DE19921477A1 - Freiluftschalterpolteil mit einer Vakuumkammer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Freiluftschalterpolteil mit einer Vakuumkammer (11); die Vakuumkammer (11) ist in ein etwa zylindrisches Umgehäuse (20) aus vorzugsweise Gießharz eingesetzt und das Umgehäuse (20) auf seiner Außenseite von einer isolierenden Schicht (23) aus Silikonkautschuk umgeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Freiluftschalterpolteil mit einer Vakuumkammer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Im speziellen betrifft die Erfindung Mittelspannungsschaltgeräte, Leistungsschalter, Lastschalter oder Recloser mit einer Vakuumkammer in Freiluftausführung.

Im Mittelspannungsbereich werden zur Herstellung von Schaltgeräten Vakuumkam­ mern benutzt, die in aus Gießharz gegossene Umgehäuse eingesetzt oder auch in Gießharz eingegossen werden.

Solche Anordnungen, die ohne weiteres im Innenraum verwendet werden können, sind nicht für Freiluftanwendungen gedacht, da das benutzte Gießharz für Außenluft unge­ eignet ist; darüber hinaus muß eine wirkungsvolle Abdichtung der beweglichen Teile der Vakuumkammer und des Antriebes zu einer evtl. aggressiven Umgebungsluft si­ cher gewährleistet sein.

Ein Schaltgerät bzw. ein Polteil, das im Freilufibereich aufgestellt sein kann, ist z. B. aus der US 5 808 258 A bekannt geworden, bei der das Gehäuse von einem Metallrohr und einem Elastomer umgeben ist, das in eine Durchführung übergeht und dort ein halbleitendes Elastomer umschließt.

Es besteht auch die Möglichkeit, was auch gemacht wird, Vakuumkammern in Silikon­ kautschuk einzugießen, wobei mechanische Befestigungselemente für die Vakuum­ kammer mit eingegossen werden, um die Anordnung abzustützen, da der Silikonkau­ tschuk für eine solche Abstützung zu weich wäre. Mit dem Eingießen in Silikonkaut­ schuk kann auch erreicht werden, daß ein möglichst langer äußerer Kriechweg erzeugt wird, um die Spannungsfestigkeit auch bei Betauung und Beregnung zu garantieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Freiluftschalterpolteil mit einer Vakuumkammer zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird dies gelöst mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Danach wird die Vakuumkammer zur Bildung eines Freiluftschalterpolteiles in ein etwa zylindrisches Umgehäuse aus starrem, für die Innenraumaufstellung geeignetem, isolie­ rendem Material eingesetzt und außerhalb des Umgehäuses eine isolierende Schicht aus Silikonkautschuk vorgesehen.

Die Abstützung und Lagejustierung der Vakuumkammer, die Spannungsfestigkeit über der Keramik der Vakuumkammer und die Abschirmung der beweglichen Teile gegen die Umgebung werden durch das starre Umgehäuse gewährleistet und der Nachteil des für Freiluftaufstellung ungeeigneten Materials und dessen geringe Kriechweglänge durch Umguß mit Silikonkautschuk kompensiert.

Das starre isolierende Material für das Umgehäuse kann Gießharz oder ein Polyurethan­ schaumstoff sein.

Die Außenkontur dieses Umgehäuses kann eine möglichst einfache zylindrische Form aufweisen, so daß die Herstellung des Umgehäuses vereinfacht ist.

Der Silikonkautschuk umschließt sowohl alle Gießharzteile an der Außenseite als auch evtl. teilweise nach außen ragende Metallteile. Die Abdichtung an den Metallteilen ge­ währleistet den vollständigen Schutz aller Gießharzteile vor der Umgebungsluft.

Die Haftung des Silikonkautschuks auf Metall oder Gießharz kann durch einen Haftver­ mittler erfolgen; es besteht auch die Möglichkeit, geeignete Zusätze zum Silikonkaut­ schuk einzubringen, wodurch ebenfalls eine ausreichende Haftung des Silikonkaut­ schuks erreicht wird.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung besteht auch die Möglichkeit, einen Wandler oder eine Rogowskispule an geeigneter Stelle mit in das Silikonkautschuk ein­ zugießen.

