DE3641573A1 - Gehaeuse - Google Patents
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- H02B13/035—Gas-insulated switchgear
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen elektri
schen Hoch- oder Mittelspannungsschalter gemäß dem Ober
begriff des Anspruchs 1.
Elektrische Schalter für Hoch- oder Mittelspannung sind
üblicherweise mit einem Gehäuse versehen, welches die
Schaltkontakte aufnimmt und diese gegen Fremdeinflüsse,
z. B. Witterung, schützen soll. Gleichzeitig dienen die
Gehäuse als Berührungsschutz sowie als Schutz vor den
Auswirkungen der beim Schaltvorgang auftretenden Licht
bögen. Zu diesem Zweck sind die Gehäuse häufig aus
Isolierstoff gefertigt.
Es ist ein mehrpoliger Hochspannungs-Lastschalter
(DE-PS 33 04 272) bekannt geworden, der ein Gehäuse aus
Isolierstoff aufweist, welches eine drehbare Schaltwelle
mit daran befestigten, den einzelnen Schalterpolen zuge
ordneten Schaltkontakten umhüllt. Das Gehäuse ist aus
zwei gleichförmigen Halbschalen gebildet, die mittels an
den Schalen umlaufend angeformter Flansche miteinander
verbunden sind. Entsprechend der drehenden Schaltbewe
gung haben die beiden Halbschalen des Gehäuses einen
halbkreisförmigen Querschnitt und bilden so einen Halb
zylinder. An den Enden sowie zwischen den Schalterpolen
befinden sich quer zur Längsachse angeordnete einstückig
an den Schalenkörper angeformte Stirn- bzw. Zwischenwän
de in der Form von halben Ringscheiben, die jeweils eine
zur Mittelachse konzentrische Ausnehmung aufweisen,
durch welche die Schaltwelle greift. Jeder Schalterpol
ist mit wenigstens zwei Stromanschlüssen versehen, die
außen am Gehäuse radial abstehen.
Der Einsatz von Schaltergehäusen, die wie das bekannte
aus Kunststoff bestehen, führt in Abhängigkeit von den
Betriebsbedingungen häufig zu Schwierigkeiten, die sich
auch auf die betriebliche Sicherheit auswirken können.
Mit derartigen Gehäusen versehene elektrische Schalter
sind häufig mit einem Erdkontakt ausgestattet, über wel
chen Fehlerströme abgeleitet werden. Diese Maßnahme je
doch versagt, wenn die Oberfläche des aus Isolierstoff
bestehenden Gehäuses selbst ein anderes Potential als
Erdpotential annimmt. Dies kann geschehen durch elektro
statische Aufladung aber auch infolge der Belegung mit
einem Feuchtigkeitsfilm, z. B. aus Schwitzwasser, bzw.
infolge von Verschmutzungen, die sich witterungsbedingt
niederschlagen und im Betrieb nicht absolut verhindern
lassen. In solchen Fällen können Kriechströme auftreten,
die zu einer Gefährdung des Betriebspersonals führen,
wenn es zu einer zufälligen Berührung der Gehäuseober
fläche kommt.
Ein weiteres Problem resultiert aus der begrenzten me
chanischen Festigkeit der aus Isolierstoff gefertigten
Gehäuseschalen und der damit zusammenhängenden Schalt
leistung des elektrischen Schalters.
Mit zunehmender Schaltleistung erhöht sich die Schalter
größe, die Lichtbogenintensität und die daraus resultie
rende Belastung der Kontaktstücke der Schaltkontakte.
Eine bewährte Möglichkeit, um die Baugröße der Schalter
zu verringern, besteht darin in den Schaltern eine nur
schwer ionisierbare Atmosphäre zu schaffen. Hierzu wer
den die Schaltkontakte in einem hermetisch verschlosse
nen Gehäuse unter Beaufschlagung mit Isoliergas, vor
zugsweise mit Schwefelhexafluorid, angeordnet. Hierbei
ist zu beachten, daß das Isoliergas unter einem höheren
Druck als Atmosphärendruck steht.
