DE1690143B2 - Lasttrennschalter - Google Patents

Description

Das Patent 16 90 113 betrifft einen Lasttrennschalter mit einem mindestens überwiegend in freier Luft geradlinig beweglichen Schaltstück, das in der l-'inschaltstcllung ein leststcliendes Schaltstück mit einein (VuufiinntlcM (jleiikoiitnktsiück verbindet, und mil einer Lastschaltstelle, die von dem Gleitkontaktstück und dem diesem zugeordneten Ende des beweglichen Schaltstückes gebildet wird und ein das bewegliche Schaltstück umgebendes bewegliches Isolierstoffrohr und ein mit dem Gleitkontaktstück verbundenes feststehendes Isoliersioffrohr aufweist, das das bewegliche Isolierstoffrohr in der Ausschaltstellung umgibt.

Schalter der vorgenannten Art werden nach dem Vorschlag des Patents so ausgebildet, daß das bewegliche Isolierstoffrohr und das bewegliche Schaltstück in an sich bekannter Weise miteinander fest verbunden sind und daß die Trennstrecke zwischen dem feststehenden Schaltstück und dem beweglichen Schaltstück bei Beginn des Ausschaltvorganges durch eine Hilfsschaltstelle überbrückt ist. die sowohl während des Ausschaltvorganges als auch während des Einschaltvorganges leistungslos schaltet.

Die Ausbildung nach dem Hauptpatent ergibt den Vorteil einer sehr gedrängten Bauweise. Man kommt also für gegebene Leistungen mit außerordentlich kleinen Abmessungen aus. Dies bedeutet umgekehrt eine hohe dielektrische Beanspruchung des Schalters. Hierdurch waren bisher die Grenzen des Schalters bestimmt.

Bei einem bekannten Lasttrennschalter, der mit einer Schubbewegung des beweglichen Schaltstückes arbeitet (DT-PS 10 85 216), sind zur Abschirmung des Schaltstiftes, des Festkontaktes und der Anschlußklemme großflächige Isolierstoffteile vorgesehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angestrebte Verringerung der Abmessungen mit wesentlich geringerem Aufwand zu erreichen.

Erfindungsgemäß sind hierzu das feststehende Schaltstück und der Gleitkontakt auf der der Schaltstrecke abgekehrten Seite rr.it Isolierstoffteilen abgedeckt, die daneben nur an einer geerdeten Teilen abgekehrten Stelle von Schaltstück und Gleitkontakt eine mit Befestigungsmitteln versehene Metallflächc als Anschlußstelle frei lassen.

Bei dem neuen Schalter bleiben nur die für die Funktion des Schalters notwendigerweise blanken Metallteile ungeschützt.

Alle anderen Teile sind mit Isolierstoff abgedeckt und damit dielektrisch entlastet. Man kann mit der Erfindung, wie Versuche bewiesen haben, eine um etwa 30 % höhere Spannungsfestigkeit gegenüber einem Schalter erreichen, bei dem Schaltstück und Gleitkontakt völlig als blanke Metallteile ausgeführt sind.

Erstaunlicherweise gestattet die Erfindung darüber hinaus noch eine Verbilligung des Schalteraufbaues. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Metallteile vereinfacht werden können, weil die früher notwendigen Befestigungsmöglichkeiten an den Metallteilen wegfallen können. Die als Ersatz dienenden Befesligungsmöglichkeiten an den Isolierstoffteilen kosten dagegen weit weniger, weil die lüolierstoffteile als Kunststoffprcß- oder -spritzgußstücke mit viel geringerem Aufwand auch als komplizierte Formteile hergestellt werden können. In den Kiinsistofftcilcn kann man dann die Metallteile mit nur wenigen einfachen Hiniersehneidungcn. ■/.. B. mit Hilfe einer Schwalbcnschwan/.verbindung festlegen.

