DE3044366C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs­ schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 28 05 566 A1 ist ein Druckgasschal­ ter mit einer Ventileinrichtung bekannt, die bei verbundenen Gehäuseteilen eine Strömungsverbindung zwischen diesen frei­ gibt und bei nicht verbundenen Gehäuseteilen diese gegen die Umgebung abschließt.

Weiter ist aus der DE 16 40 910 A1 ein zerlegbarer Druckgasschalter bekannt, bei dem im Verbin­ dungsbereich zweier Gehäuseteile selbsttätig öffnende Ventile vorgesehen sind, die die Druckgasverbindung zwischen zwei Ge­ häuseteilen herstellen, wenn die Gehäuseteile aneinander mon­ tiert sind. Auf diese Weise können die einzelnen Gehäuseteile fertig zusammengebaut, gereinigt und mit dem gewünschten Druck­ gas gefüllt zur Baustelle befördert und dort zusammengesetzt werden, ohne daß eine Kontaminierung der Innenräume der be­ treffenden Gehäuseteile zu befürchten ist.

Aus der FR-PS 22 72 475 ist es bekannt, zur Montage und Demontage eines Hochspannungsschaltgeräts im Werk oder am Installationsort Dichtungsvorrichtungen vorzusehen, mit denen die Montagearbeiten vorgenommen werden können, ohne daß die betreffenden Gehäuseteile des Schalters geleert, unter Va­ kuum gesetzt und wieder gefüllt werden müssen. Die Schaltstange besitzt in diesem Fall zu beiden Seiten der Trennlinie Dicht­ mittel, die wirksam werden, wenn die Schaltstange über die normale Hubbewegung hinaus in eine Endstellung bewegt wird. Dies zwingt dazu, den normalen Endanschlag für die Hubbewegung bei Betätigung des Hochspannungsschalters zu beseitigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hochspannungs­ schalter der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so zu verbessern, daß das Gehäuse und die darin verlaufende Schaltstange zerlegt werden können, ohne daß die Dichtheit der beiden Gehäuseteile darunter leidet und ohne daß die Schalt­ stange in eine Position gebracht werden müßte, die jenseits des normalen Schalthubs liegt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruchs 1 gelöst. Bezüglich einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung wird auf den Unteranspruch verwie­ sen.

Die Erfindung wird nun anhand einiger Ausführungs­ beispiele mithilfe der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Halbschnitt durch einen Hochspannungsschalter, bei dem die Erfindung anwendbar ist.

Fig. 2 zeigt ein Detail im Halbschnitt durch einen erfindungsgemäßen Hochspannungsschalter.

Fig. 3 zeigt denselben Gegenstand wie Fig. 2 nach einem ersten Zerlegungsschritt.

Fig. 4 zeigt denselben Gegenstand wie Fig. 2 nach einem zweiten Zerlegungsschritt.

Fig. 5 zeigt denselben Gegenstand wie Fig. 2 nach einem dritten Zerlegungsschritt.

Fig. 6 zeigt eine Variante in einer Darstellung entsprechend Fig. 2.

Fig. 7 ist eine vergrößerte Ansicht einer Einzel­ heit aus Fig. 6.

Fig. 8 zeigt eine weitere Variante in einer Dar­ stellung gemäß Fig. 2.

Der in Fig. 1 gezeigte Hochspannungsschalter be­ sitzt ein oberes Gehäuseteil 1, das die Trennkammer umschließt, und ein unteres Gehäuseteil 3, das als Isolierstütze ausgebil­ det ist und auf einem Metallgerüst 50 ruht. Die beiden Gehäuse­ teile sind je mit einen Befestigungsflansch 24 bzw. 44 verse­ hene, die miteinander dicht verschraubbar sind. Durch das Ge­ häuse verläuft eine Stahlstange 42, die aus einem unteren iso­ lierenden Schaltstangenabschnitt 12 und einem oberen metalli­ schen Abschnitt 6 besteht. Letzterer bildet den beweglichen Kontakt, der mit Festkontaktfingern 51 in Berührung kommen kann. Der Festkontakt steht mit einer äußeren Anschlußklemme 52 in Verbindung. Die Schaltstange umfaßt ferner noch einen metallischen unteren dritten Abschnitt 31.