Bei Gehäusen aus Isolierstoff, dessen mechanische Fe
stigkeit meist begrenzt ist, ist eine derartige Befül
lung mit Isoliergas wegen des erforderlichen Innendrucks
nicht oder nur begrenzt möglich, so daß auch die Schalt
leistung des Schalters begrenzt ist.
Darüber hinaus besteht grundsätzlich bei derartigen Ge
häusen die Gefahr, daß der mit dem Auftreten von Licht
bögen einhergehende Druckaufbau im Inneren des Gehäuses
zu dessen spontanen Versagen führt. Dies äußert sich in
einer explosionsartigen Zerstörung des Gehäuses, bei der
die umherfliegenden Splitter die Umgebung bedrohen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe
der Erfindung, ein Schaltergehäuse der eingangs
genannten Art zu schaffen, das durch seine Gestaltung
hohe betriebliche Sicherheit gewährleistet und
kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merk
male des Anspruchs 1.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das Gehäuse aus zwei
metallischen Halbschalen zu bilden, welche jeweils die
Form ineinander übergehender Kugelabschnitte aufweisen.
Dabei bilden die Schnittebenen an den Übergängen der
Kugelabschnitte jeweils die Grenzen der Gehäuseabschnit
te, welche einen Schalterpol aufnehmen. Darüber hinaus
bewirken die Übergänge von einem Kugelabschnitt in den
benachbarten eine zusätzliche Verstärkung ähnlich einer
Verstärkungsrippe, für die ohnehin sehr biegesteife Ge
staltung des Gehäuses durch die vorgesehene Kugelform.
Vorzugsweise werden die Halbschalen als Gußkörper herge
stellt, wobei sich insbesondere die Verwendung von
Leichtmetallegierungen anbietet. Bei Verwendung von Alu
miniumgußlegierungen ist auf hohe Bruchdehnung zu achten
(δ 58%). Derart hergestellte Gehäusehalbschalen
zeichnen sich gemäß der Erfindung durch geringe Wanddic
ke aus, was sich günstig auf das Gehäusegewicht und auch
auf die Verformungsfähigkeit des Gehäuses auswirkt. Bei
der Auswahl der in Betracht kommenden Werkstoffe ist es
ferner günstig, auf hohe Dauerstandfestigkeit zu achten.
Alternativ kann vorgesehen sein, die erfindungsgemäßen
Halbschalen als Tiefziehteile aus Blech herzustellen.
Als Werkstoff kommen ebenfalls vorzugsweise Aluminiumle
gierungen in Betracht. Es kann aber auch vorgesehen
sein, stattdessen Stahlblech zu verwenden, welches durch
Rostschutzüberzüge auf Zink- oder Kadmiumbasis geschützt
ist.
Das erfindungsgemäße Gehäuse ist mit einem Erdanschluß
versehen, wodurch seine uneingeschränkte Berührungssi
cherheit gewährleistet ist.
Ferner ist vorgesehen, daß das Gehäuse in bekannter Wei
se mittels Schrauben hermetisch verschließbar ist und
ein unter Druck eingefülltes Isoliergas, beispielsweise
SF6, gegen die Außenatmosphäre begrenzt. Hierbei ist
auch berücksichtigt, daß das Gehäuse einem höheren Druck
standhält, wie er sich beispielsweise beim Auftreten von
Lichtbögen aufbaut oder um durch Anhebung des Isolier
gasdrucks die Schaltleistung des elektrischen Schalters
zu erhöhen.
Im Hinblick auf die angestrebte Leichtbauweise und um
die durch die Kugelform erzielte Steifigkeit des Gehäu
ses nicht zu beeinträchtigen, ist gemäß der Erfindung
ferner vorgesehen, zur Befestigung der Stromanschlüsse,
welche jeweils an den Scheitelpunkten der Kugelabschnit
te sich diametral gegenüberliegend angeordnet sind,
hierfür vorgesehene Durchführungsöffnungen in den Halb
schalen jeweils mit einem angeformten Flansch versehen,
an den die Durchführung anschließt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Er
findung ist an das Gehäuse ein zusätzlicher Raum ange
formt, welcher zur Aufnahme des Schalterantriebs dient.
