[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Spannungsversorgung einer Anzeigevorrichtung,
und zwar für die Anzeige einer anliegenden Netzspannung bei einer Mittelspannungs-Schaltanlage,
wobei ein im Isolierstoffmaterial eines Tragorgans für eine Netzleitung oder ein
in der Isolierstoffkapselung einer Netzleitung der Schaltanlage eingeformtes, von
der Netzleitung in einem definierten Abstand gelegenes kapazitives Teilerelement Verwendung
findet, welches die Anzeigevorrichtung mit einer hinreichenden Betriebsspannung speist.
Unter dem Begriff "Tragorgan" werden hierbei in erster Linie Stützer oder Durchführungsisolatoren
verstanden, welche der Abstützung oder der Durchführung von Netzleitungen, d. h. in
erster Linie von Stromschienen, dienen. Mit dem Begriff "Mittelspannungs-Schaltanlage"
sind Schalt- und Verteileranlagen mit einer Netzspannung oberhalb von 6 kV angesprochen,
insbesondere Anlagen mit einer Netzspannung im Spannungsbereich von 12 kV bis 36
kV.
[0002] Handhabungen im Inneren von Schaltfeldern der genannten Schaltanlagen sind sehr gefährlich,
so lange Anlagenteile unter einer Netzspannung der eben genannten Größenordnung
stehen. Es bestehen deshalb streng zu beachtende Vorschriften, nach denen Schaltfelder
der genannten Anlagen freizuschalten sind, um in ihrem Inneren notwendige Handhabungen
vornehmen zu können. Für die Feststellung der Spannungsfreiheit gibt es im Prinzip
mehrere Möglichkeiten, so z. B. die Anordnung von induktiven oder kapazitiven Spannungswandlern,
die also gesonderte Baueinheiten darstellen. Derartige Baugruppen sind nicht nur kostspielig,
sondern sie bedürfen auch eines entsprechenden Unterbringungsraumes.
[0003] Zur Vermeidung dieser Nachteile ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, die benötigten
Vorrichtungen zur Anzeige des Spannungszustandes innerhalb eines Schaltfeldes bzw.
einer Schaltanlage mit einem Stützisolator zu kombinieren (DE-OS 31 21 795). Dieser
bekannte Stützisolator ist mit Hohlräumen ausgestattet, innerhalb derer ein kapazitiver
Spannungsteiler angeordnet ist. Dieser kapazitive Spannungsteiler ist mit einer elektronischen
Schaltung kombiniert, welche ihrerseits einen Meßverstärker enthält, allerdings auch
einer gesonderten Stromquelle für eine Hilfsspannung zum Betreiben des Meßverstärkers
bedarf. Nachteilig hierbei ist es, daß beim Ausfall der Hilfsspannung die Spannungsanzeige
für den Spannungszustand der Netzspannung ebenfalls aus fällt. Es müssen also gesonderte
Maßnahmen getroffen werden, um das Vorhandensein der Hilfsspannung überprüfen zu
können. Als weiterer Nachteil bei dieser vorgeschlagenen Konstruktion ist die Beeinträchtigung
der Umbruchfestigkeit beispielsweise eines Stützers zu nennen, der also durch die
besagten Hohlräume bezüglich seiner Festigkeit geschwächt ist und deshalb von vornherein
in seiner Dimension zu vergrößern ist.
