DE3904147A1 - Metallgekapselter druckgas-leistungsschalter mit zur feldsteuerung dienenden ringen - Google Patents
Metallgekapselter druckgas-leistungsschalter mit zur feldsteuerung dienenden ringenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen metallgekapselten Druckgas-
Leistungsschalter mit einem gasgefüllten Gehäuse und mit einer
in dem Gehäuse isoliert abgestützten Unterbrechereinheit, die
einander mit einem Abstand gegenüberstehend angeordnete
Kontaktrohre und einen zur Überbrückung der Kontaktrohre
bewegbaren Schaltkontakt sowie zur Feldsteuerung dienende Ringe
am Umfang eines mit Endarmaturen versehenen und die
Kontaktrohre aufnehmenden Isolierrohres aufweist.
Eine bisher bekannte Bauweise eines Leistungsschalters der
genannten Art weist Stützstangen auf, welche die Steuerringe
mit einer zugehörigen Endarmatur des Isolierrohres verbinden.
Die hierbei erforderlichen Verbindungselemente zwischen den
Steuerringen und den Stützstangen sowie zwischen diesen und den
Endarmaturen bilden Unstetigkeiten im elektrischen Feld, die
bei der Dimensionierung der Teile berücksichtigt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirksamkeit der
Anordnung zur Steuerung des elektrischen Feldes zu verbessern
und den Aufwand für die Montage der benötigten Teile zu
verringern.
Gemäß der Erfindung geschieht dies dadurch, daß die Steuerringe
mit den Endarmaturen des Isolierrohres als einheitliche
Armaturenkörper ausgebildet und daß zwischen dem Endbereich der
Armaturenkörper und den Steuerringen durch Haltearme gebildete
großflächige Durchbrechungen vorgesehen sind. Ein solcher
Armaturenkörper ist vorteilhaft als Gußstück herstellbar. Da
keine Verbindungselemente benötigt werden, treten weniger
Unstetigkeiten im Feldverlauf auf, was die Wirksamkeit
verbessert. Obwohl ein Armaturenkörper dieser Art einen ver
hältnismäßig großen Teil des Umfanges des Isolierrohres
bedeckt, wird der Gasaustausch an der Oberfläche des
Isolierrohres dennoch kaum behindert, da die großflächigen
Durchbrechungen eine gute Durchmischung und Zirkulation des
Gases gestatten. Daher ist die Nennstrombelastbarkeit einer
Unterbrechereinheit nach der Erfindung groß.
Die Nennstrombelastbarkeit kann noch dadurch gesteigert werden,
daß wenigstens einer der Armaturenkörper gegenüber dem Isolier
rohr axial verlängert ausgebildet ist und daß zwischen einem
Endflansch und dem Ende des Isolierrohres durch eine Anordnung
von Haltearmen großflächige Durchbrechungen gebildet sind. Auf
diese Weise kann auch der Innenraum des Isolierrohres, in dem
sich die stromführenden Teile der Unterbrechereinheit befinden,
an dem Gasaustausch teilnehmen.
Werden zwei gleiche Unterbrechereinheiten in Reihe geschaltet,
so erfordert eine solche Anordnung die Verwendung von
Steuerimpedanzen, die parallel zu jeder Unterbrechereinheit
geschaltet werden. Eine solche Anordnung vergrößert den
Raumbedarf erheblich, wenn mit Rücksicht auf vorhandene
Steuerringe ein relativ großer Abstand zwischen der Steuer
impedanz und dem Isolierrohr der Unterbrechereinheit einge
halten werden muß. Nach einer Weiterbildung der Erfindung
kann jedoch dieser Abstand und damit der Raumbedarf verringert
werden, indem die Steuerringe der Armaturenkörper über einen
Teil des Umfanges radial eingezogen ausgebildet sind. Die
Steuerimpedanz kann im Bereich dieser Einziehungen näher an dem
Isolierrohr angebracht werden, ohne daß die Wirkung der Steuer
ringe beeinträchtigt wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt einen metallgekapselten druckgasisolierten
Leistungsschalter im Längsschnitt.
Ein mit Armaturkörpern versehenes Isolierrohr des Leistungs
schalters gemäß der Fig. 1 ist in der Fig. 2 gleichfalls im
Längsschnitt vergrößert dargestellt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Stirnansichten der in der Fig. 2
gezeigten Baugruppe.
