DD142405B1

DD142405B1 - VAKUUMSCHALTGERAET

Info

Publication number: DD142405B1
Application number: DD21166579A
Authority: DD
Inventors: Reiner Fiebig; Manfred Binder; Gerhard Michalk
Original assignee: Reiner Fiebig; Manfred Binder; Gerhard Michalk
Priority date: 1979-03-19
Filing date: 1979-03-19
Publication date: 1987-01-14
Also published as: DD142405A1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung, die ein Vakuumschaltgerät mit mindestens einem durch eine Antriebsvorrichtung betätigbaren Schalterpol betrifft, der vorzugsweise aus je einem Stützisolator, einer Polanlenkeinrichtung und einer Schaltkammerbaugruppe besteht, die sich aus der Vakuumschaltkammer und einem in sich starren Gefäß zusammensetzt, das aus je einer stirnseitig angebrachten Metallarmatur und einem ein-oder mehrteiligen Isolierkörper gebildet ist ist insbesondere dort zur Anwendung vorgesehen, wo bedingt durch die vorgegebenen elektrischen Anschlußpunkte und durch den vorgeschriebenen Raum in der Schaltzelle aber durchaus auch durch die Lage des Antriebes die äußere Schalter- und die Polbauweise nicht frei wählbar ist.The invention relates to a vacuum switching device with at least one actuatable by a drive switch pole, which preferably consists of a respective support insulator, a Polanlenkeinrichtung and a switching chamber assembly, which is composed of the vacuum interrupter chamber and a self-rigid vessel, each consisting of a front-mounted metal fitting and a one- or multi-part insulator is formed in particular there for use, where due to the predetermined electrical connection points and by the prescribed space in the cubicle but also by the position of the drive, the outer switch and the Polbauweise is not freely selectable ,

Characteristic of the known technical solutions

Vakuumschaltgeräte sind in vielerlei Ausführungen bekannt. Grundsätzlich wird dabei jedoch, ausgehend von dem Einbau in eine Schaltzelle, zwischen der Stützerbauweise und der Stützergrundrahmenbauweise, bei der die Schaltkammer über horizontal verlaufende Erdstützer mit dem Grundrahmen in Verbindung steht, unterschieden. Ist die äußere Schalter- und die Polweise bedingt durch die vorgegebenen elektrischen Anschlußpunkte in der Schaltzelle und dem vorgeschriebenen Raum in dieser Schaltzelle sowie durch die Lage des Antriebes jedoch nicht frei wählbar, wie für eine optimale Konstruktion eines autonomen Vakuumschaltgerätes, so wird dem Vakuumschaltgerät der Vorzug eingeräumt, bei dem die Schalterpole als selbsttragende Polsäulen mit Erdstützer in axialer Fortführung zur Schaltkammer ausgeführt sind. So ist beispielsweise nach dem DE-PS 2354632, H 01 H, 33/66 ein Vakuumschalter in Stützerbauweise bekannt, bei dem die Vakuumschaltkammer konzentrisch unter Bildung eines Spaltes von einem Isoliergehäuse umgeben wird, wobei der Spalt zwischen der Vakuumschaltkammer und dem Isoliergehäuse mit Isolieröl gefüllt ist. Während bei diesem Vakuumschalter an der oberen Stirnseite eine Metallarmatur vorgesehen ist, die auf das Isoliergehäuse aufgesteckt ist und durch deren das Isoliergehäuse umgebenden Ringteil der auch das Isoliergehäuse durchdringende elektrische Anschluß hindurchgeführt ist, ist am Umfang des Isoliergehäuses eine zweite Metallarmatur vorgesehen, durch die der zweite elektrische Anschluß des Vakuumschalters ebenfalls hindurchgeführt ist. Durch einen derartig ausgebildeten Vakuumschalter wird zwar ein vollständiger Schutz der äußeren Isolierung des Vakuumschalters gegen äußere mechanische Einwirkungen und gegen Verschmutzung erreicht und bewirkt, daß alle elektrodynamischen Kräfte innerhalb eines Schalterpoles und von Schalterpol zu Schalterpol von dem Isoliergehäuse aufgenommen werden, jedoch ist dieser Vakuumschalter zumindest mit den Nachteilen behaftet, daß die mechanischen Reaktionskräfte vom Vakuumschalter auf die Schaltkammerhülle wirksam werden und daß keine ausreichende Kühlung der Bauteile des Vakuumschalters erfolgt.Vacuum switching devices are known in many designs. Basically, however, starting from the installation in a switch cell, between the support structure and the Stützergrundrahmenbauweise, in which the switching chamber is connected via horizontally extending Erdstützer with the base frame, a distinction. However, if the outer switch and the pole way are not freely selectable due to the predetermined electrical connection points in the switch cell and the prescribed space in this switch cell and by the position of the drive, as for an optimal design of an autonomous vacuum switching device, the vacuum switching device is preferred granted, in which the switch poles are designed as a self-supporting Polsäulen with Erdstützer in axial continuation to the switching chamber. Thus, for example, according to DE-PS 2354632, H 01 H, 33/66 a vacuum switch in a supporting construction is known in which the vacuum interrupter chamber is concentrically surrounded to form a gap of an insulating, wherein the gap between the vacuum interrupter chamber and the insulating filled with insulating oil is. While in this vacuum switch on the upper end side a metal fitting is provided, which is attached to the insulating and through which the insulating surrounding ring part of the insulating housing penetrating electrical connection is passed, a second metal fitting is provided on the circumference of the insulating housing, through which the second electrical connection of the vacuum switch is also passed. By such a trained vacuum switch, although a complete protection of the outer insulation of the vacuum switch is achieved against external mechanical effects and pollution and causes all electrodynamic forces are absorbed within a Schalterpoles and from Schalterpol to Schalterpol of the insulating, but this vacuum switch is at least the disadvantages that the mechanical reaction forces from the vacuum switch on the switching chamber shell are effective and that there is no sufficient cooling of the components of the vacuum switch.

