DE19647736C1 - Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem hohlen Isolierstoffstützer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs-Leistungs­ schalter mit einem hohlen Isolierstoffstützer, an dessen ei­ nem Ende eine Unterbrechereinheit angeordnet ist und mit ei­ ner in dem Innenraum des Isolierstoffstützers verlaufenden, axialbeweglichen Antriebsstange zum Antrieb der Unter­ brechereinheit.

Ein derartiger Hochspannungs-Leistungsschalter ist beispiels­ weise aus der DE 29 13 379 A1 bekannt. Beim Aufbau einer Hochspannungsschaltanlage und Verwendung von solchen Hoch­ spannungs-Leistungsschaltern sind zum Schutz vor Überspannun­ gen, beispielsweise durch Blitzschlag auch Überspannungsab­ leiter vorzusehen, die bisher als gesonderte Elemente im Schaltfeld angeordnet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überspannungsschutz mit möglichst geringem konstruktiven Auf­ wand zu realisieren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der In­ nenraum zwischen der Antriebsstange und der Innenwand des Isolierstoffstützers wenigstens teilweise mit Ableitelementen gefüllt ist.

Unter solchen Ableitelementen werden Bauteile aus einem Mate­ rial verstanden, das einen spannungsabhängigen elektrischen Widerstand aufweist. Die Trennstrecke zwischen den hochspan­ nungsseitigen Anschlüssen des Hochspannungs-Leistungsschal­ ters im Bereich der Unterbrechereinheit und dem Erdpotential am anderen, unteren Ende des Isolierstoffstützers ist wenig­ stens teilweise mit Ableitelementen gefüllt, so daß im Über­ spannungsfall von der Hochspannungsseite über die Ableite­ lemente ein Ableitstrom zum Erdpotential fließen kann. Im Normalfall sind die Ableitelemente für das Betriebsspannungs­ niveau hochohmig, so daß lediglich ein geringer Leckstrom über die Ableitelemente zum Erdpotential fließt.

Auf diese Weise wird ein Überspannungsableiter geschaffen, der kein eigenständiges Gehäuse benötigt, sondern in den hoh­ len Isolierstoffstützer des Hochspannungs-Leistungsschalters integriert ist.

Dieser Hohlraum ist oft auch mit einem Isoliergas, beispiels­ weise SF₆ gefüllt, was die Betriebssicherheit des Ableiters ebenfalls erhöht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Ableitelemente als Ringscheiben ausgebildet sind. Dies ist eine beim Ableiterbau an sich übliche Anordnung, bei der die Ableitelemente gut stapelbar sind und sich gute Kontakt­ flächen zwischen den einzelnen Ableitelementen ergeben.

Vorteilhaft können die Ableitelemente die Antriebsstange hohlzylinderförmig umgeben. Auf diese Weise kann ein beson­ ders großer Teil des Innenraums des Isolierstoffstützers mit Ableitelementen angefüllt werden, ohne die Schaltbewegung der Antriebsstange zu behindern.

Es kann aber auch vorteilhaft vorgesehen sein, daß ein oder mehrere Stapel von Ableitelementen neben der Antriebsstange angeordnet sind. Diese Stapel müssen so ausgebildet sein, daß sie zusammen die notwendige Stromtragfähigkeit für die Ablei­ teraufgabe aufweisen. Bei diesem Konzept kann die Anzahl der Stapel, die innerhalb des Innenraums des Isolierstoffstützers angeordnet werden, an den jeweiligen Bedarfsfall angepaßt werden.

Weiterhin kann die Erfindung vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, daß die Antriebsstange von einem Führungsrohr umgeben ist. In diesem Fall wird die Antriebsstange gegen Ausknicken geschützt und auch von den Ableitelementen ferngehalten, so daß keine Reibungseffekte zwischen der Antriebsstange und den Ableitelementen auftreten können. Das Führungsrohr kann an seinen Enden mit einem oder mehreren Stapeln von Ableitele­ menten verbunden sein, um diese zur Erzielung eines guten elektrischen Kontaktes axial zusammenzupressen.