[0004] Ein anderer bekannter Stützisolator stellt sich zur Aufgabe, den erstgenannten Nachteil
des zuvor erwähnten Stützisolators zu vermeiden (DE-OS 33 29 748). Für diesen Stützisolator
wird vorgeschlagen, eine Teilerkapazität aus einem zylindrischen Metallgitter zu
bilden, welches mit einer der Befestigungsarmaturen des Stützisolators leitend verbunden
ist, und außerdem ein in dieses Metallgitter hineinragendes oder statt dessen ein
dieses Metallgitter konzentrisch umgebendes weiteres metallisches Teil vorzusehen,
welches dann mit der anderen Befestigungsarmatur leitend verbunden ist. Auch das
eben genannte andere metallische Teil kann hierbei als zylindrisches Metallgitter
ausgebildet sein. Eine derartige Ausführung erfordert ebenfalls ein vergleichsweise
großes Durchmessermaß für den Stützisolator, wenn man eine dielektrisch kritische
Situation vermeiden will. Nachteilig ist auch die Tatsache, daß die erdpotentialseitige
Befestigungsarmatur nicht unmittelbar geerdet werden kann, sondern statt dessen mit
Anschlußstellen für ein Spannungsanzeigegerät sowie für eine Sekundärkapazität ausgestattet
sein muß. Es ist also eine spezielle und dementsprechend auch aufwendige erdpotentialseitige
Befestigung für diesen bekannten Stützisolator vorzusehen.
[0005] Bei dem zuletzt genannten, bekannten Stützisolator, ebenso aber auch bei anderen,
inzwischen bekannt gewordenen Vorrichtungen vergleichbarer Art (z. B. DE-OS 36 10
742) finden aus Metall bestehende Spannungsteilerelemente Verwendung, welche ringsum
vom Isolierstoffmaterial des aufnehmenden Organs (Stützer oder dgl.) vollständig
umschlossen sind. Hierdurch wird die Umbruchfestigkeit der einzelnen Tragorgane zwar
verbessert gegenüber solchen Organen mit größeren Hohlräumen, es besteht jedoch die
Gefahr, daß andere nachteilige Erscheinungen auftreten. Das Material der aus Metallen
bestehenden Teilerelemente weist nämlich in aller Regel deutlich andere Ausdehnungskoeffizienten
auf als das Isolierstoffmaterial der einzelnen Tragorgane, so daß es bei starken Temperaturschwankungen,
denen solche Tragorgane ausgesetzt sein können, zu Beschädigungen der Teilerelemente
oder auch zu Ablösungen der Teilerelemente vom angrenzenden Isolierstoffmaterial
kommen kann, was in beiden Fällen zu Beeinträchtigungen der schlußendlich benötigten
Meßwerte oder der erwarteten Anzeigefunktionen führen kann. Aus elektrischer Sicht
kann es dann beispielsweise zu gewissen Koronaentladungen kommen bzw. an Bruchstellen
von Teilerelementen (beispielsweise solchen aus einem Drahgeflecht) zu hohen elektrischen
Feldstärkeausbildungen innerhalb des Materials der einzelnen Tragorgane, was in ungünstigen
Fällen einen Langzeitdurchschlag zur Folge haben kann. Damit einher können aber
auch mechanische Beschädigungen des Isolierstoffmaterials im Inneren der Tragorgane
auftreten, beispielsweise Spannungsrisse und vorzeitige Alterungserscheinungen,
deren Folgen durchaus große Ausmaße annehmen können.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei Vorrichtungen der geschilderten Art
und Bestimmung die genannten Nachteile und die nach einer längeren Betriebsdauer
möglicherweise auftretenden Schwierigkeiten von vornherein zu vermeiden, ohne auf
die Vorteile, die durch die erläuterten Vorrichtungen erzielbar sind, verzichten zu
müssen. Es soll also, mit anderen Worten gesagt, eine Anordnung zur Spannungsversorgung
einer Anzeigevorrichtung für die Anzeige einer anliegenden Netzspannung bei einer
Mittelspannungs-Schaltanlage angegeben werden, bei welcher ein im Isolierstoffmaterial
eines Tragorgans für eine Netzleitung oder bei welcher ein in der Isolierstoffkapselung
einer Netzleitung der Schaltanlage eingeformtes, von der Netzleitung in einem definierten
Abstand gelegenes kapazitives Teilerelement Verwendung findet, welches die Anzeigevorrichtung
mit einer hinreichenden Betriebsspannung zu speisen vermag, bei welcher jedoch die
unter Umständen zu befürchtenden, oben eingehend geschilderten Störungen und Beschädigungen
vermieden werden.
