DE1285042B

DE1285042B - Switching chamber for high-voltage gas switches and process for their manufacture

Info

Publication number: DE1285042B
Application number: DE1966V0031549
Authority: DE
Inventors: Huebner Heinz; Maekelburg Heinz; Preuss Karl; Bluemcke Kurt; Sadlowski Otto; Dipl-Ing Theo; Hojdem Walter; Weckend
Original assignee: Transformatorenwerk Karl Liebknecht VEB
Current assignee: Transformatorenwerk Karl Liebknecht VEB
Priority date: 1966-07-22
Filing date: 1966-07-22
Publication date: 1968-12-12

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltkammer für Hochspannungsdruckgasschalter, bestehend aus einem keramischen Isolator, in dessen Innerem zur Druckentlastung des Keramikisolators ein Hohlzylinder großer Festigkeit angeordnet ist, wobei der Spaltraum zwischen den beiden Isolatoren mit Druckluft oder mit einem Isolierstoff gefüllt ist, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to a switching chamber for high-voltage compressed gas switches, consisting of a ceramic insulator, inside for pressure relief of the ceramic insulator, a hollow cylinder of great strength is arranged, the Gap between the two insulators with compressed air or with an insulating material is filled, and a process for their manufacture.

Es ist bekannt, den bei einer derartigen Schaltkammer zwischen dem Keramikisolator und dem Hohlzylinder großer Festigkeit vorhandenen Spaltraum mit dem Raum der Schaltkammer zu verbinden, um die erforderliche Spannungsfestigkeit entlang seiner Begrenzung durch ständig im Spalt anstehendes Druckgas zu gewährleisten. Dabei wird der Spaltraum groß gehalten, um den toten Raum der Schaltkammer zu verringern. Bei Schaltern mit einer derartig ausgebildeten Schaltkammer kann jedoch die Schaltkammer durch äußere Einflüsse explosionsartig zerstört werden. Durch die bei der Explosion einer Schaltkammer auftretende Splitterwirkung sind nicht nur weitere Schaltkammern desselben Schalters gefährdet, sondern auch die in der Nähe aufgestellten Geräte innerhalb der Schaltanlage sowie sich etwa in der Umgebung aufhaltende Bedienungspersonen.It is known that in such a switching chamber between the Ceramic insulator and the hollow cylinder of great strength with existing gap to connect the space of the switching chamber to the required dielectric strength to ensure along its boundary by constantly pending pressurized gas in the gap. The gap is kept large in order to reduce the dead space in the switching chamber. In the case of switches with a switching chamber configured in this way, however, the switching chamber can be destroyed explosively by external influences. Due to the explosion A splintering effect occurring in a switching chamber is not just another switching chamber of the same switch endangered, but also the devices set up nearby inside the switchgear as well as operators in the vicinity.

Das ist auch dann der Fall, wenn der Druck im Spaltraum verringert wird, sofern der Druck nicht auf sehr geringe Werte eingestellt wird und damit die erforderliche Spannungsfestigkeit nicht mehr gewährleistet ist.This is also the case when the pressure in the gap is reduced unless the pressure is set to very low values and thus the required dielectric strength is no longer guaranteed.

Bei einem luftgefüllten Spaltraum ist hauptsächlich die Explosionsgefahr der Schaltkammer zu berücksichtigen, da ein unter Beachtung der auftretenden Keramiktoleranzen konstruierter, minimal bemessener Spaltraum eine Größe haben muß, die noch ; eine Explosion der Schaltkammer befürchten läßt, sofern nicht eine unökonomische überdimensionierung des äußeren Isolators vorgezogen wird. Große Wandstärken an keramischen Teilen bergen außerdem die Gefahr erheblicher innerer mechanischer Spannungen in sich, die eine Zerstörung der Kammer begünstigen.In the case of an air-filled gap, there is mainly the risk of explosion the switching chamber must be taken into account, taking into account the occurring ceramic tolerances constructed, minimally dimensioned gap space must have a size that still; one Explosion of the switching chamber can be feared, unless an uneconomical oversizing of the outer insulator is preferred. Rescue large wall thicknesses on ceramic parts in addition, the risk of considerable internal mechanical stresses in itself, which is a Promote destruction of the chamber.

