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Hochseannturlssschalter Aus der amerikanischen Patentschrift 2 162
588 ist ein Hochspannungsschalter mit mindestens zwei. in Reihe geschalteten Schalteinheiten
bekannt, die eine mittlere Abstützung und elektrische Anschlußmöglichkeiten an den
der AbstUtzung abgekehrten Enden aufweisen. Die Schalteinrichtungen des bekannten
Schalters sind in zwei aus Isolierstoffrohren zusammengesetzten Schaltkammern untergebracht,
die im Hinblick auf mechanische Spannungen symmetrisch an einem mittleren Stützisolator
schwenkbar angebracht sind. Die dem Stützisolator abgekehrten Enden der Schaltkammern
ruhen frei aui zwei weiteren Stützisolatoren. An diesen freien Enden sind elektrische
Anschlußmöglichkeiten für eine Freileitung vorgesehen, in deren Verlauf der Schalter
angeordnet ist.
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Der bekannte Schalter erfordert einen recht beträchtlichen Aufwand,
weil zu der gelenkigen Lagerung der Schaltkammern noch die zusätzlichen Stützisolatoren
an den Enden kommen. Außerdem sind die Stützisolatoren und die Schaltkammern aus
zwei gegeneinander beweglichen Isolierstoffrohren zusammengesetzt. Deshalb hat die
Erfindung einen Hochspannungsschalter zurn Ziel, bei dem mechanische Beanspruchungen
nit weniger Aufwand beherrscht werden.
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Die Erfindung besteht darin, daß die mittlere Abstützung an der Innenseite
eines beide Schalteinrichtungen einschließenden Metallgehäuses angebracht und mit
den Schalteinrichtungen starr verbunden ist und daß die Änsclllußmöglichkeiten kräftefreie
flexible Verbindungen zu zwei Durchführungen sind, die in das etallgehäuse eingesetzt
sind.
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Bei dem neuen Schalter sind die Schalteinrichtungen von dem Metallgehäuse
umschlossen,
das ein Isoliergas, vorzugsweise Schwefelhexafluorid, enthält und die Isolierstoffteile
des Schalters gegen Witterungseinflüsse und Verschmutzung abschirmt. Trretterfeste-
Isolierstoffe, für die auch heute noch praktisch ausschlieglich das stoßempfindliche
Porzellan in Frage konglt, werden somit allenfalls für die Duchführungen benötigt.
Diese aber sind mechanisch nicht beansprucht, weil die starre mittlere Abstützung
dafur sorgt, daß die Schalteinrichtungen mit ihren zusammernqirkenden Teilen stets
die gewünschte, auch durch Schaltbewegungen nicht veränderbare Lage zueinander haben.
-Die elektrischen Anschlußmöglichkeiten an den Enden der Schalteinrichtungen sind
kräftefreie flexible Verbindungen, z.B. Steckkontakte, so daß auch dort keine mechanischen
Spannungen, etwa durch die infolge von Toleranzen der Einzelteile auftretenden Abweichungen
zwischen Schalteinrichtungen und Durchführungen, in die Schalteinrichtungen und
ihre Abstützung eingeleitet werden können. Ebenso werden unterschiedliche Ausdehnungen
ausgeglichen, die bei Erwärmung oder Abkühlung- zwischen den Schalteinrichtungen
und dem Metallgehäuse auftreten. Bei vollständig symmetrischer Ausbildung der Schalteinrichtungen
sind auch Stöße unschädlich gemacht, die durch schnelle Bewegungsänderungen der
beim Schalten in Gang gesetzten Massen, insbesondere am Ende von Schalthüben, auftreten
können.
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Die Steckkontakte bestehen vorteilhatt aus zwei gleichachsigen Leitern
mit kugelähnlich verdickten Enden und einem die Enden umgebenden I£uppelRontaktstück.