Wie bereits im llauptpatent beschrieben, kann man bei dem Schalter nach der Erfindung eine Isolierstoffabdeckung am Gleitkontakt vorsehen, die zum feststehenden Schaltstück hin gerichtet ist und über das bewegliche Isolicrstoffrohr greift. Diese IsolierslolTabdeckung kann nach der vorliegenden Erfindung

• 'eiterhin dazu genutzt werden, den Gleitkontakt bis auf die Anschlußfläche und die Flächen, die für die Funktion des Schalters notwendig sind, spannungsfest abzudekken.

Zur Erhöhung der dielektrischen Festigkeit kann man Metallteile, die die Stoßfläche zwischen zwei Isolierstoffteilen durchsetzen, mit einer im Bereich der Stoßfläche längs einer Äquipotentialfläche verlaufenden lsolierstotffläche umgeben. Die Isolierstofffläche kann von den Isolierstoffteilen selbst gebildet werden. Man kann aber auch zusätzlich ein Isolierstoffrohr verwenden, das die Metallteile umgibt. Unter Umständen genügt hierzu schon ein Isolierstoffschlauch.

Zur näherer Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Lasttrennschalter für Mitt?lspannung, r. B. für 20 kV, in der Einschallstellung in einem Längsschnitt:

F i g. 2 ist ebenfalls ein Längsschnitt. Der Schalter nimmt jedoch die Ausgangsstellung ein;

F i g. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit der Befestigung des Gleitkoniaktes.

In F i g. 1 ist mit t der aus Profilblcchen zusammengeschweißte geerdete Grundrahmen bezeichnet, der die Pole des Schalters trägt. Üblicherweise wird es sich um einen dreipoligen Schalter handeln, wie er für Drehstromnetze verwendet wird. Am Grundrahmen I ist die Strombahn des Schalters mit zwei symmetrisch angeordneten gleichen Stützisolatoren 2 befestigt. Die Stützisolatorcn 2 bestehen aus Gießharz. Sie haben rechteckige Querschnitte er.isprcchend dem aus der Figur ersichtlichen Profil.

Das feststehende Schaltstück 3 des Schalters besteht aus einem im Querschnitt annähernd rechteckigen Ring aus Kupfer, der mit einer abgerundeten Kante der Schaltstrccke des Schalters zugekehrt ist. An den Ring ist auf der dem Rahmen t abgekehrten Seite ein Vorsprung mit einer Anschlußfläche 4 angeformt. Das Schaltstück 3 ist an einem Isolierstoffteil 20 befestigt, an dem auch ein Träger 21 für ein feststehendes Hilfsschaltstück 13 angebracht ist. Der Träger 21 ist in den Isolierstoffteil 20 eingelassen, wie der aus Fig. 1 ersichtliche Querschnitt zeigt. Der dazu er^rorderliche Hohlraum ist mit einer Isolierstoffplattc 22 abgedeckt.

Der andere Stützisolator 2 trägt einen feststehenden Gleitkontakt 5. An diesem ist auf der dem geerdeten Rahmen 1 abgekehrten Seite als Anschlußstelle die Klemmfläche 6 vorgesehen. Alle weiteren Seiten des metallischen Gleitkoniaktes 5 sind mit Isolierstoffteilen abgedeckt. Dazu gehört eine Isolierstoffabdeckung 25, die, wie man sieht, mit einem rohrförmigen Vorsprung 26 in die Schaltstrecke hineinragt. Die Isoliersloffabdekkung 25 ist auf dem Stützisolator 2 befestigt. Sie ist mit durchgehenden Schrauben mit einer Isolierstoffkappe 16 verbunden, die zur Löscheinrichtung des Schalters gehört.