Es ist weiterhin bereits bekannt, den Spaltraum mit härtbaren oder nicht härtbaren Gußisolierstoffen zu füllen, wobei die Verwendung eines härtbaren Isolierstoffes eine Entlastung des inneren Isolierkörpers bewirken soll. Die Verwendung nichthärtbarer Isoliermassen erfordert dabei die Anordnung aufwendiger, zusätzlicher Ausdehnungsräume. Außerdem ist, insbesondere bei horizontaler Anordnung der Schaltkammer, ebenso wie bei der Verwendung härtbarer Isoliermassen, mit dem Entstehen unkontrollierter Hohlräume bei Auftreten des Temperatur-Spieles in Freiluftanlagen zu rechnen, die eine gefährliche Herabsetzung der inneren elektrischen Festigkeit zur Folge haben. Darüber hinaus können bei Verwendung am Keramikisolator sehr fest haftender härtbarer Isoliermassen durch Abreißen von Teilen des keramischen Isolators, z. B. der Glasurschicht, während des Temperaturspieles die elektrische und mechanische Festigkeit bedeutend herabgesetzt werden.It is also already known to harden the gap with or to fill non-curable cast insulating materials, the use of a curable Insulating material is intended to relieve the inner insulating body. The usage Non-curable insulating compounds require the arrangement of more complex, additional Expansion spaces. In addition, especially with a horizontal arrangement of the switching chamber, just as with the use of curable insulating compounds, with the emergence of uncontrolled ones Cavities should be expected when the temperature play occurs in open-air systems result in a dangerous reduction in internal electrical strength. In addition, when used on the ceramic insulator, very firmly adhering curable Insulating masses by tearing off parts of the ceramic insulator, e.g. B. the glaze layer, during the temperature game the electrical and mechanical strength is significant be reduced.

Zur Herstellung einer derartigen Schaltkammer ist es naheliegend, den Spaltraum nach Montage der Schaltkammer in geeigneter Weise zu vergießen. Dadurch wird zwar der Spaltraum fast völlig geschlossen, jedoch besteht die Gefahr des Entstehens unkontrollierter, in sich abgeschlossener Spalträume, zu denen die Druckluft keinen Zutritt hat. Weiter wird im Falle eines Defektes der Dichtung bei Verwendung härtbarer Isolierstoffe die gesamte Schaltkammer unbrauchbar.For the production of such a switching chamber it is obvious, to cast the gap in a suitable manner after the switching chamber has been installed. Through this the gap is almost completely closed, but there is a risk of it occurring uncontrolled, self-contained crevices, to which the compressed air does not Has access. Further, in the event of a seal failure, it becomes more hardenable when used Insulating materials, the entire switching chamber unusable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltkammer sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen, die so ausgebildet ist, daß insbesondere keine Explosionsgefahr besteht und im Falle einer Zerstörung durch äußere Einwirkung die Splitter nur eine geringe Reichweite besitzen, wobei die Schaltkammer für ein Temperaturspiel entsprechend dem Freilufteinsatz geeignet ist und eine große innere elektrische Festigkeit besitzen soll.The invention is therefore based on the object of a switching chamber and to provide a method for their manufacture which is designed such that in particular there is no risk of explosion and in the event of destruction by external influence the splinters have only a short range, whereby the switching chamber is suitable for a temperature game according to the outdoor use and a large one should have internal electrical strength.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Spaltraum durch eine vorzugsweise aushärtbare Isoliermasse fast völlig ausgefüllt ist, derart, daß ein minimales, in der Größe begrenztes Restvolumen entsteht, das in bekannter Weise mit dem Druckgas der Schaltkammer in Verbindung steht.This object is achieved in that, according to the invention, the gap space is almost completely filled by a preferably hardenable insulating compound, in such a way that that a minimal, limited in size residual volume is created, which in known Way is in communication with the compressed gas of the switching chamber.

Dabei wird vorzugsweise eine härtbare Isoliermasse verwendet, deren Aushärtung bei einer Temperatur- von mindestens der - maximal auftretenden Schalterbetriebstemperatur vorgenommen wird. Dabei besteht aber noch die Gefahr des Abreißens von Teilen der Innenoberfläche des Keramikkörpers, so daß vorteilhaft ein Trennmittel, z. B. Silikonfett, auf diese Oberfläche aufgebracht wird. Weiter ist zweckmäßig, einen in Längsrichtung der Schaltkammer verlaufenden, durchgehenden Schlitz in der Isolierstoffauskleidung vorzusehen, um mit Sicherheit jede zusätzliche mechanische Beanspruchung des Keramiküberwurfes im Falle einer etwaigen Überschreitung der maximal zulässigen Schaltkammertemperatur zu vermeiden.A hardenable insulating compound is preferably used, whose Curing at a temperature of at least the maximum occurring switch operating temperature is made. But there is still the risk of parts of the tearing off Inner surface of the ceramic body, so that advantageously a release agent, for. B. silicone grease, is applied to this surface. It is also useful to have one in the longitudinal direction the switching chamber running, continuous slot in the insulating lining to be provided in order to be certain of any additional mechanical stress on the ceramic cover in the event that the maximum permissible switching chamber temperature is exceeded to avoid.