Die Erfindung ist nicht nur bei Leistungsschaltern anwendbar, sondern auch bei Reclo­ sern oder Lastschaltern.

Die Erfindung ist insbesondere dann anwendbar, wo der Keramikzylinder aus zwei Zy­ linderabschnitten gebildet ist, die unter Zwischenfügung eines Flanschringes, an dem im Inneren der Vakuumkammer eine Abschirmung angebracht ist, etwa mittig zusam­ mengefügt sind. Anstatt eines solchen Flanschrandes, kann auch ein Metallzylinder zwischen den Isolierzylindern vorgesehen sein, an dem ebenfalls eine Abschirmung befestigt ist.

Bei solchen Vakuumkammern kann der sehr unwahrscheinliche Fall eines Spannungs­ überschlages zwischen den Kontaktstücken z. B. in Folge einer Überspannung auftre­ ten. Da dieses Mittelteil bei der erfindungsgemäßen Anordnung geerdet sein kann, kann die Vakuumkammer intern so dimensioniert werden, daß ein Spannungsüber­ schlag immer zwischen dem Kontaktstück oder dem Schaltstift und dem geerdeten Mittelteil erfolgen und nicht zwischen den Kontaktstücken bzw. den Schaltstiften. Dies ist eine interne Isolationskoordination, durch die direkte Überschläge zwischen den Kontaktstiften oder den Schaltstiften unabhängig vom Zustand des Vakuums, also auch im Paschenminimum, ausgeschlossen sind. Da die Vakuumkammer nicht in das Um­ gehäuse eingegossen ist, kann eine entsprechende Erdungsleitung ohne weiteres her­ ausgeführt werden.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt die einzige Figur eine Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Freiluftschalterpolteil.

Das Polteil, das in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist, besitzt eine Vakuumkammer 11, deren festes Kontaktstück an einem ortsfest angeordneten Kontaktstengel 12 und deren bewegliches Kontaktstück an einem beweglichen Kontakt­ stengel 13 innerhalb der Vakuumkammer 11 angebracht sind. Insoweit ist die Vakuum­ kammer 11 eine übliche Vakuumkammer, so daß weitere Einzelheiten nicht beschrie­ ben werden müssen.

An dem beweglichen Kontaktstengel 13 schließt ein Kupplungsstück 14 an, das mit ei­ ner Antriebsstange 15 verbunden ist, die von einem nicht näher dargestellten Antrieb betätigt wird. An dem beweglichen Kontaktstengel 13 schließt weiterhin etwa in radialer Richtung ein flexibles Leiterband 16 an, das über eine Schraubenverbindung 17 mit ei­ nem Anschlußkontaktstück 18 verbunden ist. In gleicher Weise ist der feststehende Kontaktstengel mit einem Anschlußkontaktstück 19 verbunden. Selbstverständlich kön­ nen auch andere Arten der Stromverbindung verwendet werden, z. B. Rollenkontakte, Gleitkontakte usw.

Die Vakuumkammer 11 ist in ein Umgehäuse 20 eingesetzt, welches im wesentlichen eine zylindrische Form besitzt und dort, wo sich die Antriebsstange 15 befindet, offen ist. Das entgegengesetzt liegende Ende des Umgehäuses 20 besitzt einen nach innen gezogenen Boden 21, mit dem das Anschlußkontaktstück 19 umschlossen ist. Die Va­ kuumkammer 11 ist dabei entweder in das Umgehäuse 20 eingesetzt oder gleich in das Umgehäuse 20 eingegossen. In gleicher Weise ist auch der Anschlußkontakt 18 mit einem Anschlußstutzen 22 am Umgehäuse 20 umgossen.

Das Umgehäuse 20 ist selbst wiederum in Silikonkautschuk 23 eingegossen, wobei an der Außenfläche des Silikonkautschuks umlaufende Leisten 24 vorgesehen sind, mit denen der Kriechweg auf der Außenfläche des Silikonkautschuks 23 zur Erzielung ei­ ner ausreichenden Spannungsfestigkeit verlängert wird.

