DE3904147A1 - Metallgekapselter druckgas-leistungsschalter mit zur feldsteuerung dienenden ringen - Google Patents

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.