[0007] Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Vorschlag erzielt, das kapazitive
Teilerelement in Gestalt einer Elektrode aus einem halbleitenden Kunststoffmaterial
mit einem Ausdehnungskoeffizienten gleich oder wenigstens angenähert gleich demjenigen
des Isolierstoffmaterials des Tragorgans bzw. der Isolierstoffkapselung auszubilden,
und von dieser Elektrode wenigstens eine als Spannungsabgriff bzw. als zu kontaktierende
Anschlußarmatur dienende Anformung ausgehen zu lassen, die aus dem umhüllenden Isolierstoffmaterial
herausgeführt wird und zugleich eine Stütze oder Halterung für die Elektrode während
des Herstellvorganges des Tragorgans bildet. Diese Anformung ist, um es nocheinmal
klar zum Ausdruck zu bringen, Formbestandteil der Elektrode. Durch die Verwendung
einer derartigen Elektrode sind die sonst zu befürchtenden Dehnungsverformungen oder
dielektrisch ungünstigen Drahtgeflechtverbindungen sowie daraus resultierende Beschädigungen
und Spannungsrisse praktisch ausgeschlossen, auch dann, wenn die Ausdehnungskoeffizienten
der verwendeten Materialien noch geringfügig voneinander abweichen. Im letzteren Falle
können die verbleibenden Dehnungsunterschiede von den Materialien unmittelbar aufgefangen
werden, ohne daß es zu Beschädigungen oder Rißbildungen kommt.
[0008] Eine diese Aufgabenlösung konkretisierende Angabe ist in dem Vorschlag zu sehen,
als halbleitendes Kunststoffmaterial Polypropylen zu verwenden, beispielsweise einen
sogenannten "PP 5-Kunststoff". Dieser Kunststoff weist eine sehr hohe Festigkeit auf
und wirkt als eine Art Armierung innerhalb des umschließenden Isolierstoffmaterials
(z. B. Gießharz) des Tragorgans, wodurch dessen Umbruchfestigkeit bzw. mechanische
Belastbarkeit durchaus erhöht wird. Als Alternative hierzu, und zwar für Bedarfsfälle,
bei denen auf eine hohe mechanische Fertigkeit des Tragorgans weniger Wert gelegt
wird, ist der Vorschlag zu sehen, als halbleitendes Kunststoffmaterial ein leitfähiges
Polyamid-Material zu verwenden. Derartige halbleitende Kunststoffmaterialien sind
- jedenfalls bei geeigneter Abstimmung der Materialeigenschaften aufeinander - in
der Lage, den gestellten Anforderungen sowohl bezüglich ihrer Leitfähigkeit als auch
hinsichtlich ihrer Ausdehnungskoeffizienten voll zu genügen.
