DE4435358C2 - Polsäule eines Hochspannungs-Leistungsschalters - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Polsäule eines Hochspan­ nungs-Leistungsschalters mit einem an wenigstens einem stirn­ seitigen Ende durch einen Verschluß gasdicht abgeschlossenen hohlzylindrischen Isolierstoffgehäuse.

Eine derartige Polsäule ist beispielsweise aus dem Siemens- Prospekt "SF₆-Leistungsschalter 3AS1 123-145-170 kV, 31,5. . .40 kA" bekannt. Bei der bekannten Polsäule ist das Iso­ lierstoffgehäuse in Längsrichtung zweiteilig ausgebildet, wo­ bei der obere Teil die Unterbrechereinheit des Leistungs­ schalters enthält und der untere Teil die die Unterbrecher­ einheit betätigende isolierende Schaltstange aufnimmt und den oberen Teil trägt. Das obere Ende des hohlen, zylindrischen Isolierstoffgehäuses ist durch einen Verschluß gasdicht abgeschlossen, der einen äußeren, das Ende des Isolier­ stoffgehäuses umgebenden Metallring sowie eine stirnseitig am Ende des Isolierstoffgehäuses angeordnete Verschlußplatte aufweist. Die Verschlußplatte ist an der Stirnseite des Iso­ lierstoffgehäuses gedichtet und mittels Schrauben mit dem Metallring verbunden und axial gegen das Isolierstoffgehäuse gedrückt. Es ergibt sich einerseits die Schwierigkeit, den das Ende des Isolierstoffgehäuses umgebenden Metallring zu befestigen und andererseits die stirnseitige Dichtung durch Befestigen des Verschlusses gleichmäßig zu belasten, um eine gute Gasdichtigkeit zu gewährleisten. Es ergibt sich somit ein Montageaufwand, der sich in den Kosten der Polsäule widerspiegelt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Polsäule der eingangs genannten Art zu schaffen, die leicht montierbar, kostengünstig aufgebaut und dennoch zuver­ lässig gasdicht ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ver­ schluß mittels einer Dichtung an einer der Mantelflächen des Isolierstoffgehäuses gasdicht abschließt und mittels we­ nigstens eines sowohl den Verschluß als auch eine Wand des Isolierstoffgehäuses radial durchsetzenden Fixierelementes gegen Verschiebung in axialer Richtung sicherbar ist.

Dadurch, daß der Verschluß mittels der Dichtung an der Man­ telfläche des Isolierstoffgehäuses einen gasdichten Abschluß schafft, sei es an der inneren Mantelfläche, wenn der Ver­ schluß in das Innere des Isolierstoffgehäuses hineinragt, sei es an der äußeren Mantelfläche, wenn der Verschluß das Ende des Isolierstoffgehäuses als Kappe umgibt, ist die Gas­ dichtigkeit auch bei leichter Schiefstellung des Verschlusses gewährleistet. Auch ist die Dichtigkeit unabhängig von der axialen Position des Verschlusses. Der Verschluß muß le­ diglich durch das/die Fixierelement/e gegen Verschiebung in axialer Richtung gesichert werden, um ein Wegdrücken des Ver­ schlusses beispielsweise durch den ggf. in dem Isolierstoff­ gehäuse herrschenden Löschgasdruck zu verhindern. Der Mon­ tageaufwand ist gering, da lediglich der Verschluß einge­ schoben oder aufgeschoben werden muß und die Fixierelemente radial eingeschoben werden müssen, um eine gasdichte Verbin­ dung zu erzielen. Die Dichtung kann vorteilhaft als Elasto­ merdichtung, beispielsweise als O-Ringdichtung aus einem Gummi ausgeführt sein.

Es entfällt außerdem jede Bearbeitung des Isolierstoffgehäu­ ses, wie das Einschneiden von Gewindebohrungen oder das Auf­ kleben eines Metallflansches. Dadurch ergibt sich auch eine kurze Fertigungszeit, da nicht mehr das Härten eines Klebers abgewartet werden muß. Durch die axiale Verschiebbarkeit des Verschlusses in bestimmten Grenzen können auch in dieser axialen Richtung Toleranzen ausgeglichen werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Verschluß einen die Dichtung aufnehmenden Ring und einen auf dem Ring gasdicht befestigbaren Deckel aufweist.

