DE3914730A1 - Metallgekapselter, gasiolierter hochspannungs-leistungsschalter mit mindestens zwei unterbrechereinheiten pro pol - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen metallgekapselten, gasisolierten Hochspannungs-Leistungsschalter, insbesondere Druckgasschalter, mit mindestens zwei Unterbrechereinheiten pro Pol, deren auf einer Achse liegende bewegliche Schaltrohre gemeinsam von einem zwischen den beiden Unterbrechereinheiten angeordneten Zwischengetriebe bewegbar sind, bei dem der die Bewegung der Schaltrohre auslösende Antrieb in einem geerdeten Gehäuse liegt und mit dem Zwischengetriebe über eine am oberen Ende geführte Schaltstange aus Isolierstoff verbunden ist, die sich im Innern eines hohlen Stützisolators befindet, der das Gehäuse des Zwischengetriebes trägt.

Ein derartiger metallgekapselter, gasisolierter Hochspannungs- Leistungsschalter vom Typ eines Druckgasschalters ist aus der DE-OS 22 04 656 bekannt. Die gemeinsame, gleichzeitige und gleichförmige Bewegung der auf der gleichen Achse liegenden beweglichen Schaltrohre beider Unterbrechereinheiten wird von einem Antrieb ausgelöst, der sich unterhalb des Druckbehälters für den Hochspannungs-Leistungsschalter in einem geerdeten Gehäuse befindet. Zur Bewegungsübertragung dient eine senkrecht zur Achse der Unterbrechereinheiten verlaufende Schaltstange aus Isolierstoff, die sich im Innern eines hohlen Stütz­ isolators befindet und die Verbindung zu einem Zwischengetriebe herstellt, das zwischen den beiden Unterbrechereinheiten liegt und die hin- und hergehende, vertikale Bewegung der Schalt­ stange in eine waagerechte Bewegung der Schaltrohre umwandelt. Das Gehäuse des Zwischengetriebes, an dem die Unterbrecher­ einheiten befestigt sind, wird von dem hohlen Stützisolator getragen und ist so ausgebildet, daß es eine zylindrische Geradführung für das obere Ende der Schaltstange bildet.

Durch die Erfindung soll die konstruktive Gestaltung des Stützisolators und der mit ihm verbundenen Teile im oberen Bereich, wo das Gehäuse des Zwischengetriebes befestigt ist, zwecks günstiger Beeinflussung des elektrischen Feldes ver­ bessert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein metallgekapselter, gasisolierter Hochspannungs-Leistungsschalter der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß der Stützisolator an seinem dem Zwischengetriebe zugewandten Ende einen metallischen Abschirmkörper trägt, an dem das Gehäuse des Zwischengetriebes befestigt ist, und daß innerhalb des Abschirmkörpers ein Führungslager für die Schaltstange liegt, dessen untere Begrenzung eine abgerundete Kontur zur Feld­ steuerung aufweist.

Zwischen dem Stützisolator und dem Gehäuse des Zwischen­ getriebes ist also ein besonderer Tragkörper für das Führungs­ lager für die Schaltstange vorgesehen, dessen Außenflächen einen Abschirmkörper zur Steuerung des elektrischen Feldes bilden. Diese Flächen haben also eine abgerundete Elektroden­ form. Dadurch wird eine besonders gute Feldsteuerung in dem Bereich erzielt, in dem das Zwischengetriebe mit dem oberen Ende der Schaltstange verbunden ist. Da außerdem die untere Begrenzung des im Innern des Abschirmkörpers liegenden Führungslagers ebenfalls eine abgerundete Kontur zur Feld­ steuerung aufweist, wird auch im oberen Bereich der Schalt­ stange und des Stützisolators eine Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes erzielt. Dadurch wird die elektrische Bean­ spruchung der Schaltstange verringert. Außerdem läßt diese gute Feldsteuerung einen geringen Abstand zur geerdeten Metall­ kapselung zu.

Als weiteren Vorteil erleichtert dieser Abschirmkörper, der einerseits die Befestigungsmittel zum hohlen Stützisolator und andererseits die Befestigungsmittel zum Gehäuse des Zwischen­ getriebes aufnimmt, die Montage bzw. Demontage der Schaltstange und des Zwischengetriebes. Insbesondere wirkt sich dies auch günstig bei einem eventuell erforderlichen gemeinsamen Heraus­ fahren beider Unterbrechereinheiten aus.

