DE4039340A1 - Stuetzisolator fuer gasisolierte schaltanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stützisolator für in gasisolierten Schaltanlagen eingesetzte Betriebsmittel nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.

Aufgrund der guten Isolationseigenschaften der bekannten Isoliergase, z. B. von SF6, ist es bei den genannten Schaltanlagen möglich die Abstände zwischen den spannungsführenden Teilen und gegen das Erdpotential vergleichsweise kleinzuhalten. Diese Eigenschaft wurde dazu genutzt, zur Befestigung der Leiter der drei Phasen ein gemeinsames Isolierteil anstelle von drei einzelnen Stützern oder Durchführungen einzusetzen. Bisher sind flache oder gar plattenförmige Teile aus einem geeigneten Werkstoff bekannt geworden, die beispielsweise als gemeinsame Durchführungsplatte zwischen zwei Schaltfeldern für die Sammelschienen oder auch für die Verbindungsleitungen zwischen den Sammelschienen und den Schaltgeräten im Abzweig eines jeden Feldes eingesetzt sind.

In der Druckschrift OS 29 10 349 A1 ist ein dreipoliger Isolierblock angegeben, in den phasenweise Steckbuchsen zum Anschluß von Kabelsteckern eingeformt sind. Der Isolierblock ist dabei als Formteil mit einem angeformten, umlaufenden Flanschring und drei für kegelstumpfförmige Steckbuchsen zum Anschluß von Steckern mit Außenkonus ausgebildeten Hohlräumen ausgeführt. Bei einer zweiten Ausführungsform umschließt der Flanschring drei kegelförmige, je einen Durchführungsstift haltende Aufnahmekontakte für Stecker mit Innenkonus. In beiden Fällen ist im Gerüst der Schaltanlage ein Rahmen zum Einbau des bekannten Isolierblocks vorgesehen, an dem der Flanschring an allen vier Seiten verschraubt wird. Neben der verhältnismäßig aufwendigen Rahmenausführung ist bei der Montage ein großer Zeitaufwand für die Anbringung der zahlreichen Schraubverbindungen erforderlich.

Im Kurzschlußfall unterliegen die einzeln an den Flanschring angeformten Steckbuchsen bzw. Aufnahmekontakte Biegebelastungen, die bei den kleinen Phasenmittenabständen zu beträchtlichen Beanspruchungen des Werkstoffs führen. Darüber hinaus wird bei der bekannten Konstruktion die Grundplatte ebenfalls in Biegerichtung hoch beansprucht. Zur Aufnahme dieser Belastung dient der Rahmen im Gerüst als Verstärkung für den Flanschring des Isolierkörpers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stützisolator der bekannten Art so auszubilden, daß er Kurzschlußbelastungen ohne Unterstützung durch Teile des Rahmens beherrscht und darüber hinaus eine einfache, zeitsparende Montage als Bestandteil eines Betriebsmittels, insbesondere eines Schaltgerätes zuläßt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs angegeben.

Die vorgesehene Ausbildung als durchgehenden Hohlkörper verleiht dem Stützisolator eine sehr große Biegefestigkeit quer zur Richtung der Phasenebenen. Dadurch gelingt es in vorteilhafter Weise, die Befestigung desselben an den Teilen des Rahmens der Schaltanlage nur an den beiden Stirnwänden durch eine einfache Verschraubung vorzunehmen. Bei der Verwendung von einzelnen Stützern pro Phase oder von einem in nur geringen Maße biegefesten dreipoligen Isolierteil wäre es erforderlich, in der Querrichtung den Rahmen durch zusätzliche Profilteile, z. B. durch sogenannte Isolatorenträger zu ergänzen.

Der erfindungsgemäße Isolator läßt sich besonders vorteilhaft bei Schaltgeräten, z. B. bei Last-oder Erdungsschaltern für gasisolierte Schaltanlagen einsetzen. Die Ausbildung als Hohlkörper ermöglicht dabei eine Formgebung der Deckflächen, die zusammen mit einer entsprechenden Ausbildung der aktiven Teile, z. B. der Anschlußstücke, deren lagerichtige Vormontage zuläßt. Dabei läßt sich eine zeitsparende endgültige Positionierung des aktiven Teils bei der Endmontage anschließen, ohne Eingriffe im Inneren des Hohlraums vornehmen zu müssen. Die Gestaltung der Teile kann dabei so erfolgen, daß zusätzlich eine Ableitung an das Anschlußstück befestigt werden kann, ohne an dem Stützisolator oder innerhalb desselben etwas verändern zu müssen.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungsidee sind in den Unteransprüchen enthalten.