Nun ist zwar nach der DE-AS 2322372, H01 H, 33/66 ein mehrpoliges Vakuumschaltgerät mit isolierstoffgekapselten Schaltgefäßen bekannt, bei dem die isolierstoffgekapseften Schaltgefäße in je einem sie allseitig umschließenden zweiteiligen Isolierkörper angeordnet sind und bei dem zur Verbesserung der Kühlung ohne Einbuße an mechanischer Schutzwirkung jeder Isolierkörper aus einem etwa zwei Drittel der Baulänge des Schaltgefäßes aufnehmenden Unterteil und einem für die restliche Länge des Schaltgefäßes sowie zur Aufnahme der Lagerung eines Antriebshebels bemessenen Oberteil besteht, aber dadurch, daß die stirnseitig vorgesehenen Metallarmaturen zumindest mit ihren Ringteilen in den Isolierkörper eingelassen sind, werden die Metallarmaturen nicht voll wirksam bei der Wärmeabführung. Außerdem ist auch bei diesem Vakuumschaltgerät die Schaltkammerhülle des Schaltgefäßes mechanisch nicht vollständig entlastet.Now, although according to DE-AS 2322372, H01 H, 33/66 a multi-pole vacuum switching device with isolierstoffgekapselten switching vessels are known in which the insulator segregated switching vessels are arranged in each one enclosing all sides two-piece insulating and in which to improve the cooling without sacrificing mechanical Protective effect of each insulating body from a about two-thirds of the length of the switching vessel receiving lower part and a dimensioned for the remaining length of the switching vessel and for receiving the storage of a drive lever shell consists, but in that the frontally provided metal fittings are inserted at least with their ring parts in the insulator , the metal fittings are not fully effective in heat dissipation. In addition, the switching chamber shell of the switching vessel is mechanically not completely relieved even in this vacuum switching device.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, bei Aufrechterhaltung des vollständigen Schutzes der äußeren Schaltkammerisolierung gegen äußere mechanische Einwirkungen und Verschmutzungen und der Aufnahme aller elektrodynamischen Kräfte innerhalb eines Schalterpoles und von Schalterpol zu Schalterpol durch den Isolierkörper, eine optimale Lösung zumindest auch hinsichtlich der Kühlung der Bauteile des Vakuumschalters und der mechanisch vollständigen Entlastung der Schaltkammerhülle des Vakuumschalters zu erreichen.The aim of the invention is, while maintaining the complete protection of the outer switching chamber insulation against external mechanical effects and contamination and the inclusion of all electrodynamic forces within a Schalterpoles and switch pole to Schalterpol by the insulator, an optimal solution at least with regard to the cooling of the components of the vacuum switch and to achieve the mechanically complete discharge of the switching chamber shell of the vacuum switch.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vakuumschaltgerät mit mindestens einem durch eine Antriebsvorrichtung betätigbaren Schalterpol zu schaffen, bei dem insbesondere durch Ausbildung und Anordnung der Metallarmaturen und des ein- oder mehrteiligen Isolierkörpers, der die Vakuumschaltkammer konzentrisch umgibt und an seinen Stirnseiten mit den Metallarmaturen versehen ist, die mechanischen Reaktionskräfte vom Vakuumschalter nicht auf die Schaltkammerhülle wirksam werden und gewährleistet wird, daß eine ausreichende die Funktionstüchtigkeit des Vakuumschalters nicht beeinträchtigende Wärmeabgabe erfolgt.The invention has for its object to provide a vacuum switching device with at least one operable by a drive switch pole, in particular by training and arrangement of the metal fittings and the one- or multi-part insulating body which surrounds the vacuum interrupter concentric and provided at its ends with the metal fittings is, the mechanical reaction forces from the vacuum switch is not effective on the switching chamber shell and ensures that sufficient functional efficiency of the vacuum switch does not affect the heat dissipation.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst, indem die im kennzeichnenden Teil der Erfindungsansprüche näher definierten Merkmale Anwendung finden.This object is achieved according to the invention by the features defined in more detail in the characterizing part of the invention claims application.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.Advantageous developments of the invention can be taken from the subclaims.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: einen Schnitt eines Schalterpoles des Vakuumschaltgerätes in teilweiser Darstellung, Fig. 2: eine Draufsicht auf die obere Metallarmatur sowie den oberen Stromanschlußarm des Schalterpoles nach Fig. 1.1: a section of a switch pole of the vacuum switching device in a partial representation, FIG. 2: a plan view of the upper metal fitting and the upper current connection arm of the switch pole of FIG. 1.

