DE2560687C2

DE2560687C2 -

Info

Publication number: DE2560687C2
Application number: DE2560687A
Authority: DE
Inventors: Robert Allan Strain; Gary Lee St. Louis Miss. Us Schurter
Original assignee: Joslyn Manufacturing and Supply Co
Current assignee: Joslyn Manufacturing and Supply Co
Priority date: 1974-01-09
Filing date: 1975-01-03
Publication date: 1990-02-01
Anticipated expiration: 1995-01-04
Also published as: CH592357A5; FR2257140A1; FR2257140B1; US3947650A; JPS50116957A; GB1471170A; JPS5846809B2; DE2500156A1; CA1022590A

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsschalter gemäß Gat tungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Hochspannungsschalter ist beispielsweise aus der DE-AS 10 62 312 wie im wesentlichen auch den US-PS 32 14 549 und 33 31 935 in der Form bekannt, daß das die beiden Kontakt stücke einer jeden Schaltstrecke umgebende Gehäuse vom Ende des innerhalb der Kapselung liegenden Teils der jeweiligen Durchfüh rung in entsprechendem Abstand von der Wand der metallischen Kapselung getragen wird. Diese Ausbildung stellt zwar eine hin reichende Isolation des Gehäuses gegenüber der Kapselung sicher, doch beansprucht sie viel Raum, der einer kompakten Ausführung, beispielsweise als Unterflurschalter, zuwiderläuft. Hinzu kommen durch die Schaltkräfte im Verein mit dem langen Hebelarm der Aufhängung mittels der Durchführungen in diesen hervorgerufene hohe Biegespannungen.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, einen Hoch spannungsschalter der genannten Art so auszubilden, daß bei kom pakter Bauweise die Isolierfähigkeit der spannungsführenden Teile gegenüber der an Masse liegenden leitenden Kapselung zu mindest nicht verschlechtert wird und zudem noch die jeweils zu geordnete Durchführung mechanisch entlastet wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerk male des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteil hafte Ausgestaltungsmöglichkeiten des betreffenden Konstruk tionsprinzips an.

Durch die betreffende Konstruktion kann der gesamte innerhalb der Kapselung liegende Teil der Durchführung in dem Gehäuse Platz finden und können die von dem Schaltmechanismus auf das Gehäuse übertragenen Kräfte einschließlich solcher, wie sie die Erzeugung eines Löschgasstromes erfordert, unmittelbar in den Fuß des innerhalb der Kapselung liegenden Teils der Durchführung eingeleitet werden. Dabei verhindern es die beiden Dichtungen, daß um den Schaltlichtbogen herum entstehendes ionisiertes Löschgas mit dem Durchführungsisolator in Berührung kommt, ebenso wie auch eine Verunreinigung desselben, so daß trotz der geringen Entfernung der Schaltstrecke von der Kapselung eine ausreichende Überschlagsfestigkeit gewährleistet ist. Das fest stehende Kontaktstück kann sich unmittelbar an den Durchfüh rungsleiter anschließen und mit diesem zusammen eine Einspannung für den Boden des topfförmigen Teils samt der darauf aufliegen den Dichtung bilden.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines ent sprechend ausgebildeten Hochspannungsschalters anhand der Zeich nungen genauer beschrieben. Von diesen zeigt

Fig. 1 einen Einsatz des betreffenden Schalters als Unterflur- Leistungsschalter und

Fig. 2 die Ansicht einer Schmalseite des in Fig. 1 dargestellten Schalters, teilweise aufgebrochen bzw. geschnitten.

Fig. 1 zeigt, wie gesagt, einen typischen Anwendungsfall des be treffenden Schalters, 10, als Unterflur-Leistungsschalter. Ein Arbeiter 12 hält, auf der Erdoberfläche 14 stehend, eine Schalt stange 16, mit der er den Schalter betätigt. An dem dem Schalter zugewandten Ende der Schaltstange 16 befindet sich ein Haken oder dergl., der mit einem Ende eines auf dem Schalter gelager ten Schalthebels 18 zum Eingriff zu bringen ist. Der Schalthebel 18 wirkt über eine Abkröpfung 20 auf eine im Inneren des Schal ters mit einem Schnappbetätigungsmechanismus verbundene Stange 26 ein.

