EP1814132A1 - Schaltkammer für einen gasisolierten Hochspannungsschalter - Google Patents

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EP1814132A1
EP1814132A1 EP06405045A EP06405045A EP1814132A1 EP 1814132 A1 EP1814132 A1 EP 1814132A1 EP 06405045 A EP06405045 A EP 06405045A EP 06405045 A EP06405045 A EP 06405045A EP 1814132 A1 EP1814132 A1 EP 1814132A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching chamber
mounting flange
locking element
cylinder bottom
chamber according
Prior art date
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Granted
Application number
EP06405045A
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English (en)
French (fr)
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EP1814132B1 (de
Inventor
Martin Kriegel
Markus Vestner
Olaf Hunger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Technology AG
Original Assignee
ABB Technology AG
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Filing date
Publication date
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Application filed by ABB Technology AG filed Critical ABB Technology AG
Priority to EP06405045A priority patent/EP1814132B1/de
Priority to DE502006002377T priority patent/DE502006002377D1/de
Priority to PCT/CH2007/000013 priority patent/WO2007087733A1/de
Priority to CN2007800040011A priority patent/CN101385109B/zh
Priority to JP2008552661A priority patent/JP2009525569A/ja
Publication of EP1814132A1 publication Critical patent/EP1814132A1/de
Priority to US12/182,838 priority patent/US7902478B2/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7061—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by use of special mounting means

Definitions

  • the present invention relates to a switching chamber for a gas-insulated high-voltage switch according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a switch with such a switching chamber.
  • a switching chamber of the aforementioned type is generally used in gas-insulated circuit breakers in the voltage range of about 70 kV and for turn-off of more than 10 kA and is with an arc extinguishing properties having insulating gas, such as based on sulfur hexafluoride and / or nitrogen and / or carbon dioxide, in the generally filled up to a few bar pressure. Since such circuit breakers are designed for switching large and small short-circuit currents, a significant amount of hot arc gas is optionally explosively released during a switching operation by the forming switching arc, which stresses the switching chamber mechanically and electrically strong.
  • insulating gas such as based on sulfur hexafluoride and / or nitrogen and / or carbon dioxide
  • switching chamber components such as switching pieces, a Isolierdüse and a switching piece-actuated compression device to be connected together and support the switching chamber housing so that they withstand the large forces occurring during arcing, even after multiple shutdown large short-circuit currents.
  • a switching chamber of the type mentioned above with an insulating gas-filled housing and a contact arrangement held in the housing is described in EP 0 806 049 B1 ,
  • two rated current contacts of the contact arrangement are each by cold deformation of two Metal tubes formed and are the piston of a switch drive actuated piston-cylinder compression device and a fixed bearing element of a sliding guide a movably performed arcing contact of the contact assembly in a cold-workable metal tube by plastic deformation, such as by rolling, held the metal tube. Therefore, this switching chamber can be manufactured without screw connection with relatively little effort.
  • the object is to provide a switching chamber of the type mentioned, which can be manufactured with simple means and good fit accuracy.
  • a screw connection is arranged in the edge region of a component with a radially displaceable locking element which fixes the component by spreading and jamming in one of two conductor tubes or in the switching chamber housing. It is thus formed a releasable connection between one of the aforementioned components and one of the two conductor tubes or the switching chamber housing. Therefore, the so-connected component, such as maintenance, can be easily replaced.
  • the connection adapts during assembly to the conductor tube or the switching chamber housing, so that unavoidable fit inaccuracies are compensated and a very accurate positioning of the component during manufacture in the switching chamber is made possible.
  • Such components are an insulating nozzle, a cylinder bottom of a compression device, a first mounting flange for attaching a piston of the compression device to the housing of the switching chamber or a second mounting flange for attaching a deflecting gear connected to an arcing contact of a contact arrangement.
  • the component can be fixed with positive locking in the switching chamber housing or in one of the two conductor tubes.
  • These two wedges are formed either in the two ends of a locking element designed as an open circular ring or a first of these two wedges is formed in a first and the second in a second circular segment of a segment formed as a segmented annular locking element.
  • a screw of the screw through an axially aligned passage opening of the Isolierdüse, the cylinder bottom, the first or the second mounting flange is inserted and engages in a female thread, which in a axially guided pressure ring or in a arranged on the pressure ring nut is formed.
  • the locking element is arranged between the insulating nozzle, the cylinder bottom, the first or the second mounting flange and the pressure ring and guided by wedge action radially outward.
  • the wedge effect is generated in a simple manner by a molded-in locking element wedge, which on an outwardly inclined support surface of the insulating nozzle, the cylinder base, the first or the second mounting flange or the pressure ring is guided.
  • this wedge may have two oppositely inwardly inclined wedge surfaces, of which the first on an outwardly inclined support surface of the Isolierdüse, the cylinder bottom, the first or the second mounting flange and the second on an outwardly inclined surface the pressure ring is guided.