Das Kernstück des Vakuumschaltgerätes ist die Schaltkammerbaugruppe, die im wesentlichen aus einer Vakuumschaltkammer 1 und einem in sich starren Gefäß 16 aufgebaut ist, welches auf einem Stützisolator 34 befestigt ist und die Vakuumschaltkammer 1 konzentrisch umgibt.The core of the vacuum switching device is the switching chamber assembly, which is essentially composed of a vacuum interrupter chamber 1 and a rigid vessel 16 therein, which is mounted on a support insulator 34 and the vacuum interrupter chamber 1 concentrically surrounds.

Das starre Gefäß 16 besteht aus einem aus zwei Teilen 14 u. 15 zusammengesetzten Isolierkörper 3, einer Metallarmatur 4 und einer Metallarmatur 5. Die Metallarmatur 4 befindet sich in einer Ausnehmung 6 des oberen Teiles 14 des Isolierkörpers 3, während die Metallarmatur 5 im unteren Teil 15 des Isolierkörpers 3 sind untereinander und mit den Metallarmaturen 4 und 5 verklebt.The rigid vessel 16 consists of a two parts 14 u. The metal fitting 4 is located in a recess 6 of the upper part 14 of the insulator 3, while the metal fitting 5 in the lower part 15 of the insulator 3 are with each other and with the metal fittings 4 and 5 bonded.

Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht darin, daß nur ein geringer Teil der Metallarmaturen 4; 5 mit dem Isolierkörper 3 in Verbindung steht, während der weitaus größere Teil der Metallarmaturen 4; 5 außerhalb des Isolierkörpers 3 eingebracht ist. Die Teile 14 und 15 des Isolierkörpers 3 so ausgebildet ist, daß eine große Kühlfläche zur Verfügung steht und gleichzeitig andere Konstruktionselemente raumsparend angeordnet werden können.An essential feature of the construction according to the invention is that only a small part of the metal fittings 4; 5 is in communication with the insulating body 3, while the much larger part of the metal fittings 4; 5 is introduced outside of the insulating body 3. The parts 14 and 15 of the insulating body 3 is formed so that a large cooling surface is available and at the same time other construction elements can be arranged to save space.