Man erhält hiermit in bezug auf Winkelbewegungen die gleiche Beweglichkeit wie bei
einem Eugelgelenk und kann darüber hinaus noch Bewegungen in Richtung der Leiterlängsachse
aufnehmen, so daß alle denkbaren Abweichungen zwischen den beiden Leiterenden leicht
ausgeglichen werden können.
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Darüber hinaus sind die genannten Steckkontakte leicht zu lösen und
zu montieren. Als andere Ausführungsform einer bewährten kräftefreien flexiblen
Verbindung kommen Litzen und Strombänder in Frage, da sie vor den sonst zu befürchtenden
witterungstedingten Korrosionserscheinungen durch das Metallgehäuse geschützt sind.
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Ferner ist es zweckmäßig, daß die Abstützung in an sich bekannter
ltZelse eine Antriebsstange für die beiden Schalteinrichtungen umschließt. Auf diese
Weise werden nämlich die von der Antriebsstange ausgehenden Kräfte möglichst direkt,
d. h. ohne großen Hebelarm, aufgenommen, der zu Umbruchbeanspruchungen der Abstützung
führen könnte. Außerdem kann die Abstützung dann eine Abschirmung für die Antriebsstange
bilden, so daß diese dielektrisch oder auch durch ein Löschmittel weniger beansprucht
ist.
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Eine besonders gunstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
daß ein zu jeder Schalteinrichtung gehörendes feststehendes Schaltstück und ein
jedem mit diesem zusammenwirkenden beweglichen.
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Schaltstück zugeordneter Gleitkontakt nur über Impedanzen starr miteinander
verbunden sind, die den Schalteinrichtungen parallel geschaltet sind. Bei dieser
Ausführungsform sind auch im Bereich der Schalteinrichtung selbst die mechanischen
Beanspruchungen auf ein Mînimus gebracht, die bei der Ilontage der Einzelteile auftreten
können. Im Gegensatz zu der bisher üblichen Bauweise, bei der feststehendes Schaltstüdk
und Gleitkontakt durch ein sogenanntes Schaltkammerrohr verbunden waren, dem eine
parallel geschaltete Impedanz mechanisch angepaßt werden mußte, entfällt das Schaltkammerrohr
bei der Erfindung. Dies ergibt eine Einsparung an mechanisch und elektrisch hoch
beanspruchtem Isolierstoff. Ferner steht praktisch das gesamte Volumen des Metallgehäuses
frei für ein zur Lichtbogenlöschung verwendetes Isoliermittel, insbesondere das
schon en.Shnte hochwertige Isoliergas Schwefelhexafluorid, zur Verfügung. Außerdem
können die Impedanzen näher an die Schalteinrichtung herangerückt werden, so daß
man mit weniger Raum auskommt.
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Zur näheren rläuterung der Erfindung wird an Hand der beiliegenden
Figur ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Es handelt sich dabei um einen Leistungsschalter
für eine metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage mit Schwefelhexafluorid als
Lösch- und Isoliergas und eine Spannung von 220 oder mehr kV.
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Der Schalter besitzt ein geerdetes Metallgehäuse 1, das aus einen
zylindrischen Teil 2 mit drei Rohrstutzen 3, 4 und 5 besteht. Die Stirnseiten des
zylindrischen Teiles 2 sind mit Deckeln 6 und 7 verschlossen.
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- Innern 10 des zylindrischen Teiles 2 sind zwei gleiche, elektrisch
in Reihe geschaltete Schalteinrichtungen 11 und 12 untergebracht. Zu jeder Schalteinrichtung
gehören zwei feststehende Elektroden 13 und 15. die hohl ausgebildet sind und als
Düsen für die Löschmittelströmung dienen. In der Einschaltstellung sind die Elektroden
durch einen beweglichen hohlen Schaltstift 14 verbunden.
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Darm führt der Stromkreis von der Elektrode 13, die als feststehendes
Schaltstück anzusehen ist, über den Schaltstift 14 zur Elektrode 15, C 2 die ein
GLeitkontakt den Strom vom Schaltstift 14 zu einem feststehenden Metallgehäuse 16
führt, das in der I;Iitte zwischen deil beiden Schalteinrichtungen 11 und 12 liegt.