  • the switching chamber shown in Figure 1 is part of a high voltage circuit breaker and can be used for example in a high voltage network with a nominal voltage of 250 kV.
  • This chamber contains a filled with a compressed insulating gas, such as based on sulfur hexafluoride or a sulfur hexafluoride gas mixture, filled and largely tubular housing 1 and a received from the switching chamber housing 1 and largely axially symmetrical contact arrangement 2.
  • the contact assembly 2 has two contact pieces 3, 4 , which are arranged relative to each other along the axis of symmetry 5 movable.
  • the contact pieces 3 and 4 respectively contain an arcing contact 6 and 7 in a coaxial arrangement and a conductor tube 8 or 9 connected in an electrically conductive manner to the arcing contact 6 or 7.
  • a conductor tube 8 In the conductor tube 8 is a rated current contact 10, in the conductor tube 9 a rated current contact 11 molded.
  • Both arcing contacts 6, 7 are coaxially surrounded by an insulating nozzle 12.
  • the reference numeral 13 denotes a compression device.
  • a piston 14 of the compression device 13 is rigidly held on a mounting flange 15, which in turn is rigidly secured to the switching chamber housing 1.
  • a cylinder 16 of the compression device 11 has a wall, which is formed by a portion of the movable conductor tube 8, and a bottom 17, the conductor tube 8 electrically conductive and rigid with the arcing contact. 6 combines.
  • the arcing contact 7 is integrated into an axially displaceable rod of a deflecting gear 18, which is held on a mounting flange 19 fastened in the conductor tube 9 and contains a drive rod 20 attached to the discharge end of the nozzle 12.
  • the arc contact 6 When opening or closing the contact arrangement 2, the arc contact 6 is displaced along the axis 5 by means of a drive, not shown. In the same direction and the conductor tube 8, the insulating 12 and the rod 20 are displaced, whereas the arcing contact 7 is displaced over the reversing gear 18 in the reverse direction. The occurring, predominantly axially acting driving force is transmitted directly to the reversing gear 18 via the cylinder bottom 17, the conductor tube 8 and the insulating nozzle 12. Radially acting guiding forces are absorbed by the mounting flange 15, the piston 14 held on the mounting flange 15 and the deflection gear 18 held on the mounting flange 19. For a safe operation of the switching chamber therefore a good attachment of these components is required.
  • At least one of these force-transmitting and / or force-absorbing components is arranged in the edge region of a screw connection shown in FIGS 2 to 9 with a radially displaceable locking element, which these components, ie in particular the insulating 12, the cylinder bottom 17, the mounting flange 15 or the mounting flange 19 by spreading and jamming on one of the two conductor tubes 8, 9 or the switching chamber housing 1 sets.
  • both embodiments of the cylinder bottom 17 is provided as a force-transmitting part, in the embodiment according to Figure 8, the Isolierdüse 12 and the embodiment according to Figure 9 of the mounting flange 15.
  • a recess 21 formed in the conductor tube 8 in which a locking member 22 is spread in the manufacture of the switching chamber.
  • This locking element 22 is radially guided in an opening into the lateral surface of the cylinder bottom 17, annular recess of the cylinder bottom 17.
  • a generally annular projection 23 which engages behind the guided in the slot locking member 22 in the course of production.
  • the screw on four screws ( Figures 3 and 5), which are each guided in a parallel to the axis 5 oriented nut thread of the cylinder bottom 17.
  • the screws 24 each contain a free end formed as a cone 25.
  • the cone 25 is supported on two oppositely inclined surfaces of two wedges 26 ', 26 ", which are each part of one of two adjacent circular ring segments 22' and 22" of the locking element 22 constructed of four identical circular ring segments (FIGS. ,
  • the cylinder bottom 17 is inserted into the conductor tube 8 (FIGS. 2 and 3).
  • the locking element 22 may also have fewer or more than four circular ring segments 22 ', 22 "It is also conceivable that the two wedges 26', 26" are formed in the two ends of a locking element 22 designed as an open ring, ie approximately horseshoe-shaped and only a single screw is provided for spreading and clamping this ring. It is particularly important that when tightening the screws 24 and the screw, the locking element 22 outwardly, spread in the recess 21 and clamped on the conductor tube 8. The cylinder bottom 17 is then held by the spreading in the axial direction with positive engagement and by the jamming in the circumferential direction with traction.
  • one or more circumferentially limited recesses or wall openings may be formed in the conductor tube 8.
  • the cylinder bottom 17 is then held in the circumferential direction with positive engagement. If the locking element is formed horseshoe-shaped, then a biasing force forms during the spreading, which upon release of the Screwed returns the Reliefsp Sonten parts of the locking element, thus facilitating the removal of the cylinder bottom 17.
  • the projection 23 provided in the embodiment according to FIGS. 6 and 7 also sets the cylinder bottom 17 in the axial direction with positive engagement when the locking element 22 is spread and clamped. Since the conductor tube 8 is generally made of a good cold-workable material based on copper or aluminum, this projection can be embossed into the tube 8 by simple means.