Die Metallarmatur 4, die in einer axialen Bohrung 7 den festen Schaltstift 8 der Vakuumschaltkammer 1 aufnimmt (Fig.2), ist daher mit Anschlußflächen 9 für nicht weiter dargestellte Kühlkörper versehen und die Metallarmatur 5 ist topfförmig gestaltet und nimmt die elektrischen und kinematischen Anschlußelemente 10 für den bewegbaren Schaltstift 11 auf.The metal fitting 4, which receives the fixed switching pin 8 of the vacuum interrupter chamber 1 in an axial bore 7 (Figure 2), is therefore provided with pads 9 for not shown heat sink and the metal fitting 5 is cup-shaped and takes the electrical and kinematic connection elements 10th for the movable contact pin 11.

Zwischen dem zweiteiligen Isolierkörper 3 und der Hülle 17 der Vakuumschaltkammer 1 ist ein Spalt 2 vorgesehen, der durch Gießharz ausgefüllt ist. Dieses ist derart in den Spalt 2 eingebracht, daß möglichst größere Lufteinschlüsse vermieden sind. Im Zusammenhang mit der starren Verbindung der beiden Teile 14; 15 des zweiteiligen Isolierkörpers 3 durch Verkleben ist der Isolierkörper3im Bereich der Verbindungsstelle der beiden Teile14; 15so ausgebildet, daßeinkurzerTeil 18derTeile14; 15als Zentrierungsmittel für die beiden teilweise ineinandergreifenden Teile 14; 15 des Isolierkörpers 3 dient, während der längere Teil 19 der beiden teilweise ineinandergreifenden Teile 14; 15 im Bereich der Verbindungsstelle durch einen breiteren Spalt 20 voneinander getrennt ist, der ebenfalls durch Gießharz ausgefüllt ist. Entlüftungsbohrungen 21 zwischen dem Spalt 20 und dem Spalt 2 gewährleisten beim Eindringen des Gießharzes ein Entweichen der Luft aus dem Spalt 20 und sind somit aus fertigungstechnischen Gründen vorgesehen. Ebenfalls aus fertigungstechnischen Gründen ist die Metallarmatur 5 mit einer ringförmig angeordneten Nut 22 versehen, in die ein elastischer Dichtring 23 eingebracht ist. Dieser elastische Dichtring 23 dient praktisch der unteren Abdichtung des Spaltes 3 beim Ausfüllen mit Gießharz. Er ermöglicht gleichzeitig aber auch das Ausrichten der toleranzbehafteten Vakuumschaltkammer 1 innerhalb des zweiteiligen Isolierkörpers 3.Between the two-part insulating body 3 and the shell 17 of the vacuum interrupter chamber 1, a gap 2 is provided, which is filled by casting resin. This is introduced into the gap 2 in such a way that the largest possible air inclusions are avoided. In connection with the rigid connection of the two parts 14; 15 of the two-part insulating body 3 by gluing is the insulating body 3 in the region of the junction of the two parts 14; 15so formed that at least part 18 of the parts 14; 15 as a centering means for the two partially interlocking parts 14; 15 of the insulating body 3, while the longer part 19 of the two partially interlocking parts 14; 15 is separated in the region of the junction by a wider gap 20 from each other, which is also filled by casting resin. Vent holes 21 between the gap 20 and the gap 2 ensure the penetration of the casting resin escape of air from the gap 20 and are thus provided for manufacturing reasons. Also for manufacturing reasons, the metal fitting 5 is provided with a ring-shaped groove 22, in which an elastic sealing ring 23 is introduced. This elastic sealing ring 23 serves practically the lower seal of the gap 3 when filling with casting resin. At the same time, however, it also makes it possible to align the tolerance-dependent vacuum interrupter chamber 1 within the two-part insulating body 3.