[0009] Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist in dem Vorschlag zu sehen,
das kapazitive Teilerelement als eine die Netzleitung in einem Abstand umgebende
Ringelektrode mit wenigstens einer seitlich abgekröpf ten, über den Außendurchmesser
der Ringelektrode hinausragenden Anformung für einen Spannungsabgriff bzw. für einen
Kontaktanschluß auszubilden. Eine derartige Ringelektrode kann sowohl bei einer Isolierstoffkapselung
als auch bei einem Durchführungsorgan Verwendung finden, und darüber hinaus bei speziellen
Gegebenheiten sogar bei einem Stützer. Hierbei kann es sowohl aus dielektrischer
Sicht als auch aus gießtechnischen Gründen zweckmäßig sein, dem als Ringelektrode
ausgebildeten kapazitiven Teilerelement eine etwa H-förmige und somit dreischenkelige
Querschnittskontur zu verleihen, wobei der Verbindungsschenkel der dreischenkeligen
Kontur in Richtung der Ringebene verläuft und wobei weiterhin der an den Verbindungsschenkel
angrenzende, im Ringinneren verlaufende Schenkel der Querschnittskontur kürzer ausgebildet
sein kann, als der das Ringäußere bildende Schenkel. Einem Ausgestaltungsvorschlag
zufolge kann es auch zweckmäßig sein, in demjenigen Bereich der Ringelektrode, welcher
im Querschnittsprofil den mittleren Verbindungsschenkel bildet, mehrere, auf dem
Umfang etwa gleichmäßig verteilte Durchtrittsöffnungen anzuordnen, deren Längsachsen
parallel zur zentralen Ringachse verlaufen. Hierdurch ist die Gefahr weitgehend vermieden,
daß sich beim Herstellungsvorgang des Tragorgans, in welchem die Ringelektrode eingebettet
ist, im Bereich dieser Ringelektrode Lunker bzw. Luftblasen bilden, was der Funktion
des kapazitiven Teilerelementes abträglich sein kann.
[0010] Eine alternative Ausgestaltungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Teilerelementes
ist in dem Vorschlag zu sehen, dieses kapazitive Teilerelement als zylindrische Mantelelektrode
auszubilden, welche im Isolierstoffmaterial eines Tragorgans eingebettet ist und
wenigstens ei ne als Spannungsabgriff und zugleich als Stütze bzw. Halterung während
des Herstellungsvorganges des Tragorgans dienende Anformung aufweist, die aus dem
Isolierstoffmaterial des Tragorgans herausgeführt ist. Dieses als zylindrische Mantelelektrode
ausgebildete kapazitive Teilerelement kann - gemäß einem speziellen Vorschlag - beispielsweise
im Isolierstoffmaterial eines Stützers eingebettet sein, hierin einen Endbereich einer
mit der Netzspannung verbundenen Befestigungsarmatur umgeben und wenigstens eine als
Spannungsabgriff dienende Anformung aufweisen, die am mit dem Erdpotential verbundenen
Ende des Stützers aus dessen Isolierstoffmaterial herausgeführt ist. Ein derartiges
Teilerelement ist großflächig und weist dementsprechend eine hohe Ladekapazität auf,
vermeidet aber die eingangs genannten Schwierigkeiten, die bei der Verwendung einer
metallischen Mantelelektrode auftreten können.
[0011] Eine weitere Alternative für die Gestaltung und Anordnung eines kapazitiven Teilerelementes
ist in dem Vorschlag zu sehen, dieses Teilerelement als etwa kalottenförmige Topfelektrode
auszubilden, welche im Isolierstoffmaterial eines Stützers eingebettet ist, einen
halbkugelig ausgebildeten Endbereich einer mit dem Netzpotential verbundenen Befestigungsarmatur
in einem geeigneten Abstand wenigstens teilweise umgibt und welche mit mindestens
einer Trägerstelze ausgestattet ist, die dem erdpotentialseitigen Ende des Stützers
zugekehrt und aus diesem herausgeführt ist und die, außer der Halterung des Teilerelementes
beim Herstellungsprozeß des Stützers, gleichzeitig auch dem Spannungsabgriff vom Teilerelement
dient. Anstatt einer derartigen Anordnung kann auch vorgesehen werden, daß eine solche
kalottenförmige Topfelektrode einen vorzugsweise halbkugelig ausgebildeten Endbereich
einer mit dem Erdpotential verbundenen Befestigungsarmatur eines Stützers in einem
geeigneten Abstand wenigstens teilweise umgibt und welche ebenfalls mit mindestens
einer Trägerstelze ausgestattet ist, wie dieses eben erläutert worden ist.
