DE1765925B2 - Hochspannungssteckvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Hochspannungssteckvorrichtung mit einem Steckerteil und einem Buchsenteil, die je ein leitendes Gehäuse und je einen in diesem angeordneten Isolierstoffeinsatz haben, in denen ein sich innerhalb des Isoliereinsatzes des Steckerteiles erstreckender Steckerstift beziehungsweise eine innerhalb des Buchsenteiles angeordnete Buchse vorgesehen sind.

Es ist bereits eine Hochspannungssteckvorrichtung bekannt, bei der ein Kabel an ein winkelförmiges Steckerteil anschließbar ist. Innerhalb eines festen, ebenfalls winkelförmigen Gehäuses ist ein Isolierstoffmantel angeordnet, der das in dem einen Arm des Gehäuses hineinragende Kabel umgibt und im anderen Arm einen zylindrischen Hohlraum aufweist. In diesen ragt ein Steckerstift im Abstand von den Hohlraumwänden hinein, der über ein Verbindungsglied mit dem Kabelende verbunden ist. Dieser Steckerstift ist in eine Buchse eines Buchsenteils einsteckbar, das einen Isolierstoffmantel hat, welcher die Buchse und den anschließenden Leiterteil umgibt, wobei mit einem Halter diese Teile an dem Gehäuse eines Gerätes befestigt sind. Da bei dieser Bauart keine besonderen Mittel zur Löschung eines Lichtbogens zwischen Steckerstift und Buchse vorgesehen sind, können erhebliche Beschädigungen durch einen solchen Lichtbogen entstehen. Eine solche Vorrichtung kann deshalb praktisch nur in stromlosem Zustand betätigt werden (US-PS33 23 097).

Um einen elektrischen Schalter auch unter Last schalten zu können, ist es bekannt, besondere Mittel zur Lichtbogenlöschung vorzusehen. Hier ist an einer Schaltröhre aus Löschgas abgebendem Material ein haubenartiger Ansatz angebracht, in dem sich ein fester, an eine Leitung angeschlossener Ringkontakt befindet. In diesen ist ein Schaltstift einsteckbar, der in seiner Verlängerung einen Isolierstift aufweist, der ebenfalls aus einem Löschgas abgebenden Material besteht und der sich in eingeschaltetem Zustand, also mit dem Schaltstift im Ringkontakt, im Ansatz befindet. Hier entsteht beim Schalten ein Abreißlichtbogen in einer Art Kammer, wenn der Schaltstift den Ringkontakt verläßt. Der Lichtbogen kann dann in Schlitze der Schaltröhre eindringen, wobei Löschgas von dieser abgegeben wird. Dieses Löschgas und ferner vom Isolierstift stammendes, ionisiertes Löschgas kann jedoch aus der Schaltröhre ohne weiteres nach außen in die Umgebung dringen, ein Vorgang, der besonders bei Hochspannungsschaltern sehr gefährlich ist und zu Überbrückungen von leitenden Teilen führen kann (DT-PS 6 96 787).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochsparrnungssteckvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiterzubilden, daß sie unter Last gefahrlos geöffnet werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Isoliereinsatz des Buchsenteils einen länglichen, mit einer elektrisch leitenden Schicht versehenen Hohlraum hat, in dem die Buchse im Abstand von der Hohlrauminnenwand angeordnet ist und der an der dem Steckerstift abgewandten Seite abgeschlossen ist, daß im Hohlraum im Abstand von der Stirnseite der Buchse eine aus Löschgas abgebendem Material bestehende Auskleidung angeordnet ist, die einen Durchgang für den Steckerstift aufweist, und daß die Buchse an ihrem Slirnende durch Längsschlitze getrennte Finger hat und in ihrem Innern ein Folgeglied aus Löschgas abgebendem Material hat, das dem Steckerstift nachfolgend in den Durchgang der Auskleidung hineinverschiebbar ist.

Hier ist also ein geschlossener Hohlraum vorhanden, in dem sich das Löschgas ausbreiten kann. Es wird dabei kondensiert, gekühlt und zugleich auch entionisiert. Dabei ist es günstig, daß durch die austretenden Löschgase nicht noch weiteres Löschgas erzeugt und dadurch der Innendruck erhöht wird.