Aus den folgenden Zeichnungen läßt sich die Erfindung verständlich erläutern.

Es zeigt:

Fig. 1 dreipoliger Stützisolator im Aufriß, teilweise im Längsschnitt,

Fig. 2 Querschnitt A-B zu Fig. 1,

Fig. 3 Draufsicht auf den Stützisolator,

Fig. 4 Einzelheit der Befestigung des Stützisolators nach Schnitt E-F,

Fig. 5 Einbau der Stützisolatoren in einen Lastschalter,

Fig. 6 Befestigung eines Anschlußstückes des Lastschalters an den Stützisolator und Anschluß einer Ableitung, Schnitt G-H zur Fig. 7,

Fig. 7 Befestigung eines Anschlußstücks des Lastschalters an den Stützisolator und

Fig. 8 Schnitt J-K zu Fig. 7.

Den Fig. 1, 2 und 3 ist zu entnehmen, daß der erfindungsgemäße Stützisolator ein quer zu den Ebenen der drei Phasen verlaufender gestreckter Hohlkörper ist, der von zwei Seitenwänden 4 und 5 begrenzt und an den Stirnseiten durch die beiden Stirnwände 2 und 3 abgeschlossen ist. Nach oben, gegen den Anschluß der hochspannungsseitigen Bauteile der Schaltanlage, ist die Deckwand 6 angeordnet, aus der drei Deckflächen 7 herausragen, auf denen in der Schaltanlage aktive Teile montiert werden. An den Stirnwänden befinden sich die Außenflächen 8, in denen Bohrungen 9a für die Befestigung an Rahmenteilen der Schaltanlage vorgesehen sind. In den im vorliegendem Fall kreisrunden Deckflächen 7 sind jeweils drei Bohrungen 9b vorgesehen, die die Deckwand durchstoßen und in der Gegenfläche 17 münden. Letztere ist ebenfalls kreisrund und von einem Rand 14 umgeben, der die Gegenfläche 17 zumindest an Teilen des Umfangs umgibt.

Der erfindungsgemäße Stützisolator kann in geeigneten Formeinrichtungen als Gießteil oder als Preß-oder Spritzpreßteil hergestellt werden. Als Werkstoffe kommen vorzugsweise geeignet aufbereitetes Epoxidharz, duroplastische Preßmassen oder thermoplastische Isolierstoffe wie thermoplastisches Polyesterharz oder Polyamid in Frage.

Zur Befestigung des Stützisolators 1 mit dem Rahmen 20 sind nach Fig. 4 an den Stirnwänden 2 und 3 in Höhe der Außenfläche 8 Metallplatten 11 vorgesehen. Zu deren Vormontage ist in der Symmetrieachse der Stirnwände 2 und 3 gemäß Fig. 4 je ein Halteteil 12 mit einer Nase 13 eingeformt. Die mit zu den Bohrungen 9a korrespondierenden Gewindelöchern versehene Platte 11 wird in der Vormontage von unten her in den Raum hinter der Anschlußfläche 8 eingeführt. Dazu ist das Halteteil 12 mit einer Schrägfläche 19 versehen, die beim Einführen der Platte 11 zur Seite gedrückt wird. Nach Erreichen der eingeschobenen Position schnappt das Halteteil 12 in seine ursprüngliche Lage und der Zahn 13 verhindert nun ein Herausfallen der Platte 11.

Aus der Fig. 3 ist zu erkennen daß die drei Bohrungen 9b einer jeden Deckfläche 7 im Dreieck angeordnet sind. Dabei dienen nach den Fig. 6, 7 und 8 zwei der Bohrungen 9b zur Fixierung und Befestigung eines aktiven Teiles, z. B. eines Anschlußstücks 21. Dieses Anschlußstück 21 hat in Höhe der äußeren Bohrungen 9b Führungswarzen 15, die die Lage des Anschlußstücks 21 auf der jeweiligen Deckfläche 7 sichern und von denen zumindestens eine Bohrung 9b auch noch zum Durchtritt einer Schraube 18a eingesetzt werden kann. Diese Schraube befestigt das Anschlußstück 21 an der Gegenplatte 16, die gegen seitliche Verschiebung an der Gegenfläche 17 mittels des umlaufenden Randes 14 gesichert ist. Nach Anbringen der Schraube 18a ist das Anschlußstück 21 jeweils auf dem Stützisolator 1 eindeutig fixiert. Nach dem Zusammenbau des gesamten Schaltgerätes, beispielsweise in Fig. 5, und Einbau desselben in eine gasisolierte Schaltanlage ist nun die Anbringung einer Anschlußschiene 22 mittels der Schraube 18b unter Verwendung der schon fixierten Gegenplatte 16 an das Anschlußstück 21 möglich. Dabei ist für den Monteur kein Eingriff innerhalb des Isolators erforderlich.

