DE7727385U1 - Elektrische Schaltvorrichtung für Hoch- und Niederspannung - Google Patents

Description

1. September 1977 HS/H

Anmelder: Wickmann-Werke Böblingen GmbH,

Hanns-Klemm-Straße 15, 7030 Böblingen

Vertreter: Patentanwälte Dr.-Ing. Rudolf Schiering und Dipl.-Ing. Hans Schiering, Westerwaldweg 4, 7030 Böblingen

Elektrische Schaltvorrichtung für Hoch- und Niederspannung ·

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltvorrichtung für Hoch- und Niederspannung mit wenigstens einem Schalter, dessen feststehenden? Kontakt am Anschlußstumpf einer isolierten Zuleitung befestigt ist und dessen über einen Isolierkörper betätigbarer beweglicher Gegenkontakt mit dem flexiblen Innenleiter eines ebenfalls isolierten Kabelanschlußstutzens verbunden ist.

Es sind bereits vom Markt her derartige Schaltvorrichtungen bekannt, bei denen jeder eingebaute Schalter durch ein vorzugsweise mit einem kombinierten Lösch- und Isoliermittel gefülltes Gefäß vor Beeinflussung seiner Punktion durch äußere Verschmutzung, Wasser und andere Umweltbedingungen geschützt ist. Selbst in voll-

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isolierter Ausführung können diese Gefäße Jedoch insbesondere bei Hochspannung nicht gefahrlos berührt werden, weil die der Berührung zugänglichen Oberflächen nicht zur Annahme von Erdpotential eingerichtet sind. Es werden daher zusätzlich Schutzkästen, Kessel oder Abgitterungen benötigt, die die Schaltvorrichtung verteuern, ihren Raumbedarf vergrößern, Wartungsarbeiten erschweren und die Einbaumöglichkeiten beschränken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung der eingangs angeführten Art zu schaffen, die gefahrlos berührbar ist, eine Kleinstbauweise ermöglicht, geringe Herstellungskosten erfordert, Wartungsarbeiten vermeidet und eine beliebige Einbaulage gestattet und bei der jeder eingebaute Schalter in seinen Betriebsdaten von äußerer Verschmutzung, Wasser und anderen Umweltbedingungen unbeeinflußt bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anschlußstumpf der isolierten Zuleitung, der Schalter, der Kabelanschlußstutzen und der Isolierkörper von einer dicht abschließenden gemeinsamen Hülle mit einem die Schaltbewegungen des Isolierkörpers aufnehmenden, aus zumindest einer ringförmigen Hüllenfalte bestehenden Faltenbalg umkleidet sind, die eine elektrisch isolierende Innenschicht und eine elektrisch leitende Außenschicht für Erdpotential aufweist.

Da der die Schaltbewegungen des Isolierkörpers aufnehmende Faltenbalg nur einen kleinen Teil der dicht abschließenden Hülle ausmacht, wird für die Abkapselung der Schaltvorrichtung besonders wenig Platz benötigt. Jeder einzelne Schalter wird gleichsam in die zu schaltende elektrische Leitung einbezogen, so daß die Schalt-

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vorrichtung Kabelcharakter erhält und sich besonders für Unterflurstationen eignet, wo auch bei einer Überflutung ein einwandfreier Betrieb verlangt wird. Infolge der elektrisch leitenden Außenschicht der mit dem Faltenbalg versehenen Hülle lassen sich beispielsweise mit Hilfe von Schellen fast an beliebigen Stellen Erdungen vornehmen und ist in den. der Berührung zugänglichen Bereichen der Schaltvorrichtung für Potentialgleichheit gesorgt. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen aber insbesondere auch darin, daß die Einbaumöglichkeiten der Schaltvorrichtung beschränkende Schutzkästen, Kessel oder Abgitterungen ebenso vermieden werden wie vorzugsweise aus Porzellan gefertigte Isolatoren.

Ein aufgrund der in den Unteransprüchen angegebenen Erfindungsausgestaltungen besonders bevorzugtes Ausführung sbei spiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das einen Schalter enthaltende Grundelement der beschriebenen Schaltvorrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen dem Grundelement zugeordneten Erdungsschalter,

Fig. 3 die Frontansicht eines mehrere

Dreiphasenschalter vereinenden Schaltblocks und

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Pig. 4 die Seitenansicht dieses mehrere j Dreiphasenschalter vereinenden j

Schaltblocks. j

Der in der Schaltvorrichtung verwendete Schalter 10 ist ein bis auf seine beiden Kontaktanschlüsse 11 und 12 hermetisch gekapseltes Bauteil, vorzugsweise ein sogenannter Vakuumschalter, um die Verhaltensunterschiede zwischen verschiedenartigen Einbaulagen besonders klein zu halten und mit der außergewöhnlich hohen Lebensdauer die Wartungsfreiheit der Schaltvorrichtung noch weiter zu verbessern. Der Kontaktanschluß 11 des feststehenden Kontakts 13 ist mit dem Anschlußsfcuoipf 14 der isolierten Zuleitung 15 mittels einer Hülse 16 verschraubt, während der Kontaktanschluß 12 des über den Isolierkörper 17 betätigbaren beweglichen Gegenkontakts 18 mit dem flexiblen Innenleiter 19 des ebenfalls isolierten Kabelanschlußstutzens 20 durch einen in den Isolierkörper 17 eingesetzten Bolzen 21 verbunden ist. Zur Abdichtung seiner Schaltkammer 22 besitzt der Schalter einen den beweglichen Gegenkontakt 18 umschließenden stirnseitigen Palteinsata 23.

Die Schaltvorrichtung zeichnet sich vorrangig dadurch aus, daß der Anschlußstumpf 14 der isolierten Zuleitung 15, der Schalter 10, der Kabelanschlußstutzen 20 und der Isolierkörper 17 von einer dicht abschließenden gemeinsamen Hülle 24 mit einem die Schaltbewegungen des Isolierkörpers 17 aufnehmenden, aus zumindest einer ringförmigen Hüllenfalte bestehenden Faltenbalg 25 tunkleidet sind, die eine elektrisch isolierende Innenschicht 26 und eine elektrisch leitende Außenschicht für Erdpotential aufweist. Um eine besonders preisgünstige Fertigung und Montage der Hülle 24· zu ermögli-

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chen, ist die Hülle 24 durchgehend elastisch ausgebildet und mit dem Anschlußstumpf 14 der isolierten Zuleitung 15, dem Kabelanschlußstutzen 20 und dem Isolierkörper 17 jeweils nach Art eines Preßsitzes verbunden. Der Faltenbalg 25 ist im Bereich zwischen dem Schalter 10 und dem Isolierkörper- 1? angeordnet, wodurch bei einer hohen Beweglichkeit eine stabile Bauform gewährleistet wird. ;

Zur Vermeidung von zerstörerischen Sprüherscheinungen ist unter der Hülle 24 eine aus flüssigem oder gasförmigem Isolierstoff bestehende Füllung 28 vorgesehen. Eingebracht wird die Füllung 28 über einen im Isolierkörper 17 verlaufenden Kanal 29» der an der äußeren Stirnseite des Isolierkörpers 17 neben dem Anschlußauge 30 für die in der Zeichnung fortgelassene Antriebseinrichtung der Scha)tvorrichtung seinen Anfang hat und im Bereich des Faltenbalgs 25 endet. Die zur Betätigung des Gegenkontakts 18 vorgeseLene axiale Schaltbewegung des Isolierkörpers 17 wird in der Zeichnung durch den Doppelpfeil 31 veranschaulicht. Als weitere Verbesserung der Berührsicherheit ist es anzusehen, daß die aus der Hülle 24 herausragenden Partien der isolierten Zuleitung 15, des isolierten Kabelanschlußstutzens 20 und des Isolierkörpers 17 allesamt ihrerseits eine elektrisch leitende Außenschicht 32 für Erdpotential aufweisen.

Dadurch, daß der Kabelanschlußstutzen 20 als Steckeraufnahme 33 endet, wird die Kleinstbauweise und universelle Verwendbarkeit der Schaltvorrichtung weiter gefördert. Man erhält somit eine Kabeltrennstelle, die einen verhältnismäßig kurzen Abstand zum Schalter 10 der Schaltvorrichtung einnimmt. Um auch hierbei durch

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Wasser verursachte Betriebsstörungen, wie sie insbesondere in Unterflurstationen zu befürchten sind, auszuschließen, weist die in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Steckeraufnahme 35 einen Isolierstoffkonus 34 zu ihrer dicht abschließenden Überlappung von einer Steckermanschette 35 gemäß Fig. 4 der Zeichnung auf. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel für den Anschluß eines Kabels 36 ist ein platzsparender Winkelstecker 37 vorgesehen, der durch mit elektrisch leitender Außenschicht versehene Stecker anderer Bauform ersetzt sein kann. : Der Kabelanschlußstutzen 20 wird in einem Flanschbereich 38 mittels Schrauben 39 am Erdpotential führenden Vorrichtungsrahmen 40 befestigt und besitzt eine elektrisch leitende Durchführung, die im Isolierstoffkonus 34- als zentrale Steckbuchse 41 ausgebildet ist und sich zur anderen Seite in Form des angeschraubten flexiblen Innenleiters 19 des Kabelanschlußstutzens 20 fortsetzt.

Alle bisher angeführten Vorteile der Schaltvorrichtung erhalten eine verstärkte Bedeutung, wenn gemäß Fig. 3 und Fig. 4 die Hülle 24 in dreifacher Ausfertigung für drei gemeinsam zu betätigende Polschalter 42 eines Dreiphasensystems R,S,T vorgesehen ist und die elektrisch leitende Außenschicht 27 jeder der drei Hüllen 24 potentialmäßig mit dem die gegenseitige Lage der Polschalter 42 fixierenden Vorrichtungsrahmen 40 verbunden ist. Eine sichtbare Trennstrecke und eine damit verbundene weitere Erhöhung der Sicherheit wird hierbei dadurch gewonnen, daß seitlich neben der Steckeraufnahme 33 jedes Kabelanschlußstutzens 20 eine zweite Steckeraufnahme 43 zum Absetzen des von der ersten Steckeraufnahme 33 abgezogenen Steckers 37 montiert ist.

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Die zweite Steckeraufnähme 43 ist zur zusätzlichen Ausgestaltung der Sicherheitsvorkehrungen zu einem Erdungsschalter 44 nach Pig. 2 der Zeichnung erweitert, dessen feststehender Kontakt 45 und dessen beweglicher Gegenkontakt 46 dem Polschalter 42 gemäß von einer dicht abschließenden gemeinsamen Hülle 47 mit einem die Schaltbewegungen 48 des beweglichen Gegenkontakts 46 aufnehmenden, aus zumindest einer ringförmigen Hüllenfalte bestehenden Faltenbalg 49 umkleidet sind, die eine elektrisch isolierende Innenschicht 50 und eine elektrisch leitende Außenschicht 51 für Erdpotential aufweist. Die am Polschalter getroffenen Maßnahmen werden demnach auf den zusätzlich vorgesehenen Erdungsschalter 44 übertragen. Betätigt wird der Erdungsschalter 44 durch die axiale Verschiebebewegung 48 des aus der Hülle 47 stirnseitig herausragenden Anschlußauges 52 für die in der Zeichnung fortgelassene Antriebseinrichtung. Er wird immer erst nach dem Umsetzen des Steckers 37 von der ersten Steckeraufnahme 33 auf die zweite Steckeraufnahme 43 geschlossen, um einerseits Entladungsvorgänge während der Handhabung des Steckers 37 zu vermeiden und andererseits Funkenbildung im Bereich der Steckeraufnahme 43 grundsätzlich auszuschließen. Innerhalb der Hülle 47 ist gegen zerstörerische Sprüherscheinungen durch eine aus flüssigem oder gasförmigem Isolierstoff bestehende Füllung 53 eine Vorsorge getroffen.

Letztendlich sind in der Schaltvorrichtung zwei oder mehr drei Polschalter 42 umfassende Dreiphasenschalter 54 zu einem Schaltblock aneinandergereiht, wobei als Zuleitungen 15 insgesamt drei Sammelschienen mit zentralem Leiter 55» Isoliermantel 56 und elektrisch leitendem Außenbelag 57 für Erdpotential vorgesehen sind

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vind sämtliche Polschalter 4-2, Erdungsschalter 4Λ und Steckeraufnahmen 33 und 4-3 jeweils in ebener Versetzung angeordnet sind. Die Schaltvorrichtung ist damit besonders für Transformator- und/oder Verteilerstationen in Stromversorgungseinrichtungen geeignet. Für die Abkapselung wird äußerst wenig Platz benötigt, da sie an jedem einen Schalter enthaltenden Grundelement der Schaltvorrichtung gesondert vorgenommen ist, die Schaltbewegungen im Faltenbalgbereich mitmacht und infolge des an den der Berührung zugänglichen Außenflächen allerorts anstehenden Erdpotentials eine aufwendige Außenisolation überflüssig macht. Die in diesem Fall an Bedeutung gewinnende Innenisolation wird bei jeder als Sammelschiene ausgebildeten Zuleitung 15 wiederum durch eine aus flüssigem oder gasförmigem Isolierstoff bestehende Füllung 58 verstärkt, welche über einen in der Endkappe 59 der Sammelschiene vorgesehenen Füllstutzen 60 einbringbar ist.

12 Ansprüche

1 Blatt Bezugszeichenliste

2 Blatt Zeichnung

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Bezugszeichenliste

10 Schalter

11 Kontaktanschluß

12 Kontaktanschluß

13 Kontakt

14 Anschlußstumpf

15 Zuleitung

16 Hülse

17 Isolierkörper

18 Gegenkontakt

19 Innenleiter

20 Kabelanschlußstutzen

21 Bolzen

22 Schaltkammer

23 Falteinsatζ

24 Hülle

25 Faltenbalg

26 Innenschicht

27 Außenschicht

28 Füllung

29 Kanal·

30 Anschlußauge

31 Schaltbewegung

32 Außenschicht

33 Steckeraufnahme

34 Isolierstoffkonus

35 Steckermanschette

36 Kabel

37 Stecker

38 Flanschbereich

39 Schraube

40 Vorrichtungsrahmen

41 Steckbuchse

42 Polschalter

43 Steckeraufnahme

44 Erdungsschalter

45 Kontakt

46 Gegenkontakt

47 Hülle

48 Schaltbewegung

49 Faltenbalg

50 . Innenschicht

51 Außenschicht

52 Anschlußauge

53 Füllung

54 Drexphasenschalter

55 Leiter

56 Isoliermantel

57 Außenbelag

58 Füllung

59 Endkappe

60 Füllstutzen

RST Dreiphasensystem

Claims (12)

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1. Elektrische Schaltvorrichtung für Hoch- und Niederspannung mit wenigstens einem Schalter, dessen feststehender Kontakt am Anschlußstumpf einer isolierten Zuleitung befestigt ist und dessen über einen Isolierkörper betätigbarer beweglicher Gegenkontakt mit dem flexiblen Innenleiter eines ebenfalls isolierten Kabelanschlußstutzens verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstumpf (14) der isolierten Zuleitung (15) ι der Schalter (10), der Kabelanschlußstutzen (20) und der Isolierkörper (1?) vou einer dicht abschließenden gemeinsamen Hülle (24) mit einem die Schaltbewegungen (3Ό des Isolierkörpers (17) aufnehmenden, aus zumindest einer ringförmigen Hüllenfalte bestehenden Faltenbalg (25) umkleidet sind, die eine elektrisch isolierende Innenschicht (26) und eine elektrisch leitende Außenschicht (2?) für Erdpotential aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (24) durchgehend elastisch ausgebildet ist und mit dem Anschlußstumpf (14) der isolierten Zuleitung (15)» dem Kabelanschlußstutzen (20) und dem Isolierkörper (I7) {jeweils nach Art eines Preßsitzes verbunden ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Schalter (10)'ein bis auf seine beiden Kontaktanschlüsse (11,12) hermetisch gekapseltes Bauteil ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß unter der Hülle (24) eine aus flüssigem oder gasförmigem Isolierstoff bestehende Füllung (28) vorgesehen ist. ·

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (25) im Bereich zwischen dem Schalter (10) und dem Isolierkörper (17) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Hülle (24) herausragenden Partien der isolierten Zuleitung (15), des isolierten Kabelanschlußstutzens (20) und des Isolierkörpers (17) allesamt ihrerseits eine elektrisch leitende Außenschicht (32) für Erdpotential aufweisen.

7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelanschlußstutzen (20) als Steckeraufnahme (33) endet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckeraufnähme (33) einen Isolierstoff konus (34) zu ihrer dicht abschließenden Überlappung von einer Steckermanschette (35) aufweist.

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9· Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (24) in dreifacher Ausfertigung für drei gemeinsam zu betätigende Polschalter (42) eines Dreiphasensystems (R,S,T) vorgesehen ist und die elektrisch leitende Außenschicht (27) jeder a_er <=irei Hüllen (24) potentialmäßig mit einem die gegenseitige Lage der Polschalter (42) fixierenden Vorrichtungsrahmen (40) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9i dadurch gekennzeichnet, daß seitlich neben der Steckeraufnahme (33) jedes Kabelanschlußstutzens .(20) eine zweite Steckeraufnahme (43) zum Absetzen des von der ersten Steckeraufnahme (33) abgezogenen Steckers (37) montiert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steckeraufnahme (43) zu einem Erdungsschalter (44) erweitert ist, dessen feststehender Kontakt (45) und dessen beweglicher Gegenkontakt (46) dem Polschalter (42) gemäß von einer dicht abschließenden gemeinsamen Hülle (47) mit einem die Schaltbewegungen (48) des beweglichen Gegenkontakts (46) aufnehmenden, aus zumindest einer ringförmigen Hüllenfalte bestehenden Faltenbalg (49) umkleidet sind, die eine elektrisch isolierende Innenschicht (50) und eine elektrisch leitende Außenschicht (51) für Erdpotential aufweist.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr drei Polschalter (42) umfassende Dreiphasenschalter (54) zu einem Schaltblock aneinandergereiht sind, wobei als Zuleitungen (15) insgesamt drei Sammelschienen (R,S,T) mit zentralem Leiter (55)» Isoliermantel (56) und elektrisch leitendem Außenbelag (57) für Erdpotential vorgesehen sind und sämtliche Polschalter (42), Erdungsschalter (44) und Steckeraufnahmen (33,43) jeweils in ebener Versetzung angeordnet sind.

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