DE2215883B2 - Kontaktsystem fuer elektrische hochspannungsgeraete mit einem gasfoermigen isoliermittel, insbesondere hochspannungs-leistungsschalter - Google Patents

Description

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Aus der DT-AS 11 54 548 ist ein elektrischer Schalter mit einem elektronegativen, fluorhaltigen Gas als Lösch- und Isoliermittel und relativ zueinander beweglichen Schaltstücken bekannt, zwischen denen beim Ausschalten ein Lichtbogen gezogen wird. Um die Zerstörung der Sch^'tstücke und die Bildung von Zersetzungsprodukten unter der Einwirkung des Lichtbogens klein zu halten, sind dabei die Schaltstücke aus Kohlenstoff, vorzugsweise aus Graphit, gefertigt. Die aus Graphit bestehenden Schaltstücke sind massiv ausgebildet und in lopfförmigen Elektroden eingesetzt, wobei die Wände der topfförmigen Elektroden zumindest teilweise in mantelseitig an den Schaltstükken vorgesehene Hinterschneidungen eingreifen. Damit läßt sich eine sichere mechanische und elektrische Verbindung erzielen.

Aus de*· DT-OS 14 88 904 ist eine Schaltvorrichtung mit Lichtbogenelektroden bekannt, die aus Graphit bestehen kann.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktsystem für elektrische Hochspannungsgeräte mit einem gasförmigen Isoliermittel, insbesondere Hochspannungs-Leistungsschalter, mit mindestens einem hohlen düsenförmigen Kontaktstück, das aus einem elektrisch leitenden Rohr und einer am Rohr stirnseitig angeordneten düsenförmigen Graphitelektrode besteht.

Ein derartiges Kontaktsystem für einen Hochspannungs-Leistungsschalter ist aus der DT-OS 19 13 973 bekannt. Über die Befestigung der aus Graphit bestehenden Kontaktstücke des Schaltstiftes und des Gecenschaltstückes ist in dieser Druckschrift nichts

ausgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die düsenförmige Graphitelektrode mechanisch stabil, d. h. bruchsicher, zu haltern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß jede Graphitelektrode von einem ringförmigen, elektrisch leitenden Zwischenkörper unter Reibschluß umfaßt, der mit dem Rohr mechanisch sowie elektrisch leitend verbunden ist.

Der die Graphitelektrode halternde Zwischenkörper führt während des Ausschaltvorganges den über den Schalter fließenden Strom und den Lichtbogenstrom. Dieser Zwischenkörper kann hinsichtlich der Ströme und der stofflichen Zusammensetzung so gewählt werden, daß sich günstige Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zur Graphitelektrode ergeben, die durch den Lichtbogen eine hohe Wärmebeanspruchung aufzunehmen hat

Aus der DT-AS 12 22 571 isl die Befestigung eines rohrförmigen, aus plastisch verformbarem Material bestehenden Abbrandteiles an einem rohrförmigen Schaitstift bekannt der ebenfalls aus plastisch verformbarem Material besteht. Nach dem Zusammenfügen der beiden rohrförmigen Teile wird das innere Teil aufgeweitet, so daß sich eine Verankerung des inneren T?ils am äußeren Rohr ergibt. Eine derartige Befesti gung ist für Graphitmaterial ungeeignet.

Mit besonderem Vorteil ist der Zwischenkörper lösbar mit dem zugehörigen Rohr verbunden, um ihn bei Revisions· und Reparaturarbeiten leicht austauschen im können. Bevorzugt besteht der Zwischenkörper aus einer Legierung mit 36% Nickel, Rest Eisen, weil sich dadurch eine günstige Werkstoffpaarung für eine in weiten Temperaturgrenzen bis zu etwa 200⁰C gleich bleibende Druckbeanspruchung der düsenförmigen Graphitelektrode ergibt.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform besteht der Zwischenkörper aus einer Legierung mit 28% Nickel, 18% Kobalt, Rest Eisen. Auch hierbei ergibt sich eine günstige Werkstoffpaarung, die weitgehend gleiche Reibschlußkräfte über einen weiten Temperaturbereich bis zu etwa 400⁰C ermöglicht.

Als besonders günstig hat sich erwiesen, wenn das den Reibschluß bewirkende Übermaß oer Elektrode 1,0 bis 5%o, vorzugsweise etwa l,5%o des Innendurchmessers des Zwischenkörpers bei Raumtemperatur beträgt.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

In F i g. 1 ist ein als Leistungsschalter ausgebildetes elektrisches Hochspannungsgerät schematisch gezeichnet, das in einer beispielsweise aus Porzellan bestehenden Schaltkammer 10 ein gasförmiges Isoliermittel, z. B. Schwefelhexafluorid, aufnimmt. Im Innern 12 der Schaltkammer 10 sind zwei Schaltstücke 1 angeordnet, die an ihren freien, einander zugewandten Stirnseiten über einen elektrisch leitenden Körper 4 eine Graphitelektrode 6 tragen. Die Graphitelektrode 6 ist düsenförmig gestaltet und dient zur Abfuhr der während der Lichtbogenbrenndauer entstehenden heißen Schaltgase. Diese Schaltgase werden durch das Innere der hohl ausgebildeten Schaltstücke 1 weitergeführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Schalter in der rechts der Mittellinie gezeichneten Position in der Einschaltstellung und in der links der Mittellinie gezeichneten Position in der Ausschaltstellung. In der Einschaltstellung sind die beiden Schaltstükke 1 durch ein Überbrückungsschaltstück 11 miteinander elektrisch leitend verbunden. In der Ausschaltstel-

lung ist die zwischen den beiden Schaltstücken 1 gebildete Trennslrecke vom Überbrückungsschaltstück 11 freigegeben, das zuvor in Pfeilrichtung 13 bewegt wurde.