  • the screw 24 is inserted through an axially aligned passage opening 29 of the insulating 12 according to the embodiment of Figure 8.
  • the thread of the screw engages in a nut thread, which in an axially guided pressure ring 30 or in a arranged on the pressure ring nut 31 (right half of Figure 8) is formed.
  • the locking element 22 is disposed between the insulating nozzle 12 and the pressure ring 30 and is guided radially outwardly when tightening the screw, spread in the recess 21 or (alternatively behind a projection) and subsequently clamped to the conductor tube 8.
  • the locking element 22 has a radially inwardly directed wedge 26.
  • the wedge is guided on an outwardly inclined bearing surface of the pressure ring 30.
  • this bearing surface can also be arranged on the insulating nozzle 12 (right half of FIG. 8) or the wedge 26 can have two wedge surfaces inclined inwards in the opposite direction.
  • a locking element 22 with a double-beveled wedge 26 can be seen.
  • the locking element may be formed as an open or segmented circular ring.
  • an elastically deformable return means 32 embodied as an annular spring can be seen, which loads the individual annular segments of the locking element 22 with an inwardly directed small preloading force and thus in the embodiment according to FIG. 9 for a defined position of the individual segments in FIG Assembly ensures.

Landscapes

  • Circuit Breakers (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

Die Schaltkammer ist für einen gasisolierten Hochspannungsschalter bestimmt. Sie enthält ein isoliergasgefülltes Gehäuse und eine im Gehäuse gehaltene Kontaktanordnung. Die Kontaktanordnung weist in koaxialer Anordnung die folgenden Bauteile auf: zwei längs einer Achse (5) relativ zueinander bewegbare Schaltstücke mit jeweils einem Lichtbogenkontakt (6) und jeweils einem einen Nennstromkontakt enthaltenden Leiterrohr (8), eine Isolierdüse und eine Kompressionsvorrichtung mit einem feststehenden Kolben und einem Zylinder. Ein bewegliches (8) der beiden Leiterrohre bildet die Wand des Zylinders, ist über einen Boden (17) des Zylinders elektrisch leitend und starr mit einem (6) beider Lichtbogenkontakte verbunden und trägt die Isolierdüse. Um die Fertigung einer solchen Schaltkammer zu erleichtern, ist im Randbereich der Isolierdüse, des Zylinderbodens (17) oder eines Montageflanschs, etwa zur Befestigung des Kolben, eine Schraubverbindung angeordnet. Diese Schraubverbindung weist ein radial verschiebbares Arretierelement (22) auf, welches die Isolierdüse, den Zylinderboden (17) oder den Montageflansch durch Einspreizen und Verklemmen in einem (8) beider Leiterrohre oder im Schaltkammergehäuse festsetzt.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltkammer für einen gasisolierten Hochspannungsschalter nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft auch einen Schalter mit einer solchen Schaltkammer.
  • Eine Schaltkammer der vorgenannten Art wird im allgemeinen in gasisolierten Leistungsschaltern im Spannungsbereich von über 70 kV und für Ausschaltströme von über 10 kA eingesetzt und ist mit einem Lichtbogenlöscheigenschaften aufweisenden Isoliergas, etwa auf der Basis von Schwefelhexafluorid und/oder Stickstoff und/oder Kohlendioxid, von im allgemeinen bis zu einigen bar Druck gefüllt. Da solche Leistungsschalter zum Schalten grosser und kleiner Kurzschlusströme ausgelegt sind, wird bei einem Schaltvorgang durch den sich bildenden Schaltlichtbogen gegebenenfalls explosionsartig eine erhebliche Menge an heissem Lichtbogengas freigesetzt, welches die Schaltkammer mechanisch und elektrisch stark beansprucht. Daher sind alle in der Schaltkammer angeordneten Bauteile, wie Schaltstücke, eine Isolierdüse und eine schaltstückbetätigte Kompressionsvorrichtung, so miteinander zu verbinden und so im Schaltkammergehäuse abzustützen, dass sie den bei der Lichtbogenbildung auftretenden grossen Kräften auch nach dem mehrfachen Abschalten grosser Kurzschlusströme widerstehen.
    • STAND DER TECHNIK
  • Eine Schaltkammer der eingangs genannten Art mit einem isoliergasgefüllten Gehäuse und einer im Gehäuse gehaltenen Kontaktanordnung ist beschrieben in EP 0 806 049 B1 . Bei der beschriebenen Schaltkammer sind zwei Nennstromkontakte der Kontaktanordnung jeweils durch Kaltverformung zweier Metallrohre gebildet und sind der Kolben einer vom Schalterantrieb betätigten Kolben-Zylinder-Kompressionsvorrichtung und ein feststehendes Lagerelement einer Gleitführung eines beweglich ausgeführten Lichtbogenkontakts der Kontaktanordnung in einem kaltverformbaren Metallrohr durch plastisches Verformen, etwa durch Einrollen, des Metallrohrs gehalten. Daher kann diese Schaltkammer ohne Schraubverbindung mit vergleichsweise geringem Aufwand gefertigt werden.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltkammer der eingangs genannten Art zu schaffen, welche mit einfachen Mitteln und guter Passgenauigkeit gefertigt werden kann.
