreckt ist. Dann wird die Form über sieben Stunden bis 160°C erwärmt und dadurch das Gießharz ausgehärtet. Es entsteht eine Schaltkammer, die als Verbundkörper aus dem mechanisch hochwertigen äußeren Teil 13 mit einer Wandstärke von 1 bis 3 cm und der lichtbogenfesten Schicht to mit der erwähnten Wandstärke von beispielsweise 1 mm besteht. Beide Teile sind so miteinander verbunden, daß sie praktisch einen einstückigen Körper bilden. Die Ausdehnungskoeffizienten sind gleich, so daß der Körper unempfindlich gegenüber Temperaturwechseln ist.

Nach dem Aushärten wird an die Stelle des Kernes 3 die Löscheinrichtung eingebaut. Die Stirnseiten werden durch Metallteile verschlossen, die den elektrischen Anschluß der nicht gezeichneten Schaltslücke ergeben. An den Stützisolatoren wird ein Gasbehälter angebracht, so daß beim öffnen eines Ventils in bekannter Weise eine Gasströmung einsetzt, die das bewegliche Schaltstück in die Ausschaltstellung bringt und den dabei entstehenden Ausschaltlichtbogen löscht. Auf Grund der Schicht 10 können weder der Lichtbogen noch gegebenenfalls dabei entstehende Zersetzungsprodukte die elektrische Festigkeit im Innern der .Schaltkammer beeinträchtigen, weil die diesen ausgesetzte Seilt· durch die Schicht geschützt wird.

Die Erfindung kann unter Umständen auch so verwirklicht werden, daß die Kerne 3, 7 und 8 im Tauchverfahren beschichtet werden. Hierzu ist die Fließfähigkeit der die Schicht 10 bildenden, streichfähigen Masse. z. B. durch Verringerung des Füllstoffanteils zu erhöhen. Gegebenenfalls kann das Tauchverfahren mehrmals ausgeführt werden, bis die gewünschte Schichtdikke entsteht.

Beim Ausführungsbeispiel ist die ganze Innenseite der Schaltkammer 1 mit der Schicht 10 versehen. Die Erfindung ist aber auch ausgezeichnet für Gießharzkörper geeignet, die nur an einzelnen, besonders gefährdeten Stellen einen Überzug 10 erhalten sollen. Zu diesem Zweck werden nur die entsprechenden Abschnitte der Form mit dem lichtbogenfesten Harz beschichtet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Gießharzkörper für elektrische Schalter mit einem fluorhaltigen Löschmittel für den Unterbrechungslichtbogen, insbesondere Schwefelhexafluorid (SFb), dadurch gekennzeichnet, daß der Gießharzkörper auf der mit dem Löschmittel in Berührung kommenden Seite eine Schicht aufweist, die aus einem cycloaliphatischen Gießharz mit Flußspat (CaF:) als Füllstoff besteht, während der Rest des Gießharzkörpers aus einem mechanisch hochwertigen, vorzugsweise aromatischen Gießharz mit Quarzmehl als Füllstoff besteht.

2. Verfahren zum Herstellen von Gießharzkörpern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der Form des Gießharzkörpers mit dem cycloaliphatischen Harz in an sich bekannter Weise beschichtet und nach dem Anhärten mit dem mechanisch festen Gießharz gefüllt wird, worauf beide Schichten gemeinsam ausgehärtet werden.

3. Verfahren zum Herstellen von hohlen Gießharzkörpern nach Anspruch 1. mit einem mit der Schicht zu versehenden Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß das cycloaliphatische Harz in streichfähiger Konsistenz auf einen den Hohlraum bestimmenden Kern aufgebracht und daß der Kern nach dem Anhärten in eine die Außenseite des Gießharzkörpers bestimmende Form eingesetzt wird, die mit mechanisch hochwertigem Gießharz gefüllt wird, das zusammen mit der Schicht ausge härtet wird.

4. Verfahren zum Herstellen von Gießharzkörpern nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Form vor dem Auflagen der Schicht in an sich bekannter Weise vorgeheizt wird.