Der Isolierabschnitt 12 durchquert den unteren Teil der Trenn­ kammer 1, die Isolierstütze 2 und eine unter der Isolierstütze 2 zwischen letzterer und einem Schaltzylinder 32 liegende Kammer 33. Der Abschnitt 31 der Schaltstange ist einerseits innerhalb der Kammer 33 mit dem Isolierabschnitt 12 der Schaltstange und andererseits mit dem Kolben 53 eines Schaltzylinders 32 verbun­ den, mit dem die gesamte Schaltstange 42 des beweglichen Kon­ takts betätigt wird.

Der elektrisch leitende Stangenabschnitt 6 steht ferner über einen elektrischen Gleitkontakt 54 und einen metal­ lischen Zylinder 23 mit einem Ringflansch 24 in Verbindung, der eine hier nicht dargestellte äußere Anschlußklemme trägt.

Die von der Trennkammer 1 und der Isolierstütze 2 gebildeten Gehäuseteile sind mit einem dielektrischen Gas ge­ füllt und nach außen hermetisch abgedichtet. Jedoch stehen sie miteinander im Betrieb in Verbindung.

Fig. 2 zeigt im einzelnen die Verbindung zwischen der Trennkammer 1 und der Isolierstütze 2. An ihrem unteren Ende besitzt die Trennkammer 1 einen Befestigungsflansch 55, der auf den Ringflansch 24 geschraubt ist. Die Isolierstütze 2 weist an ihrem oberen Ende ebenfalls einen Befestigungsflansch 56 auf, der seinerseits an einen Ringflansch 44 angeschraubt ist. Das aus dem Befestigungsflansch 55 und dem Ringflansch 24 bestehende Gebilde wird mithilfe von Schrauben 35 und Mut­ tern 39 am Flansch 44 befestigt. Die Abdichtung der Trennkammer 1 gegenüber dem Flansch 24 wird mithilfe einer Dichtung 3 er­ reicht, während die Abdichtung der Isolierstütze 2 gegenüber dem Flansch 44 mithilfe einer Dichtung 11 gewährleistet wird.

An seiner inneren Peripherie weist der Ringflansch 24 einen Zylinder 23 auf, der sich ins Innere der Trennkammer 1 erstreckt. Der Zylinder 23 besitzt einen oberen Boden 57, der den mit dem Gleitkontakt 54 in Berührung stehenden Stangen­ abschnitt 6 umgibt. Ferner weist der Boden 57 Öffnungen 26 auf.

Die innere Peripherie des Ringflanschs 44 endet in Höhe eines den Isolierabschnitt 12 der Schaltstange umgeben­ den Lochs 22. Ferner besitzt der Ringflansch 44 einen Zylinder 19, der in der Nähe der Flanschebene einen Dichtring 25 auf­ weist, der mit der Innenwandung des Zylinders 23 zusammenwirkt, in den der Zylinder 19 gesteckt ist. Das Ende des Zylinders 19 ist mit einem nach innen ragenden Kragen 18 versehen, durch den parallel zur Stange 42 Gewindelöcher 58 verlaufen.

Ein Ventilschieber 15 ist um den Verbindungsbereich der Abschnitte 6 und 12 der Schaltstange herum angeordnet. Der Schieber 15 besteht aus zwei Verschlußorganen, nämlich einerseits aus einem Hohlkörper 45, der einen unter den Kragen 18 greifenden Fuß 46 aufweist und mit einer mit dem Inneren des Zylinders 19 zusammenwirkenden Dichtung 10 versehen ist, und andererseits aus einem ringförmigen Zylinderkopf 7 mit Flanken, die über die Wandungen des Hohlkörpers 45 hinausragen. Die Außenwandungen des Zylinderkopfs 7 ist mit einer Dichtung 4 versehen, die mit der Innenwandung des Zylinders 23 zusammen­ wirkt, und zwischen den Hohlkörper 45 und den Zylinderkopf 7 ist eine Dichtung 17 zwischengelegt. Lösbare Verriegelungs­ einrichtungen in Form von Riegeln 8 sind unter der äußeren Flanke des Zylinderkopfs angebracht, während weitere Riegel 40 unter der Innenflanke des Zylinderkopfs 7 angeordnet sind. Zwischen dem Hohlkörper 45 und dem Flansch 44 ist unter einer Ausnehmung dieses Hohlkörpers eine Kompressionsfeder 16 ange­ ordnet, während Bedienungsschrauben 14, deren Kopf den Riegeln 8 gegenüberliegt, in die Gewindelöcher 58 eingeschraubt sind.

