WO2015185335A1 - Verfahren zur herstellung eines feststoffisolierten schalterpols und feststoffisolierter schalterpol - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines feststoffisolierten schalterpols und feststoffisolierter schalterpol Download PDF

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pole
solid
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    • H01H2033/6623—Details relating to the encasing or the outside layers of the vacuum switch housings

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a solid-insulated switch pole.
  • Such a method is for example from the
  • WO 2004/038748 AI known and comprises the steps:
  • the pole housing normally consists of a long-term stable plastic, for example of a duroplastic (for example epoxy resin) or a thermoplastic (for example polyamide) or a composite material or the like.
  • the vacuum switch tube as a switching element of a commonly more ⁇ phase formed the circuit breaker, such as a medium voltage circuit breaker disposed in the Polschalengephaseuse for dielectric insulation, wherein the Polscha ⁇ lengephaseuse terminals, via which a is kuumschaltrschreibe means of Va led to switching power.
  • the elasti ⁇ cal cushioning layer also has thus insulate the connections with ⁇ the task, and therefore must have a suffi ⁇ sponding dielectric strength.
  • the object of the present invention is to specify a method for producing a solid-state switch pole, which can be implemented simply and inexpensively.
  • the pole shell housing is initially formed completely with an elastic layer connected to the pole shell housing in the interior, so that the pole shell housing with the cohesively connected elastic layer as
  • the Polschalenge ⁇ housing is formed with the elastic layer as an integral part of the pole shell.
  • Cohesive in the sense of the present invention also includes a very good adhesion, for example of compatible materials.
  • the step of forming the pole shell with the layer which is materially connected to the pole shell comprises the steps of:
  • the elastic layer is first formed as a separate, separate component, which is then surrounded in the next step with the pole shell.
  • the step of forming the Polschalengekoruses with the integrally connected with the elastic pole shells ⁇ housing layer comprises the steps of:
  • Pole housing can be done differently, for example by an injection molding process, or particularly advantageous by a two-component injection molding process in which in the first process step, the elastic layer and in the second process step the pole shell of a long-term stable, solid plastic is sprayed onto the elastic layer, or Conversely, in the first step, the pole shell is made and in the second step, the elastic layer is injected into the pole shell.
  • the cohesive introduction of the elastic layer in the pole shell can be done differently, for example by spraying or by gluing the elastic layer in the pole shell, which is formed for example of epoxy resin or polyamide.
  • Suitable materials for the elastic layer are, for example, thermoplastic elastomers, silicone, or EPDM, whereby, if appropriate, by a suitable chemical or physical pre-treatment specific ⁇ the Kunststoffsfestig- ness between the elastic layer and the Polschalenge ⁇ housing can be further improved.
  • the cohesively connected to the pole shell housing elas ⁇ tical layer can enclose the vacuum interrupter, or partially surround a housing wall portion of the vacuum interrupter.
  • a solid-insulated switch pole is likewise known from WO 2004/038748 A1 and comprises a pole shell with a first connection, a second connection, a
  • Vacuum interrupter and a arranged between the pole shell and vacuum interrupter elastic layer.
  • Object of the present invention is to develop a solid-insulated switch pole of the type described above, which is simple and inexpensive to produce.
  • the figure shows a solid-insulated switch pole 1, which has a pole shell 2, which is preferably formed in a casting process from an epoxy resin or a similar, a solid pole shell housing forming material ge ⁇ .
  • a first connection 3 and a second connection 4 are provided on the solid-insulated switch pole 1, which are provided for connection to current-carrying parts of a switchgear, in which a switch with one or more such solid-state switch poles 1 is arranged ,
  • a vacuum interrupter 5 is arranged, which ei ⁇ nen figuratively not shown fixed contact and a fictitiously also not shown moving contact within a housing 6, wherein the fixed contact via a fixed contact terminal pin 7, which extends through a first metallic housing part 8 extends therethrough, with the second terminal 4 and the moving contact via a BewegWalletan- connecting bolt 9, which extends through a second metallic
  • Housing part 10 extends therethrough, is electrically conductively connected to the first terminal 3.
  • the BewegCountan gleich- bolt 9 is mechanically coupled via an insulating shift rod 11 with a drive also figuratively also not shown for initiating a drive movement to
  • Ceramic cylinder is formed, completely enclosed by an elastic layer 14 in the embodiment.