Der Verschluß ist in dieser Weise zweigeteilt und es dichtet einerseits der Ring an einer Mantelfläche des Isolierstoffge­ häuses und andererseits sind der Ring und der Deckel eben­ falls mittels einer Dichtung gasdicht miteinander verbunden. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise zwischen dem Ring und dem Deckel an der Außenseite des Isolierstoffgehäuses ein dieses ringförmig umgebender Stromwandler eingeklemmt werden kann. Da außerdem vorteilhaft vorgesehen sein kann, daß der Verschluß ein Kontaktstück des in dem Isolierstoffgehäuse an­ geordneten Leistungsschalters trägt, kann beispielsweise die­ ses Kontaktstück mit dem Ring verbunden sein, so daß dann das Isolierstoffgehäuse durch Abnehmen des Deckels geöffnet wer­ den kann, ohne daß der Ring und das an diesem befestigte Kon­ taktstück entfernt zu werden brauchen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Deckel eine Berstplatte aufweist.

Eine solche Berstplatte dient bekanntermaßen dazu, einen überhöhten Löschgasdruck abzuführen, so daß keine wichtigen Teile beschädigt werden. Die Berstplatte kann dann mit dem Deckel einzeln ohne den Ring ausgetauscht werden, wodurch sich ein geringer Montageaufwand bei einer solchen Wartung ergibt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Fixierelement aus einer in ein Gewinde des Iso­ lierstoffkörpers oder des Verschlusses radial eingeschraubten Schraube besteht.

Eine solche Schraube, die sowohl das Isolierstoffgehäuse als auch den Verschluß radial durchsetzt, verhindert ein axiales Verschieben des Verschlusses über das zulässige Maß hinaus in dem Isolierstoffgehäuse. Durch das Einschrauben der Schraube in ein Gewinde wird diese zuverlässig fixiert.

Es kann außerdem vorteilhaft vorgesehen sein, daß an der der Dichtung abgewandten Mantelfläche des Isolierstoffgehäuses ein Gegenring anliegt, der ebenfalls von der Schraube durch­ setzt ist.

Dieser Gegenring dient als Widerlager für eine als Fixier­ element dienende Schraube und gewährleistet eine erhöhte Sta­ bilität der Verbindung zwischen dem Isolierstoffgehäuse und dem Verschluß.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Verschluß einen elektrischen Anschluß des Hoch­ spannungs-Leistungsschalters trägt.

Da der Verschluß vorteilhaft aus Metall hergestellt werden kann, bietet es sich an, ihn in einfacher Weise zum Heraus­ leiten des Schaltstroms zu nutzen. Zu diesem Zweck ist an dem Verschluß beispielsweise eine Anschlußplatte angeschraubt oder angeschweißt.

Außerdem kann als besonders vorteilhaft vorgesehen sein, daß der Verschluß ein Kontaktstück des in dem Isolierstoffgehäuse angeordneten Leistungsschalters trägt.

Es wird sich dabei im Regelfall um ein feststehendes Kontakt­ stück des Leistungsschalters handeln. Auch dies ist eine Maß­ nahme, um den Montageaufwand für den Hochspannungs-Leistungs­ schalter zu verringern.

Es kann außerdem vorteilhaft vorgesehen sein, daß der Ver­ schluß für den Fall, daß er einen elektrischen Anschluß des Hochspannungs-Leistungsschalters aufweist, auch einen Strom­ wandler trägt. Dieser Stromwandler umgibt als Ring die strom­ führenden Teile des Verschlusses und ist beispielsweise in­ nerhalb einer in Umfangsrichtung an der Mantelfläche des Ver­ schlusses umlaufenden Nut angeordnet. Es muß dabei dafür Sorge getragen werden, daß keine den Stromwandler umgebende Leiterschleife entsteht, da dort Sekundärströme induziert würden.

Als Schutz gegen Witterungseinflüsse und Beschädigung durch mechanische Einwirkungen und durch Strahlung, wie beispiels­ weise Sonnenlicht weist das Isolierstoffgehäuse vorteilhaft an seiner äußeren Mantelfläche einen Überzug aus Silikongummi mit Schirmrippen auf.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen in einer Zeichnung gezeigt und anschließend erläu­ tert.