Der Schalter ist als dreiphasiger Schalter mit drei Zuleitungs kabeln 32 und drei Ableitungskabeln 34 verbunden, die an ent sprechende Durchführungen wie 36, 38 und 40 angeschlossen sind. Er ist auf dem Boden eines Betonschachts 42 angebracht, der durch einen in einen Absatz 44 einlegbaren Deckel abdeckbar ist.

Zum Öffnen bzw. Schließen des Schalters wird der Hebel 18 in die ausgezogen oder die gestrichelt gezeigte Stellung gebracht.

Wie aus Fig. 2 genauer zu erkennen, besitzt der Schalter 10 eine hermetisch geschlossene Kapselung in Gestalt eines metallischen Behälters 45 mit dicht darauf aufgebrachtem Deckel 46. Von den vorerwähnten Durchführungen sind die einem Pol angehörigen Durchführungen 36 und 36′ zu erkennen. Der Behälter 45 ist mit einem elektronegativen Gas, wie z. B. Schwefelhexafluorid (SF₆) gefüllt.

Wie anhand der Durchführung 36 gezeigt, weist diese, wie i. ü. auch die Durchführungen 38 und 40, einen abgedichtet durch den Deckel 46 hindurchgeführten Durchführungsisolator 36 a auf, der einen Durchführungsleiter 47 umgibt. Der Durchführungsleiter 47 hat an seinem Außenende ein Gewinde zum Anschluß des betreffen den Kabels und an seinem Innenende eine Gewindebohrung 47 a, in die das feststehende Kontaktstück 48 der betreffenden Schalt strecke eingeschraubt ist. Das feststehende Kontaktstück 48 wirkt mit einem koaxialen beweglichen Kontaktstück 50 zusammen. Die von beiden Kontaktstücken gebildete Schaltstrecke ist von einem Gehäuse 52 umgeben. In das Gehäuse 52 tritt das bewegliche Kontaktstück 50 von unten her durch eine starre Abschlußscheibe 54 ein, während es im Bereich seines oberen Endes mittels einer Befestigungsscheibe 55 an der Durchführung 36 befestigt ist. Das bewegliche Kontaktstück 50 ist ensprechend hohl ausgebildet, um in seinem Inneren das feststehende Kontaktstück 48 gleitend auf zunehmen. Es trägt an seinem oberen Ende eine kolbenartige Scheibe 56, die mittels einer Klemme 57 starr mit ihm verbunden ist. Auf der Scheibe 56 ist ein hohler Konus 58 aus Isolierma terial, wie z. B. Polytetrafluorethylen ("Teflon") angebracht, der oberseitig in einem gleichsam eine Fortsetzung des bewegli chen Kontaktstücks 50 bildenden Kragen 58 a endet. Innerhalb des Konus 58 weist das feststehende Kontaktstück Schlitze 50 a auf, während das feststehende Kontaktstück Querbohrungen 48 a in Ver bindung mit einer Längsbohrung 48 b enthält. Aus dem zwischen den Scheiben 54 und 56 liegenden Raum vermag das Gas in den Raum un ter dem Konus 58 und von dort in das Innere des beweglichen Kon taktstücks 50 zu gelangen. Auf diese Weise ist innerhalb des Ge häuses 52 eine Löscheinrichtung gebildet, mittels derer der sich vor allem beim Öffnen der Schaltstrecke bildende Lichtbogen be blasen wird. Seitlich in dem Gehäuse 52 im Bereich des festste henden Kontaktstücks 48 befindet sich eine Druckausgleichsöff nung 52 a, während ein Rückschlagventil 60 in der Scheibe 54 beim Schließen der Schaltstrecke den Gaseintritt in den Raum zwischen den Scheiben 54 und 56 erleichtert.