Der in der Fig. 1 gezeigte druckgasisolierte Leistungsschalter
1, der insbesondere zum Einsatz in einer metallgekapselten,
gasisolierten Hochspannungs-Schaltanlage vorgesehen ist,
besitzt ein Metallgehäuse 2, in dem eine Unterbrechereinheit 3
abgestützt ist. Zur isolierten Befestigung der Unterbrecher
einheit 3 ist an der einen Seite ein Stützisolator 4 vorge
sehen, der an einem gehäuseseitigen Tragring 6 befestigt
ist. Ein Richtorgan 5 ist einerseits mit dem Stützisolator 4
und andererseits mit der Unterbrechereinheit 3 verbunden und
steht über eine Kuppelkontaktanordnung 7 in Verbindung mit
einer Durchführung 10.
Am gegenüberliegenden Ende ist die Unterbrechereinheit 3 über
ein weiteres Richtorgan 11 mit einem Rohrleiter 12 verbunden,
der sich durch einen Stromwandler 13 erstreckt und an seinem
Ende mit einem Tragrohr 14 verbunden ist, das von einer
weiteren Duchführung 15 gehalten wird.
Die Unterbrechereinheit 3 weist zwei einander gegenüberstehend
und axial fluchtend angeordnete Kontaktrohre 16 und 17 auf, die
durch einen axial verschiebbaren Schaltkontakt 20 überbrückbar
sind. Ein gleichfalls axial verschiebbar angeordneter Blas
zylinder 21 bewirkt bei den Schaltvorgängen eine Gasströmung,
die durch die hohlen Kontaktrohre 16 und 17 axial austritt und
von den Richtorganen 5 bzw. 11 aufgenommen wird. Jeweils ein
Teil der Schaltgasströmung gelangt in axialer Richtung in den
Stützisolator 4 bzw. den Innenraum des Rohrleiters 12, während
ein weiterer Teil der Schaltgase durch die Richtorgane 5 und 11
seitwärts umgelenkt wird.
Für den Antrieb des Schaltkontaktes 20 und des Blaszylinders 21
sind eine isolierende Schaltstange 22 oder zwei gleiche
parallel zueinander angeordnete Schaltstangen 22 vorgesehen,
die sich durch den Stützisolator 4 und das Richtorgan 5
erstrecken. Zur Bereitstellung der Schaltbewegung dient eine
Antriebseinheit 23, die über eine Kuppelstange 24 und eine
äußere Kurbel 25 eine Welle 26 antreibt, die in bekannter Weise
abgedichtet in das Innere eines mit dem Gehäuse 2 verbundenen
Kopfstückes 27 eingeführt ist. Dort ist die Schaltstange 22
gelenkig mit einer auf der Welle 26 sitzenden weiteren Kurbel
30 verbunden, die im Fall der Verwendung von zwei parallelen
Schaltstangen als Gabelhebel ausgebildet sein kann.
Einzelheiten der Unterbrechereinheit 3 werden im folgenden
anhand der Fig. 2, 3 und 4 erläutert.
In der Fig. 2 sind lediglich die äußeren Teile der Unter
brechereinheit 3 gezeigt. Hierzu gehören ein Isolierrohr
31, das die Kontaktrohre 16 und 17 sowie den Schaltkontakt 20
und den Blaszylinder 21 aufnimmt. An beiden Enden des
Isolierrohres 31 sind aus Metall bestehende Armaturenkörper
32 bzw. 33 angebracht, die zugleich zur Befestigung der
Unterbrechereinheit dienen und die Aufgabe haben, eine
Beeinflussung des elektrischen Feldes im Bereich der Schalt
strecke zu bewirken. Der linke Armaturenkörper 32 weist zur
Befestigung einen geschlossenen Ringteil 34 auf, der auf dem
Isolierrohr 31 zentriert angebracht und mit diesem durch eine
Kittung oder Klebung 35 verbunden ist. Einstückig mit dem
Ringteil 34 besitzt der Armaturenkörper 32 einen Steuerring 36,
der etwa den Bereich des Endes des Kontaktrohres 16 umgibt.
Zwischen dem Steuerring 36 und dem Ringteil 34 ist der
Armaturenkörper 32 großflächig durchbrochen, so daß örtlich nur
Haltearme vorhanden sind, die in der Fig. 2 mit 37 und 38
bezeichnet sind. Ein Endflansch 39 dient zur Verbindung der
Unterbrechereinheit mit dem Richtorgan 11.
