DE4435359C2 - Polsäule eines elektrischen Leistungsschalters - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Polsäule eines elektri­ schen Leistungsschalters mit einem Isolierstoffgehäuse, mit einer in einem ersten Teil des Isolierstoffgehäuses angeord­ neten Unterbrechereinheit, einer in einem zweiten Teil des Isolierstoffgehäuses angeordneten, isolierenden Schaltstange zur Betätigung der Unterbrechereinheit und einem ersten und zweiten elektrischen Anschluß, wobei der erste elektrische Anschluß an dem dem ersten Teil des Isolierstoffgehäuses zu­ gewandten Ende des zweiten Teils mantelseitig angeordnet ist, wobei der erste Teil und der zweite Teil des Isolierstoffge­ häuses in Längsrichtung der Polsäule einstückig zusam­ menhängen, und wobei zur Durchführung des ersten Anschlusses in dem Isolierstoffgehäuse eine mantelseitige Öffnung vor­ gesehen ist.

Eine Polsäule eines elektrischen Leistungsschalters ist bei­ spielsweise aus dem Siemens Prospekt "SF₆-Leistungsschalter 3AS1 123-145-170 KV, 31,5 ... 40 kA" bekannt.

Bei der bekannten Polsäule sind die aneinander angrenzenden Enden des ersten und des zweiten Teils des Isolierstoffgehäu­ ses mit metallischen Flanschen versehen, die zur Herstellung einer Verbindung zwischen den beiden Teilen miteinander ver­ schraubt sind. An dem dem oberen Teil des Isolierstoffge­ häuses zugeordneten metallischen Flansch ist eines der Kon­ taktstücke der Unterbrechereinheit befestigt. Mittels des me­ tallischen Flansches wird der durch die Unterbrechereinheit fließende Strom zur Außenseite des Isolierstoffgehäuses zu einem Anschluß geleitet.

Bei der bekannten Polsäule wird die Gasdichtigkeit der elek­ trischen Anschlüsse durch an den Isolierstoffgehäuseteilen befestigte Metallflansche gewährleistet. Das Isolierstoffge­ häuse wird vor Ort aus mehreren Teilen zusammengebaut.

Aus der DE 90 17 054 U1 ist eine Polsäule der eingangs ge­ nannten Art mit einem im wesentlichen zylindrischen, isolie­ rend ausgebildeten Gehäuse bekannt, wobei das beide Teile der Polsäule in Längsrichtung zusammenfassende Gehäuse eine man­ telseitige Öffnung für einen elektrischen Anschluß aufweist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Polsäule der eingangs genannten Art zu schaffen, die kosten­ günstig, leicht zu montieren und zuverlässig gasdicht ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Iso­ liergehäuse die Unterbrechereinheit gasdicht umschließt und wenigstens der erste Teil des Isolierstoffgehäuses gegen die Öffnung mittels wenigstens eines an der inneren Mantelfläche des Isoliergehäuses gasdicht anliegenden Durchführungsele­ mentes gasdicht abgeschottet ist.

Dadurch, daß das Isolierstoffgehäuse einteilig ausgebildet ist, entfällt einerseits bei der Herstellung der konstruktive Aufwand für die Metallflansche zwischen den beiden Teilen des Isolierstoffgehäuses und der Arbeitsaufwand für die Montage dieser Metallflansche. Außerdem entfällt bei der Verbindung zwischen dem Isolierstoffgehäuse und den Metallflanschen der Aufwand für Dichtungen. Auch der Zusammenbau der beiden Teile des Isolierstoffgehäuses ist nicht mehr notwendig.

Es ist zum Abdichten des Isolierstoffgehäuses gegenüber der Öffnung wenigstens ein Durchführungselement notwendig, das beispielsweise aus Kunststoff oder aus Porzellan bestehen kann und an die Form des abzuschließenden Querschnittes ange­ paßt sein kann. Durch dieses Durchführungselement ist gas­ dicht ein Leiter durchgeführt, der im Inneren des Isolier­ stoffgehäuses mit der Unterbrechereinheit verbunden ist und an der Außenseite des Isolierstoffgehäuses einen elektrischen Anschluß darstellt. Der Leiter kann beispielsweise in das Durchführungselement eingeklebt oder eingegossen sein.