Das bewegliche Schaltstück des Schalters ist ein Schaltstift 7, der aus Koniaktlamellcn 10 besteht. Die Lamellen sind in ein Isolierstoff rohr 9 eingebettet. Sie werden dort mit Hilfe eines inneren Mctallrohres 11 mit zwei Wulsten nach außen gedrückt. Das Metallrohr 11 enthält einen beweglichen ! ülfsschaltsiift Ί2. Dieser bildet zusammen mit dem feststehenden Hilfsschaltstück 13 eine nacheilend öffnende Hilfsschallslelle, wie im Hauptpatent im einzelnen beschrieben ist.

Der Schaltstift bewegt sich beim Schallen geradlinig auf seiner Längsachse. Er wird dabei von einer Isolierstoffschwinge 8 angetrieben, die auf einer im Grundrahmen 1 gelagerten Welle siizt. Die Schräge 14 erleichtert beim Einschalten dat- Einlaufen des Schaltstiftes 7 in den Gleitkontakt 5.

Bei der Bewegung in Ausschaltrichtung entsteht ein Lichtbogen zwischen dem Schaltstift 7 und dem Gleitkontakt 5, der schnell von den Lamellen 11 auf einen Abbrandring 15 kommutiert wird. Die Lastschaltung findet also mit den Teilen der Hauptstrombahn statt. Die Hilfsschaltstelle mit dem Hilfsschalistift 12 und dem feststehenden Hilfsschaltstück 13 ist zunächst noch geschlossen. In F i g. 2 ist dieser Vorgang strichpunktiert angedeutet.

Der Lichtbogen zwischen dem Gleitkontakt 5 und dem diesem zugeordneten Ende des Schaltstiftes 7 zersetzt das Material der Kappe 16. Dadurch entsteht eine Gasströmung, die aus der Kappe und durch Schlitze zwischen der Kappe und dem Gleitkontakt 5 in Ausblaskanäle 17 führt. Diese Gasströmung löscht den Lichtbogen.

Für den Fall, daß eine Löschung besonders bei kleinen Strömen wegen geringer Gasentwicklung unerwünscht lange dauert, schließt eine Isolierstoffscheibe 18 den Schaltstift 7 auf der dem Gleitkontakt zugekehrten Stirnseite ab. Dies sorgt für eine Blaswirkung durch Luft, die bei der Ausschaltbewegung in dem Raum der Kappe 16 komprimiert wird. Eine Metallplatte 19 an der anderen Stirnseite des Schaltstiftes 7 sorgt tür eine Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes, so daß nur kurze Vorüberschlagslichtbogen vorkommen können.

Die Fig. 3 läßt erkennen, daß der Gleitkontakt 5 ein recht einfacher Met nil teil ist. Er besteht lius dem aus der Figur ersichtlichen Ring mil dem Forlsatz 28. der die Anschlußfläche 6 mit der Gewindebohrung 30 für eine Anschlußschraube bildet. Der Fortsatz 28 ist symmetrisch so ausgebildet, daß auf beiden Seiten eine Hinterschneidung entsteht, wie bei 32 und 33 angedeutet ist. Mit Hilfe dieser Hinterschneidung wird der metallene Gleitkontakt in dem Isolierstoffkörper 25 festgehalten, nachdem dieser mit Schrauben 35 auf den Stützisolator 2 aufgeschraubt wurde. Anschließend wird durch die bei 36, 37 und 38 sichtbaren Löcher eine Schraubenverbindung hergestellt, mit der Isolierstoffteil 25 und Isoliersioffkappc 16 miteinander verbunden werden. Dadurch ist der Gleitkontakt allseitig mit Isolierstoff abgedeckt. Nur die Anschlußfläche 6 ist für den Anschluß blank gelassen.

Eine entsprechende Ausbildung des feststehenden Schaltstückes 3 sorgt dafür, daß nur die der Schaltstrekke zugekehrte Seite und die geerdeten Teilen abgekehrte Anschlußfläche 4 blank vorhanden sind. Deshalb erreicht der neue Schalter die eingangs erwähnten guten dielektrischen Eigenschaften.