  • Bei der Schaltkammer nach der Erfindung ist im Randbereich eines Bauteils eine Schraubverbindung angeordnet mit einem radial verschiebbaren Arretierelement, welches das Bauteil durch Einspreizen und Verklemmen in einem von zwei Leiterrohren oder im Schaltkammergehäuse festsetzt. Es wird so eine lösbare Verbindung zwischen einem der vorgenannten Bauteile und einem der beiden Leiterrohre oder dem Schaltkammergehäuse gebildet. Daher kann das so verbundene Bauteil, etwa bei Wartungsarbeiten, leicht ausgetauscht werden. Zudem passt sich die Verbindung bei der Montage an das Leiterrohr oder das Schaltkammergehäuse an, so dass nicht zu vermeidende Passungenauigkeiten kompensiert werden und eine sehr genaue Positionierung des Bauteils bei der Fertigung in der Schaltkammer ermöglicht wird. Zugleich ist durch Form- und Kraftschluss eine definierte mechanische und elektrische Verbindung sichergestellt, welche zudem weitgehend unabhängig vom Werkstoff des Bauteil ist. Der Montageaufwand ist in jedem Fall gering, da das Bauteil während der Fertigung exakt ausgerichtet und nachfolgend mit Hilfe der Schraubverbindung leicht im Leiterrohr oder im Schaltkammergehäuse festgesetzt werden kann. Solche Bauteile sind eine Isolierdüse, ein Zylinderboden einer Kompressionsvorrichtung, ein erster Montageflansch zur Befestigung eines Kolbens der Kompressionsvorrichtung am Gehäuse der Schaltkammer oder ein zweiter Montageflansch zur Befestigung eines mit einem Lichtbogenkontakt einer Kontaktanordnung verbundenen Umlenkgetriebes.
  • Dienen Schraubverbindungen der vorgenannten Art mit einem Spreiz- und Klemmwirkung aufweisenden Arretierelement zum Festsetzen von zwei, drei oder vier der vorgenannten Bauteile in den Leiterrohren resp. im Schaltkammergehäuse, so werden die Fertigungskosten wesentlich reduziert, da dann die Vielfalt der benötigten Verbindungselemente klein gehalten werden kann.
  • Ist in das Schaltkammergehäuse oder in eines beider Leiterrohre ein Vorsprung oder eine Vertiefung eingeformt, so kann das Bauteil mit Formschluss im Schaltkammergehäuse oder in einem der beiden Leiterrohre festgesetzt werden.
  • In einer vor allem für metallene Bauteile, wie dem Zylinderboden oder einem der beiden Montageflansche, vorteilhaften ersten Ausführungsform ist eine Schraube der Schraubverbindung in einem axial ausgerichteten, in der Isolierdüse, dem Zylinderboden, dem ersten oder dem zweiten Montageflansch angeordneten Muttergewinde geführt und weist diese Schraube ein als Konus ausgebildetes freies Ende auf, welches auf gegenläufig geneigten Flächen zweier Keile abgestützt ist. Diese beiden Keile sind entweder in die beiden Enden eines als offener Kreisring ausgebildeten Arretierelements eingeformt oder ein erster dieser beiden Keile ist in ein erstes und der zweite in ein zweites Kreisringsegment eines als segmentierter Kreisring ausgebildeten Arretierelements eingeformt.