[0012] Einem weiteren, vorteilhaften Ausgestaltungsvorschlag zufolge ist es auch möglich,
eine Kombination zweier kalottenförmiger Topfelektroden vorzusehen, nämlich derjenigen
Topfelektrode, die eine mit dem Erdpotential verbundene Befestigungsarmatur in einem
Abstand umgibt, eine zweite Topfelektrode gegenüberzustellen, die eine mit dem Netzpotential
verbundene Befestigungsarmatur - wenigstens teilweise - umgibt und die mit dieser
leitend verbunden ist. Hierbei sollen die beiden einander gegenüberliegenden Topfelektroden
mit ihren konvexen Flächen zueinandergerichtetsein. Bei einer solchen Konstruktion
sollten
beide Topfelektroden aus einem halbleitenden Kunststoffmaterial bestehen, womit auch bei
dieser Anordnung das Ziel erreicht wäre, metallische Teilerelemente im Inneren eines
Isolierstoffmaterials zu vermeiden.
[0013] Die letztgenannten Vorschläge werden durch eine vorteilhafte Anregung ergänzt, nämlich
die Flächen der etwa kalottenförmigen Topfelektroden, bzw. der zylindrischen Mantelelektrode
mit siebartig angeordneten Durchtrittsöffnungen zu versehen. Hierdurch wird, ähnlich,
wie dieses bereits im Zusammenhang mit der vorgeschlagenen Ringelektrode erläutert
worden ist, vermieden, daß sich beim Herstellungsprozeß des jeweiligen Tragorgans
Lufteinschlüsse bilden.
[0014] Ein vorteilhafter Vorschlag ist schließlich in der Anregung zu sehen, an den aus
dem Isolierstoffmaterial des Tragorgans austretenden Endbereichen der als Spannungsabgriff
dienenden Anformungen jeweils eine metallische, mit einem Innengewinde versehene Schraubanschlußbuchse
einzuformen oder vermittels eines selbstschneidenden Außengewindes einzuschrauben.
Auf diese Weise wird eine gute und wiederholt benützbare Klemmstelle für einen Spannungsabgriff
geschaffen.
[0015] Anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen und der nachfolgenden
Erläuterung hierzu sollen der Erfindungsgedanke und seine vorteilhaften, unterschiedlichen
Gestaltungsmöglichkeiten noch einmal erläutert und verdeutlicht werden.
[0016] Es zeigt:
Figur 1 eine Unteransicht auf eine Ringelektrode,
Figur 2 einen Mittelschnitt durch die in Figur 1 veranschaulichte Ringelektrode,
Figur 3 einen Längsschnitt durch einen Durchführungsisolator mit einer in dessen
Isolierstoffmaterial eingebetteten Ringelektrode gemäß den Figuren 1 und 2,
Figur 4 einen Längsschnitt durch einen Stützer mit einer in dessen Isolierstoffmaterial
eingebetteten Mantelelektrode,
Figur 5 einen Längsschnitt durch einen weiteren Stützer mit einer in dessen Isolierstoffmaterial
eingebetteten Topfelektrode und
Figur 6 einen Längsschnitt durch einen dritten Stützer mit einem in dessen Isolierstoffmaterial
eingebetteten Paar von Topfelektroden.
