DE19946223B4

DE19946223B4 - Schaltstange für Hochspannungs-Leistungsschalter

Info

Publication number: DE19946223B4
Application number: DE19946223A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. Lorenz; Manfred Dipl.-Ing. Meinherz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2019-09-23
Also published as: FR2783966A1; FR2783966B1; CH694236A5; DE19946223A1

Abstract

Schaltstange zum Antrieb der bewegbaren Schalterteile eines auf Hochspannungspotential liegenden, wenigstens einen feststehenden und einen bewegbaren Schaltkontakt aufweisenden Leistungsschalters,
bestehend aus einem stabartigen Isolierkörper, der an seinen Enden mit Befestigungsteilen versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der stabartige Isolierkörper (3) im Querschnitt die Form eines dünnwandigen Rohrsegmentes aufweist,
wobei der Krümmungsradius (R) des Rohrsegmentes größer als der äußere Krümmungsradius der Schaltkontakte ist und der Segmentwinkel (α) zwischen 20 und 120° liegt.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Schaltgeräte und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung einer Stabverbindung anzuwenden, die Teil eines Antriebsmechanismus zum Übertragen einer Antriebskraft auf die bewegbaren Schalterteile eines Hochspannungs-Leistungsschalters ist.
Bei bekannten ein- und mehrpoligen Leistungsschaltern, wie sie in Hochspannungs-Schaltanlagen eingesetzt werden, insbesondere bei sog. Druckgasschaltern, die innerhalb eines Schaltergehäuses eine Schaltkammer mit einem Löschsystem zur Lichtbogenlöschung aufweisen, wird die Antriebskraft eines auf Erdpotential liegenden Antriebes zu den auf Hochspannungspotential liegenden bewegbaren Schalterteilen, zu denen der bewegbare Schaltkontakt gehört, mittels einer oder mehrerer Stabverbindungen, sogenannten Schaltstangen übertragen; diese Schaltstangen bestehen aus einem stabartigen Isolierkörper, der an seinen Enden mit Befestigungsteilen versehen sein kann. Der stabartige Isolierkörper hat üblicherweise einen kreisförmigen Querschnitt und kann aus mechanischen Gründen (Knicksteifigkeit, Widerstandsmoment) als Rohr ausgebildet sein ( US 4 319 105 A , US 4 434 336 A ). Da derartige stabartige Isolierkörper häufig nicht zentrisch zur zylindrischen Schaltkammer sondern achsparallel zu den zentrisch angeordneten Schaltkontakten verlaufen, befinden sie sich in dem dielektrisch beanspruchten Raum zwischen Hochspannungs- und Erdpotential und können zur Störung eines als möglichst homogenen angestrebten elektrischen Feldes führen.
Ausgehend von einer Schaltstange mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Schaltstange so auszugestalten, daß sie bei ausreichender mechanischer Stabilität die dielektrischen Verhältnisse so wenig wie möglich beeinflußt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der stabartige Isolierkörper im Querschnitt die Form eines dünnwandigen Rohrsegmentes aufweist, wobei der Krümmungsradius des Rohrsegmentes größer als der äußere Krümmungsradius der Schaltkontakte ist und der Segmentwinkel zwischen 20 und 120° liegt.
Eine derartige Schaltstange zeichnet sich bei geringer radialer Ausdehnung durch große mechanische Stabilität (Knicksteifigkeit, Widerstandsmoment) aus. Ihre Anordnung im dielektrisch beanspruchten Raum von Hochspannungsschaltern kann daher eine Reduzierung von Außenabmessungen ermöglichen, bei gekapselten Schaltern insbesondere eine Reduzierung des Durchmessers des Kapselungsgehäuses, oder eine höhere dielektrische Belastbarkeit des dielektrisch beanspruchten Raumes.
Bei Hochspannungs-Leistungsschaltern, bei denen die Schaltstange bzw. mehrere Schaltstangen achsparallel zu den zentrisch angeordneten Schaltkontakten verlaufen, können zwei dünnwandige Rohrsegmente gleich oder spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sein; dabei ist es zweckmäßig, wenn der Abstand der beiden Rohrsegmente gleich oder größer als ihr doppelter Krümmungsradius ist. – Bei Verwendung von drei oder mehr dünnwandigen Rohrsegmenten empfiehlt es sich, diese gleichmäßig verteilt auf einem konzentrisch zur Schaltachse des Leistungsschalters verlaufenden Teilkreis anzuordnen.
Ein Ausführungsbeispiel einer ein dünnwandiges Rohrsegment aufweisenden Schaltstange sowie eine räumliche Zuordnung zweier solcher Schaltstangen zueinander ist in den 1 und 2 dargestellt, während 3 schematisch die Zuordnung von zwei jeweils mit einen stabartigen Isolierkörper in Form eines dünnwandigen Rohrsegmentes ausgebildeten Schaltstangen zu einem Hochspannungs-Leistungsschalter zeigt.
Die 1 und 2 zeigen zwei einander spiegelsymmetrisch zugeordnete Schaltstangen 1 und 2, die jeweils aus einem dünnwandigen Rohrsegment 3 als stabartiger Isolierkörper und je einem Befestigungsteil 4 bzw. 5 an den Enden des stabartigen Isolierkörpers bestehen. Der Krümmungsradius der Rohrsegmente ist mit R bezeichnet, der Segmentwinkel α beträgt etwa 75°. Speziell 2 läßt infolge der gestrichelten Darstellung von Teilkreisen erkennen, daß die Rohrsegmente 3 – konstruktiv gesehen – Teil eines zylindrischen Rohres sind und daß die Befestigungsteile 4 bzw. 5 – konstruktiv gesehen – Segmente eines zylindrischen Ringes sind. – „Dünnwandig" soll bedeuten, daß die Wandstärke kleiner als 1/10 des Krümmungsradius R ist.
Gemäß einer schematischen Querschnittsdarstellung in 3 ist in einem Kapselungsgehäuse 10 eine Schaltkammer 11 angeordnet, in der achsparallel verlaufend eine Schaltstrecke 13 angeordnet ist, wobei der äußere Krümmungsradius der auf Hochspannungspotential liegenden Schaltkontakte mit r bezeichnet ist. Die Schaltkammer 11 ist exzentrisch zur Achse des Kapselungsgehäuses 10 angeordnet, weil achsparallel zur Schaltkammer 11 ein Steuerkondensator 12 angeordnet ist.
Zwischen den Schaltkontakten 13 und dem Schaltkammergehäuse 11 verlaufen achsparallel zwei Schaltstangen, deren stabartige Isolierkörper 14, 15 als dünnwandige Rohrsegmente ausgebildet sind. Im rechten Teil der Darstellung ist vergleichsweise ein zylindrischer Isolierkörper 19 angedeutet, wie er bisher üblicherweise verwendet wurde. Dadurch, daß die Rohrsegmente 14 und 15 der Schaltstangen einen Krümmungsradius R haben, dessen doppelter Wert etwas kleiner als der Abstand a der beiden spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten Rohrsegmente ist, fügen sich die Rohrsegmente weitestgehend störungsfrei in den dielektrisch beanspruchten Raum zwischen den Schaltkontakten 13 und dem Kapselungsgehäuse 10 ein.