  • In einer auch in Bauteile aus Isoliermaterial, wie der Isolierdüse, leicht zu realisierenden zweiten Ausführungsform ist eine Schraube der Schraubverbindung durch eine axial ausgerichtete Durchgangsöffnung der Isolierdüse, des Zylinderbodens, des ersten oder des zweiten Montageflanschs gesteckt und greift in ein Muttergewinde ein, welches in einen axial geführten Druckring oder in eine auf dem Druckring angeordnete Mutter eingeformt ist. Das Arretierelement ist zwischen der Isolierdüse, dem Zylinderboden, dem ersten oder dem zweiten Montageflansch und dem Druckring angeordnet und durch Keilwirkung radial nach aussen geführt. Die Keilwirkung wird in einfacher Weise durch einen in das Arretierelement eingeformten Keil erzeugt, welcher auf einer nach aussen geneigten Auflagefläche der Isolierdüse, des Zylinderbodens, des ersten oder des zweiten Montageflanschs oder des Druckrings geführt ist. Um eine besonders gleichmässige Belastung zu erreichen, kann dieser Keil zwei gegenläufig nach innen geneigte Keilflächen aufweisen, von denen die erste auf einer nach aussen geneigten Auflagefläche der Isolierdüse, des Zylinderbodens, des ersten oder des zweiten Montageflanschs und die zweite auf einer nach aussen geneigten Fläche des Druckrings geführt ist.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Anhand von Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigt
    • Fig.1
    eine Aufsicht auf einen längs einer Achse geführten Schnitt durch eine Schaltkammer nach der Erfindung,
    Fig.2
    eine senkrecht zur Achse geführte Ansicht eines einen Zylinderboden enthaltenden Teils einer ersten Ausführungsform der Schaltkammer gemäss Fig.1 vorm Festsetzen des Zylinderbodens an einem Leiterrohr,
    Fig.3
    eine Aufsicht in Pfeilrichtung auf einen längs III - III geführten Schnitt durch die Schaltkammer gemäss Fig. 2,
    Fig.4
    den Teil der Schaltkammer gemäss Fig.2 nach dem Festsetzen des Zylinderbodens,
    Fig.5
    eine Aufsicht auf einen längs V - V geführten Schnitt durch die Schaltkammer gemäss Fig. 4,
    Fig.6
    eine senkrecht zur Achse geführte Ansicht eines einen Zylinderboden enthaltenden Teils einer zweiten Ausführungsform der Schaltkammer gemäss Fig.1 vorm Festsetzen des Zylinderbodens an einem Leiterrohr,
    Fig.7
    eine Aufsicht in Pfeilrichtung auf einen längs V - V geführten Schnitt durch die Schaltkammer gemäss Fig. 6,
    Fig.8
    eine senkrecht zur Achse geführte Ansicht eines eine Isolierdüse enthaltenden Teils einer dritten und vierten Ausführungsform der Schaltkammer gemäss Fig.1, bei der die Isolierdüse an einem Leiterrohr festgesetzt ist, und
    Fig.9
    eine senkrecht zur Achse geführte Ansicht eines einen Montageflansch enthaltenden Teils einer fünften Ausführungsform der Schaltkammer nach Fig.1, bei der der Montageflansch am Schaltkammergehäuse festgesetzt ist.
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • In allen Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Teile. Die in Fig.1 dargestellte Schaltkammer ist Teil eines Hochspannungsleistungsschalters und kann beispielsweise in einem Hochspannungsnetz mit einer Nennspannung von 250 kV eingesetzt werden. Diese Kammer enthält ein mit einem komprimierten Isoliergas, etwa auf der Basis Schwefelhexafluorid oder eines Schwefelhexafluorid enthaltenden Gasgemischs, gefülltes und weitgehend rohrförmig gestaltetes Gehäuse 1 sowie eine vom Schaltkammergehäuse 1 aufgenommene und weitgehend axialsymmetrisch gestaltete Kontaktanordnung 2. Die Kontaktanordnung 2 weist zwei Schaltstücke 3, 4 auf, die relativ zueinander längs der Symmetrieachse 5 bewegbar angeordnet sind. Die Schaltstücke 3 bzw. 4 enthalten in koaxialer Anordnung jeweils einen Lichtbogenkontakt 6 bzw. 7 sowie ein mit dem Lichtbogenkontakt 6 bzw. 7 elektrisch leitend verbundenes Leiterrohr 8 bzw. 9. In das Leiterrohr 8 ist ein Nennstromkontakt 10, in das Leiterrohr 9 ein Nennstromkontakt 11 eingeformt. Beide Lichtbogenkontakte 6, 7 sind koaxial von einer Isolierdüse 12 umgeben. Mit dem Bezugszeichen 13 ist eine Kompressionsvorrichtung bezeichnet. Ein Kolben 14 der Kompressionsvorrichtung 13 ist starr an einem Montageflansch 15 gehalten, welcher seinerseits starr am Schaltkammergehäuse 1 befestigt ist. Ein Zylinder 16 der Kompressionsvorrichtung 11 weist eine Wand auf, die von einem Abschnitt des beweglichen Leiterrohrs 8 gebildet wird, sowie einen Boden 17, der das Leiterrohr 8 elektrisch leitend und starr mit dem Lichtbogenkontakt 6 verbindet. Der Lichtbogenkontakt 7 ist in eine axial verschiebare Stange eines Umlenkgetriebes 18 integriert, welches an einem im Leiterrohr 9 befestigten Montageflansch 19 gehalten ist und eine am Ausblasende der Düse 12 befestigte Antriebsstange 20 enthält.