Der Fig. 1 kann auch entnommen werden, daß der feste Schaltstift 8 mit der oberen Metallarmatur 4 über einen Metallring 24 starr verbunden ist und zum Zwecke der Strom- und Kraftübertragung zwei vertikale parallele Anschlußflächen 25 (Fig. 2) besitzt, die den oberen Anschlußarm 26 aufnehmen, der gabelförmig ausgebildet ist. Weiterhin ist die Metallarmatur 4 in Höhe der beiden vertikalen parallelen Anschlußflächen 25 mit Schlitzen 27 versehen, die in der axialen Bohrung 7 enden, durchaus aber auch durch diese hindurchgehen können.1 can also be seen that the fixed switching pin 8 is rigidly connected to the upper metal fitting 4 via a metal ring 24 and for the purpose of power and power transmission has two vertical parallel pads 25 (Fig. 2), which the upper connecting arm 26 record, which is fork-shaped. Furthermore, the metal fitting 4 is provided at the level of the two vertical parallel pads 25 with slots 27 which terminate in the axial bore 7, but also can pass through them.

Die Metallarmatur 5 besitzt auf der Innenseite ihrer Mantelfläche symmetrsich verteilte Anschlußflächen 28 für ein mehrteiliges Stromband 29 und ist auf ihrer Mantelfläche mit Öffnungen 30 versehen, die u.a. eine Kontrolle und Nachjustierung des Schaltstiftabbrandes ermöglichen.The metal fitting 5 has on the inside of its lateral surface symmetrsich distributed pads 28 for a multi-part current band 29 and is provided on its lateral surface with openings 30, the u.a. allow control and readjustment of Schaltstiftabbrandes.

Schließlich ist die Metallarmatur 5 mit einer Anschlußfahne 31 mit waagerechter Anschlußfläche 32 versehen, an der der untere waagerechte Stromanschlußarm 33 angeklemmt ist. Die Metallarmatur 5 dient gleichzeitig auch zur mechanischen Befestigung des Gefäßes 16 auf dem Stützisolator 34.Finally, the metal fitting 5 is provided with a terminal lug 31 with horizontal pad 32 to which the lower horizontal power connection arm 33 is clamped. The metal fitting 5 also serves for mechanical attachment of the vessel 16 on the support insulator 34th

Ein Vakuumschaltgerät, das auf der Grundlage dieses Schalterpoles aufgebaut ist, und zwar unabhängig davon, ob für die Anordnung der Schalterpole eine Dreieckanordnung gewählt wird, oder eine Anordnung, bei der die Schalterpole in einer Ebene nebeneinanderliegen, zeichnet sich sowohl bei Anwendung der Säulenbauweise als auch der Stützer-Grundrahmenbauweise durch eine Vielzahl von Vorteilen aus. Neben dem vollständigen Schutz der Isolierung der Schaltkammerhülle 17 gegen äußere mechanische Einwirkungen und Verschmutzungen sowie der optimalen Kühlung der Bauteile des Vakuumschalters wird vor allen Dingen erreicht, daß alle elektrodynamischen Kräfte innerhalb eines Schalterpoles und von Schalterpol zu Schalterpol von dem zweiteiligen Isolierkörper 3 aufgenommen werden, wobei durch das isolierende Medium innerhalb des Spaltes 2 die mechanischen Reaktionskräfte vom Vakuumschalter nicht auf die Schaltkammerhülle wirksam werden, so daß diese mechanisch vollständig entlastet ist. Durch das isolierende Medium innerhalb des Spaltes 2 wird außerdem eine wesentlich bessere Isolieranordnung im Bereich des großen spannungsführenden Vakuumschaltkammerdurchmessers erreicht — Feststoff-Luft-Feststoffisolierung —, so daß die Abstände der Schalterpole, beispielsweise bei Anordnung im Dreieck, auf ein Minimum reduziert werden können. Somit bietet sich eine Anwendung auch gerade dort an, wo bedingt durch die vorgegebenen elektrischen Anschlußpunkte und durch den vorgeschriebenen Raum in der Schaltzelle, aber durchaus auch durch die Lage des Antriebes, die äußere Schalter- und Polbauweise nicht frei wählbar ist.A vacuum switchgear constructed on the basis of this switch pole, irrespective of whether a delta arrangement is chosen for the arrangement of the switch poles, or an arrangement in which the switch poles are juxtaposed in a plane, is distinguished by both the use of the column construction and The support base frame construction by a variety of advantages. In addition to the complete protection of the insulation of the switching chamber shell 17 against external mechanical effects and contamination and the optimal cooling of the components of the vacuum switch is achieved above all that all electrodynamic forces are absorbed within a Schalterpoles and switch pole to Schalterpol of the two-part insulator 3, said by the insulating medium within the gap 2, the mechanical reaction forces from the vacuum switch are not effective on the switching chamber shell, so that it is mechanically relieved completely. Due to the insulating medium within the gap 2 also a much better insulation arrangement in the region of the large live vacuum interrupter diameter is achieved - solid-air-solid insulation - so that the distances between the switch poles, for example when arranged in a triangle, can be reduced to a minimum. Thus, an application also offers just where due to the predetermined electrical connection points and by the prescribed space in the switch cell, but also by the position of the drive, the outer switch and Polbauweise is not freely selectable.