Der Armaturenkörper 33 weist eine mit dem Armaturenkörper 32
weitgehend übereinstimmende Gestaltung auf und besitzt
dementsprechend einen Ringteil 41 zur zentrierten Anbringung an
dem Isolierrohr 31. Ferner ist eine Klebung oder Kittung 42
vorgesehen. Ein Steuerring 43 sowie Haltearme 44 und 45
entsprechen der Gestaltung des Armaturenkörpers 32. Im
Unterschied zu diesem erstreckt sich jedoch der Armaturenkörper
33 weiter in axialer Richtung und bildet dort einen Befestigungs
flansch 46 zur Verbindung mit dem Richtorgan 5. Der Bereich
zwischen dem Befestigungsflansch 46 und dem Ringteil 41 ist
gleichfalls mit Haltearmen 47 großflächig durchbrochen ausge
bildet. Dies gestattet einen Gasaustausch auch zwischen dem
Innenraum des Isolierrohres 31 und dem umgebenden Raum des
Gehäuses 2. Die hiermit verbundene verbesserte Wärmeabfuhr aus
den stromführenden Teilen ermöglicht es, gegenüber geschlosse
nen Anordnungen eine höhere Dauerbelastung, d. h. eine höhere
Nennstrombelastbarkeit, zuzulassen.
Obwohl es möglich wäre, die Armaturenkörper 32 und 33 etwa als
trichterförmige und an den Enden abgerundete geschlossene
Körper herzustellen, sind großflächige Durchbrechungen
vorgesehen, um zu vermeiden, daß der von den Armaturenkörpern
umschlossene und innen von dem Isolierrohr 31 begrenzte Raum
gegenüber dem übrigen Raum des Gehäuses 2 abgetrennt ist.
Hierdurch wird erreicht, daß auch eine gute Durchmischung des
Gases in dem Gehäuse 2 stattfinden kann. Dies wirkt sich
ebenfalls günstig auf die Nennstrombelastbarkeit der Unter
brechereinheit 3 aus.
Bei der Reihenschaltung von zwei Unterbrechereinheiten
entsprechend der gezeigten Unterbrechereinheit 3 (Fig. 1)
werden Steuerimpedanzen benötigt, um eine gleiche Spannungs
verteilung über die beiden Unterbrechereinheiten zu erreichen.
Diese in paralleler Stellung zu den Unterbrechereinheiten
anzubringenden Steuerimpedanzen, z. B. Kondensatoren,
vergrößern den Raumbedarf der gesamten Anordnung insbesondere
dann beträchtlich, wenn am Umfang der Unterbrechereinheiten
Steuerringe angebracht sind. Jedoch kann dieser zusätzliche
Raumbedarf auf ein unvermeidliches Maß verringert werden, wenn
die Steuerringe 36 und 43 entsprechend der Darstellung in der
Fig. 2 örtlich derart radial eingezogen ausgebildet sind, daß
die Steuerimpedanz näher an dem Isolierrohr 31 montiert werden
kann. Die Fig. 3 zeigt in diesem Zusammenhang in einer
Stirnansicht des Armaturenkörpers 32 die einseitig unsymme
trische Ausbildung des Steuerringes 36 mit einer Einziehung 40.
Eine gleiche Einziehung 48 besitzt der Steuerring 43 des
Armaturenkörpers 41, dessen Stirnansicht in der Fig. 4 gezeigt
ist.
Claims (3)
1. Metallgekapselter Druckgas-Leistungsschalter (1) mit einem
gasgefüllten Gehäuse (2) und mit einer in dem Gehäuse (2)
isoliert abgestützten Unterbrechereinheit (3), die einander mit
einem Abstand gegenüberstehend angeordnete Kontaktrohre (16,
17) und einen zur Überbrückung der Kontaktrohre (16, 17)
bewegbaren Schaltkontakt (20) sowie zur Feldsteuerung dienende
Ringe (36, 43) am Umfang eines mit Endarmaturen versehen und
die Kontaktrohre (16, 17) aufnehmenden Isolierrohres (31)
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerringe (36, 45) mit den Endarmaturen des Isolierrohres
(31) als einheitliche Armaturenkörper (32, 33) ausgebildet und
daß zwischen dem Endbereich der Armaturenkörper (32, 33) und
den Steuerringen (36, 43) durch Haltearme (57, 40; 44, 45)
gebildete großflächige Durchbrechungen vorgesehen sind.
2. Metallgekapselter Druckgas-Leistungsschalter nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens einer der Armaturenkörper (33) gegenüber dem
Isolierrohr (31) axial verlängert ausgebildet ist und daß
zwischen einem Endflansch (46) und dem Ende des Isolierrohres
(31) durch eine Anordnung von Haltearmen (47) großflächige
Durchbrechungen gebildet sind.
3. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerringe (36, 43)
der Armaturenkörper (32, 33) über einen Teil des Umfanges
radial eingezogen (38, 48) ausgebildet sind.
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