Im Zusammenhang mit der geschlitzten Buchse sei erwähnt, daß diese Konstruktion an sich bekannt ist. Beispielsweise ist ein elektrischer Flüssigkeits-Leistungsschalter bekannt, bei dem ein zylindrischer Schaltstift in eine federnde Buchse eintaucht, die mit Längsrillen versehen ist. Beim Einschalten verdrängt dann der Schaltstift das flüssige Löschmittel, und die entstehenden Lichtbogengase können ungehindert entweichen (DT-AS 10 36 979).

Auch bei einem Kleinstecker ist eine federnde Buchse bekannt, die radiale Schlitze aufweist, wodurch sich beim Einstecken eines Kontaktstiftes eine gute elektrische Verbindung ergibt (DT-Gbm 17 18 620).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer Hochspannungssteckvorrichtung,

F i g. 2 einen Längsschnitt gemäß F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der F i g. 2,

Fig.4 einen Querschnitt durch die Einzelteile der Anschlußvorrichtung der Fig. 3 in größerem Maßstab als diese,

Fig. 5 eine auseinandergezogrr>.e schaubüdüche Ansicht der Teile gemäß Fig. 3 und 4.

In den Fig. 1 bis 5 ist ein Buchsenteil 30 und ein geerdetes Steckerteil 32 dargestellt, die abgedichtet miteinander verriegelt sind. Die Hochspannungssteckvorrichtung; 30 weist ein leitendes Gehäuse 34 auf und ist im Querschnitt zylindrisch. Ein ebenfalls aus leitendem Material bestehender Verschlußdeckel 35 ist durch zwei Stifte 36 mit dem Gehäuse 34 in Art eines Bajonettverschlusses verriegelt, wobei eine innere Druckfeder 37 in verriegeltem Zustand zusammengepreßt wird, um so einen Axialdruck auf einen weichen, elastomere» Isolierstoffeinsatz 38 auszuüben, der an seinem unteren Ende durch einen Napf 39 begrenzt ist.

Der Isolierstoffeinsatz 38 ist in das Gehäuse 34 eingegossen und liegt gegen einen harten Isolierstoffeinsatz an, der fest eingegossen und im Gehäuse 34 gehalten ist. Dieser steht über das eine Ende des Gehäuses mit einem Kegelstück vor und bildet eine genormte, kegelige Abdichtfläche 4t, die einen Durchgang 42 für eine Anschlußvorrichtung hat.

Der Isolierstoffeinsatz 38 nimmt ein elektrisches Kabel auf, das eine Isolation 46 und einen Mantel 47 aufweist. Das Kabel 45 hat ferner eine Vielzahl von Erdungsdrähten 48. Die Druckfeder 37 gestattet es nun, einen verhältnismäßig großen Bereich von Durchmesseränderungen zu überbrücken, so daß ständig eine leerraumfreie Flächenabdichtung zwischen der Isolation 46 und dem Isolierstoffeinsatz 38 auch in getauchtem Zustand aufrechterhalten wird.

Die Hochspannungssteckvorrichtung 30 weist, um das Ende des Kabels 45 anzuschließen, eine Anschlußvorrichtung 50 auf, die einen Kabelanschluß :50a an einem Ende bildet. Der Kabelanschluß 50a hat ein längliches Anschlußglied 51 aus leitendem Material. In das längliche, axiale Aufnahmeloch 53 des Anschlußgliedes 51 kann nun ein leitender Steckerstift 52 eingesteckt werden, um so eine einen niedrigen Widerstand aufweisende Verbindung herzustellen. Der Steckerstift 52 ist mit dem abisolierten Kabelende 45a (siehe F i g. 2) des Kabels fest verbunden und hat ein ländliches axiales Aufnahmeloch 54. Nach Einstecken des Kabelendes 45a in das Aufnahmeloch 54 werden mit Hilfe eines Druckwerkzeuges od. dgl. die Wände dieses Aufnahmeloches nach innen fest an den Leiter 45a gepreßt. Der Steckerstift 52 hat einen zylindrischen Schaft 55 von kleinerem Durchmesser, der in das Aufn^hmeloch 53 des Anschlußgliedes 51 eingesteckt werden kann, so daß dort eine gute elektrische Verbindung vorhanden ist. Das das Aufnahmeloch 53 umgebende Anschlußglied 51 hat einen rechteckigen Querschnitt (siehe Fig. 3) und damit eine Vielzahl von ebenen äußeren Seitenflächen 58, die im Winkel zueinander angeordnet sind und damit eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden, parallelen Längskanten 59a bilden. Diese sind unter Bildung von schmalen abgeflachten äußeren Kantenflächen (siehe Fig.4) abgeflacht, die tangential zu einem Kreis sind, dessen Mitte auf der Längsmittelachse des Anschlußgliedes 51 liegt. Die Seitenflächen 58 sind durch sich in Längsrichtung erstreckende Längsschlitze 60 an dem nach Fig. 1 unteren Ende geteilt. Die Längsschlitze teilen die Seiten des Anschlußgliedes 51 in Teilstücke von ungefähi gleicher Größe, so daß eine Vielzahl von beweglichen Fingern 62 entsteht, die jeweils außen eine Kante 59a und ein Paar von ebenen Flächen und eine teilzylindrische Innenfläche haben. Die freien Enden der Finger 62 sind nach innen und außen relativ zur Längsmittelachse des Anschlußgliede=. 51 federnd beweglich und bilden den unteren das Aufnahmeloch 53 umgebenden Teil.