  • the pole housing 2 has undercuts 15, 16 in such a way that the pole shell housing 2 has a smaller inner diameter outside the region of the elastic layer 14 than in the region of the elastic layer. This is particularly advantageous when first the elastic layer 14 is thoroughlybil ⁇ det as a molded part and then the pole shell is arranged around the molded part of the elastic layer by molding or encapsulation.
  • the undercuts 15, 16 are but optional and not essential.
  • the elastic layer 14 is materially connected to the pole shell 2 of the solid-insulated switch pole 1, for example by introducing the elastic layer 14 in the pole shell 2 or by attaching the pole shell 2 on the prefabricated elastic layer 14, so that in particular a mounting of the vacuum interrupter 5 in the versehe with the elastic layer 14 nen ⁇ pole shell 2 is possible.
  • the elastic layer 14 ensures a compensation of expansion fluctuations, which result due to the different Temperaturaus ⁇ expansion coefficient of the vacuum interrupter 5 and in particular the housing 6 of the vacuum interrupter 5 and the Polschalen ⁇ housing 2, and the necessary dielectric Isolie ⁇ tion.
  • thermoplastic elastomers silicones, Polyu ⁇ rethane or EPDM are possible, for example, one wherein the elastic layer can be inserted 14, for example by means of an injection molding process, by Be ⁇ spray or by gluing in Polschalengephaseuse. 2 Reference sign list

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Abstract

Um ein Verfahren zur Herstellung eines feststoffisolierten Schalterpoles (1) anzugeben, welches einfach und kostengünstig ausführbar ist, wird ein Verfahren zur Herstellung eines feststoffisolierten Schalterpols (1) vorgeschlagen, umfassend die Schritte: - Ausbilden eines Polschalengehäuses (2) mit einer stoffschlüssig mit dem Polschalengehäuse (2) verbunden elastischen Schicht (14); - Montieren einer Vakuumschaltröhre (5) in das mit der elastischen Schicht (14) versehene Polschalengehäuse (2). Weiterhin wird ein feststoffisolierter Schalterpol (1) vorgeschlagen.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines feststoffisolierten Schalterpols und feststoffisolierter Schalterpol
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines feststoffisolierten Schalterpols .
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der
WO 2004/038748 AI bekannt und umfasst die Schritte:
- Ausbilden eines Polschalengehäuses,
- Montieren einer Vakuumschaltröhre in dem Polschalengehäuse und
- Vergießen eines Zwischenraumes zwischen Polschalengehäuse und montierter Vakuumschaltröhre mit einer fluiden Aus¬ gleichsmasse, welche nach dem Vergießen vernetzt und da¬ durch zu einem gel- oder gummiartigen Material wird. Die fluide Ausgleichsmasse ist dabei dazu vorgesehen, Unter¬ schiede in thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Polschalengehäuses und der Vakuumschaltröhre bzw. deren Gehäuse aus¬ zugleichen, indem durch die Fluide, ausgehärtete Ausgleichs¬ masse eine elastische Polsterungsschicht zwischen dem Pol- schalengehäuse und der Vakuumschaltröhre ausgebildet ist. Das Polschalengehäuse besteht dabei üblicherweise aus einem lang- zeitstabilen Kunststoff, beispielsweise aus einem Duroplast (z. B. Epoxidharz) oder einem Thermoplast (z. B. Polyamid) oder einem Kompositwerkstoff oder dergleichen. Die Vakuum- schaltröhre ist als Schaltelement eines üblicherweise mehr¬ phasig ausgebildeten Leistungsschalters, beispielsweise eines Mittelspannungsleistungsschalters , in dem Polschalengehäuse zur dielektrischen Isolierung angeordnet, wobei das Polscha¬ lengehäuse Anschlüsse aufweist, über die ein mittels der Va- kuumschaltröhre zu schaltender Strom geführt ist. Die elasti¬ sche Polsterungsschicht hat damit auch die Aufgabe, die bei¬ den Anschlüsse zu isolieren und muss daher über eine ausrei¬ chende dielektrische Festigkeit verfügen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines feststoffisolierten Schalterpoles anzugeben, welches einfach und kostengünstig ausführbar ist.
