DE3529386A1 - Gekapselte hochspannungsschalteinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gekapselte Hochspannungsschaltein­ richtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Einrichtung ist aus dem DE-GM 84 03 264 bekannt. Bei dieser ist vorgesehen, den Raum zwischen der Schaltkammer und dem Druckkapselungsgehäuse mit einem nicht fließbaren isolierenden Medium auszufüllen.

Es hat sich herausgestellt, daß das nicht fließbare Medium für die Funktion der Schalteinrichtung, insbesondere für deren beweg­ liche Teile, hinderlich ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, auf ein solches, nicht fließ­ bares Medium zu verzichten und dennoch eine sichere kompakte, für die Bedürfnisse staub- und explosionsgefährdeter Betriebs­ stätten besonders geeignete Schalteinrichtung anzugeben.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Anspruches 1.

Zwischen der Vakuum-Schaltkammer und dem Druckkapselungsgehäuse ist somit kein besonderes Isoliermittel eingefüllt; das dort be­ findliche Gas ist Luft. Man ist daher frei bei der Auswahl und Anordnung beweglicher Teile innerhalb des Druckkapselungsgehäuses. Ordnet man darin, und zwar oberhalb der Vakuum-Schaltkammer, den Hochspannungsisolator an, so ist er gegenüber Umwelteinflüssen besonders geschützt und kann sehr klein bauen.

Durch die Anordnung weiterer Druckentlastungsspalte unterhalb des Hochspannungsisolators kann das Druckkapselungsgehäuse "atmen", und der oberhalb des Hochspannungsisolators im Enddeckel ange­ ordnete Druckentlastungsspalt ist weitestgehend entlastet. Durch ihn wird nur eine verschwindend geringe Menge staubpartikelhal­ tige Außenluft angesaugt werden. Die wesentliche Druckentlastung des Kapselungsgehäuses sollte durch geeignete Spalte in dessen unteren Teil, zweckmäßig im unteren Enddeckel, vorgenommen sein.

Es kann günstig sein, beim Einschalten durch geeignete Mittel, z. B. Kolben, im Druckkapselungsgehäuse vorübergehend einen mäßigen Gas­ überdruck zu erzeugen, der sich über die Druckentlastungsspalte ausgleicht. Die Spalte werden somit durchblasen und von Staubpar­ tikeln weitestgehend freigehalten. Dieser Kolben kann vorteil­ haft von einem beweglichen, den oberen Enddeckel durchsetzenden Zylinder gebildet sein, der gleichzeitig eine Kontaktdruckfeder für die Betätigung der Vakuum-Schaltkontakte aufnimmt. Damit ist eine weitere Bauhöheneinsparung der Schalteinrichtung möglich.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Dargestellt ist eine Schalteinrichtung mit einem Druckkapselungs­ gehäuse 1 aus Isolierstoff, das von den metallenen Enddeckeln 2 und 3 verschlossen ist. Zwischen diesen ist eine an sich bekannte Vakuum-Schaltkammer 4 angeordnet.

Die Stromführung wird über Anschlußbolzen 5, 5 a vorgenommen, die jeweils durch die Wandung des Gehäuses 1 sowie einem offenen zy­ lindrischen Vorsprung 1 a des Gehäuses geführt sind. Sie stehen mit Kontaktträgern 6, 7 der Schaltkammer 4 in Verbindung.

Der feststehende Kontaktträger 7 und damit die Kammer 4 ist mit einem außerhalb der Kammer liegenden Gewindeschaftstück 7 a im unteren Enddeckel 3 festgesetzt. Dieser enthält eine Verstell­ mutter 8 mit Rechts- und Linksgewinde, welche eine Justierung der Schaltkammer 4 in axialer Richtung und somit eine exakte Einstel­ lung des Antriebshubes erlaubt.

Das Ende des Kontaktträgers 7 ist mittels einer haubenförmigen Gewindebuchse 9 verschlossen, die den außen liegenden Pumpstengel­ verschluß 10 druckfest und natürlich zünddurchschlagssicher um­ gibt.

Mit Hilfe des Flansches 11 ist die Gewindebuchse am Enddeckel 3 im Abstand zu diesem festgesetzt. Die Gewindebuchse 9 übernimmt gleichzeitig die Stromübertragung vom Anschlußbolzen 5 a zum Kon­ taktträger 7.

Der bewegliche Kontaktträger 6 ist mit einem innerhalb des Druck­ kapselungsgehäuses 1 angeordneten Gleitkontakt 12 verbunden, der mit einem Festkontakt 13 zusammenwirkt. Jener ist mit dem oberen Anschlußbolzen 5 kontaktiert. Der Gleitkontakt 12 ist anderer­ seits mit einem Hochspannungsisolator 14 kraftschlüssig verbun­ den, der wiederum mit weiteren, den oberen Enddeckel 2 durch­ dringenden Teilen des Antriebsgestänges gekoppelt ist.