Aus der F i g. 3 geht ferner hevor, daß die Schraube 35, die als Metallteil die Stoßfläche zwischen dem Stützisolator 2 und dem Isolierstoffteil 25 durchsetzt, mit einem Kunststoffschlauch 40 umgeben ist. Der Kunststoffschlauch 40 bildet eine rohrförmigc Isolicrstc^ft'fläche, die einer Äquipotentialfläche folgt. Dadurch wird vermieden, daß von der Schraube 35, die ein fließendes Potential hat, Entladungen ausgehen und die Stoßfläche zwischen .Stützisolator 2 und IsolicrstolTieil 25 beanspruchen.

Hervorzuheben ist noch, daß mit Ausnahme der Stützisolatoren sämtliche Isolierstoffteile des Schalters aus Polyoxymethylen bestehen. Dies hat sich bei allen Versuchen ausgezeichnet bewährt und ist auch im I linblick auf die Verarbeitung zu empfehlen.

Hierzu 2 B'ult Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Lasttrennschalter mit einem mindestens überwiegend in freier Luft geradlinig beweglichen Schaltstück, das in der Einschaltstellung ein feststehendes Schaltstück mit einem feststehenden Gleitkontaktstück verbindet, und mit einer Lastschaltstelle, die von dem Gleitkontaktstück und dem diesem zugeordneten Ende des beweglichen Schaltstückes gebildet wird und ein das bewegliche Schaltstück umgebendes bewegliches Isolierstoffrohr und ein mit dem Gleitkontaktstück verbundenes feststehendes Isolierstoffrohr aufweist, das das bewegliche Isolierstoffrohr in der Ausschaltstellung umgibt. wobei das bewegliche Isolierstoff rohr und das bewegliche Schaltstück in an sich bekannter Weise miteinander fest verbunden sind and die Trennsirekke zwischen dem feststehenden Schaltstück und dem beweglichen Schaltstück bei Beginn des Ausschalt-Vorganges durch eine Hilfsschaltstelle überbrückt ist, die sowohl während des Ausschaltvorganges als auch während des Einschaltvorganges leis'.ungslos schaltet, nach Patent 16 90 113 dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Schaltstück (3) und der Gleitkontakt (5) auf der der Schaltstrecke abgekehrten Seite mit Isolierstoffteilen (16, 20, 25) abgedeckt sind, die daneben nur an einer geerdeten Teilen abgekehrten Stelle von Schaltstück (3) und Gleitkontakt (5) cine mit Befestigungsmitteln versehene Mctallfläche als Anschlußstelle (4,6) frei lassen.

2. Lasttrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Schaltstück (3) und der Gleitkontakt (5) mit Hilfe der lsolicrslofftci-Ie (20, 25) an den die Strombahn des Schalters tragenden Stützisolatoren (2) festgelegt sind

3. Lasttrennschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkontakt (5) mit Hilfe einer Schwalbcnschwanzverbincung (Hinterschneidüngen 32, 33) in dem zugehörigen Isolierstoffteil (25)festgelegt ist(Fig. 3).

4. Lasttrennschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zuir Gleitkontakt (5) gehörende Isoliersiofftcil (25) mit einer über das bewegliche Isolicrstoffrohr (9) greifenden Isolierstoffabdeckung (26) vereinigt ist.

5. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Metallteile (Schraube 35), die die StoßPäche zwischen zwei Isolierstoffteilen (2, 25) durchsetzen, von einer im Bereich der Stoßfläche längs einer Äquipotentialfläche verlaufenden IsolierstoWliichc (Schlauch 40) umgeben sind (F i g. 3).

b. Lasttrennschalter mich Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolicrs'offflächc von einem die Stoßfläche durchsetzenden zusätzlichen Isolicrstoffrohr (Schlauch 40) gebildet wird.

7. Lasttrennschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffleile aus Polyoxymelhylen bestehen.