Um nun einen verhältnismäßig hohen Kontaktdruck zwischen den Fingern 62 und dem Steckerstift 52

ίο herzustellen und damit den Widerstand der elektrischen Verbindung weiter herabzusetzen, sind die Finger 62 federnd nach innen durch einen Spannring 63 gehalten, der über das Anschlußglied 51 gesteckt wird und gegen die Längskanten 59a anliegt. Sein innendurchmesser ist etwas kleiner als der diametrale Abstand der Längskanten 59a.

Das obere Ende des Gehäuses 34 trägt eine Kegelhülse 65 (siehe F i g. 2), mit der ein Paar von Federriegeln 66 des Steckerteils 32 verriegelt werden können. Die Federriegel 66 weisen Federbügel 67 auf. Verriegelungsfedern 68 halten dabei die Federriegel 66 in fester verriegelter Lage.

Die Anschlußvorrichtung 50 weist ferner einen Schaltanschluß 506 auf, um einen Stromkreis unter Last zu unterbrechen. Der Schaltanschluß 50b hat dieselben Teile wie der Kabelanschluß 50a. hat jedoch noch zusätzlich lichtbogenlöschende Teile. Der Schaltanschluß 50b hat ein Anschlußglied 51a mit einem Aufnahmeloch 53a, das durch die Finger 62 gebildet wird. Der Spannring 63 erzeugt einen Innendruck auf die Finger 62 in ähnlicher Weise wie beim Kabelanschluß 50a.

Um nun eine Lastunterbrechung durchführen zu können, hat die obere öffnung eine Auskleidung 72 aus einem Löschgas abgebendem Material, die mit einem Folgeglied 73 aus Löschgas abgebendem Material innerhalb des Aufnahmeloches 53a des Anschlußgliedes 51a zusammenwirkt, wobei eine Druckfeder 74 von hinten her auf das Folgeglied wirkt.

Beim Schalten bewegt sich das Folgeglied 73 in den Durchgang der Auskleidung 72 hinein, wenn ein Steckerstift 77 des Steckerteils 32 aus dem zugehörigen Aufnahmeloch 53a entfernt wird. Durch das Zusammenwirken der lichtbogenlöschenden Elemente 7?. und 73 wird durch Entionisation des Plasmas der Lichtbogen ausgelöscht, der sich gebildet haben kann, wenn der Steckerstift 77 das Ende der Anschlußvorrichtung 50 verläßt. Da der Lichtbogen in dem schmalen Raum zwischen dem Folgeglied 73 und der Auskleidung 72 unterbrochen wird und da das Folgeglied 73 im Durchgang verbleibt, so ergibt sich keine beträchtliche Menge an ionisiertem Gas zwischen den getrennten Schaltelementen. Die ionisierten, auf die Buchsenseite wirkenden Gase verbleiben dabei im Innern und werden dort abgekühlt, kondensier t und entionisiert. Die auf der Steckerseite vorhandenen Gase können höchstens drucklos entionisiert und damit unschädlich die Außenseite der Vorrichtung erreichen, da der lonendruck gering ist und sie den engen Spalt zwischen Auskleidung 72 und Folgeglied 73 passieren müssen.