[0017] Die
Figur 1 veranschaulicht in einer Unteransicht eine Ringelektrode 10 mit einer - wie bereits
ihre Bezeichnung zum Ausdruck bringt - im wesentlichen kreisförmigen bzw. ringförmigen
Gestalt. In der Darstellung nach rechts weisend, sind zwei Anformungen 11 und 12 erkennbar,
die vom Ringkörper 13 ausgehen und kurz vor ihren freien Enden mittels eines angeformten
Verbindungssteges 14 noch einmal miteinander verbunden sind. Erkennbar in dieser
Figur 1 ist weiterhin, daß im Ringkörper 13 - hier gleichmäßig auf dem Umfang verteilt
- mehrere kleine Öffnungen 15 angebracht bwz. eingeformt sind, im dargestellten Ausführungsbeispiel
also insgesamt acht solcher Öffnungen 15. Die Bedeutung dieser Öffnungen 15 soll
nachfolgend noch erläutert werden. Wesentlich zu erwähnen ist es, daß diese Ringelektrode
10 aus einem halbleitenden Kunststoffmaterial besteht, welches einen Ausdehnungskoeffizienten
aufweist, der gleich oder wenigstens angenähert gleich demjenigen Isolierstoffmaterial
ist, welches für ein Tragorgan verwendet werden soll, in dem eine solche Ringelektrode
10 mit einzuformen ist. Eine derartige Ringelektrode 10 soll nämlich innerhalb dem
Isolierstoffmaterial eines Tragorgans, wie es in der Beschreibungseinleitung genauer
erläutert worden ist, angeordnet und eingebettet werden und hier als kapazitives
Teilerelement eine Funktion erfüllen. Als halbleitendes Kunststoffmaterial ist insbesondere
ein Polypropylen zu empfehlen, beispielsweise ein solches Material mit der Bezeichnung
"PP 5˝. Stattdessen kann aber auch ein leitfähiges Polyamid-Material für die Herstellung
einer solchen Ringelektrode verwandt werden.
[0018] Einen Schnitt durch die (bezogen auf die Figur 1) waagerechte Mittelachse der Ringelektrode
10 veranschaulicht die
Figur 2. Hierin ist erkennbar, daß die Anformungen 11 und 12 zur einen Seite des Ringkörpers
13 hin abgekröpft sind, wobei in dieser Darstellung in Figur 2 lediglich die Anformung
12 sowie - geschnitten - der Verbindungssteg 14 erkennbar sind; die infolge der Schnittdarstellung
nicht erkennbare Anformung 11 ist jedoch in gleicher Weise und in gleicher Richtung
abgekröpft. Diese Anformungen 11 und 12 dienen dem Spannungsabgriff der Ringelektrode
10, wobei eigentlich nur ein einziger Spannungsabgriff erforderlich ist. Das Vorhandensein
zweier Anformungen dient vordergründig der exakteren Lagefixierung der Ringelektrode
10 beim Herstellungsprozeß eines diese Ringelektrode 10 aufnehmenden Tragorgans.
Dennoch kann es beim Vorliegen spezieller Schaltungskonstellationen angebracht sein,
an beiden Anformungen 11 und 12 Anschlüsse für einen Spannungsabgriff anzuordnen.
[0019] Erkennbar in dieser Figur 2 ist weiterhin, daß die Querschnittskontur des Ringkörpers
13 etwa H-förmig ausgebildet ist und somit auch als eine dreischenkelige Kontur
angesprochen werden kann. Bezeichnend ist es, daß der im Ringinneren gelegene Schenkel
16 der Querschnittskontur in seinem Ausmaß kürzer ist als der das Ringäußere bildende
Schenkel 17 und im übrigen zum Ringinneren hin deutlich ausgebaucht ist. Die beiden
Schenkel 16 und 17, die sich in Richtung der Ringachse 18 erstrecken, sind (stets
bezogen auf die Querschnittskontur) mittels eines Verbindungsschenkels 19, welcher
in Richtung der Ringebene verläuft, miteinander verbunden. In diesem Verbindungsschenkel
19 sind die oben bereits erwähnten kleinen Öffnungen 15 angeordnet, die eine gießtechnische
Bewandnis haben. Es soll erreicht werden, daß die beiderseits des Ringkörpers 13 gebildeten
Furchen zwischen den Schenkeln 16 und 17 ringsum vom aufnehmenden Isolierstoffmaterial
desjenigen Tragorgans, in welchem die Ringelektrode 10 angeordnet werden soll, voll
ausgefüllt werden. Wie bereits oben erwähnt, sind auf dem Umfang des Ringkörpers 13
mehrere derartige Öffnungen 15 vorgesehen, um den erwünschten gießtechnischen Effekt
auch tatsächlich zu erzielen.