In der Fig.2 ist in einer Sxplosivdarstellung ein Kontaktstück 1 für ein elektrisches Hochspannungsgerät, insbesondere einen Hochspannungs-Leistungsschalter, gezeichnet, das zur Abfuhr der wahrend des Schaltvorgangs entstehenden Schaltgase hohl ausgebildet ist. Das verwendete gasförmige Isoliermittel, insbesondere Schwefelhexafluorid, dient im Falle der Ausbildung des elektrischen Hochspannungsgerätes als Hochspannungs-Leistungsschalter gleichzeitig als Löschmittel. Dieses Löschmittel wird unter einem vorbestimmten Druck von beispielsweise 16 at zur Trennstrecke geleitet, wenn der Schalter ausschaltet, und von dort durch die düsenförmigen Schallstücke 1 abgeführt.

Das Schalistück 1 hat an seiner Stirnseiie 2 ein Innengewinde 3, das zur Aufnahme eines elektrisch leitenden, rohrförmigen Körpers 4 mit einem entsprechenden Außengewinde bestimmt ist. Der elektrisch leitende Körper 4 ist in seinem Bereich 5 ringförmig ausgebildet, mit dem er eine Elektrode aus Graphit 6 unter Reibschluß umfaßt. Die Elektrode aus Graphit ist zur Abfuhr von heißen Lichtbogengasen düseiilormig gestaltet und bildet das stirnseitige Ende des Schaltstükkes 1. Die Graphitelektrode 6 ist mit einem umlaufenden Flächenbereich 7 dem ringförmigen Be/cich 5 des elektrisch leitenden Körpers 4 im Durchmesser angepaßt, d. h. der Außendurchmesser der Elektrode D ist etwa 1 bis 5%o größer als der Innendurchmesser c/des elektrisch leitenden Körpers 4.

Es ist möglich, den elektrisch leitenden Körper 4 aus Eisen, z. B. St 35, zu fertigen und dabei die Wandstärke so gering zu wählen, daß die bei den auftretenden Temperaiurwechselbeanspruchungeri durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auftretenden Kräfte vom ringförmigen Bereich 5 elastisch nachgiebig aufgenommen werden.

Bei einer etwas anderen Ausführungsform bestehi der ringförmige Körper aus Metall mit 3b% Nickel. Rest Eisen. Eine derartige Ausführungsform ist bis zu einer Temperatur von etwa 200⁰C hinsichtlich der auf die Elektrode wirkenden Reibschlußkräfte stabil. Oberhalb einer Temperatur von 200° werden die ReibschluÜkräfte geringer.

Für erhöhte Beanspruchungen, insbesondere tu: einen Temperaturbereich bis über 400", hat sich ein Material für den elektrisch leitenden Körper als vorteilhaft erwiesen, das aus Metal! mit 28% Nickel. 18% Kobalt, Rest Eisen besteht. Em derartiges Metall hat bis zu 400⁰C eine relative Ausdehnung, die weitgehend dem des Graphits entspricht. Auf diese Weise ist sowohl ein mechanischer als auch ein guter elektrischer Kontakt der Graphitelektrode gewährleistet, ohne daß der ringförmige Graphitkörper im Bereich seiner Einspannung mechanisch überbeansprucht wird. Damit ist eine bruchsichere, für Hochspannungsgeräte ausreichend temperaturstabile Halterung der Graphitelektrode geschaffen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

■- Patentansprüche:

1. Kontaktsystem für elektrische Hochspannungsgeräte mit einem gasförmigen Isoliermittel, insbesondere Hochspannungs-Leistungsschalter, mit mindestens einem hohlen düsenförmigen Kontaktstück, das aus einem elektrisch leitenden Rohr und einer am Rohr stirnseitig angeordneter, düsenförmigen Graphitelektrode besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jede Graphitelektrode (6) von einem ringförmigen, elektrisch leitenden Zwischenkörper (5) unter Reibschluß umfaßt ist, der mit dem Rohr (i) mechanisch sowie elektrisch leitend verbunden ist. «5

2. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkörper mit dem zugehörigen Rohr lösbar verbunden ist

3. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkörper aus einer Legierung mit 36% Nickel, Rest Eisen besteht.

4. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkörper aus einer Legierung mit 28% Nickel, 18% Kobalt. Rest Eisen besteht.

5. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkörper aus Eisen (beispielsweise St 35) besteht.

6. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Reibschluß bewirkende Übermaß der Graphitelektrode etwa 1 bis 5% des Innendurchmessers des Zwischenkörpers bei Raumtemperatur beträgt.