Das Antriebsgestänge wird neben dem Isolator 14 von einer äußeren Antriebsstange 15 sowie von einem Zylinder 16 gebildet. Die Stange 15 greift mit einem kolbenartigen Mitnehmer 17 in den be­ weglichen Zylinder ein, der den Enddeckel zünddurchschlagssicher durchsetzt. In Einschaltrichtung wird der Kraftschluß über eine im Zylinder angeordnete Kontaktdruckfeder 18 hergestellt; beim Ausschalten nimmt der Mitnehmer 17 den Zylinder über dessen obere Anschläge mit.

Der Zylinder 16 besitzt ein in das Gehäuse hineinragendes, kreis­ förmiges Tragstück 19. Uber dieses ist der Zylinder mit dem Iso­ lator 14 verschraubt. Zur Enddeckelseite ist es mit einem Däm­ pfungsring 20 hinterlegt, der den oberen zünddurchschlagssicheren Spalt in der Ausschaltstellung weitestgehend abzudichten vermag.

Am unteren Enddeckel sind in konzentrischer Form mehrere Boh­ rungen 21 angeordnet. In diese sind Bolzen 22 eingesetzt. Zwischen diesen und den Bohrungswandungen ergeben sich bei entsprechender Dimensionierung die zünddurchschlagsicheren Druckentlastungs­ spalte. Die Bolzen 22 sind metallen und unverlierbar zwischen dem Flansch 11 und dem Vakuum-Schaltkammerdeckel eingesetzt.

Die Schalteinrichtung mit ausgeschalteter Vakuum-Schaltkammer ist in der Betriebsstellung dargestellt.

Die im unteren Bereich der Schalteinrichtung angeordneten Druck­ entlastungsspalte sind nicht durch Staubablagerungen betroffen.

Beim Einschalten wirkt der in das Kapselungsgehäuse 1 hinein­ gleitende Zylinder 16 ähnlich einem Kolben, der einen leichten Überdruck im Gehäuse bewirkt, der sich jedoch rasch über die Druckentlastungsspalte abbaut. Letztere werden auf diese Weise freigeblasen, und die Schaltbewegung wird nicht behindert. Sollte beim Ausschalten hingegen ein geringer Unterdruck im Kapselungs­ gehäuse entstehen, so wird er überwiegend über die unteren zu­ sätzlichen Entlastungsspalte ausgeglichen. Etwa hierdurch ange­ saugte Staubpartikel sind an dieser Stelle für die Isolierfähig­ keit des weit entfernten Isolators nicht schädlich

Claims (8)

1. Druckfest gekapselte elektrische Hochspannungsschalteinrich­ tung für explosionsgefährdete Betriebsstätten, insbesondere für den Untertagebergbau, mit einer aufrecht stehenden Vakuum- Schaltkammer und einem, die Schaltkammer mit Abstand umge­ benden Druckkapselungsgehäuse, bestehend aus einem von End­ deckeln verschlossenen Isolierstoffzylinder, bei der ein be­ wegliches Antriebsgestänge für die Schaltkammer den einen Enddeckel zünddurchschlagssicher durchgreift, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Antriebsgestänge einen Hochspannungsisola­ tor (14) enthält, der innerhalb des Druckkapselungsgehäuses (1) angeordnet ist, und daß es durch den oberen Enddeckel (2) geführt ist, wobei mindestens ein weiterer, unterhalb des Hochspannungsisolators (14) angeordneter zünddurchschlags­ sicherer Entlastungsspalt im Druckkapselungsgehäuse (1) vor­ handen ist.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Druckentlastungsspalte im unteren metallenen Enddeckel (3) angeordnet sind.

3. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Druckentlastungsspalte im unteren metallenen Enddeckel (3) Bohrungen (21) vorgesehen sind, in die mit entsprechenden Toleranzen unverlierbar Bol­ zen (22) eingesetzt sind.

4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­ zeichnet durch einen im Zuge des Antriebsgestänges angeord­ neten, beweglichen, den Enddeckel (2) durchsetzenden und mit einer äußeren Antriebsstange (15) kraftschlüssig verbundenen Zylinder (16).

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsstange (15) in Einschaltrichtung mit dem Zy­ linder (16) über eine, in diesem angeordneten Kontaktdruck­ feder (18) kraftschlüssig gekoppelt ist.

6. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Druckkapselungsgehäuse (1) herausragende Ende des feststehenden Kontaktträgers (7) mit dem Pumpstengelverschluß (10) der Vakuum-Schaltkammer von einer haubenförmigen Gewindebuchse (9) druckfest umgeben ist.

7. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebuchse (9) einen Flansch (11) trägt, mit dem sie unter Wahrung eines Abstandes am unteren Enddeckel (3) festgemacht ist, und der Flansch einen Anschlag für die frei beweglichen metallenen Bolzen (22) bildet.

8. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (16) einen Dämpfungsring (20) trägt, der beim Ausschalten am oberen Enddeckel (2) anschlägt und den zünddurchschlagssicheren Spalt zwischen Zylinder (16) und Enddeckel (2) abdeckt.