Dabei zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt einen Teil des Isolierstoffgehäuses mit einem zweiteiligen Verschluß,

Fig. 2 im Längsschnitt einen Teil des Isolierstoffgehäuses mit einem zweiteiligen Verschluß und einem aufgesetzten Stromwandler,

Fig. 3 einen Teil des Isolierstoffgehäuses mit einem zwei­ teiligen Verschluß und einem innerhalb des Isolierstoffge­ häuses angeordneten Stromwandler.

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und be­ schränken sich auf das zum Verständnis der Erfindung Wesent­ liche.

Das Isolierstoffgehäuse 1 besteht aus einem fadengewickelten Rohr 2 und einem Überzug 3 aus einem Silikongummi, aus dem auch die Schirme 4 geformt sind.

Sowohl das fadengewickelte Rohr 2 als auch der Silikongummi­ überzug 3 weisen eine durchgehende Bohrung 5 auf, die von ei­ ner Schraube 6 durchsetzt ist, welche das Fixierungsmittel bildet.

An dem offenen Ende des Isolierstoffgehäuses 1 ist ein Ring 7 eingesetzt, der in einer Nut eine Dichtung 8 aufnimmt, die an der inneren Mantelfläche 9 des Rohrs 2 unter Bildung eines gasdichten Abschlusses anliegt. Der Ring 7 weist eine Gewin­ debohrung 10 auf, in die die Schraube 6 eingeschraubt ist. Der Kopf der Schraube 6 ragt radial über den Ring 7 hinaus und schafft einen Formschluß zwischen Schraube 6, Ring 7 und Isolierstoffgehäuse 1, der das axiale Wegrutschen des Rings 7 verhindert und somit den gasdichten Abschluß zwischen dem Ring und dem Isolierstoffgehäuse 1 gewährleistet.

Auf dem Ring 7 ist ein Deckel 11 angeordnet, der eine Dich­ tung 12 aufweist, welche an der Stirnseite des Rings 7 an­ liegt und mit diesem einen gasdichten Abschluß bildet. Somit ist mittels des durch den Deckel 11 und den Ring 7 gebildeten Verschlusses 13 das Ende des Isolierstoffgehäuses 1 gasdicht abgeschlossen.

Der Deckel 11 weist einen Flansch 14 auf, der als Fassung für das fadengewickelte Rohr 2 dient. Durch diese Fassung wird eine Aufweitung des Isolierstoffgehäuses 1 bei hohem Innen­ druck verhindert. Im Bereich dieser Fassung kann der Silikon­ gummiüberzug 3 auf dem fadengewickelten Rohr 2 weggelassen werden.

Der Ring 7 trägt an seinem unteren Ende 15 ein nicht näher dargestelltes Kontaktstück des innerhalb des Isolierstoffge­ häuses 1 angeordneten Leistungsschalters.

An dem Deckel 11 ist mittels einer Verschraubung eine An­ schlußlasche 16 befestigt, die einen Anschluß des Leistungs­ schalters bildet.

Innerhalb des Deckels 11 kann zusätzlich eine nicht darge­ stellte Berstplatte zum Abbau eines überhöhten Löschgasdrucks innerhalb des Isolierstoffgehäuses 1 vorgesehen sein.

Der Deckel 11 ist mit dem Ring 7 verschraubt, wobei ein gas­ dichter Abschluß durch die Dichtung 12 gewährleistet ist. So­ wohl der Ring 7 als auch der Deckel 11 bestehen aus Metall.

In der Fig. 2 ist ein Isolierstoffgehäuse 21 dargestellt, das ebenfalls aus einem fadengewickelten Rohr 22 und einem Silikongummiüberzug 23 besteht, wobei im Endbereich des fa­ dengewickelten Rohres 22 an dessen äußerer Mantelfläche ein ringförmiger Stromwandler 26 anliegt, der als Rogowski-Spule oder als Ringkernstromwandler ausgebildet ist.

Der Stromwandler 26 ist zwischen einem überstehenden Teil des Deckels 27 und einem Gegenring 29 eingeklemmt.