Der Silikonkautschuk kann dabei, was nicht bezeichnet ist, sowohl das Anschlußkon­ taktstück 19 als auch das Anschlußkontaktstück 18 und darüber hinaus auch den unte­ ren Rand des Umgehäuses 20 umgeben, so daß evtl. Fugen zwischen den Metallteilen 18, 19 und dem Umgehäuse und darüber hinaus zwischen dem Umgehäuse und einem nicht näher dargestellten Antrieb verschlossen werden können.

Aufgrund der Anordnung und Aufbringung des Silikonkautschuks 23 ist ein vollständi­ ger Schutz aller Gießharzteile vor evtl. aggressiver Umgebungsluft gewährleistet. Auf­ grund eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kragens an dem antriebsseiti­ gen Ende des Silikonkautschuks 23 kann auch nach Montage des Antriebes die Innen­ fläche des Umgehäuses gasdicht abgedichtet werden.

Falls erforderlich, können in das Silikonkautschuk auch ein Wandler bzw. eine Rogows­ kispule auf dem mittleren und/oder oberen Anschluß mit eingegossen werden.

Die Vakuumkammer 11 weist zwei Isolierzylinder 11a und 11b auf, die unter Zwi­ schenfügung eines metallischen Flanschrandes 11c miteinander verbunden sind. In­ nerhalb der beiden Zylinder 11a und 11b werden am Flanschrand Abschirmringe oder Abschirmzylinder zur Abschirmung der Innenflächen der Isolierzylinder 11a und 11b und damit zum Schutz vor Niederschlagen von bei einer Schalthandlung auftretenden Metall.

Aufgrund der Ausgestaltung der gesamten Anordnung kann an dem Flanschrand 11c eine Erdungsleitung angeschlossen werden (nicht dargestellt), wenn nun im Inneren der Vakuumkammer der Abstand der Kontaktstücke von der Abschirmung bzw. vom Mittelteil passend gewählt ist, dann kann dadurch erreicht werden, daß bei einem sehr unwahrscheinlichen Fall eines Überschlages, z. B. infolge einer Überspannung, ein Überschlag nur zwischen dem Kontaktstück und dem geerdeten Mittelteil erfolgt. Da­ durch wird sicher verhindert, daß Überschläge zwischen den Kontaktstücken unabhän­ gig vom Zustand des Vakuums, also auch im Paschenminimum, auftreten.

Claims (6)

1. Freiluftschalterpolteil, mit einer Vakuumkammer (11), die in ein etwa zylindri­ sches Umgehäuse (20) aus starrem, für die Innenraumaufstellung geeignetem isolie­ rendem Material eingesetzt ist, welches Umgehäuse (20) auf seiner Außenfläche von einer isolierenden Schicht (23) aus Silikonkautschuk umgeben ist.

2. Freiluftschalterpolteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das iso­ lierende starre Material Gießharz ist.

3. Freiluftschalterpolteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das iso­ lierende Material ein Polyuretanschaumstoff ist.

4. Freiluftschalterpolteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Silikonkautschuk unter Zwischenfügung eines Haftvermittlers auf dem Umgehäuse (20) oder ggf. nach außen ragenden Metallteilen (18, 19) aufgebracht ist.

5. Freiluftschalterpolteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Außenkontur des Silikonkautschuks (23) mit umlaufenden, radial vor­ springenden Leisten (24) versehen ist, durch die die Kriechstrecke in axialer Richtung verlängert wird.

6. Freiluftschalterpolteil mit einer Vakuumkammer, deren Isolierkeramik aus zwei Keramikzylindern gebildet ist, die unter Zwischenfügung eines metallischen Mittelteils miteinander verbunden sind, mit einem feststehenden und einem beweglichen Kontakt­ stück, die von einer am Mittelteil befestigten Abschirmung umgeben sind, insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (11c) geerdet ist und der Abstand der beiden Kontaktstücke voneinander sowie der je­ weilige Abstand der Kontaktstücke von der Abschirmung so bemessen sind, daß ein evtl. auftretender Spannungsüberschlag lediglich zwischen einem Kontaktstück und der geerdeten Abschirmung auftritt.