Die Anschlußvorrichtung 50 befindet sich in einer Aufnahmekammer 80 und dort in einem Feld von verhältnismäßig hohem Potential. Dieser Bereich ergibt deshalb Koronaerscheinungen, sofern nicht alle Lufträume um die Aufnahme herum ausgeschaltet sind. Dies wird dadurch erzielt, daß eine leitende Schicht 81 an der Innenwand der Kammer 80 angebracht wird.
An der Innenwand der Aufnahmekammer 80 sind

zwei Halteringe 82 und 83 angebracht, durch die die Anschlußvorrichtung 50 in der zentrischen Lage gehalten wird. Ein Federring 84 zwischen den Halteringen dient dazu, die leitende Schicht 81 elektrisch mit der Anschlußvorrichtung 50 zu verbinden.

Die äußere Fläche des harten dielektrischen Isoliereinsatzes 40 ist ferner mit einer leitenden Schicht versehen, die die Form eines leitenden Überzugs 85 in den Bereichen hat, in denen er normalerweise in Berührung mit dem Gehäuse 34 ist. Hierdurch wird die Luftionisation in dem kleinen Zwischenraum zwischen der Innenfläche des Gehäuses 34 und der Außenfläche der Füllung 40 verhindert, der infolge der Unterschiede der thermischen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Materialien entstehen könnte.

Der Steckerteil 32 kann dazu dienen, eine positive Erdung des Buchsenteils 30 herzustellen, wenn es erwünscht ist, in einem Bereich eines abgeschalteten

Anschlusses zu arbeiten. In diesem Fall ist der Steckerstift 77 elektrisch mit einer metallischen Erdungskappe 88 verbunden, die ihrerseits über die Federriegel 66 und die Kegelhülse 65 mit dem geerdeten Gehäuse 34 des Buchsenteils in Verbindung ist. Ferner kann ein biegsamer Erdungsdraht an eine Anschlußöse 886 angebracht sein. Ein weicher, dielektrischer Isoliereinsatz 90 füllt die Erdungskappe um den Steckerstift 77 herum und bildet mit seiner konkaven Abdichtfläche 91 eine von Leerstellen freie Zwischenberührung mit der kegeligen Abdichtfläche 41 des Buchsenteils. Die Verriegelungsfedern 68 halten eine ständige leerraumfreie Abdichtung an den kritischen Zwischenflächen aufrecht.

Der Buchsenteil 35 ist mit Verlängerungsgliedern 92 versehen, in die geschlitzte Verbindungsstecker 93 eingesteckt werden können, um so die Erdungsdrähte 48 und damit das Kabel fest an Ort und Stelle zu halten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hochspannungssteckvorrichtung mit einem Steckerteil und einem Buchsenteil, die je ein leitendes Gehäuse und je einen in diesem angeordneten Isolierstoffeinsatz haben, in denen ein sich innerhalb des Isoliereinsatzes des Steckerteiles erstreckender Steckerstift beziehungsweise eine innerhalb des Buchsenteiles angeordnete Buchse vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Isoliereinsatz (40) des Buchsenteils (3U) einen länglichen, mit einer elektrisch leitenden Schicht (81) versehenen Hohlraum (80) hat, in dem die Buchse (5ia) im Abstand von der Hohlrauminnenwand angeordnet ist und der an der dem Steckerstift (77) abgewandten Seite abgeschlossen ist, daß im Hohlraum (80) im Abstand von der Stirnseite der Buchse (51a,} eine aus Löschgas abgebendem Material bestehende Auskleidung (72) angeordnet ist, die einen Durchgang (42) für den Steckerstift (77) aufweist, und daß die Buchse (5ia) an ihrem Stirnende durch Längsschlitzc (60) getrennte Finger (62) hat und in ihrem Inneren ein Folgeglied (73) aus Löschgas abgebendem Material hat, das dem Steckerstift (77) nachfolgend in den Durchgang (42) der Auskleidung (72) hineinverschiebbar ist.

2. Hochspannungssteckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (62) durch einen Spannring (63) zusammengehalten sind.

3. Hochspannungssteckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (5Ia^ einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt hat und die Längsschlitze (60) zwischen den Längskanten (59a^angeordnet sind.