  • Beim Öffnen oder Schliessen der Kontaktanordnung 2 wird der Lichtbogenkontakt 6 mit Hilfe eines nicht dargestellten Antriebs entlang der Achse 5 verschoben. In der gleichen Richtung werden auch das Leiterrohr 8, die Isolierdüse 12 und die Stange 20 verschoben, wohingegen der Lichtbogenkontakt 7 über das Umlenkgetriebe 18 im umgekehrter Richtung verschoben wird. Die hierbei auftretende, vorwiegend axial wirkende Antriebskraft wird unmittelbar über den Zylinderboden 17, das Leiterrohr 8 und die Isolierdüse 12 auf das Umlenkgetriebe 18 übertragen. Radial wirkende Führungskräfte werden vom Montageflansch 15, dem am Montageflansch 15 gehaltenen Kolben 14 und dem am Montageflansch 19 gehaltenen Umlenkgetriebe 18 aufgenommen. Für eine sichere Betriebsweise der Schaltkammer ist daher eine gute Befestigung dieser Bauteile erforderlich. Um gleichzeitig die Fertigung und die Wartung der Schaltkammer zu erleichtern, ist im Randbereich mindestens eines dieser kraftübertragenden und/oder kraftaufnehmenden Bauteile eine aus dem Figuren 2 bis 9 ersichtliche Schraubverbindung angeordnet mit einem radial verschiebbaren Arretierelement, welches diese Bauteile, also insbesondere die Isolierdüse 12, den Zylinderboden 17, den Montageflansch 15 oder den Montageflansch 19 durch Einspreizen und Verklemmen an einem beider Leiterrohre 8, 9 oder am Schaltkammergehäuse 1 festsetzt.
  • Bei den aus den Figuren 2 bis 7 ersichtlichen beiden Ausführungsbeispielen ist jeweils der Zylinderboden 17 als kraftübertragendes Teil vorgesehen, beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig.8 die Isolierdüse 12 und beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig.9 der Montageflansch 15. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 bis 5 ist in das Leiterrohr 8 eine Vertiefung 21 eingeformt, in die ein Arretierelement 22 bei der Fertigung der Schaltkammer eingespreizt wird. Dieses Arretierelement 22 ist in einer in die Mantelfläche des Zylinderbodens 17 einmündenden, ringförmigen Ausnehmung des Zylinderbodens 17 radial geführt. Hingegen ist bei der Ausführungsform nach den Figuren 6 und 7 ins Leiterrohr 8 ein im allgemeinen ringförmiger Vorsprung 23 eingeformt, den das im Schlitz geführte Arretierelement 22 im Laufe der Fertigung hintergreift.
  • Bei beiden Ausführungsformen weist die Schraubverbindung vier Schrauben auf (Figuren 3 und 5), die jeweils in einem parallel zur Achse 5 ausgerichteten Muttergewinde des Zylinderbodens 17 geführt sind. Die Schrauben 24 enthalten jeweils ein als Konus 25 ausgebildetes freies Ende. Der Konus 25 ist auf zwei gegenläufig geneigten Flächen zweier Keile 26', 26" abgestützt. Diese beiden Keile sind jeweils Teil eines von zwei benachbarten Kreisringsegmenten 22' bzw. 22" des ersichtlich aus vier gleichartigen Kreisringsegmenten aufgebauten Arretierelements 22 (Figuren 3 und 5). Bei der Montage wird der Zylinderboden 17 in das Leiterrohr 8 eingeschoben (Figuren 2 und 3). Durch Drehen der Schrauben 24 werden die Keile 26', 26" und damit auch die zugeordneten Kreisringsegmente 22', 22" radial nach aussen in die Vertiefungen 21 eingespreizt und am Leiterrohr 8 festgeklemmt (Figuren 4 und 5). Der Zylinderboden 17 ist dann lösbar im Leiterrohr 8 festgesetzt und kann bei Wartungsarbeiten bei Bedarf durch Öffnen der Schraubverbindung wieder vom Leiterrohr 8 entfernt werden. Auf der Mantelfläche des Zylinderbodens 17 angeordnete Elemente, wie eine Dichtung 27 und ein Kontaktring 28, können dann leicht ausgetauscht werden.
  • Das Arretierelement 22 kann auch weniger oder mehr als vier Kreisringsegmente 22', 22" aufweisen. Es ist auch denkbar, dass die beiden Keile 26', 26" in die beiden Enden eines als offener Ring, d.h. annähernd hufeisenförmig, ausgebildeten Arretierelements 22 eingeformt sind und lediglich eine einzige Schraube zum Aufspreizen und Festklemmen dieses Rings vorgesehen ist. Wichtig ist vor allem, dass beim Anziehen der Schrauben 24 bzw. der Schraube das Arretierelement 22 nach aussen geführt, in die Vertiefung 21 eingespreizt und am Leiterrohr 8 festgeklemmt wird. Der Zylinderboden 17 ist dann durch das Einspreizen in axialer Richtung mit Formschluss und durch das Verklemmen in Umfangsrichtung mit Kraftschluss gehalten. Anstelle einer ringförmig ausgebildeten Vertiefung 21 können eine oder mehrere in Umfangsrichtung begrenzt erstreckte Vertiefungen oder Wanddurchbrüche in das Leiterrohr 8 eingeformt sein. Der Zylinderboden 17 ist dann auch in Umfangssrichtung mit Formschluss gehalten. Ist das Arretierelement hufeisenförmig ausgebildet, so bildet sich beim Einspreizen eine Vorspannkraft, welche beim Lösen der Schraubverbindung die eingespreizten Teile des Arretierelements rückstellt und so den Ausbau des Zylinderbodens 17 erleichtert.