Das obere Ende des Stangenabschnitt 12 weist einen Ringflansch 36 auf, dessen Peripheriefläche mit einer Dichtung 9 versehen ist, die mit der Innenwandung des Hohlkörpers 45 zusammenwirkt.

Das untere Ende des Stangenabschnitts 6 trägt einen Gegenflansch 37, der mithilfe von Schrauben 13 am Flansch 36 befestigt ist. Ferner besitzt der Abschnitt 6 oberhalb des Gegenflanschs 37 eine Ringschulter 38, in deren Peripherie ein Dichtring 5 eingelassen ist, der mit der Innenwandung des Kolbenkopfes 7 zusammenwirkt.

In der Darstellung gemäß Fig. 2, die der Schließ­ stellung des Hochspannungsschalters entspricht, wurde die Schaltstange 42 mithilfe des Betätigungszylinders 32 in Hoch­ stellung gebracht. In dieser Stellung bildet sich zwischen einerseits dem Stangenabschnitt 6 und dem Hohlkörper 45 des Kolbens und andererseits dem Flansch 36 der Innenflanke des Zylinderkopfs 7 ein veränderliches Volumen, das einen schleusenartigen Raum 41 ergibt, der auf einer Seite einen ringförmigen Durchlaß 21 zwischen dem Ende des Flansches 36 und dem Hohlkörper 45 und auf der anderen Seite einen ring­ förmigen Durchlaß 20 zwischen der Ringschulter 38 und der In­ nenflanke des Kolbenkopfes 7 bildet.

Die aus der Trennkammer 1 und der Isolierstütze 2 gebildeten Gehäuseteile sind nach außen abgedichtet und mit einem unter Druck stehenden dielektrischen Gas gefüllt. Zwi­ schen diesen beiden Gehäuseteilen besteht jedoch eine freie Verbindung durch die Öffnungen 26, den Durchlaß 20, den Raum 41, den Durchlaß 21 und den Durchlaß 22.

In Öffnungsstellung ist die Schaltstange 42 durch den Betätigungszylinder 32 in Tiefstellung gebracht und die ringförmigen Durchlässe 20 und 21 öffnen den Raum 41 noch mehr, so daß zwischen den beiden Gehäuseteilen weiterhin eine freie Verbindung besteht.

In Schließstellung des Schaltgerät erfolgt der Auseinanderbau und die Trennung der Trennkammer 1 von der Iso­ lierstütze 2 auf folgende Weise: In einer ersten Phase, deren Abschluß in Fig. 3 dargestellt ist, beginnt man damit, die beiden Gehäuseteile durch Entfernen der Muttern 39 von den Schrauben 35 voneinander zu lösen, anschließend werden mithilfe eines hier nicht dargestellten Hebezeugs der Flansch 24 und die Trennkammer 1 angehoben, die dadurch vom Flansch 44 ge­ trennt werden. Während dieses Arbeitsschritts gleitet der Zy­ linder 23 zunächst entlang des Zylinders 19 und dann entlang des Kolbenkopf 7. Die Dichtheit der Trennkammer 1 wird zu­ nächst durch die Dichtung 25 und dann gleichzeitig durch die Dichtungen 25 und 4 gewährleistet, bevor die Dichtung 25 vom Zylinder 23 getrennt wird. Nach diesem Arbeitsgang ist der Zugang zu den Köpfen der Schrauben 14 frei, so daß diese Schrau­ ben 14 tiefer eingedreht werden können. Der Fuß 46, der an den Kragen 18 anstieß, wird dadurch tiefer gedrückt, und die Außenflanke des Kolbenkopfs gleitet weiterhin auf dem Zylinder 23, während die Innenflanke des Kopfs 7 den Durchlaß 20 ver­ sperrt und an der Ringschulter 38 der Stange zum Anschlag kommt; dabei gleitet der Flansch 36 im Hohlkörper 45, wie es aus Fig. 4 hervorgeht.