Claims

Schaltstange zum Antrieb der bewegbaren Schalterteile eines auf Hochspannungspotential liegenden, wenigstens einen feststehenden und einen bewegbaren Schaltkontakt aufweisenden Leistungsschalters, bestehend aus einem stabartigen Isolierkörper, der an seinen Enden mit Befestigungsteilen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der stabartige Isolierkörper (3) im Querschnitt die Form eines dünnwandigen Rohrsegmentes aufweist, wobei der Krümmungsradius (R) des Rohrsegmentes größer als der äußere Krümmungsradius der Schaltkontakte ist und der Segmentwinkel (α) zwischen 20 und 120° liegt.
Antriebsmechanismus zum Übertragen einer Antriebskraft auf die bewegbaren Schalterteile eines auf Hochspannungspotential liegenden Leistungsschalters unter Verwendung einer Schaltstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei dünnwandige Rohrsegmente (14, 15) spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind, wobei deren Abstand (a) wenigstens gleich ihrem doppelten Krümmungsradius (R) ist.
Antriebsmechanismus zum Übertragen einer Antriebskraft auf die bewegbaren Schalterteile eines auf Hochspannungspotential liegenden Leistungsschalters unter Verwendung einer Schaltstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere dünnwandige Rohrsegmente gleichmäßig verteilt auf einem konzentrisch zur Schaltachse des Leistungsschalters verlaufenden Teilkreis angeordnet sind.