Diese Gestaltung führt zu einer sehr kompakten Bauweise
und bietet so die Möglichkeit eines vielseitigen Einsat
zes des Schalters.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung, vor
teilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sowie
weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und be
schrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ge
häuses,
Fig. 2 die Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 das erfindungsgemäße Gehäuse eingebaut in ei
nem Schaltfeld,
Fig. 4 die Seitenansicht der in Fig. 3 gezeigten
Anordnung,
Fig. 5 eine ausschnittweise Vergrößerung von Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Gehäuse 10 für einen dreipoligen
elektrischen Schalter gezeigt, welches aus einer oberen
Halbschale 12 und einer unteren Halbschale 14 zusammen
gesetzt ist, wobei an ihren Trennflächen umlaufend ange
formte Flansche 16 in bekannter Weise mittels nicht nä
her gezeigter Schraubverbindung miteinander verbunden
sind.
Jeder der drei Schalterpole ist in einem Gehäuseab
schnitt 18 angeordnet, der kugelähnliche Gestalt hat.
Kugelähnlich bedeutet in diesem Zusammenhang, daß die
Gehäuseabschnitte 18 Kugelabschnitte sind, welche ent
stehen, wenn nebeneinander angeordnete Kugelflächen sich
schneiden. Demgemäß ist jede Halbschale aus solchen Ku
gelabschnitten zusammengesetzt, deren gemeinsame
Schnittlinien 19 jeweils die Gehäuseabschnitte 18 be
grenzen.
Für den Stromanschluß des elektrischen Schalters ist
jede Halbschale am Scheitelpunkt der zuvor beschriebenen
kugelförmigen Gehäuseabschnitte mit Durchführungen 20,
22 versehen. Hierbei weist die obere Halbschale 12 für
jeden Schalterpol eine Durchführung 20 auf, an welche
eine Stromsammelschiene 24 zur Stromversorgung des elek
trischen Schalters anschließt. An der unteren Halbschale
14 angesetzte Durchführungen 22 bilden die Abgangsseite
des elektrischen Schalters und sind vorbereitet zum An
schluß an Sicherungseinsätze.
Die Durchführungen 20, 22 weisen Flansche 21 auf, welche
ihrerseits an Flansche 15 anschließen, die an die kugel
förmigen Gehäuseabschnitte 18 der Halbschalen (12, 14)
angeformt sind.
Ein Ende des Gehäuses 10, in Fig. 1 links gezeigt, geht
über in einen quaderförmigen Gehäuseabschnitt 26, der
zur Aufnahme eines Antriebs für den elektrischen Schal
ter vorgesehen ist. Der Gehäuseabschnitt 26 ist gebildet
aus einem an die obere Halbschale 12 anschließenden Raum
27 und einem an die untere Halbschale 14 anschließenden
Raum 28.
An der Gegenseite zum Raum 28 ist an die untere
Halbschale 14 ein Vorsprung 13 angeformt, der zur
Aufnahme einer in dieser Darstellung nicht näher
gezeigten Einrichtung zum Schutz vor Überdruck dient.
In Fig. 2 ist die Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeig
te Anordnung wiedergegeben, aus der ergänzend zu dem in
Fig. 1 gezeigten Merkmalen des Gehäuses 10 zu erkennen
ist, daß die Flansche 15 zum Anschluß der Durchführungen
20 durchgehend miteinander verbunden sind und so eine
ebene Fläche bilden, die versatzfrei übergeht in den
Gehäuseabschnitt 26.
Im Zentrum der durch Konturen 17 gekennzeichneten Umris
se der kugelförmigen Gehäuseabschnitte 18 sind Durchfüh
rungsöffnungen 30 gezeigt, auf welche die Durchführungen
20 aufgesetzt werden.