Erfindungsgemäß gelöst wird dies durch ein Verfahren zur Her¬ stellung eines feststoffisolierten Schalterpols, umfassend die Schritte: - Ausbilden eines Polschalengehäuses mit einer stoffschlüs¬ sig mit dem Polschalengehäuse verbundenen elastischen Schicht ;
- Montieren einer Vakuumschaltröhre in das mit der elasti¬ schen Schicht versehene Polschalengehäuse.
Mit anderen Worten wird beim erfindungsgemäßen Verfahren in vorteilhafter Weise zunächst das Polschalengehäuse komplett mit einer mit dem Polschalengehäuse verbundenen elastischen Schicht im Inneren ausgebildet, so dass das Polschalengehäuse mit der stoffschlüssig verbundenen elastischen Schicht als
Polsterung zusammen und unabhängig von der Vakuumschaltröhre hergestellt bzw. vorproduziert werden kann, und zur weiteren Ausbildung des feststoffisolierten Schalterpoles anschließend nur noch die Vakuumschaltröhre in dem mit der elastischen Schicht versehenen Bereich der Polschale bzw. des Polschalengehäuses montiert werden muss. Somit wird das Polschalenge¬ häuse mit der elastischen Schicht als integralem Bestandteil des Polschalengehäuses ausgebildet. Stoffschlüssig im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst dabei auch ein sehr gutes aneinander Haften, beispielsweise von kompatiblen Werkstoffen .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der Schritt des Ausbildens des Polschalen- gehäuses mit der stoffschlüssig mit dem Polschalengehäuse verbunden elastischen Schicht die Schritte:
- Ausbilden der elastischen Schicht; - Stoffschlüssiges Aufbringen des Polschalengehäuses auf die elastische Schicht.
Bei einem derartigen Verfahren wird die elastische Schicht zunächst als separates, eigenes Bauteil ausgebildet, welches dann im nächsten Schritt mit dem Polschalengehäuse umgeben wird .
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der der Schritt des Ausbildens des Polschalengehäuses mit der stoffschlüssig mit dem Polschalen¬ gehäuse verbunden elastischen Schicht die Schritte:
- Ausbilden des Polschalengehäuses;
- Stoffschlüssiges Einbringen der elastischen Schicht in das Polschalengehäuse .
Bei diesem Verfahren wird also zunächst das Polschalengehäuse ausgebildet und anschließend mit der elastischen Schicht ver¬ sehen . Das stoffschlüssige Verbinden von elastischer Schicht und
Polschalengehäuse kann dabei unterschiedlich erfolgen, beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren, oder besonders vorteilhaft durch ein Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren, bei dem im ersten Verfahrensschritt die elastische Schicht und im zweiten Verfahrensschritt das Polschalengehäuse aus einem langzeitstabilen, festen Kunststoff auf die elastische Schicht aufgespritzt wird, oder umgekehrt im ersten Schritt das Polschalengehäuse gefertigt wird und im zweiten Schritt die elastische Schicht in das Polschalengehäuse eingespritzt wird.
Das stoffschlüssige Einbringen der elastischen Schicht in das Polschalengehäuse kann unterschiedlich erfolgen, beispielsweise durch Besprühen oder durch Verkleben der elastischen Schicht in das Polschalengehäuse, welches beispielsweise aus Epoxidharz oder Polyamid gebildet ist. Geeignete Materialien für die elastische Schicht sind dabei beispielsweise thermoplastische Elastomere, Silikon oder EPDM, wobei sich gegebenenfalls durch eine geeignete chemi¬ sche oder physikalische Vorbehandlung die Verbindungsfestig- keit zwischen der elastischen Schicht und dem Polschalenge¬ häuse noch weiter verbessern lässt.
Die stoffschlüssig mit dem Polschalengehäuse verbundene elas¬ tische Schicht kann dabei die Vakuumschaltröhre umschließen, oder einen Gehäusewandbereich der Vakuumschaltröhre teilweise umgeben. Durch vollständiges Umschließen der Vakuumschaltröhre oder auch teilweises Umgeben eines Gehäusewandbereiches der Vakuumschaltröhre ist eine ausreichende elastische Pols¬ terung zwischen Vakuumschaltröhre und Polschalengehäuse gege- ben, mittels der die Unterschiede in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Vakuumschaltröhre und Polschalengehäu¬ se ausgleichbar sind und gleichzeitig die dielektrische Iso¬ lierung der Anschlüsse sichergestellt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin einen feststoffisolierten Schalterpol .