Es ist zweckmäßig, im Innern des Abschirmkörpers eine Ringwand vorzusehen, welche die jeweiligen Befestigungsmittel aufnimmt. Dabei können die Befestigungsmittel für den Stützisolator unmittelbar an der Ringwand angebracht werden, während für das Gehäuse des Zwischengetriebes auf der Ringwand Befestigungs­ augen vorgesehen sein können, damit das Lösen bzw. Anziehen dieser Befestigungsmittel auf verschiedenen Ebenen stattfindet.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In Fig. 1 ist ein als Blaskolbenschalter ausgeführter metallgekapselter Hochspannungs-Leistungsschalter in einer teilweise geschnittenen Ansicht schematisch dargestellt. Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab den Stützisolator, in dem die Schaltstange liegt, und einen Teil des mit dieser ver­ bundenen Zwischengetriebes sowie dessen Gehäuse.

Für den Einsatz in metallgekapselten, insbesondere mit SF₆ druckgasisolierten Hochspannungs-Schaltanlagen ist der Hochspannungs-Leistungsschalter 1 in metallgekapselter Bauart ebenfalls in einem geerdeten metallischen Druckbehälter 2 untergebracht, der als Metallkapselung dient und mit elektro­ negativem Gas hoher Durchschlagsfestigkeit gefüllt ist, ins­ besondere mit Schwefelhexafluorid, dessen Druck höher als der Atmosphärendruck ist.

Der Hochspannungs-Leistungsschalter 1 ist einpolig gekapselt und weist zwei Unterbrechereinheiten 3 auf, die als Blas­ kolbenschalter ausgebildet sind. Jede Unterbrechereinheit 3 enthält zwei einander gegenüberliegende, feststehende Schaltstücke 4 und 5, die alle auf der gleichen Längsachse liegen und als Kontaktrohre mit einander gegenüberliegenden düsenförmigen Stirnseiten ausgebildet sind. Zwischen den beiden feststehenden Schaltstücken 4 und 5 befindet sich jeweils die Trennstrecke 6.

Die Trennstrecke 6 wird im Einschaltzustand von einem beweg­ lichen Schaltrohr 7 überbrückt. Das bewegliche Schaltrohr 7 umgibt dann konzentrisch beide feststehenden Schaltstücke 4 und 5, liegt aber bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausschalt­ stellung nur im Bereich des benachbart zum Zwischengetriebe 8 liegenden feststehenden Schaltstücks 5. Weiterhin ist zur Erzeugung der Löschgasströmung bei der Ausschaltbewegung ein stehender Blaskolben 9, der in einem beweglichen Blaszylinder 10 liegt, vorgesehen. Der Blaszylinder 10 ist zusammen mit dem beweglichen Schaltrohr 7 mit dem Zwischengetriebe 8 verbunden, und beide werden gemeinsam bewegt.

Die für die Schaltvorgänge erforderliche Bewegung der beweg­ lichen Schaltrohre 7 wird durch einen unterhalb des Druck­ behälters 2 in einem geerdeten Gehäuse 11 angeordneten Hydraulik­ antrieb 12 ausgelöst. Die Bewegung der Antriebsstange 13 wird dazu über ein Umlenkgetriebe 14 auf die Schaltstange 15 aus Isolierstoff übertragen. Die Welle des Umlenkgetriebes 14 ist in nicht dargestellter Weise in das Innere des Druckbehälters 2 geführt. Die Schaltstange 15 liegt im Innern eines hohlen Stützisolators 16 aus Gießharz. Sie trägt an ihrem oberen Ende eine Metallarmatur 17, über die sie mit den Hebeln 18 des Zwischengetriebes 8 verbunden ist. An diesen Hebeln 18 sind wiederum Koppelstangen 19 befestigt, welche jeweils die Ver­ bindung zu dem beweglichen Schaltrohr 7 und dem Blaszylinder 10 herstellen.

Das Gehäuse 20 des Zwischengetriebes 8 bildet den Tragkörper für die beiden Unterbrechereinheiten 3 und ist seinerseits über den Abschirmkörper 21 an dem hohlen Stützisolator 16 befestigt. Der hohle Stützisolator 16 ist somit das mechanisch tragende Bauelement für den Doppelschaltkopf des Hochspannungs-Leistungs­ schalters 1.