In dieser Stellung wird ersichtlich, daß der Ventil­ schieber 15 soweit verschoben ist, daß die ringförmigen Durch­ lässe 20 und 21 verschwungen sind und zwischen dem schleusen­ artigen Raum 41 einerseits und den Gehäusen der Trennkammer 1 der Isolierstütze 2 andererseits keine Verbindung mehr besteht. In dieser Stellung sorgen die Dichtungen 9 und 5 für die Abdichtung. Anschließend wird der Zylinderkopf 7 vom Hohl­ körper 45 durch Verschieben des Riegels 8 getrennt und mit demselben Riegel 8 am Flansch 24 befestigt, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.

Ausgehend von dieser Stellung wird die Schraube 14 weiter eingedreht, bis der Fuß 46 unter Zusammendrücken der Feder 16 auf den Flansch 44 auftrifft.

Der schleusenartige Raum 41 ist nun geöffnet. Der Kolbenkopf 7 wird dann mit der Stange 6 fest verbunden, indem der Riegel 40 unter den Vorsprung 38 angebracht wird, und die Schrauben 13, mit denen der Stangenabschnitt 12 mit dem Ab­ schnitt 6 der Schaltstange verbunden ist, wird gelöst. Nun kann die Trennkammer 1 vollkommen von der Isolierstütze 2 ge­ trennt werden, ohne daß die jeweiligen Innenräume undicht wer­ den.

Nur das im Raum 41 und im Raum zwischen dem Zylin­ der 23 einerseits und dem Kolben 15 und dem Zylinder 19 ande­ rerseits enthaltene Gase geht bei dieser Demontage verloren.

Beim Aufbau der Trennkammer 1 auf die Isolierstützen 2 geht man entsprechend in umgekehrter Reihenfolge vor. Die zwischen der Dichtung 25 und der Dichtung 60 zwischen den Flan­ schen 24 und 44 enthaltene Luft läßt man mithilfe einer Ablaß­ schraube 61 entweichen.

Eine ähnliche Konstruktion kann auch auf die Verbin­ dung zwischen dem Stützisolator 2 und der Zwischenkammer 33 An­ wendung finden.

Es kann vorkommen, daß bei Auseinanderbau des Schalt­ geräts unter feuchter Atmosphäre Feuchtigkeitsspuren von der Außenwandung des Zylinders 19 und des Zylinders 23 absorbiert werden.

Diese Feuchtigkeit, die nach Wiederzusammenbau des Hochspannungsschalters in dessen Innerem verbleibt, kann eine gute elektrische Isolierung beeinträchtigen.

Dies kann verhindert werden durch die nachfolgend beschriebenen Varianten.

In der Ausführung gemäß den Fig. 6 und 7 wird im unteren Teil des Zylinders 19 ein Hohlraum 70 vorgesehen. Dieser Hohlraum steht über eine Bohrung 71 mit dem vom Zylin­ der 19 und dem Zylinder 23 gebildeten Innenraum in Verbindung.

Über eine zweite Bohrung 72 steht der Hohlraum 70 mit einer Leitung 73 in Verbindung, die in den Flansch 24 eingearbeitet ist und nach außen führt.

Der Hohlraum kann durch ein mit einer Dichtung 75 ver­ sehenes und durch eine Feder 76 beaufschlagtes Ventil 74 ver­ schlossen werden.

Diese Vorrichtung arbeitet dann folgendermaßen:

Nach Wiederzusammenbau des Hochspannungsschalters wird zur Ent­ fernung der Flüssigkeitsspuren aus dem Inneren des Geräts das Ventil 74 geöffnet, indem es mithilfe einer Stange 77 nach innen geschoben wird.