Ein feststoffisolierter Schalterpol ist ebenfalls aus der WO 2004/038748 AI bekannt und umfasst ein Polschalengehäuse mit einem ersten Anschluss, einem zweiten Anschluss, einer
Vakuumschaltröhre sowie einer zwischen Polschalengehäuse und Vakuumschaltröhre angeordnete elastische Schicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen feststoff- isolierten Schalterpol der oben beschriebenen Art weiterzubilden, welcher einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Erfindungsgemäß gelöst wird dies durch einen feststoffiso¬ lierten Schalterpol, der oben beschriebenen Art dadurch, dass die elastische Schicht mit dem Polschalengehäuse gemäß einem Verfahren nach einer der obigen Ausführungsformen verbunden ist . Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungs¬ beispiels und der Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen feststoffisolierten Schalterpoles zeigt.
Die Figur zeigt einen feststoffisolierten Schalterpol 1, welcher ein Polschalengehäuse 2 aufweist, welches vorzugsweise in einem Gießverfahren aus einem Epoxidharz oder einem ähnli- chen, ein festes Polschalengehäuse ausbildendem Material ge¬ bildet ist. Ein erster Anschluss 3 sowie ein zweiter An- schluss 4 sind an dem feststoffisolierten Schalterpol 1 vorgesehen, welche zur Verbindung mit figürlich nicht weiter dargestellten Strom führenden Teilen einer Schaltanlage, in welcher ein Schalter mit einem oder mehreren derartigen feststoffisolierten Schalterpolen 1 angeordnet ist, vorgesehen sind. Zwischen dem ersten Anschluss 3 und dem zweiten Anschluss 4 ist eine Vakuumschaltröhre 5 angeordnet, welche ei¬ nen figürlich nicht dargestellten Festkontakt sowie einen fi- gürlich ebenfalls nicht dargestellten Bewegkontakt innerhalb eines Gehäuses 6 aufweist, wobei der Festkontakt über einen Festkontaktanschlussbolzen 7, der sich durch ein erstes metallisches Gehäuseteil 8 hindurch erstreckt, mit dem zweiten Anschluss 4 und der Bewegkontakt über einen Bewegkontaktan- schlussbolzen 9, der sich durch ein zweites metallisches
Gehäuseteil 10 hindurch erstreckt, mit dem ersten Anschluss 3 elektrisch leitend verbunden ist. Der Bewegkontaktanschluss- bolzen 9 ist dabei über eine isolierende Schaltstange 11 mit einem figürlich ebenfalls nicht dargestellten Antrieb mecha- nisch gekoppelt zum Einleiten einer Antriebsbewegung zum
Schließen bzw. Öffnen des Kontaktsystems aus Festkontakt und Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre 5, und mittels eines fle¬ xiblen Leiters 12 mit dem ersten Anschluss 3 elektrisch leitend verbunden. Ein Gehäusewandbereich 13 des Gehäuses 6 der Vakuumschaltröhre 5, welche typischerweise als
Keramikzylinder ausgebildet ist, ist von einer elastischen Schicht 14 im Ausführungsbeispiel vollständig umschlossen. Es kann im Sinne der vorliegenden Erfindung jedoch auch ausrei- chend sein, lediglich ein teilweises Umgeben des Gehäusewand¬ bereiches 13 durch die elastische Schicht 14 auszubilden, wo¬ bei teilweise im Sinne der vorliegenden Erfindung bezüglich der axialen Erstreckung der elastischen Schicht 14 über den Gehäusewandbereich 13 des Gehäuses 6 der Vakuumschaltröhre 5 meint .
Im Ausführungsbeispiel der Figur weist das Polschalengehäuse 2 Hinterschneidungen 15, 16 derart auf, dass das Polschalen- gehäuse 2 außerhalb des Bereiches der elastischen Schicht 14 einen geringeren Innendurchmesser aufweist als im Bereich der elastischen Schicht. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn zuerst die elastische Schicht 14 als Formteil ausgebil¬ det wird und anschließend das Polschalengehäuse um das Form- teil der elastischen Schicht durch Umgießen oder Umspritzen angeordnet wird. Die Hinterschneidungen 15, 16 sind dabei aber optional und nicht unbedingt notwendig.