Am Metallgehäuse 16 greift ein hohler Stützisolator 20 an, der aus Gießharz besteht.
Der Isolator 20 ist mit dem Metallgehäuse 16 an seinem hochspannungsseitigen Ende
starr verbunden. Das erdseitige Ende des in den Stutzen 4 hineinragenden Isolators
20 ist an einem Deckel 21 starr befestigt, der zum Gehäuse eines Schalterantriebes
22 gehört.
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Der Schalterantrieb 22 ist ein doppelt wirkender Hydraulikantrieb.
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Er sorgt für eine in Richtung der Achse des Isolators 20 verlaufende,
hin- und hergehende Bewegung einer Isolierstoff-Antriebsstange 24, die bei 25 im
Netallgehäuse 16 geführt ist. Dadurch werden zwei gegenläufig bewegbare Winkelhebel
26 und 27 in Bewegung gesetzt, die mit den beweglichen Schaltstiften 14 der Schalteinrichtungen
11 und 12 über Stäbe 28 gekoppelt sind. Die Stäbe 28 sind ferner mit einem Blaszylinder
30 verbunden, der beim ausschalten<gezogen wird> über einen feststehenden
Blaskolben ffi so daß das dabei komprimierte Schwefelhexafluorid, das durch die
hohlen Schaltstücke 13 und 14 strömt, eine Löschung des Lichtbogens bewirkt.
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An dem der Abstützung 20 abgekehrten Ende der Schalteinrichtungen
11 und 12 ist eine gerundete Metallkappe 33 befestigt, die das feststehende Schaltstück
13 trägt. Diese jetallkappe ist mit dem Metallgehäuse 16 über Steuerkondensatoren
35 verbunden, die elektrisch parallel zu den Schalteinrichtungen 11 i und zu 2 12
geschaltet sind und zur gleichmäßigen Verteilung der Spannung auf die beiden Schalteinrichtungen
dienen Die Steuerkondensatoren sind mit Hilfe von Gießharz so hergestellt, daß sie
nicht nur selbst~tragend sind, sondern auch mechanische Kräfte aufnehmen können.
Im einzelnen sind sie elektrisch als Teilimpedanzen anzusehen, die räumlich syrrLmetrisch
zu den Schalteinrichtungen 11, 12 angeordnet sind.
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Die Metallkappen 33 stehen z'r über Steckkontakte 36 als kräftefreie
flexible elektlische- Verbindungen mit dem Leiter 37 einer Durchführung 38 in Verbindung,
deren konischer Isolierstoffkörper mit 39 bezeichnet ist. Die Steckkontakte bestehen
aus zwei kugelähnlich verdickten Leiterenden 41, 42, die durch Kontaktlamellen 43
elektrisch verbunden sind. Die Kontaktlamellen stehen unter der Wirkung von Blattfedern
44, die sich ihrerseits an einem zylindrischen Gehäuse 45 abstützen. l'llthin besteht
eine frei bewegliche, elektrisch gut leitende Verbindung, so daß keinerlei mechanische
Kräfte von den Schalteinrichtungen auf die Durchführungen übertragen werden können.
Die einzige starre mechanische Verbindung zwischen der das feststehende Schaltstück
13 tragenden Netallkappe 33 und dem Gleitkontakt 15, der dem Metallgehäuse 16 zugeordnet
ist, wird demnach von den Impedanzen 35 gebildet. Aber auch dann, wenn man anstelle
der Impedanzen oder zusätzlich zu diesen ein Schaltkammerrohr (40) einsetzt, das
die Schalteinrichtungen umschließt, wie auf der rechten Seite der Figur gestrichelt
angedeutet ist, kommt man beim Schalter nach der Erfindung mit wenigen einfachen
Isolierstoffteilen aus, die durch das Metallgehäuse 1 gegen Witterungseinflüsse
geschützt sind.
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1 Figur 5 Ansprüche