Sowohl der Gegenring 29 als auch das fadengewickelte Rohr 22 sind von einer Bohrung 28 durchsetzt, die innerhalb des Rings 24 in eine Gewindebohrung mündet und eine Schraube 25 auf­ nimmt. Mittels dieser Schraube 25 wird das fadengewickelte Rohr 22 mit dem Ring 24 verbunden. Der Ring 24 ist gegenüber dem Rohr 22 mittels der Dichtung 38 abgedichtet. Der Gegen­ ring 29 dient zur Stabilisierung dieser Verbindung.

In der Fig. 3 ist ein Isolierstoffgehäuse 30 dargestellt, das mittels eines Verschlusses 31 gasdicht abgeschlossen ist, welcher aus einem Deckel 32 und einem Ring 33 besteht. Der Ring ist an der inneren Mantelfläche des Rohres 40 mittels der Dichtung 39 abgedichtet.

Die Befestigung und Dichtung des Verschlusses 31 ist ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 gestaltet.

Es ist jedoch ein Ringkernstromwandler 34 innerhalb des Iso­ lierstoffgehäuses 30 auf einem Flansch 35 des Rings 33 ange­ ordnet. Der Ringkernstromwandler kann beispielsweise Ring­ kerne oder eine Rogowski-Spule aufweisen und ist in der Zeichnung nur schematisch dargestellt. Die Dichtung 36 zwi­ schen dem Deckel 32 und dem Stromwandler 34 schafft einen gasdichten Abschluß zwischen diesen beiden Teilen. Der Strom­ wandler 34 ist seinerseits beispielsweise mittels eines Epoxidharzes auf den Ring 33 aufgeklebt, so daß zwischen dem Stromwandler 34 und dem Ring 33 ebenfalls eine gasdichte Ver­ bindung hergestellt ist.

Der Strom, der durch die in dem Isolierstoffgehäuse 30 ange­ ordnete Unterbrechereinheit fließt, wird über den Ring 33, den Deckel 32 und die Anschlußlasche 37 geführt, so daß er den ringförmigen Stromwandler 34 durchsetzt und somit eine Messung der Stromstärke ermöglicht.

Claims (9)

1. Polsäule eines Hochspannungs-Leistungsschalters mit einem an wenigstens einem stirnseitigen Ende durch einen Verschluß (13, 31) gasdicht abgeschlossenen hohlzylindrischen Isolier­ stoffgehäuse (1, 30), dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (13, 31) mittels einer Dichtung (8, 38, 39) an einer der Mantelflächen (9, 40) des Isolierstoffgehäuses (1, 21, 30) gasdicht abschließt und mittels wenigstens eines so­ wohl den Verschluß (13, 31) als auch eine Wand des Isolier­ stoffgehäuses (1, 21, 30) radial durchsetzenden Fixier­ elementes (6, 25) gegen Verschiebung in axialer Richtung sicherbar ist.

2. Polsäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (13, 31) einen die Dichtung (8, 38, 39) aufneh­ menden Ring (7, 24, 33) und einen auf dem Ring (7, 24, 33) gasdicht befestigbaren Deckel (11, 27, 32) aufweist.

3. Polsäule nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (11, 27, 32) eine Berstplatte aufweist.

4. Polsäule nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierelement (6, 25) aus einer in ein Gewinde des Iso­ lierstoffgehäuses (1, 21, 30) oder des Verschlusses (13, 31) radial eingeschraubten Schraube (6, 25) besteht.

5. Polsäule nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Dichtung (8, 38, 39) abgewandten Mantelfläche des Isolierstoffgehäuses (1, 21, 30) ein Gegenring (29) anliegt, der ebenfalls von der Schraube (6, 25) durchsetzt ist.

6. Polsäule nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (13, 31) einen elektrischen Anschluß (16, 37) des Hochspannungs-Leistungsschalters trägt.

7. Polsäule nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (13, 31) ein Kontaktstück einer in dem Isolier­ stoffgehäuse (1, 21, 30) angeordneten Unterbrechereinheit trägt.

8. Polsäule nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (13, 31) einen Stromwandler (26) trägt.

9. Polsäule nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffgehäuse (1, 21, 30) an seiner äußeren Mantel­ fläche einen Überzug (3, 23) aus Silikongummi mit Schirmrip­ pen (4) aufweist.