Der Stützisolator 16 ist aus Gießharz gegossen und bildet einen sich zum Abschirmkörper 21 hin verjüngenden kegelförmigen Hohlkörper. Er ist auf diese Weise leicht ausformbar. An den Stirnflächen des Stützisolators 16 ist die Wanddicke jeweils verstärkt, so daß dort Gewindebuchsen für die als Befestigungs­ mittel dienenden Schrauben, welche die Verbindung zu den benachbarten Teilen herstellen, eingegossen sein können. An der unteren Stirnseite ist der Stützisolator 16 über nur angedeutete Schrauben 22 mit dem Druckbehälter 2 verbunden. Auf der oberen Stirnseite sind in den Stützisolator 16 auch nur angedeutete Schrauben 23 eingeschraubt, mit denen der Abschirmkörper 21 an dem Stützisolator 16 befestigt ist.

Der Abschirmkörper 21 (siehe insbesondere Fig. 2) weist eine in seinem Innern befindliche Ringwand 24 auf, an der die Schrauben 23, die sich gleichmäßig längs des Umfangs des Stützisolators 16 verteilen, befestigt sind. Außerdem trägt die Ringwand 24 an versetzt zu den Schrauben 23 angeordneten Stellen Befestigungs­ augen 25 zur Aufnahme von nur angedeuteten Schrauben 26, mit denen das Gehäuse 20 des Zwischengetriebes 8 am Abschirmkörper 21 befestigt ist. Auf diese Weise befinden sich die Köpfe der Schrauben 23 und 26 auf verschiedenen Ebenen und sind somit unabhängig voneinander leicht zugänglich, was die Montage bzw. Demontage erleichtert.

Die Ringwand 24 trägt weiterhin den zentralen hohlzylindrischen Lagerkörper des Führungslagers 27, durch den das obere Ende der Schaltstange 15 eine Geradführung erhält. Dadurch werden die Hebel 18 des Zwischengetriebes 8 von seitlich wirkenden Kräften entlastet, so daß die Bewegung der Schaltrohre 7 nicht be­ hindert wird.

Der Abschirmkörper 21 dient weiterhin zur Steuerung des in diesem Bereich vorhandenen elektrischen Feldes und ist daher mit Außenflächen 28 in Form einer Feldelektrode versehen. Auch die untere Begrenzung 29 des Führungslagers 27 weist eine abgerundete Kontur zur Feldsteuerung auf. Man erhält dadurch in diesem kritischen Bereich eine Vergleichmäßigung des elektri­ schen Feldes, so daß die Abstände zum geerdeten Druckbehälter 2 klein gewählt sein können und die Schaltstange elektrisch entlastet ist.

Claims (4)

1. Metallgekapselter, gasisolierter Hochspannungs-Leistungs­ schalter (1) mit mindestens zwei Unterbrechereinheiten (3) pro Pol, deren auf einer Achse liegende bewegliche Schaltrohre (7) gemeinsam von einem zwischen den beiden Unterbrechereinheiten (3) angeordneten Zwischengetriebe (8) bewegbar sind, bei dem der die Bewegung der Schaltrohre (7) auslösende Antrieb (12) in einem geerdeten Gehäuse (11) liegt und mit dem Zwischengetriebe (8) über eine am oberen Ende geführte Schaltstange (15) aus Isolierstoff verbunden ist, die sich im Innern eines hohlen Stützisolators (16) befindet, der das Gehäuse (20) des Zwischengetriebes (8) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützisolator (16) an seinem dem Zwischengetriebe (8) zugewandten Ende einen metallischen Abschirmkörper (21) trägt, an dem das Gehäuse (20) des Zwischengetriebes (8) befestigt ist, und daß innerhalb des Abschirmkörpers (21) ein Führungslager (27) für die Schalt­ stange (15) liegt, dessen untere Begrenzung (29) eine abge­ rundete Kontur zur Feldsteuerung aufweist.

2. Metallgekapselter, druckgasisolierter Hochspannungs- Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützisolator (16) als ein sich zum Abschirmkörper (21) hin verjüngender kegelförmiger Hohlkörper aus Gießharz ausgebildet ist.

3. Metallgekapselter, druckgasisolierter Hochspannungs- Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Abschirm­ körpers (21) eine Ringwand (24) vorgesehen ist, die den zentralen hohlzylindrischen Lagerkörper des Führungslagers (27) trägt und Befestigungsmittel (23, 26) aufnimmt.

4. Metallgekapselter, gasisolierter Hochspannungs- Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ringwand (24) Befestigungsaugen (25) für das Gehäuse (20) des Zwischen­ getriebes (8) angeordnet sind.