In Fig. 3 ist die Vorderansicht eines Schaltfeldes 32
gezeigt, das einen Sammelschienenraum 34 und einen
Kabelabgangsraum 36 aufweist, welche durch das aus den
Halbschalen 12 und 14 zusammengesetzte Gehäuse 10 von
einander getrennt sind. An die obere Halbschale 12 sind
Durchführungen 20 angesetzt, an welche Sammelschienen 24
anschließen.
Die untere Halbschale 14 ist mit Durchführungen 22 ver
sehen, an welche Sicherungseinsätze 38 anschließen, die
zu einem Kabelanschluß 40 geführt sind. Auf der linken
Seite von Fig. 3 ist der Raum 26 zur Aufnahme des An
triebs für den Schalter zu erkennen.
Fig. 4 zeigt die Seitenansicht auf die in Fig. 3 ge
zeigte Anordnung, wobei die Kugelform der einzelnen
Gehäuseabschnitte 18 deutlich zum Ausdruck kommt.
Die angegebenen Bezugszeichen betreffen die bereits in
Fig. 3 angesprochenen Einzelheiten.
Fig. 5 zeigt eine ausschnittweise Vergrößerung "V" des
in Fig. 1 gezeigten Gehäuses 10, welche eine in die
untere Halbschale 14 integrierte Druckentlastungsein
richtung 50 betrifft.
Die Druckentlastungseinrichtung 50 ist eingesetzt in
einen Vorsprung 13, der an der dem Raum 26 entgegenge
setzten Schmalseite der unteren Halbschale 14 angeformt
ist. Der Vorsprung 13 seinerseits ist mit einem Stutzen
51 versehen, in den ein Deckel 52 eingesetzt ist. Zur
Abdichtung dient ein Dichtring, der in den Stutzen 51
zwischen dem Deckel 52 und der Stirnfläche einer in den
Stutzen eingelassenen Einformung 57 angeordnet ist.
An den Deckel 52, der allseits vom Stutzen 51 umfaßt
ist, schließt eine Haltestange 54 an, die in einer mit
einer Ausnehmung 64 versehenen Steg 58 geführt ist.
Die Schließkraft für den Deckel 52 resultiert aus der
Vorspannung mittels einer Federanordnung 60, die bei
spielsweise aus Tellerfedern gebildet sein kann, und die
sich an dem Steg 58 und einem Wiederlager 62 z. B. eine
Mutter, an der Haltestange 54 abstützt.
Erfindungsgemäß ist die Druckentlastungseinrichtung 50
folgendermaßen bemessen. Die Vorspannkraft der Federan
ordnung 60 reicht aus, um geringfügige Meß- und Formab
weisungen des Deckels 52, des Stutzens 51 bzw. der unte
ren Halbschale 14 so auszugleichen, daß die geforderte
Dichtheit eingehalten wird. Dies gilt ebenfalls für son
stige Druckerhöhungen im Inneren des Gehäuses 10, z. B.
aufgrund der Witterungsbedingungen. Im Störfall mit
Lichtbogen, d. h. im sogenannten Lichtbogenfall, kann
der hieraus resultierende Druckanstieg zur Beschädigung
des Gehäuses 10 führen. Hier beugt die Druckentlastungs
einrichtung 50 vor, in dem der Deckel 52 gegen die Kraft
der Federanordnung 60 öffnet, wodurch der Überdruck sich
abbaut. Die heißen Gase gelangen hierbei in den Kabelab
gang und von dort ins Freie. Bei zu raschem Druckanstieg
kann der als Widerlager für die Federanordnung 60 die
nende Steg 58 durch die auf den Deckel 52 wirkende
Druckkraft verformt werden. Hierbei wird der zwischen
Deckel 52 und dem Stutzen 51 vorgesehene Umfangsspalt
erweitert und der Austrittsquerschnitt vergrößert.
Die Schließkraft der Federanordnung 60 entspricht etwa
einem Viertel der Innendruckkraft, die zum Undichtwerden
des Gehäuses einschließlich der Isolierdurchführungen
führt, so daß die Unversehrtheit des Gehäuses in jedem
Fall gewährleistet ist.