Claims

Invention claim:

1. Vacuum switching device with at least one actuable by a drive device ble switch pole, which preferably consists of a support insulator, a Polankenkeinrichtung and a switching chamber assembly, which is composed of the vacuum interrupter chamber and an inherently rigid vessel, each consisting of a front-mounted metal fitting and a - or multi-part insulating body is formed, characterized in that only a small part of the metal fittings (4; 5) with the insulating body (3) is in communication, while the greater part of the metal fittings (4; 5) outside of the insulating body (3) so is formed in that except for the inclusion of a power connection arm (26) for the fixed contact pin (8) and the recording of the electrical and kinematic connection elements (10) for the movable contact pin (11) a large cooling surface is ensured and that between the insulator (3 ) and the switching chamber shell (17) provided gap (2) filled with cast resin or foam.

2. Vacuum switching device according to item 1, characterized in that the metal fittings (4, 5) are glued to the insulating body (3).

3. Vacuum switching device according to item 1 and 2, characterized in that the metal fitting (4) is provided above the insulating body (3) with two vertical parallel pads (25).

4. Vacuum switching device according to item 1 to 3, characterized in that the metal fitting (4) has a fixed contact pin (8) receiving axial bore (7) and that in height of the two vertical parallel pads (25) one or two to the two vertical parallel pads (25) are provided in parallel slots (27) passing through the axial bore (7) or terminate in this.

5. Vacuum switching device according to item 1 to 4, characterized in that the metal fitting (4) with cooling fins or with further pads (9) is provided for heat sink.

6. Vacuum switching device according to item 1, characterized in that the metal fitting (5) is cup-shaped and on its the vacuum interrupter chamber (1) side facing an annular groove (22) into which an elastic sealing ring (23) is introduced, such in that the elastic sealing ring is, on the one hand, the lower seal for the insulating medium within the gap (2) between the insulating body (3) and the vacuum interrupter chamber (1) and, on the other hand, the lower limit of the vacuum interrupter chamber (1).

7. Vacuum switching device according to item 1 and 6, characterized in that the metal fitting (5) is provided with a terminal lug (31) with horizontal terminal surface (32) to which the lower horizontal Stromanschlußarm (33) rotatably clamped to a small extent about the Schalterpolachse is.

8. Vacuum switching device according to item 1,6 and 7, characterized in that the metal Harmatur (5) on its lateral surface with substantially over one to two thirds of the cross section of the metal fitting (5) extending opening (30) is provided.

9. Vacuum switching device according to item 1 and 2 using an insulating body consisting of two parts, characterized in that at the junction of the individual partially interlocking parts (14; 15) of the insulating body (3) serving as a centering means short part (18) and a longer part (19) are formed, between which a gap (20) is provided, and that in the inner part (14) of the partially interlocking parts (14; 15) of the insulating body (3), at the lower edge of the short part (18) one or more vent holes (21) are provided, which communicate with the gap (2) between the vacuum interrupter chamber (1) and the insulating body (3).