Die elastische Schicht 14 ist dabei Stoffschlüssig mit dem Polschalengehäuse 2 des feststoffisolierten Schalterpoles 1 verbunden, beispielsweise durch Einbringen der elastischen Schicht 14 in das Polschalengehäuse 2 oder durch Anbringen des Polschalengehäuses 2 auf der vorgefertigten elastischen Schicht 14, so dass insbesondere eine Montage der Vakuum- schaltröhre 5 in dem mit der elastischen Schicht 14 versehe¬ nen Polschalengehäuse 2 möglich ist. Die elastische Schicht 14 gewährleistet dabei einen Ausgleich von Ausdehnungsschwankungen, welche auf Grund der unterschiedlichen Temperaturaus¬ dehnungskoeffizienten der Vakuumschaltröhre 5 und insbesonde- re des Gehäuses 6 der Vakuumschaltröhre 5 und dem Polschalen¬ gehäuse 2 resultieren, sowie die nötige dielektrische Isolie¬ rung. Als Material für die elastische Schicht 14 sind dabei beispielsweise thermoplastische Elastomere, Silikone, Polyu¬ rethan oder EPDM möglich, wobei die elastische Schicht 14 beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens, durch Be¬ sprühen oder durch Verkleben im Polschalengehäuse 2 eingebracht werden kann. Bezugs zeichenliste
1 feststoffisolierter Schalterpol
2 Polschalengehäuse
3 erster Anschluss
4 zweiter Anschluss
5 Vakuumsehaltröhre
6 Gehäuse
7 Festkontaktanschlussbolzen
8 erstes metallisches Gehäuseteil
9 Bewegkontaktanschlussbolzen
10 zweites metallisches Gehäuseteil
11 isolierende Schaltstange
12 flexibler Leiter
13 Gehäusewandbereich
14 elastische Schicht
15 Hinterschneidung
16 Hinterschneidung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines feststoffisolierten Schalterpols (1), umfassend die Schritte:
- Ausbilden eines Polschalengehäuses (2) mit einer stoff¬ schlüssig mit dem Polschalengehäuse (2) verbunden elasti¬ schen Schicht (14);
- Montieren einer Vakuumschaltröhre (5) in das mit der elas¬ tischen Schicht (14) versehene Polschalengehäuse (2).
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Schritt des Ausbildens des Polschalengehäuses (2) mit der stoffschlüssig mit dem Polschalengehäuse (2) verbunden elas- tischen Schicht (14) die Schritte umfasst:
- Ausbilden der elastischen Schicht (14);
- Stoffschlüssiges Aufbringen des Polschalengehäuse (2) auf die elastische Schicht (14) .
3. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Schritt des Ausbildens des Polschalengehäuses (2) mit der stoffschlüssig mit dem Polschalengehäuse (2) verbunden elas¬ tischen Schicht (14) die Schritte umfasst:
- Ausbilden des Polschalengehäuses (2);
- Stoffschlüssiges Einbringen der elastischen Schicht (12) in das Polschalengehäuse (2) .
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das stoffschlüssige Verbinden der elastischen Schicht (14) mit dem Polschalengehäuse (2) durch ein Spritzgussverfahren erfolgt .
5. Verfahren nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das stoffschlüssige Einbringen der elastischen Schicht (14) durch Besprühen erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Stoffschlüssige Einbringen der elastischen Schicht (14) durch Verkleben erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s ein thermoplastisches Elastomer die elastische Schicht (14) bildet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
Silikon die elastische Schicht (14) bildet.
9. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
EPDM die elastische Schicht (14) bildet.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die stoffschlüssig mit dem Polschalengehäuse (2) verbundene elastische Schicht (14) die Vakuumschaltröhre (5) umschließt.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die stoffschlüssig mit dem Polschalengehäuse (2) verbunden elastische Schicht (14) einen Gehäusewandbereich (13) der Vakuumschaltröhre (5) teilweise umgibt.
12. Feststoffisolierter Schalterpol (1) mit ein Polschalenge¬ häuse (2) mit einem ersten Anschluss (3), einem zweiten An- schluss (4), einer Vakuumschaltröhre (5) sowie einer zwischen dem Polschalengehäuse (2) und der Vakuumschaltröhre (5) ange- ordneten elastischen Schicht (14),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die elastische Schicht (14) mit dem Polschalengehäuse (2) ge¬ mäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 verbunden ist.
PCT/EP2015/060471 2014-06-04 2015-05-12 Verfahren zur herstellung eines feststoffisolierten schalterpols und feststoffisolierter schalterpol WO2015185335A1 (de)

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