Fig. 5 zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Stützisolatoren 1 in einem für den Einbau in gasisolierte Schaltanlagen vorgesehenen dreipoligen Lastschalter. In der schon beschriebenen Weise sind dabei die drei Anschlußstücke 21 auf dem oberen Isolator 1 vormontiert, während der untere Isolator mit Drehpunktkontakten 23 versehen ist. Dabei wird vor dem Zusammenbau jeder Drehpunktkontakt 23 mittels einer aus dem Inneren des Stützisolators heraus wirkenden Schraube 18c fixiert. Die dabei eingesetzte Gegenplatte 16 ist wiederum mittels des Randes 14 drehgesichert und hat im vorliegendem Fall keine Gewindebohrungen, sondern ein Durchgangsloch für die Schraube 18c. Aufgrund des Aufbaues des Lastschalters ist es hier möglich, durch den hohlen Isolator an den Kopf der Schraube 18c heranzukommen und im zusammengebauten Zustand des Schalters eine Ausrichtung der drei Drehpunktkontakte 23 vorzunehmen. Die Befestigung der beiden Stützisolatoren 10 erfolgt wie aus den Einzelheiten in Fig. 4 ersichtlich, lediglich an entsprechend vorbereiteten seitlichen Wänden des Rahmens 20. Die dort angebrachten Blechwände sind so wenig biegesteif, daß geringfügige Unterschiede in der Breite des Stützisolators 1 und des Rahmens 20 durch eine leichte Verformung des Rahmens 20 ausgeglichen werden kann. Die Schrauben 18d, zwei Stück auf jeder Seite eines Stützisolators 1, verleihen den Stützisolatoren und den darauf aufgebauten Strombahnen des Lastschalters einen ausreichenden Halt und sichern deren Formstabilität auch im Kurzschlußfall.

Die erfindungsgemäßen Stützisolatoren 1 können selbstverständlich auch an anderen Stellen der Schaltanlage, z. B. als Sammelschienenträger oder in etwas abgewandelter Form als Träger von Kabelsteckkontakten eingesetzt werden.

Beim Zusammenbau eines Lastschalters entsprechend Fig. 5 ist folgende Arbeitsfolge vorgesehen:

• 1. Vorbereitung der Stützisolatoren 1 durch Einlegen der Platten 11 an den Stirnwänden 2 und 3,
• 2. Anbringung der drei Anschlußstücke 21 auf dem ersten Isolator lund der Drehpunktekontakte 23 auf dem zweiten Isolator 1,
• 3. Befestigen der vormontierten Stützisolatoren 1 mit dem Rahmen 20 mittels der Schrauben 18d, wobei der Rahmen 20 vorher mit dem Antrieb des Lastschalters zusammengebaut wurde,
• 4. Aufbau der Strombahnen des Lastschalters und Funktionsprüfung; dabei Ausrichten der Drehpunktkontakte 23 durch Lockern und wieder Festziehen der Schrauben 18c,
• 5. Einbau des vorgeprüften Lastschalters in eine Schaltanlage und Anschluß der Ableitungsschienen 22.

Aufgrund der Dielektrizitätskonstanten des Isoliergases und des für die Stützisolatoren verwendeten Isolierstoffes kann es auch vor allen Dingen bei größeren Nennspannungen erforderlich sein, den Stützisolator innen und außen mit einer oder mehreren Rippen zu versehen, die so ausgerichtet sind, daß die elektrische Feldstärke zwischen den Leitern der drei Phasen herabgesetzt wird.

Claims (16)

1. Stützisolator für in gasisolierten Schaltanlagen eingesetzte Betriebsmittel, der als ein mehrpoliger, insbesondere dreipoliger, aus Isolierstoff geformter Körper hergestellt ist und bei dem am hochspannungsseitigen Abschluß Mittel zur phasenweisen Anbringung von aktiven Teilen der Leitungsführung sowie Vorkehrungen zur Befestigung des Isolators an geerdeten Teilen der Schaltanlage vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützisolator (1) als durchgehender Hohlkörper ausgebildet ist, der an den zwei Schmalseiten von mit Vorkehrungen für die Befestigung innerhalb der Schaltanlage versehenen Stirnwänden (2, 3), an den Längsseiten von Seitenwänden (4, 5) und von einer Deckwand (6) begrenzt ist, aus der pro Phase eine Deckfläche (7) hervortritt, welcher im Inneren eine Gegenfläche (17) gegenübersteht, wobei lediglich die Ausbildung der Flächen (7, 17) in Verbindung mit der Gestaltung eines anzuschließenden aktiven Teils dessen lagerichtigen Anbau am Stützisolator (1) ermöglicht.

