DE2215883C3 - Kontaktsystem für elektrische Hochspannungsgeräte mit einem gasförmigen Isollermittel, Insbesondere Hochspannungs-Leistungsschalter - Google Patents

Description

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Aus der DT AS 11 54 548 ist ein elektrischer Schalter mit einem clektroncgativen, fluorhaliigen Gas als Lösch- und Isolicrmittel und relativ zueinander beweglichcn Schaltstücken bekannt, zwischen denen beim Ausschalten ein Lichtbogen gezogen wird. Um die Zerstörung der Schaltstücke und die Bildung von Zersetzungsprodukten unter der Einwirkung des Lichtbogens klein zu halten, sind dabei die Schaltstücke aus Kohlenstoff, vorzugsweise aus Graphit, gefertigt. Die •us Graphit bestehenden Schaltstücke sind massiv ausgebildet und in topfförmigen Elektroden eingesetzt, wobei die Wände der topfförmigen Elektroden lumindest teilweise in mantelseitig an den Schaltstükken vorgesehene Hinterschneidungen eingreifen. Damit läßt svh eine sichere mechaniscne und elektrische Verbindung erzielen.

Aus der 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 gasförmi gen Isoliermitlei, insbesondere Hochspannungs-Lei stungsschalter, 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 97J &5 bekannt. Über die Befestigung der aus Graphit bestehenden Kontaktstücke des Schaltstiftes und des Geeenschaltstückes ist in dieser Druckschrift nichts

ausgeführt.

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

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

Der die Graphitelektrode halternde Zwischenkorper 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 ist die Belestigung eines rohrförmigen, aus plastisch verformbarem Material bestehenden Abbrandteiles an einem rohrförmigen Schaltstift bekannt, der ebenfalls aus plastisch verformbarem Material besteht. Nach dem Zusammenfügen der beiden rohrförmigen Teile vurd das innere Teil aufgeweitet, so daß sich eine Verankerung des inneren Teils am äußeren Rohr ergib! Eine derartige Befestigung ist für Graphitmaterial ungeeignet.

Mil besonderem Vorteil ist der Zwischenkorper lösbar mit dem zugehörigen Rohr verbunden, um ihn bei Revisions und Rcparaturarbcilen leicht austauschen /u können. Bevorzugt besteht der Zwischenkorper aus einer Legierung mit 36% Nickel. Rest Eisen, weil sich dadurch cmc günstige Werkstoffpaamng für eine in weiten Temperaturgrenzen Ins /u etwa 200 C gleichbleibende Druckbeanspruchung der düsenförmigen Graphitelektrode ergibt.

Bei einer anderen bevorzugten Ausfiihrungsform besteht der Zwischenkorper aus einer Legierung mit 28% Nickel. 18% Kobalt. Rest Eisen. Auch hierbei ergibt sich eine günstige Werkstoffpaarung, die weitgehend gleiche Reibschlußkräftc über einen weiten Temperaturbereich bis zu etwa 400' C ermöglicht.

Als besonders günstig hat sich ei wiesen, wenn das den Reibschluß bewirkende Übermaß der 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 Fig. I ist ein als Leistungsschalter ausgebildetes elektrisches Hochspannungsgerät schematisch gezeichnet, das in einer beispielsweise aus Porzellan bestehenden Schaltkammer 10 ein gasförmiges Isolicrmittel, 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 β 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 weilergeführt. Im dargestellten Ausfühmngsbcispiel 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 EinschaltstellunR sind die beiden Schaltstükke I durch ein Überbrückungsschaltstück 11 miteinander elektrisch leitend verbunden. In der Ausschaltstel-

lung ist die /wischen den beiden .Schaltstücken I gebildete Trennsirecke vom Übcrbrückungsschaltstück Il freigegeben, das zuvor in Pfeilrichtung U bewegt wurde.

In der Γ i g. 2 ist in einer LxpJosivdarstellung ein Kontaktstuck I für ein elektrisches Hoehspannungsge riit. insbesondere einen Hochspannungs-Leistungsschal ler. gezeichnet, das zur Abfuhr der wahrend des Schaltvorgangs entsichendcn .Schaltgase hohl ausgebildet ist. Das verwendete gasförmige Isolicnniticl. insbesondere Schwefelhexafluorid, dient im Kalk· der Ausbildung des elektrischen Hochspannungsgerätes als Hochspannung·.- Leistungsschalter gleich/eilig als Löschmittel. Dieses Löschmittel wird unter einem vorbestimmten Druck von beispielsweise Ib at /iir Trennstrecke geleitet, wenn der Schalter ausschaltet, und von dort durch die düsenförmigen Schaltsiiicke I abgeführt.

Das Schaltstück 1 hat an seine,· Stirnseite 2 ein innengewinde 1. 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, mil dem er eine Llekirodc ,ms (iraphii β unter Reibschluß umfaßt. Die Klektrode ans (iraphii ist /ur Abfuhr von heißen Lichibogengasen diiscnförmig gestaltet und bildet das sfirnseiiige Knde des Sehalisiul·.-kes I. Die (iraphiielekirode6 ist mit einem umlaufenden Flächenbereicii 7 dem ringförmigen Bereich 5 des eli s'.nsch leitenden Körpers 4 im Durchmesser angepaßt, d. h. iler Anßendiirchmesser der Klektrode I) is! etwa I bis Vim großer als del Innendurchmesser t/dcs elektrisch leitenden Korpeis 4.

Ls ist möglich, den elekliisch leilenc.eu korpei 4 .ms Lisch. /. B. Sl }\ /ii ferligeii und dabei die \V.,ndsl;irke s so gering /u wählen, daß the bei den aiilüetcnden I emperaiiiruechselbeanspnichiingen duri.li die tintei sch led liehen Wärmeaiisdcliuiingskoellt/icmcn au! ι rc !enden kralle vom ringlonni;'.en Bereich S elastisch na ^ hg lebig au !genommen werden.

ίο Bei einer etwas anderen Aiislüln ungsloi m besteh! der ringförmige körper aus Metall mil Jh"" Nickel. Rest Lisen. line derartige Ausliilmmgslorm lsi h··. /u einer Temperatur win elw.. 200 (' hinsieht lieh ύι:ν aiii die Klektrode wirkenden Reihschlußkralic stabil. Oberhalb einer Temperatur vom 200 werden die Reibschhnikral te geringer.

Lür erhöhte Beanspruchungen, insbesondere lur einen Temperaturbereich bis über -400 . hai sich ein Material für den elektrisch leitenden Körper als vorteilhaft erwiesen, das aus Mciall mit 2iS"i> Nickel !8¹M' Kobalt. Rest Kisen besteht. 1 in dcrariige¹· Metall hat bis zu 4(H.) C" eine relali\e Ausdehnung, die weitgehend dem des (iraphiis entspricht. ^x il diese Weise ist sowohl ein mechanischer als am h ein guter

2> elektrischer kontakt der (iraphitelekirode gew.ihrlei stet, ohne daß der ringförmige (ii aphitköi per im Bereich seiner Kinspanniuig mechanisch iiherbe.mspruchi wird. Damit ist eine bruchsichere, lür I lochspan nungsgerate ausreichend lemperatursiabik¹ H.iheriing

y> der Ciraphitelektrode geschaffen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kontaklsystem 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 dadurch gekenn- >° zeichnet, daß jede Graphitelektrode (6) von einem ringförmigen, elektrisch leitenden Zwischenkörper (5) unter Reibschluß umfaßt ist, der mit dem Rohr (1) mechanisch sowie elektrisch leitend verbunden ist. '5

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

3. Kontaklsystem 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. ^s

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

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