  • Auch der bei der Ausführungsform nach den Figuren 6 und 7 vorgesehene Vorsprung 23 setzt den Zylinderboden 17 bei Einspreizen und Verklemmen des Arretierelements 22 in axialer Richtung mit Formschluss fest. Da das Leiterrohr 8 im allgemeinen aus einem gut kaltverformbaren Material auf der Basis von Kupfer oder Aluminium besteht, kann dieser Vorsprung mit einfachen Mitteln in das Rohr 8 eingeprägt werden.
  • In der gleichen Weise wie der Zylinderboden 17 kann auch die Isolierdüse 12 am Leiterrohr 8, der Montageflansch 15 am Schaltkammergehäuse 1 und der Montageflansch 19 am Leiterrohr 9 festgesetzt werden. Mit dieser Montagetechnik werden folgende Vorteile erreicht:
    • Bauteile aus verschiedenen Werkstoffen können miteinander verbunden werden,
    • die Verbindung ist lösbar, so dass die Bauteile bei Wartungsarbeiten ausgewechselt werden können,
    • die Verbindung passt sich bei der Montage an das Leiterrohr 8 bzw. das Schaltkammergehäuse 1 an, so dass nicht zu vermeidende Passungenauigkeiten kompensiert werden können,
    • durch Form- und Kraftschluss sind eine definierte mechanische und elektrische Verbindung sichergestellt,
    • der Montageaufwand ist gering, da die zu verbindenden Bauteile während der Fertigung exakt ausgerichtet und nachfolgend mit Hilfe einer Schraubverbindung leicht festgesetzt werden können, und
    • zum Befestigen verschiedenartiger Bauteile, wie Zylinderboden 17, Isolierdüse 12 oder Montageflansche 15 und 19 können gleichartige Verbindungselemente verwendet werden.
  • Bei elektrisch und mechanisch beanspruchten Bauteilen aus einem nichtmetallenen Werkstoff, wie der vorzugsweise aus PTFE bestehenden Isolierdüse 12 wird entsprechend der Ausführungsform nach Fig.8 die Schraube 24 durch eine axial ausgerichtete Durchgangsöffnung 29 der Isolierdüse 12 gesteckt ist. Das Gewinde der Schraube greift in ein Muttergewinde ein, welches in einen axial geführten Druckring 30 oder in eine auf dem Druckring angeordnete Mutter 31 (rechte Hälfte von Fig.8) eingeformt ist. Das Arretierelement 22 ist zwischen der Isolierdüse 12 und dem Druckring 30 angeordnet und wird beim Anziehen der Schraubverbindung radial nach aussen geführt, in die Vertiefung 21 oder (alternativ hinter einem Vorsprung) eingespreizt und nachfolgend am Leiterrohr 8 festgeklemmt. Das Arretierelement 22 weist einen radial nach innen gerichteten Keil 26 auf. Der Keil ist auf einer nach aussen geneigten Auflagefläche des Druckrings 30 geführt. Alternativ kann diese Auflagefläche auch auf der Isolierdüse 12 angeordnet sein (rechte Hälfte von Fig.8) oder kann der Keil 26 zwei gegenläufig nach innen geneigte Keilflächen aufweisen.
  • Aus Fig.9 ist ersichtlich, dass in entsprechender Weise auch metallene Bauteile, wie der Montageflansch 15 bzw. der Montageflansch 19 oder der Zylinderboden 17 am Schaltkammergehäuse 1 bzw. am Leiterrohr 9 oder 8 festgesetzt werden können. Aus dieser Figur ist auch ein Arretierelement 22 mit einem doppelt geschrägten Keil 26 ersichtlich. Entsprechend den Ausführungsformen nach den Figuren 2 bis 7 kann das Arretierelement als offener oder als segmentierter Kreisring ausgebildet sein. Aus Fig.9 ist auch ein als Ringfeder ausgebildetes, elastisch verformbares Rückstellmittel 32 erkennbar, welches die einzelnen Kreisringsegmente des Arretierelements 22 mit einer nach innen gerichteten kleinen Vorspannkraft belastet und so bei der Ausführungsform nach Fig.9 für eine definierte Lage der einzelnen Segmente bei der Montage sorgt.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Schaltkammergehäuse
    2
    Kontaktanordnung
    3,4
    Schaltstücke
    5
    Achse
    6, 7
    Lichtbogenkontakte
    8, 9
    Leiterrohre
    10, 11
    Nennstromkontakte
    12
    Isolierdüse
    13
    Kompressionsvorrichtung
    14
    Kolben
    15
    Montageflansch
    16
    Zylinder
    17
    Zylinderboden
    18
    Umlenkgetriebe
    19
    Montageflansch
    20
    Antriebsstange
    21
    Vertiefung
    22
    Arretierelement
    22', 22"
    Kreisringsegmente
    23
    Vorsprung
    24
    Schrauben
    25
    Konus
    26, 26'. 26"
    Keile
    27
    Dichtung
    28
    Kontaktring
    29
    Durchgangsöffnung
    30
    Druckring
    31
    Mutter
    32
    Rückstellmittel

Claims (10)