Bei der Herstellung der Schaltkammer wird vorteilhaft der Außendurchmesser des Hohlzylinders großer Festigkeit durch entsprechende Bearbeitung auf ein genau festgelegtes Maß gebracht und der Keramikisolator in einer separaten Form mit einem entsprechenden Kern vergossen. Auf diese Weise ist die härtbare Isoliermasse mit dem Keramiküberwurf verbunden und die Trennfuge zum Hohlzylinder großer Festigkeit exakt festgelegt, so daß eine Montage oder Demontage der Schaltkammer möglich ist. Um den Zutritt der Druckluft zu allen Teilen der Trennfuge zu sichern, wird der Hohlzylinder mit einer umlaufenden Nut in Höhe der zum Inneren der Schaltkammer führenden Verbindungsbohrung kleinen Durchmessers versehen.The outer diameter is advantageous in the manufacture of the switching chamber of the hollow cylinder of great strength through appropriate machining to a precise level Brought a fixed dimension and the ceramic insulator in a separate form with a potted corresponding core. In this way, the curable insulating compound is with connected to the ceramic cover and the parting line to the hollow cylinder of great strength precisely defined, so that assembly or disassembly of the switching chamber is possible. The Hollow cylinder with a circumferential groove at the level of the interior of the switching chamber small diameter leading connecting hole.

Wird der Spaltraum mit pulverförmigen Isolierstoffen gefüllt, so kann in der Regel keine genügende Füllung erreicht werden, und durch. das.verbleibende, relativ große Restvolumen besteht weiterhin Explosionsgefahr. Dies kann behoben werden, indem ein zähflüssiger oder pastenartiger Isolierstoff zugegeben wird, der das Restvolumen weiter verringert. Je nach Beschaffenheit dieses Zusatzes müssen dann Maßnahmen getroffen werden, um sein Eindringen in das Innere des Hohlzylinders zu verhindern.If the gap is filled with powdery insulating materials, then usually insufficient filling can be achieved, and through. the remaining There is still a relatively large residual volume at risk of explosion. This can be remedied by adding a viscous or paste-like insulating material, the the remaining volume is further reduced. Depending on the nature of this addition then measures are taken to prevent its penetration into the interior of the hollow cylinder to prevent.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention is to be described in more detail below using an exemplary embodiment explained.

Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Schaltkammer, die aus einem Isolator 1 und einem inneren Hohlzylinder 2 besteht, wobei der zwischen ihnen vorhandene Spaltraum mit einer eingegossenen, aushärtbaren Kunstharzmasse 4 fast völlig gefüllt ist, derart, daß ein minimales, begrenztes Restvolumen 3 entsteht. Die Kunstharzmasse 4 besitzt einen durchgehenden, in Längsrichtung der Schaltkammer verlaufenden Schlitz 5. Das minimale Restvolumen 3 steht über eine Bohrung 6 im Hohlzylinder 2 mit dem Inneren der Schaltkammer in Verbindung. Diese Bohrung mündet in eine in den äußeren Umfang des Hohlzylinders eingearbeitete Ringnut 7, die das anstehende Druckgas über den gesamten Querschnitt des Restvolumens 3 verteilt. Die Bohrung 6 besitzt einen sehr geringen Durchmesser. Damit wird erreicht, daß im Falle der Zerstörung des Isolators die in der Schaltkammer enthaltene Druckluft praktisch nicht nachströmen und die Bruchstücke weiter beschleunigen kann.The accompanying drawing shows a switching chamber consisting of an insulator 1 and an inner hollow cylinder 2, the gap between them being almost completely filled with a cast, hardenable synthetic resin compound 4, so that a minimal, limited residual volume 3 is created. The synthetic resin compound 4 has a continuous slot 5 running in the longitudinal direction of the switching chamber. The minimal residual volume 3 is connected to the interior of the switching chamber via a bore 6 in the hollow cylinder 2. This bore opens into an annular groove 7 which is machined into the outer circumference of the hollow cylinder and which distributes the pressurized gas over the entire cross section of the remaining volume 3. The bore 6 has a very small diameter. This ensures that in the event of the insulator being destroyed, the compressed air contained in the switching chamber practically does not flow in and can accelerate the fragments further.

Claims

Claims: 1. Switching chamber for high-voltage compressed gas switch, consisting of a ceramic insulator, inside for pressure relief of the ceramic insulator, a hollow cylinder of great strength is arranged, the Gap between the two insulators either with compressed air or with an insulating material is filled, characterized in that the gap is preferably by a curable insulating compound is almost completely filled, in such a way that a minimal, Air-filled residual volume of limited size is created in a known manner is in communication with the compressed gas of the switching chamber.

2. Switching chamber according to claim 1, characterized in that the connection of the remaining volume with the compressed gas the switching chamber through a very small diameter bore provided in the hollow cylinder takes place and the hollow cylinder has a circumferential groove at the level of this bore.

3. Switching chamber according to claim 1 and 2, characterized in that the inner wall of the isolator is provided with a release agent.

4. Switching chamber according to claim 1 to 3, characterized in that the curable insulating compound is one in the longitudinal direction has continuous slot.

5. Switching chamber according to claim 1 and 2, characterized through the combined use of powder and liquid to paste-like Insulating compounds.

6. A method for the production of switching chambers according to claim 1 to 4, characterized in that the outer diameter of the hollow cylinder is of great strength is brought to a specified level by machining and the insulator before the Assemble the switching chamber in a separate form with one in diameter on it matched core is cast with a hardenable insulating material.

7. Switching chamber according to claims 1 to 4, characterized in that the hardening of the insulating compound at a temperature greater than or equal to the maximum switching chamber operating temperature that occurs is made.