2. Stützisolator nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwände (2, 3) je eine zueinander paralle Außenfläche (8), die mit wenigstens einer Bohrung (9a) durchsetzt ist, aufweisen.

3. Stützisolator nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stirnwand (2, 3) durch eine Platte (11) hinterlegt ist, die zu den Bohrungen (9a) korrespondierende Gewindelöcher (10a) aufweist.

4. Stützisolator nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (11) durch geeignet ausgebildete Innenkonturen der Stirnwand (2, 3) lagerichtig fixiert und gesichert ist.

5. Stützisolator nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Innenseite der Stirnwand (2, 3) angeformtes Halteteil (12) mit einer Nase (13) gegenüber der von der offenen Seite des Hohlkörpers eingeführten Platte (11) bei deren Einbau elastisch ausweicht und in deren Endlage die Platte (11) in ihrer Endlage sichert.

6. Stützisolator nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Stirnwand (2,3) zwei Bohrungen (9a) vorgesehen sind in deren Zwischenraum sich das Halteteil (12) befindet.

7. Stützisolator nach einem der Patentansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Deckfläche (7) von mehreren, vorzugsweise drei Bohrungen (9b) durchdrungen ist, die zur Lagesicherung eines aktiven Teils und zu dessen Befestigung dienen.

8. Stützisolator nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckfläche (7) an der Innenseite des Hohlkörpers eine etwa gleichgroße Gegenfläche (17) gegenübersteht, aus der die Bohrungen (9b) austreten und die von einem vorzugsweise kreisrunden Rand (14) eingeschlossen ist.

9. Stützisolator nach Patentanspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung eines Anschlußstückes (21) eines Schaltgerätes dessen vorstehende Führungwarzen (15) vorzugsweise durch zwei der Bohrungen (9b) geführt sind und die durch wenigstens einer dieser Bohrungen (9b) mit einer durch den Rand (14) zentrierten Gegenplatte (16) verschraubt sind.

10. Stützisolator nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf der zur Verschraubung eingesetzten Schraube (18a) im aktiven Teil (21) versenkt ist und daß eine Anschlußschiene (22) mittels einer weiteren Schraube (18b) an der Gegenplatte (16) befestigt ist.

11. Stützisolator nach Patentanspruch 1 oder einem der nachfolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Deckwand (6) und den Seitenwänden (4, 5) auf der Außenseite und/oder auf der Innenseite Rippen zur Verlängerung des Kriechwegs angeordnet sind.

12. Stützisolator nach Patentanspruch 1 oder einem der nachfolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zu dessen Herstellung ein Gieß-, Spritzgieß oder Preßverfahren angewendet ist.

13. Stützisolator nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützisolator (1) aus Gießharz besteht.

14. Stützisolator nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützisolator aus einem hoch beanspruchbaren Thermoplast besteht.

15. Dreipoliger Lastschalter für den Einbau in gasisolierte Schaltanlagen mit zwei Stützisolatoren nach Patentanspruch 1 oder einem der nachfolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stützisolatoren (1) mit Teilen des den Schalterantrieb aufnehmenden Rahmens (20) verschraubt sind, nachdem an dem ersten Stützisolator (1) vormontierte Anschlußstücke (21) und an den zweiten Stützisolator (1) vormontierte Drehpunktkontakte (23) befestigt sind.

16. Verfahren zum Einbau von Stützisolatoren nach Patentanspruch 15 in einen dreipoligen Lastschalter, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:.

• a) jeder Stützisolator (1) ist an den Stirnwänden (2,3) mit einer Platte (11) versehen,
• b) auf jeder Deckfläche (7) des ersten Stützisolators (1) ist mittels einer Schraube (18a) und einer Gegenplatte (16) jeweils ein durch Führungswarzen (15) lagegesichertes Anschlußstück (21) verschraubt,
• c) auf jeder Deckfläche (7) des zweiten Stützisolators (1) ist mittels einer Schraube (18c) und einer Gegenplatte (16) jeweils ein durch Führungswarzen (15) lagegesicherter Drehpunktkontakt (23) geschraubt,
• d) die beiden vorbereiteten Stützisolatoren (1) sind mittels Schrauben (18d) stirnseitig an die Seitenfläche des Rahmens (20) befestigt, und
• e) nach Vervollständigung des Lastschalters und dessen Einbau in die gasisolierte Schaltanlage erfolgt am Stützisolator (1) die Verschraubung der Anschlußschienen (22) mittels der Schrauben (18b).