Am unteren Ende des beweglichen Kontaktstücks 50 ist eine Schalt stange 62 des vorerwähnten Schnappbetätigungsmechanismus zu er kennen, die über eine Schelle 64 mit dem Kontaktstück 50 verbun den ist, um diesem die Schaltbewegung zu vermitteln. Ein flexi bler Leiter 70 verbindet das Kontaktstück 50 mit dem innenlie genden Ende 47 a′ des Durchführungsleiters 47′ der Durchführung 36′.

Wie gesagt, ist das feststehende Kontaktstück 48 in den Durch führungsleiter 47 eingeschraubt. Es hat einen Bund 84, der eine Dichtung 86 gegen die Befestigungsscheibe 55 und diese damit ge gen das Stirnende des Durchführungsleiters 47 drückt. Der äußere Rand der Befestigungsscheibe 55 drückt auf eine Hülse 90, mit der zusammen die Befestigungsscheibe 55 als dessen Boden ein topfförmiges Teil bildet und die mit ihrem gegenüberliegenden Rand eine Dichtung in Gestalt eines O-Ringes 92 in einen zwi schen der Innenwand des Gehäuses 52 und dem davon umgebenen Teil 36 a des Durchführungsisolators 36 bestehenden Spalt drückt. Auf diese Weise ist der Teil 36 a des Durchführungsisolators gegen über dem die Schaltstrecke umgebenden Innenraum des Gehäuses 52 abgeschirmt.

Ein ausgeführter derartiger Schalter war für 15 KV, 600 A und drei Phasen ausgelegt. Er war mit SF₆ bei einem Überdruck von ca. 0,35 bar (5 psig) bei ca. 21°C (70°F) gefüllt. Er arbei tete zufriedenstellend bei einer Grundimpulsbelastung von 95 KV, obwohl das Gesamtvolumen des Gehäuses nur etwa 147 l (5,2 cu. ft.) betrug.

Claims

1. Hochspannungsschalter mit

a) einer Kapselung (45, 46) aus Metall,
b) zwei in die Wandung der Kapselung (45, 46) eingesetzten Durchführungen (36, 36′) je Pol,
c) je einer Löscheinrichtung je Pol, die von einer (36) der zu gehörigen Durchführungen (36, 36′) getragen wird, und
d) einem Gehäuse (52) je Löscheinrichtung, innerhalb dessen ein unmittelbar mit dem Durchführungsleiter (47) der zugeordne ten Durchführung (36) verbundenes feststehendes Kontaktstück (48) und ein bewegliches Kontaktstück (50) angeordnet sind,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

e) das Gehäuse (52) jeder Löscheinrichtung umgibt vollständig den innerhalb der Kapselung (45, 46) liegenden Teil der zu geordneten Durchführung (36),
f) innerhalb jedes Gehäuses (52) ist ein topfförmiges Teil (55, 90) angeordnet, dessen Boden (55) eine Öffnung für das fest stehende Kontaktstück (48) aufweist und das das Ende des in das Gehäuse (52) ragenden Teils der zugeordneten Durchfüh rung (36) umgibt,
g) eine Dichtung (92) ist zwischen jedem topfförmigen Teil (55, 90) und der Innenwand des zugeordneten Gehäuses (52) und eine weitere Dichtung (86) zwischen dem Boden (55) des topf förmigen Teils (55, 90) und dem zugeordneten feststehenden Kontaktstück (48) angeordnet.

2. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß jeweils die Dichtung (92) zur Innenwand des Gehäuses (52) von dem topfförmigen Teil (55, 90) in den Spalt zwischen dieser Innenwand und der Durchführung (36) gedrückt wird.

3. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Boden (55) des topfförmigen Teils (55, 90) samt der darauf aufliegenden Dichtung (86) zwischen einer Schulter des feststehenden Kontaktstücks (48) und dem innensei tigen Ende des betreffenden Durchführungsleiters (47) einge spannt ist.