  1. Schaltkammer für einen gasisolierten Hochspannungsschalter mit einem isoliergasgefüllten Gehäuse (1) und einer im Gehäuse (1) gehaltenen Kontaktanordnung (2), enthaltend in koaxialer Anordnung zwei längs einer Achse (5) relativ zueinander verschiebbare Schaltstücke (3, 4) mit jeweils einem Lichtbogenkontakt (6, 7) und jeweils einem mit dem Lichtbogenkontakt (6, 7) elektrisch leitend verbundenen Leiterrohr (8, 9), in das ein den Lichtbogenkontakt (6, 7) umgebender Nennstromkontakt (10, 11) eingeformt ist,
    eine die beiden Lichtbogenkontakte (6, 7) umgebende Isolierdüse (12), sowie eine Kompressionsvorrichtung (13) mit einem feststehenden Kolben (14) und einem Zylinder (16),
    bei der ein beweglich ausgebildetes erstes (8) beider Leiterrohre (8, 9) die Wand des Zylinders (16) bildet, über einen Boden (17) des Zylinders (16) elektrisch leitend und starr mit einem ersten (6) beider Lichtbogenkontakte (6, 7) verbunden ist und die Isolierdüse (12) trägt,
    dadurch gekennzeichnet, dass im Randbereich der Isolierdüse (12), des Zylinderbodens (17), eines ersten Montageflanschs (15) zur Befestigung des Kolbens (14) am Schaltkammergehäuse (1) oder eines zweiten Montageflanschs (19) zur Befestigung eines mit dem zweiten Lichtbogenkontakt (7) verbundenen Umlenkgetriebes(18) eine Schraubverbindung angeordnet ist mit einem radial verschiebbaren Arretierelement, welches die Isolierdüse (12), den Zylinderboden (17), den ersten (15) oder den zweiten Montageflansch (19) durch Einspreizen und Verklemmen in einem beider Leiterrohre (8, 9) oder im Schaltkammergehäuse (1) festsetzt.
  2. Schaltkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in das Schaltkammergehäuse (1), das erste (8) oder das zweite Leiterrohr (9) ein Vorsprung eingeformt ist, den das Arretierelement (22) hintergreift.
  3. Schaltkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in das Schaltkammergehäuse (1), das erste (8) oder das zweite Leiterrohr (9) eine Vertiefung (21) eingeformt ist, in die das Arretierelement (22) eingespreizt ist.
  4. Schaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schraube (24) der Schraubverbindung in einem axial ausgerichteten, in der Isolierdüse (12), dem Zylinderboden (17), dem ersten (15) oder dem zweiten Montageflansch (19) angeordneten Muttergewinde geführt ist und ein als Konus (25) ausgebildetes freies Ende aufweist, welches auf gegenläufig geneigten Flächen zweier Keile (26', 26") abgestützt ist, die entweder in die beiden Enden eines als offener Kreisring ausgebildeten Arretierelements (22) eingeformt sind oder von denen der erste (26') in ein erstes (22') und der zweite (26") in ein zweites Kreisringsegment (22") eines als segmentierter Kreisring ausgebildeten Arretierelements (22) eingeformt ist.
  5. Schaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schraube (24) der Schraubverbindung durch eine axial ausgerichtete Durchgangsöffnung (28) der Isolierdüse (12), des Zylinderbodens (17), des ersten (8) oder des zweiten Montageflanschs (19) gesteckt ist und in ein Muttergewinde eingreift, welches in einen axial geführten Druckring (30) oder in eine auf dem Druckring (30) angeordnete Mutter (31) eingeformt ist, und dass das Arretierelement (22) zwischen der Isolierdüse, dem Zylinderboden, dem ersten oder dem zweiten Montageflansch und dem Druckring angeordnet und durch Keilwirkung radial nach aussen geführt ist.
  6. Schaltkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in das Arretierelement ein Keil (26) eingeformt ist, welcher auf einer nach aussen geneigten Auflagefläche der Isolierdüse, des Zylinderbodens, des ersten oder des zweiten Montageflanschs oder des Druckrings geführt ist.
  7. Schaltkammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (26) zwei gegenläufig nach innen geneigte Keilflächen aufweist, von denen die erste auf einer nach aussen geneigten Auflagefläche der Isolierdüse), des Zylinderbodens, des ersten (15) oder des zweiten Montageflanschs und die zweite auf einer nach aussen geneigten Fläche des Druckrings (30 geführt ist.
  8. Schaltkammer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (22) als offener oder als segmentierter Kreisring ausgebildet ist.
  9. Schaltkammer nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenverbindung mindestens zwei im Umfangsrichtung versetzt angeordnete und axial geführte Schrauben (24) aufweist.
  10. Schaltkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (22) mit einem elastisch verformbaren Rückstellmittel (32) zusammenwirkt.
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