Das im Hochspannungsschalter enthaltene Druckgas strömt dadurch rasch nach außen und bläst durch den Innenraum 69, wodurch die Luft und eventuell an den Wandungen dieses Innenraums haftende Flüssigkeitsspuren nach außen mitgerissen werden.

Dieses Durchblasen erfolgt solange, bis der Druck im Inneren des Geräts beispielsweise von 0,3 bar auf 0,1 bar abge­ fallen ist. Dann wird die Stange 77 entfernt und ein Stopfen 78 eingesetzt.

In der in Fig. 8 dargestellten Ausführung steht der Innenraum 69 niemals mit dem Innenraum des Geräts in Verbindung.

Hierzu besitzt der Zylinder 23 einen konstanten Innen­ durchmesser, so daß der ringförmige Kopf 7 des Kolbens und des Zylinders 23 mit zwischengeschaltetem Dichtring 4 ständig mitein­ ander in Berührung stehen.

Die bei einem Auseinanderbau des Geräts in den Innen­ raum 69 gelangende Luft und eventuelle Feuchtigkeit können somit nach dem Wiederzusammenbau nicht ins Innere des Geräts gelangen.

In dieser Ausführungsform kann daher die Dichtung 25, mit der die Vorrichtung in den anhand der Fig. 1 bis 7 be­ schriebenen Ausführungsformen versehen war, entfallen, so daß der Zylinder 19 vereinfacht wird.

Claims (3)

1. Hochspannungsschalter mit

• a) zwei mit Druckgas gefüllten Gehäuseteilen, die lösbar über je einen Befestigungsflansch miteinander verbindbar sind,
• b) einer teilbaren, die Gehäuseteile durchsetzenden Schalt­ stange,
• c) einer Ventileinrichtung, die bei verbundenen Gehäuseteilen eine Strömungsverbindung zwischen diesen freigibt und bei nicht verbundenen Gehäuseteilen diese gegen die Umgebung abschließt,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• d) die Ventileinrichtung weist zwei bei verbundenden Befesti­ gungsflanschen (24, 44) gasdicht ineinander eingreifende, zur Schaltstange koaxiale Zylinder (19, 23) auf;
• e) innerhalb der Zylinder (19, 23) ist ein Ventilschieber an­ geordnet, der aus zwei mittels einer lösbaren Verriegelungs­ einrichtung (8) verbundenen Verschlußorganen (7, 15) be­ steht;
• f) bei verbundenen Befestigungsflanschen gibt der Ventilschie­ ber (7, 15) in einer ersten Lage (Fig. 2) die Strömungsver­ bindung zwischen zwei Gehäuseteilen (1, 2) frei;
• g) der Ventilschieber (7, 15) ist über eine bei abgehobenen Befestigungsflanschen (Fig. 3, Fig. 4) im innenliegenden Zylinder (19) gelagerte und mit einem der Verschlußorgane (45) verbundenen Betätigungsschraube (14) in eine zweite Lage (Fig. 4) verschiebbar, in der jedes der Verschlußor­ gane (7, 45) an der Innenwand des zugeordneten Zylinders (23, 19) sowie einer Ringschulter (38, 36) des zugeordne­ ten Teils (6, 12) der Schaltstange dichtend anliegt;
• h) in der zweiten Lage (Fig. 4) des Ventilschiebers (7, 45) ist die Verriegelungseinrichtung (8) zwischen den beiden Verschlußorganen (7, 45) lösbar;
• i) nach dem Lösen der Verriegelungseinrichtung (8) kann mittels der Betätigungsschraube (14) das mit ihr verbundene Ver­ schlußorgan (45) unter Aufrechterhaltung seiner Dichtfunk­ tion soweit verschoben werden, daß die Verbindungsstelle der beiden Teile (6, 12) der Schaltstange freigegeben wird (Fig. 5).

2. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß im unteren Bereich des Inneren der beiden Zylinder (19) ein mit einem federbelasteten Ventil (74) versehener Spül­ kanal (71, 73) vorgesehen ist, durch den der Raum zwischen den beiden Zylindern (23, 19) mit der Außenluft verbindbar ist.