Claims (17)
1. Gehäuse für einen elektrischen Hoch- oder Mit
telspannungsschalter mit wenigstens zwei Schalterpolen,
welches aus zwei Halbschalen, deren Trennfläche von je
weils umlaufend an die Halbschalen angeformten miteinan
der lösbar verbundenen Flanschen gebildet ist, zusammen
gesetzt ist und welche Halbschalen Gehäuseabschnitte
aufweisen, denen jeweils ein Schalterpol zugeordnet ist
und die mit wenigstens zwei Stromanschlüssen versehen
sind, die radial am Gehäuse anschließen, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halbschalen (12, 14) aus Metall beste
hen und in Form von mehreren der Anzahl der Schalterpole
entsprechenden sich schneidenden Kugelabschnitten ausge
staltet sind, welche Kugelabschnitte jeweils einen Ge
häuseabschnitt (18) bilden und einen Schalterpol aufneh
men und deren gemeinsame Schnittlinien (19) als Verstei
fungen ausgebildet sind.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halbschalen (12, 14) als dünnwandige Gußteile
gefertigt sind.
3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Gußwerkstoff für die Halbschalen (12, 14) eine
Aluminiumlegierung mit hoher Bruchdehnung (δ 58%)
vorgesehen ist.
4. Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aluminiumlegierung hohe Dauerstandfestigkeit
aufweist.
5. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halbschalen (12, 14) als dünnwandige Preßteile
hergestellt sind.
6. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halbschalen (12, 14) als dünnwandige Tiefzieh
teile hergestellt sind.
7. Gehäuse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Werkstoff für die Halbschalen (12, 14)
eine Aluminiumlegierung vorgesehen ist.
8. Gehäuse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halbschalen (12, 14) aus Stahl gefer
tigt und mit einem metallischen Rostschutzüberzug verse
hen sind.
9. Gehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß als Rostschutz ein Zinküberzug vorgesehen ist.
10. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils am Scheitelpunkt
jedes Kugelabschnitts (18) ein Flansch (15) parallel zum
Flansch (16) angeordnet ist, der eine zentrische Durch
führungsöffnung (30) aufweist, an welche eine Durchfüh
rung (20) anschließt.
11. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (12, 14) mit
Erdpotential verbindbar und damit berührungssicher sind.
12. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mit einem
Isoliergas, vorzugsweise SF6, gefüllt ist.
13. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) hermetisch
verschlossen ist und das unter Druck stehende Isoliergas
gegen die Außenatmosphäre begrenzt.
14. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß an das Gehäuse (10) ein Raum
(26) zur Aufnahme eines Antriebs für den elektrischen
Schalter anschließt, welches aus zwei prismatischen
Schalen (27, 28) gebildet ist, die jeweils an die
Halbschalen (12, 14) angeformt sind.
15. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß an die untere Halbschale
(14) an der dem Raum (26) entgegengesetzten Schmalseite
ein Vorsprung (13) angeformt ist, welcher eine Druckent
lastungseinrichtung (50) aufnimmt, die das Gehäuse (10)
vor zu hohem Innendruck schützt.
16. Gehäuse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß die Druckentlastungseinrichtung (50) bei einem
Viertel des Druckwertes anspricht, der zur Undichtigkeit
des Gehäuses führt.
17. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (12, 14) auf
ihrer Innenoberfläche eine Isolierstoffbeschichtung
aufweisen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863641573 DE3641573A1 (de) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Gehaeuse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863641573 DE3641573A1 (de) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Gehaeuse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3641573A1 true DE3641573A1 (de) | 1988-06-09 |
Family
ID=6315537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863641573 Withdrawn DE3641573A1 (de) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Gehaeuse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3641573A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1986
- 1986-12-05 DE DE19863641573 patent/DE3641573A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ASEA BROWN BOVERI AG, 6800 MANNHEIM, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |