DE921518C - Hochspannungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsschalter, dessen insbesondere stiftförmiges bewegliches Schaltstück mittels einer Isolierstange betätigt wird. Die Stützerbauform bringt es mit sich, daß eine besonders günstige Bauart dann entsteht, wenn man die Isolierstange im Innern des Stützisolators anordnet.

An derartige Stützisolatoren wird vor allem die Forderung gestellt, daß bei Hochspannungsbeanspruchung, z. B. beim Auftreten einer elektrischen Sprungwelle, eher ein Außenüberschlag über den Stützer als ein Innendurchschlag etwa längs der Isolierstange erfolgen soll. Am unteren Ende der Isolierstange greift ein mechanisch betätigtes, geerdetes Getriebe ein.

Wird bei einer solchen Anordnung der Schaltstift bei der Ausschaltbewegung in den Stützisolator hineinbewegt, so verkürzt sich damit zugleich der innere Überschlagsweg. Um diese Verkürzung unschädlich zu machen, ist es bereits vorgeschlagen worden, die Stützisolatoren mit einer Isolierflüssigkeit zu füllen. Zur weiteren Erhöhung der Durchschlagfestigkeit kann man zweckmäßig am unteren Ende des ausgeschalteten Schaltstiftes im Stützisolator eine Strahlungskappe anordnen, die zur Feldvengleichmäßigung dient. Man kann ferner auch den geerdeten Flansch, der den Antrieb trägt, so ausbilden, daß er die Wifkung einer Strählungskappe hervorruft. Alle diese Maßnahmen reichen jedoch nicht aus, um eine nennenswerte Verkürzung der Bauhöhe herbeizuführen.

Durch die Erfindung wird dagegen ermöglicht, die Bauhöhe eines solchen Schalters durch Anwendung einfacher Maßnahmen erheblich herabzu-

setzen. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß im Innern des den Schalterisolator tragenden Stützisolators eine nur in ausgeschalteter Stellung unter Spannung stehende, in eingeschalteter Stellung ein Zwischenpotential zwischen Erde und Hochspannung einnehmende Strahlungskappe vorgesehen. Die Strahlungskappe wird isoliert angebracht, z. B. dadurch, daß man sie an einem Isolierrohr aufhängt. In der ausgeschalteten Stellung sorgt beispielsweise eine Feder für einen Kontakt zwischen dem in die Ausschaltstellung gebrachten Schaltstift und der Strahlungskappe, damit ein etwaiges Funkenspiel zwischen dem Schaltstift und der Strahlungskappe vermieden wird. In der eingeschalteten Stellung des Schaltstiftes ist das untere Ende des Schaltstiftes \^ron der Strahlungskappe so weit entfernt, daß durch den Kapazitätsstrom keine Entladung vom Schaltstift auf die Strahlungskappe übergeht. Die Strahlungskappe nimmt dann ein zwischen dem Hochspannungspotential und der Erde liegendes Zwischenpotential an.

Man erreicht durch diese Anordnung den Vorteil, daß im eingeschalteten Zustand die ganze Strecke im Innern des Isolators zur Erzielung einer ausreichenden elektrischen Festigkeit zur Verfügung steht. Die ganze Strecke rechnet dabei vom oberen Stützerflansch bis zu den in das Innnere des Stützisolators vorgeschobenen geerdeten Getriebeteilen. Ist der Leistungsschalter mit einem Trennschalter versehen, der vor der Erreichung der Ausschaltstellung des Leistungsschalters den Leistungsschalter vom Netz abtrennt, so reicht bereits diese Maßnahme allein aus, eine ausreichende Verkürzung der Bauhöhe herbeizuführen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß selbst neuzeitliche Höchstspannungsschalter z.B. für iookV und mehr bis jetzt nicht so niedrig gebaut werden konnten, daß ein Transport mit normalen Eisenbahnwagen an Stelle von teueren und in der Praxis nur selten, und zwar dann nur für besondere schwere Transportgüter zur Verfügung stehenden Spezialwagen mit Tief gestell möglich war. Eine solche, im Hinblick auf das vorgeschriebene Profil bedingte Überhöhung, die, absolut genommen, sogar verhältnismäßig klein sein kann, auf die es aber gerade ankommt, kann durch den Erfindungsgegenstand ausgeglichen werden, so daß der Hochspannungsschalter auch mittels normaler Eisenbahnwagen transportiert werden kann.

Die Erfindung geht aber noch einen Schritt weiter, indem sie ermöglicht, die Anordnung so zu treffen, daß das Getriebe mit seinen Teilen, z. B. seinem Hebel, wohl in der eingeschalteten Stellung in den Stützisolator hineinragt, nicht aber in der ausgeschalteten Stellung. In der ausgeschalteten Stellung wird die Spannung vom Schaltstift bis zur isoliert angeordneten Strahlungskappe vorgetragen. Dafür befinden sich die Getriebeteile aber außerhalb des Stützisolators in ihrer untersten Stellung, in der sie mittels des geerdeten, entsprechend ausgebildeten Flansches elektrisch geschützt werden. Es ist daher bei Fehlen eines Trennschalters erwünscht, das Getriebe so auszuführen, daß keine metallischen Führungen in das Innere des Stützisolators hineinragen, d. h. daß nur in der eingeschalteten Stellung geerdete metallische Getriebeteile in den Stützisolator hineingebracht werden. Kann man dabei auf Gleitbahnen für das Isoliergestänge nicht verzichten, so werden diese vorteilhaft aus Isoliermaterial hergestellt.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile, die insbesondere in der Verkürzung der Schalterbauhöhe bestehen, sind besonders dann außerordentlich erheblich, wenn der Stützisolator, in dem die isoliert angebrachte Strahlungskappe untergebracht ist, mit Öl, Isoliermasse od. dgl. gefüllt wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand eines eingeschalteten Hochspannungsschalters veranschaulicht.

Der hochgespannte Strom wird dem Schalter am Anschluß ι einer Fassung zugeführt, die zwischen den übereinander angeordneten, nicht dargestellten Isolatoren vorgesehen ist, in einem von denen eine Schaltvorrichtung, z. B. eine Schaltkammer, und in dem anderen der Antrieb vorgesehen ist. Der Strom geht über einen Schältstift 2 und den im oberen Isolator vorgesehenen feststehenden Gegenkontakt 3 und verläßt dann den Schalter an einem Anschlußbolzen 4, so daß im eingeschalteten Zustande an den Anschlüssen ι und 4 dieselbe Hochspannung von z. B. 100kV vorhanden ist, während zwischen dem Anschluß 1 und einem geerdeten Flansch 5 die volle Potentialdifferenz herrscht.

Im Innern des unteren Stützisolators ist eine metallene, gewölbt ausgeführte, insbesondere einen Kugelteil bildende, an ihren Enden abgerundete Strahlungskappe 7 vorgesehen, die das elektrische Feld vergleichmäßigt. Die Kappe 7 steht erfindungsgemäß nur in ausgeschalteter Stellung unter Spannung, während sie in eingeschalteter Stellung ein Zwischenpotential zwischen Erde und Hochspannung einnimmt. Zu diesem Zweck wird die Strahlungskappe 7 von einem z. B. aus faserigem (geschichtetem) Werkstoff bestehenden Isolierrohr getragen, das an der mittleren, zwischen den beiden Isolatoren befindlichen Anschlußfassung aufgehängt werden kann. Da die elektrische Beanspruchung im wesentlichen quer zur Schichtrichtung des Isolierrohres erfolgt, so kann ein derartiges Rohr selbst bei höchsten Spannungen verwendet werden.

Die Strahlungskappe 7 kann auf das Isolierrohr aufgeschoben und mit diesem mittels Schrauben oder Bolzen lösbar verbunden werden, die zugleich zur Befestigung von z. B. im Innern des Isolierrohres vorgesehenen Federn 8 dienen. Die Anord- 11g nung ist so getroffen, daß die Federn 8 die Bewegung der in das Isolierrohr unter Wahrung eines zylinderförmigen Zwischenraumes eingeführten Antriebsisoliergestänge 9 nicht hindern. Die Federn 8 kommen im ausgeschalteten Zustande des Schalters mit einer mit dem Schaltstück verbundenen, gegenüber diesem und der Antriebsstange 9 eine größere Oberfläche aufweisende Metallhülse 10 od. dgl. in leitende Berührung und werden durch diese auseinandergespreizt. Auf diese Weise wird die Strahlungskappe 7, die im eingeschalteten Zustand in-

folge der kapazitiven Aufladung im ausgeschalteten Zustand ein Zwischenpotential annimmt, leitend mit den Anschlüssen verbunden, also auf volle Spannung gebracht, ohne daß Funken zwischen dem Schaltstift 2 und der Strahlungskappe 7 entstehen wurden.

Als Federn 8 können gebogene Blattfedern oder z. B. spiral- bzw. schraubenförmige Federn oder einzelne gebogene Plättchen verwendet werden, die nach Art eines Schleifkontaktes, jedoch unter Wahrung eines ungehindete Schaltbewegungen zulassenden Zwischenraumes die Isolierstange 9 ringförmig umgeben.

Der Stützisolator, in welchem die Strahlungskappe 7 untergebracht ist, kann mit Vorteil z. B. vollständig mit einem flüssigen, masseartigen oder körnigen bzw. pulverförmigen Isoliermittel gefüllt werden, wodurch die elektrische Durchschlagfestigkeit noch weiterhin heraufgesetzt wird.

Die Betätigung des Schaltstiftes 2 kann mittels eines um den feststehenden Zapfen 11 drehbaren Kurbelarmes 12 erfolgen, der direkt oder indirekt an der Isolierstange 9 angreift. Zur Führung der Isolierstange 9 kann ein fest auf derselben angebrachtes Führungsstück 14 vorgesehen werden, das gegenüberliegende Aussparungen enthält, in die z. B. zwei Isoliergleitschienen 16 hineinragen, die einen rechteckigen oder schwalbenschwanzförmigen Querschnitt haben können. Diese Maßnahme trägt bei der gewählten Anordnung des Getriebes dazu bei, daß im ausgeschalteten Zustande des Schalters keine metallischen Getriebeteile in das Innere des Stützisolators hineinragen und nur in der eingeschalteten Stellung geerdete metallische Getriebeteile in den Stützisolator hineingebracht werden. Zum elektrischen Schutz des geerdeten Getriebes in der ausgeschalteten Stellung ist der außerhalb des Stützisolators befindliche Teil des geerdeten Flansches als Strahlungskappe ausgebildet.

Die Erfindung ist für beliebige Hochspannungs-, insbesondere Leistungsschalter anwendbar. So kann in dem oberen Isolator z. B. eine elastische Expansionskammer derart vorgesehen werden, daß der Schaltstift beim Ausschalten in Richtung nach dem Innern des Stützisolators bewegt wird. An Stelle eines Expansionsschalter kann z. B. ein Druckgasschalter mit fremder Gaszuführung oder ein Schalter verwendet werden, bei dem die Löschgase aus dem festen, inisbesondere rohrförmigen Isolierstoff frei gemacht werden. Man kann aber auch beliebige andere ein- oder mehrphasige, z. B. solche Schalter verwenden, bei denen die Lichtbogenlöschung durch magnetisches Feld herbeigeführt bzw. unterstützt wird.

Die einzelnen Maßnahmen stellen aber nicht nur im Zusammenhang, sondern auch losgelöst davon wertvolle Verbesserungen dar.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Hochspannungsschalter, dessen inebesonr dere stiftförmiges Schaltstück mittels eines im Innern des Stützisolators angeordneten Isoliergestänges betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des den Schalterisolator tragenden Stützisolators eine nur in ausgeschalteter Stellung unter Spannung stehende, in eingeschalteter Stellung ein Zwischenpotential zwischen Erde und Hochspannung einnehmende Strahlungskappe vorgesehen ist.

2. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungskappe isoliert angebracht, insbesondere mittels eines Isolierrohres aufgehängt ist.

3. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe mit seinen Teilen, z. B. seinem metallenen Antriebshebel, nur in eingeschalteter Stellung in den Stützisolator hineinragt, während in der ausgeschalteten Stellung die Getriebeteile außer Bereich des Stützisolators sich befinden, wo sie durch den als Abschirmung ausgebildeten geerdeten Flansch elektrisch geschützt sind.

4. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in das Innere des Stützisolators hineinragenden Gleitbahnen für das Führungsstück des Antriebsisoliergestänges aus Isolierstoff bestehen.

5. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützisolator, in dem die isoliert angebrachte Strahlungskappe untergebracht ist, mit öl, Isoliermasse od. dgl. gefüllt ist.

6. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Verbindung zwischen der Strahlungskappe und dem Schaltstift bzw. seinem verstärkten hülsenförmigen Trag- bzw. Verlängerungsstück im ausgeschalteten Zustande des Schalters mittels Federn erfolgt, die in das Innere des die Strahlungskappe tragenden Isolierrohres hineinragen, in welches das Isoliergestänge unter Wahrung eines Zwischenraumes eingeführt ist.

7. Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungskappe gewölbt, insbesondere kugelförmig ausgeführt und mit dem z. B. aus faserigem (geschichtetem) Werkstoff bestehenden Isolierrohr lösbar verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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