Es kann außerdem vorteilhaft vorgesehen sein, daß das Durch­ führungselement mittels einer elastomeren Dichtung, insbeson­ dere in Form eines Gummirings an dem Isolierstoffgehäuse ab­ gedichtet ist.

Das Durchführungselement kann zu diesem Zweck beispielsweise eine Nut aufweisen, in die ein Gummiring, beispielsweise ein O-Ring einlegbar ist.

Es kann aber auch vorteilhaft vorgesehen sein, daß das Durch­ führungselement in das Isolierstoffgehäuse gasdicht einge­ klebt ist.

Dies hat beispielsweise den Vorteil, daß das Durchführungs­ element mittels eines Klebers einerseits abgedichtet und an­ dererseits mechanisch fixiert wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß als Durchführungselemente in axialer Richtung des Isolierstoffgehäuses zu beiden Seiten der Öffnung je ein Schottisolator vorgesehen ist.

Der jeweilige Schottisolator weist dann die Querschnittsform des Innenraums des Isolierstoffgehäuses auf, so bei einem hohlzylindrischen Isolierstoffgehäuses beispielsweise die Form einer Kreisscheibe.

Es kann aber auch vorteilhaft vorgesehen sein, daß das Durch­ führungselement eine den Rand der Öffnung umgebende, an die Innenwand des Isolierstoffgehäuses angepaßte, insbesondere teilzylindrische Dichtfläche mit einer Dichtung aufweist.

In diesem Fall ist nur ein einziges Durchführungselement für eine Öffnung notwendig und dieses wird von der Innenseite des Isolierstoffgehäuses derart gegen die Öffnung gedrückt, daß die Dichtfläche den Rand der Öffnung umgibt und daß der Lei­ ter, der das Durchführungselement durchsetzt, durch die Öff­ nung hindurchragt.

Das Durchführungselement hat in diesem Fall beispielsweise bei einer hohlzylindrischen Form des Isolierstoffgehäuses die Gestalt eines zylindrischen oder teilzylindrischen Körpers, dessen zylindrische Außenfläche sich in etwa an die Innenflä­ che des Isolierstoffgehäuses anlegt. In der Außenfläche des Durchführungselements ist beispielsweise eine Nut vorgesehen, die einen geschlossenen Dichtring aufnimmt, der im montierten Zustand die Öffnung umgibt. Beispielsweise kann das Durchfüh­ rungselement auch die Form eines Hohlzylinders aufweisen, der von der Schaltstange durchsetzt ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Durchführungselement als Hohlzylinder ausgebil­ det ist und in axialer Richtung auf beiden Seiten der Öffnung je eine Kolbendichtung aufweist, die an der Innenwand des Isolierstoffgehäuses gasdicht anliegt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie­ ben.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine Polsäule in einer Gesamtansicht,

Fig. 2 einen Teil eines erfindungsgemäßen Isolierstoffgehäu­ ses mit einem einzigen Durchführungselement,

Fig. 3 ein Durchführungselement aus der Fig. 2,

Fig. 4 einen Teil eines Isolierstoffgehäuses mit einem ein­ zigen Durchführungselement mit zwei Kolbendichtungen,

Fig. 5 schematisch einen Teil eines erfindungsgemäßen Iso­ lierstoffgehäuses mit zwei Durchführungselementen.

In der Fig. 1 ist schematisch der Gesamtaufbau einer Pol­ säule mit einer Unterbrechereinheit 19 und einer Antriebs­ stange 20 dargestellt.

Das Isolierstoffgehäuse 1, 2 ruht auf einem Basisgehäuse 21, in dem eine antreibbare Kurbel 22 ortsfest gelagert ist, die eine Zug- bzw. Schubbewegung auf die Antriebsstange 20 über­ trägt.

Das Isolierstoffgehäuse 1, 2 der Polsäule ist gasdicht mit dem Basisgehäuse 21 verbunden und mittels Dichtungen 23 gas­ dicht abgeschlossen.

An seinem oberen Ende ist das Isolierstoffgehäuse durch eine Deckplatte 24 ebenfalls mittels Dichtungen gasdicht abge­ schlossen. Die Deckplatte 24 trägt einen zweiten elektrischen Anschluß 25, der mittels der Deckplatte 24 mit der Unterbre­ chereinheit 19 verbunden ist.

Die Unterbrechereinheit 19 besteht in an sich bekannter Weise aus einen Doppeldüsenschalter mit zwei einander in festem Ab­ stand gegenüberstehenden Kontaktstücken 27 28 und einem Über­ brückungskontaktstück 26, das die Kontaktstücke 27, 28 im Einschaltzustand leitend überbrückt. Außerdem ist eine Kol­ ben-Zylinderanordnung mit einem Kompressionszylinder 29 und einem feststehenden Kompressionskolben 30 zur Bereitstellung von komprimiertem Löschgas vorgesehen. Das obere Ende der Schaltstange 20 ist mit dem Überbrückungskontaktstück 26 und dem Kompressionszylinder 29 verbunden und treibt diese wäh­ rend des Schaltvorgangs an. Der der Schaltstange 20 zuge­ wandte Kontakt 28 ist auf einer Metallplatte 31 befestigt, die ihrerseits an dem Durchführungselement 14 befestigt ist. Über diese Platte 31 wird auch der elektrische Kontakt von dem ersten Anschluß 18 zu dem Kontaktstück 28 hergestellt.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist ein einziges Durchführungsele­ ment 14 in Form eines Rohrstückes bzw. Hohlzylinders vorgese­ hen. Dieses weist eine zylindrische Außenoberfläche auf, de­ ren Durchmesser dem Innendurchmesser des hohlzylindrischen Isolierstoffgehäuses 1, 2 angepaßt ist. Das Durchführungs­ element 14 muß etwas kleiner sein als der Innenraum des Iso­ lierstoffgehäuses 1, 2, so daß es in dieses eingeschoben werden kann.

Das Durchführungselement 14 weist eine ringförmige Nut 15 auf, in die eine ringförmige Gummidichtung 16 eingelegt wird. Die Dichtung 16 umgibt im montierten Zustand die Öffnung 4 in dem Isolierstoffgehäuse 1, 2 und liegt auf dem Rand der Öff­ nung 4 gasdicht auf. Auf diese Weise schließt das Durchfüh­ rungselement 14 die Öffnung gasdicht ab. Das Durchführungs­ element 14 kann beispielsweise aus Metall bestehen, so daß ein elektrischer Leiter 17 auf der Innenseite des Durchfüh­ rungselementes 14 angeschlossen und mit der nicht dargestell­ ten Unterbrechereinheit verbunden werden kann. Auf der Außen­ seite ist das Durchführungselement 14 mittels einer Ver­ schraubung mit dem ersten elektrischen Anschluß 18 verbunden. Hierzu weist das Durchführungselement 14 Gewindebohrungen 19 auf.

Die Schaltstange 20 muß in diesem Fall keine gasdichten Durchführungen passieren und kann beispielsweise die An­ triebsenergie durch eine axiale Schub- oder Zugbewegung auf die Unterbrechereinheit übertragen.

In der Fig. 4 ist ein Durchführungselement 32 gezeigt, das dem in der Fig. 2 gezeigten ähnelt. Gleichartige Teile sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Das Durchführungselement 32 ist mittels zweier an seinem Um­ fang umlaufender Gummidichtungen 33, 34 zu beiden Seiten der Öffnung 4, in axialer Richtung des Isolierstoffgehäuses 1, 2 gesehen, gasdicht an der zylindrischen Innenwand des Isolier­ stoffgehäuses 1, 2 abgedichtet. Die Gummidichtungen werden in Nuten des Durchführungselementes 32 aufgenommen. Die Bearbei­ tung solcher umlaufender Nuten ist einfacher als bei einer Nut auf einer zylindrischen Oberfläche, wie beispielsweise in der Fig. 2 gezeigt.

In der Fig. 5 ist oben der erste Teil 1 und unten der zweite Teil 2 eines Isolierstoffgehäuses dargestellt. Zwischen dem ersten Teil 1 und dem zweiten Teil 2 ist ein erster elektri­ scher Anschluß 3 angeordnet, der eine Öffnung 4 des Isolier­ stoffgehäuses 1, 2 durchsetzt.