Vorteilhaft bestehen die Ableitelemente aus Zinkoxid oder Siliziumcarbid. Im Falle der Verwendung von Siliziumcarbid müssen in an sich bekannter Weise Funkenstrecken den Ableitwiderständen vorgeschaltet werden. Der Isolierstoffstützer des Hochspannungs-Leistungsschalters kann vorteilhaft aus Porzellan oder einem faserverstärkten Kunststoff bestehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie­ ben.

Dabei zeigt die

Fig. 1 schematisch einen Hochspannungs-Lei­ stungsschalter,

Fig. 2 und 3 schematisch Querschnitte durch den Isolier­ stoffstützer.

Die Fig. 1 zeigt einen Hochspannungs-Leistungsschalter, der als aufrecht stehende Säule ausgebildet ist, die im wesentli­ chen aus einem hohlen Isolierstoffstützer 4 und einer auf diesem angeordneten Unterbrechereinheit 2 besteht. Die beiden Teile 2, 4 der Säule 1 sind durch eine Flanschverbindung 5 miteinander fest verbunden.

Innerhalb des Isolierstoffstützers 4 verläuft eine Antriebs­ stange 6, die aus Isolierstoff besteht und in axialer Rich­ tung mittels eines Antriebes 7, einer Übertragungsstange 8 und eines Umlenkgetriebes 9 antreibbar ist, um eine Schaltbe­ wegung auf die Unterbrechereinheit 2 zu übertragen.

Sowohl das Umlenkgetriebe als auch die Antriebsstange 6 sind innerhalb eines gekapselten, isoliergasgefüllten Gasraumes angeordnet, der teilweise durch den Innenraum 10 des Isolier­ stoffstützers 4 gebildet ist.

Im unteren Bereich des Isolierstoffstützers 4 ist dieser in aufgebrochener Ansicht dargestellt, so daß dort die ringscheibenförmigen Ableitelemente 11 sichtbar sind, welche von dem auf Erdpotential liegenden Flansch 12 bis hinauf zum hochspannungsseitigen Anschluß am Flansch 5 des Leistungsschalters gestapelt sind, um im Bedarfsfall eine leitende Verbindung zwischen dem hochspannungsseitigen Anschluß und dem Erdpotential herzustellen.

In der Fig. 2 ist im Querschnitt schematisch der Isolier­ stoffstützer 4 dargestellt, der beispielsweise aus Porzellan oder aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht und an seiner Außenseite Schirmrippen 14 aufweist. Im Innenraum des Isolierstoffstützers 4 sind scheibenförmige Ableitelemente 15 angeordnet, die jeweils eine zylindrische Bohrung 16 aufwei­ sen, wobei die zylindrischen Bohrungen der einzelnen Elemente fluchten und ein Führungsrohr 17 zum Schutz der Antriebs­ stange 6 aufnehmen.

In der Fig. 3 sind innerhalb des Innenraumes 10 des Isolierstoffstützers 4 mehrere Stapel 18, 19, 20 von Ableitelementen dargestellt, die ebenfalls scheibenförmig aus­ gebildet sind. Die Stapel von Ableitelementen müssen jeweils einerseits mit dem Hochspannungspotential, andererseits mit dem Erdpotential leitend verbunden sein und können vorteil­ haft zur besseren Kontaktierung komprimiert werden.

Claims (6)

1. Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem hohlen Isolier­ stoffstützer (4), an dessen einem Ende eine Unterbrecherein­ heit (2) angeordnet ist und mit einer in dem Innenraum (10) des Isolierstoffstützers (4) verlaufenden, axial beweglichen Antriebsstange (6) zum Antrieb der Unterbrechereinheit (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (10) zwischen der Antriebsstange (6) und der Innenwand des Isolierstoffstützers (4) wenigstens teilweise mit Ableitelementen (15, 18, 19, 20) gefüllt ist.

2. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitelemente als Ringscheiben (15, 18, 19, 20) ausge­ bildet sind.

3. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitelemente (15, 18, 19, 20) die Antriebsstange hohlzylinderförmig umgeben.

4. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Stapel von Ableitelementen (18, 19, 20) neben der Antriebsstange (6) angeordnet sind.

5. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsstange (6) von einem Führungsrohr (17) umgeben ist.

6. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitelemente (15, 18, 19, 20) aus Zinkoxid oder Siliziumcarbid bestehen.