DE19648184A1 - Kunststoffgekapselte Schaltanlage - Google Patents

Description

TECHNISCHES GEBIET

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer kunststoffgekapselten Schaltanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 7.

STAND DER TECHNIK

Eine zu einer kunststoffgekapselten Schaltanlage gehörende gasisolierte Leitung ist beispielsweise in der Patentschrift US-4,415,763 beschrieben. Eine der in dieser Schrift beschriebenen Ausführungsformen der gasisolierten Leitung weist eine gasdichte, zylindrisch ausgebildete Kapselung aus einem Isoliermaterial auf. Diese Kapselung ist mit einem Isoliergas, wie beispielsweise SF₆-Gas, von vergleichsweise geringem Druck gefüllt. Zentral in der Kapselung ist ein hochspannungsbeaufschlagter Stromleiter angeordnet. Der Stromleiter wird durch Stützisolatoren in der Kapselung fixiert.

Die äußere Oberfläche der isolierenden Kapselung ist mit einem geerdeten leitenden oder halbleitenden Belag versehen, der einerseits den induzierten Rückstrom führt, und der andererseits die Entstehung von Oberflächenladungen verhindert. Diese Ausführung ist nur mit vergleichsweise großem Aufwand für große Rückströme zu ertüchtigen.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine kunststoffgekapselte Schaltanlage anzugeben, welche besonders einfach aufgebaut ist, und welche auch für das Führen großer Rückströme gut geeignet ist.

Die in die Kapselung eingelegten Leiterstäbe werden durch entsprechend geformte Nuten formschlüssig aufgenommen. Diese Montageart ist sehr einfach und kostengünstig. Die Anzahl der Leiterstäbe kann der Größe des in der betreffenden Schaltanlage zu erwartenden Rückstroms angepaßt werden, wodurch Material eingespart und gegebenenfalls das Gewicht der Schaltanlage reduziert werden kann.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnung, welche lediglich einen möglichen Ausführungsweg darstellt, näher erläutert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt entlang einer zentralen Achse durch eine erste Ausführungsform einer kunststoffgekapselten gasisolierten Schaltanlage,

Fig. 2 einen Teilschnitt entlang senkrecht zu der zentralen Achse durch die erste Ausführungsform der kunststoffgekapselten gasisolierten Schaltanlage, und

Fig. 3 einen Schnitt durch einen kunststoffgekapselten Leistungsschalter.

Bei allen Figuren sind gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Alle für das unmittelbare Verständ­ nis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind nicht dargestellt.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Die Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt entlang einer zentralen Achse 1 durch eine erste Ausführungsform einer gekapselten gasisolierten Schaltanlage. Diese Schaltanlage weist eine zylindrisch ausgebildete gasdichte Kapselung 2 aus einem Isoliermaterial auf, die sich entlang der zentralen Achse 1 erstreckt. Die Kapselung 2 kann auch aus einem elektrisch leitenden oder halbleitenden Kunststoff gefertigt sein. Im Zentrum der Kapselung 2 ist ein spannungsbeaufschlagtes, elektrisch leitendes Aktivteil 3 angeordnet, welches durch nicht dargestellte Stützer gegen die Kapselung 2 abgestützt wird. Das Aktivteil 3 kann ein Stück einer Sammelschiene, ein Schaltgerät oder ein sonstiges stromführendes Teil der Schaltanlage sein. Die Kapselung 2 ist an der äußeren Oberfläche mit einem Belag 4 versehen. Der Belag 4 ist in der Regel elektrisch leitend aus einem Metall ausgeführt, er wird mittels eines der bekannten Verfahren vergleichsweise dünn auf die Kapselung 2 aufgebracht. Der Belag 4 kann jedoch auch aus einem elektrisch halbleitenden Material bestehen. Der Belag 4 liegt in der Regel auf Erdpotential. Die Kapselung 2 umschließt einen Innenraum 5, der mit einem isolierenden Medium, hier ist dies SF₆-Gas unter ca. 5 bis 6 bar Druckbeaufschlagung, gefüllt ist.

In die Kapselung 2 sind, wie die Fig. 2 zeigt, parallel zur zentralen Achse 1 erstreckte Nuten 6 eingelassen, die jeweils für die Aufnahme eines Leiterstabes 7 vorgesehen sind. Diese Nuten 6 werden bei der Herstellung der Kapselung 2, beispielsweise beim Extrudieren derselben, eingeformt. Der Leiterstab 7 weist einen an die Flankenform der Nuten 6 angepaßten Querschnitt auf, so daß er in der jeweiligen Nut 6 gehalten wird. Hier sind die Nuten 6 schwalbenschwanzartig ausgebildet, und der Leiterstab 7 entsprechend trapezformig. Es ist aber auch vorstellbar, daß beispielsweise Leiterstäbe 7 mit rundem Querschnitt in entsprechende Nuten 6 mit kreisförmigem Querschnitt eingeschoben werden, eine Vielzahl von anderen Querschnitten ist ebenfalls möglich. Dort, wo die Kapselung 2 druckdichte Flanschverbindungen aufweist zur Verbindung einzelner Kapselungsteile miteinander, werden auch die in die einzelnen Kapselungsteile eingelegten Leiterstäbe 7 elektrisch leitend miteinander verbunden, so daß eine geschlossene Strombahn entsteht, durch die der induzierte Rückstrom fließen kann. Bei einphasig gekapselten Schaltanlagen werden diese den Rückstrom führenden Leiterstäbe 7 in bekannter Weise zu einem geerdeten Sternpunkt zusammengeführt, um im Fehlerfall mögliche Potentialanhebungen sicher zu vermeiden.

Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen schematisch dargestellten Leistungsschalter 8, welcher als "Dead tank breaker" bezeichnet wird. Dieser Leistungsschalter 8 weist zwei Anschlüsse 9 auf, die jeweils mit einem Hochspannungsnetz verbunden sind. Zwei Hochspannungsdurchführungen 10, die auf Anschlußflanschen 11 druckdicht befestigt sind, führen die an den Anschlüssen 9 anliegende Hochspannung in einen Schalterkessel 12 ein. Die Anschlüsse 9 sind mit den Aktivteilen 13 des Leistungsschalters, in die eine Schaltstelle 14 integriert ist, verbunden. Die Aktivteile 13 des Leistungsschalters werden mittels nicht dargestellter Stützisolatoren im Schalterkessel 12 gehalten. Der Schalterkessel 12 ist mit einem isolierenden Medium, vorzugsweise SF₆-Gas unter Druck, gefüllt. Der Schalterkessel 12 ist mit einem druckdicht angeflanschten Deckel 15 versehen, der den Antrieb 16 für die Schaltstelle 14 trägt. An dem Schalterkessel 12 sind zwei Füße 17 angebracht für die Befestigung des Leistungsschalters 8 auf einem Fundament. Der Schalterkessel 12 und der Deckel 15 sind aus einem Isoliermaterial hergestellt, sie sind innen mit einem elektrisch leitenden oder halbleitenden Belag 18 beschichtet, der in der Regel auf Erdpotential liegt. Es ist auch möglich, diesen Belag auf der äußeren Oberfläche des Schalterkessels 12 und des Deckels 15 anzubringen. Die beiden mit dem Belag 18 versehenen Teile werden so miteinander verbunden, daß die beiden Beläge 18 stets elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Der Belag 18 wird in der Regel Erdpotential aufweisen, um im Fehlerfall mögliche Potentialanhebungen des Belags 18 sicher zu vermeiden.

Der vergleichsweise dünne elektrisch leitende Belag 4, bzw. der Belag 18, wird mit vergleichsweise geringem Aufwand auf die Kapselung 2, bzw. den Schalterkessel 12, aufgebracht, um in diesem Bereich eindeutig definierte Potentialverhältnisse zu schaffen, so daß sich in der Schaltanlage keine unerwünschten Oberflächenladungen ausbilden können. Der elektrisch leitende Belag 4, bzw. der Belag 18, wird in der Regel mit der Erde verbunden, um eine Personengefährdung mit großer Sicherheit auszuschließen.

Bezugszeichenliste

1

zentrale Achse

2

Kapselung

3

Aktivteil

4

Belag

5

Innenraum

6

Nuten

7

Leiterstab

8

Leistungsschalter

9

Anschlüsse

10

Hochspannungsdurchführungen

11

Anschlußflansche

12

Schalterkessel

13

Aktivteile

14

Schaltstelle

15

Deckel

16

Antrieb

17

Füße

18

Belag

Claims (10)

1. Kunststoffgekapselte Schaltanlage mit einer entlang einer zentralen Achse (1) erstreckten Kapselung (2), welche einen mit einem isolierenden Medium gefüllten Innenraum (5) und ein in diesem positioniertes, spannungsbeaufschlagtes Aktivteil (3) umschließt, mit mindestens einem elektrisch leitenden oder halbleitenden, auf eine Oberfläche der Kapselung (2) aufgebrachten Belag (4), dadurch gekennzeichnet,

• - daß in eine Oberfläche der Kapselung (2) mindestens eine Nut (6) eingelassen ist, in welcher ein elektrisch leitender Leiterstab (7) gehalten ist.

2. Kunststoffgekapselte Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Leiterstab (7) formschlüssig in der jeweiligen Nut (6) gehalten ist.

3. Kunststoffgekapselte Schaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Querschnitt der Nut (6) schwalbenschwanzförmig ausgebildet ist.

4. Kunststoffgekapselte Schaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Querschnitt der Nut (6) kreisförmig oder ellipsenförmig ausgebildet ist.

5. Kunststoffgekapselte Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die mindestens eine Nut (6) in die innere oder in die äußere Oberfläche der Kapselung (2) eingelassen ist.

6. Kunststoffgekapselte Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Material der Kapselung (2) elektrisch leitend oder halbleitend ausgebildet ist.

7. Schaltanlage mit einer entlang einer zentralen Achse erstreckten Kapselung, welche einen mit einem isolierenden Medium gefüllten Innenraum und ein in diesem positioniertes, spannungsbeaufschlagtes, insbesondere mit einer Schaltstelle (14) versehenes, Aktivteil (13) umschließt, mit mindestens einem elektrisch leitenden oder halbleitenden, auf eine Oberfläche der Kapselung aufgebrachten Belag (18), dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Kapselung aus einem elektrisch isolierenden oder einem elektrisch leitenden oder einem elektrisch halbleitenden Kunststoff gefertigt ist,
• - daß die Kapselung als ein Schalterkessel (12) mit einem angeflanschten Deckel (15) ausgebildet ist, und
• - daß in eine Oberfläche des Schalterkessels (12) mindestens eine Nut (6) eingelassen ist, in welcher ein elektrisch leitender Leiterstab (7) gehalten ist.

8. Schaltanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Leiterstab (7) formschlüssig in der jeweiligen Nut (6) gehalten ist.

9. Schaltanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Querschnitt der Nut (6) schwalbenschwanzförmig oder kreisförmig oder ellipsenförmig ausgebildet ist.

10. Schaltanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die mindestens eine Nut (6) in die innere oder in die äußere Oberfläche des Schalterkessels (12) eingelassen ist.