Zum gasdichten Abschluß der Öffnung 4 gegenüber dem Innenraum des Isolierstoffgehäuses 1, 2 sind zwei Durchführungselemente 5, 6 vorgesehen, die beispielsweise aus Gießharz bestehen und mittels Dichtungsringen 7, 8 aus Gummi an der Innenwand des Isolierstoffgehäuses 1, 2 abgedichtet sind. Das Durchfüh­ rungselement 5 ist von einem elektrischen Leiter 9 durch­ setzt, der einerseits mit dem ersten elektrischen Anschluß 3, andererseits mit einer in der Fig. 1 nicht dargestellten, im ersten Teil 1 des Isolierstoffgehäuses angeordneten Unter­ brechereinheit verbunden ist. Der Leiter 9 ist mit dem elek­ trischen Anschluß 3 beispielsweise mittels einer Schraubver­ bindung leitend verbunden.

Die Durchführungselemente 5, 6 sind von einer Schaltstange 10 aus Isolierstoff durchsetzt, die die Antriebsbewegung von dem zweiten Teil 2 des Isolierstoffgehäuses aus zu der Unterbre­ chereinheit innerhalb des ersten Teils 1 des Isolierstoffge­ häuses überträgt. Dies kann beispielsweise durch eine Drehung der Schaltstange um ihre Längsachse erfolgen. Die Schalt­ stange 10 ist innerhalb der Durchführungselemente 5, 6 mit­ tels Dichtungen 11, 12 abgedichtet.

Das Isolierstoffgehäuse kann beispielsweise aus Porzellan be­ stehen, es ist jedoch auch möglich, es als Kunststoffrohr, insbesondere als faserverstärktes Kunststoffrohr mit einem Silikongummiüberzug auszubilden, wobei die Schirmrippen 13 in den Silikongummiüberzug integriert sein können.

Claims (6)

1. Polsäule eines elektrischen Leistungsschalters mit einem Isolierstoffgehäuse (1, 2), mit einer in einem ersten Teil (1) des Isolierstoffgehäuses (1, 2) angeordneten Unterbrecher­ einheit (19), einer in einem zweiten Teil (2) des Isolier­ stoffgehäuses (1, 2) angeordneten, isolierenden Schaltstange (10, 20) zur Betätigung der Unterbrechereinheit (19) und mit einem ersten und zweiten elektrischen Anschluß (3, 18, 25), wo­ bei der erste elektrische Anschluß (3, 18) an dem dem ersten Teil (1) des Isolierstoffgehäuses (1, 2) zugewandten Ende des zweiten Teils (2) mantelseitig angeordnet ist, wobei der erste Teil (1) und der zweite Teil (2) des Isolierstoffge­ häuses (1, 2) in Längsrichtung der Polsäule einstückig zusam­ menhängen, und wobei zur Durchführung des ersten Anschlusses (3, 18) in dem Isolierstoffgehäuse (1, 2) eine mantelseitige Öffnung (4) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliergehäuse die Unterbrechereinheit gasdicht um­ schließt und daß wenigstens der erste Teil (1) des Isolier­ stoffgehäuses (1, 2) gegen die Öffnung (4) mittels wenigstens eines an der inneren Mantelfläche des Isoliergehäuses (1, 2) gasdicht anliegenden Durchführungselementes (5, 6, 14, 32) gasdicht abgeschottet ist.

2. Polsäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das/die Durchführungselement/e (5, 6, 14) mittels einer elasto­ meren Dichtung (7, 8, 16), insbesondere in Form eines Gummirin­ ges an dem Isolierstoffgehäuse (1, 2) abgedichtet ist/sind.

3. Polsäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das/die Durchführungselement/e (5, 6, 14) in das Isolierstoff­ gehäuse (1, 2) gasdicht eingeklebt ist/sind.

4. Polsäule nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Durchführungselemente (5, 6) in axialer Richtung des Iso­ lierstoffgehäuses (1, 2) zu beiden Seiten der Öffnung (4) je ein Schottisolator vorgesehen ist.

5. Polsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchführungselement (14) eine den Rand der Öffnung (4) umgebende, an die Innenwand des Isolierstoffgehäuses (1, 2) angepaßte, insbesondere teilzylindrische Dichtfläche mit ei­ ner Dichtung (16) aufweist.

6. Polsäule nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchführungselement (32) als Hohlzylinder ausgebildet ist und in axialer Richtung auf beiden Seiten der Öffnung (4) je eine Kolbendichtung aufweist, die an der Innenwand des Isolierstoffgehäuses (1, 2) gasdicht anliegt.