[0020] Ein Anwendungsbeispiel für eine Ringelektrode, wie sie den Figuren 1 und 2 zu entnehmen
ist, zeigt die
Figur 3. Diese Darstellung veranschaulicht einen Längsschnitt durch ein Tragorgan in Form
eines Durchführungsisolators 20. Derartige Durchführungsisolatoren sind im Prinzip
bekannt und sie dienen dazu, die Netzspannung von einem gekapselten Schaltfeld einer
Schaltanlage in ein benachbartes Schaltfeld weiterzuleiten, oder auch dazu, die Netzspannung
aus einem geschotteten Bereich eines Schaltfeldes in einen benachbarten Bereich innerhalb
des gleichen Schaltfeldes zu überführen. Der hier dargestellte Durchführungsisolator
20 besteht im wesentlichen aus einem Isolierstoffkörper 21 und aus einem diesen Isolierstoffkörper
21 durchragenden Netzleiter 22. Anstatt dieses fest mit dem Isolierstoffkörper 21
vergossenen Netzleiters 22 kann auch ein Hohlraum vorgesehen sein, durch welchen
eine Stromschiene - eng anliegend am umgebenden Isolierstoffkörper - durchführbar
ist. Charakteristisches Merkmal dieses Durchführungsisolators 20 ist es, daß in seinem
Isolierstoffkörper 21 eine Ringelektrode eingeformt ist, welche im vorliegenden
Falle genau derjenigen entspricht, die in den Figuren 1 und 2 - in vergrößtertem Maßstab
- gezeigt und auch hier mit der Ziffer 10 gekennzeichnet worden ist.
[0021] Erkennbar ist die von der Ringelektrode 10 ausgehende Anformung 12, die also als
Spannungsabgriff für eine Anzeigevorrichtung dient. Liegt nämlich am Netzleiter 22
eine Netzspannung im eingangs der Beschreibung angedeuteten Spannungsspektrum an,
so wird die als kapazitives Teilerelement funktionierende Ringelektrode 10 mit einer
Ladung beaufschlagt, die der erwähnten (hier nicht dargestellten) Anzeigevorrichtung
zugeführt wird und das Vorhandensein einer Netzspannung am Netzleiter 22 anzeigt,
beispielsweise durch ein Blinksignal. Nicht unerwähnt bleibe, daß der Isolierstoffkörper
21 im Bereich der austretenden Anformungen 11 und 12 (infolge der Schnittdarstellung
ist nur die Anformung 12 sichtbar) eine schirmartig vorspringende Ausformung 23 aufweist,
die eine Vergrößerung der sogenannten Schlagweite bewirkt und zugleich einen gewissen
mechanischen Schutz für die Anschlußstellen an den Anformungen 11 bzw. 12 bietet.
[0022] Die
Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Stützer für eine Mittelspannungsschaltanlage.
Derartige Stützer haben, im Gegensatz zu den Durchführungen, keinen durchgehenden
Netzleiter, sondern stattdessen in einem Isolierstoffkörper aufgenommene Befestigungsarmaturen,
von denen eine mit einem zu tragenden Netzleiter, beispielsweise mit einer Stromschiene,
verbunden ist, und die andere - in aller Regel - unmittelbar am Erdpotential anliegt.
Dementsprechend weist der in Figur 4 gezeigte Stützer 25 einen Isolierstoffkörper
26 auf, in welchem eine netzseitige Befestigungsarmatur 27 und eine erdpotentialseitige
Befestigungsarmatur 28 eingegossen und somit fest eingebettet sind. Am in der Darstellung
oberen Endbereich des Stützers 25 sind außerdem zwei Befestigungsbuchsen 29 erkennbar,
die gegen die netzseitige Befestigungsarmatur 27 durch das Material des Isolierstoffkörpers
26 isoliert sind und entweder einer zusätzlichen Befestigung des Stützers 25 dienen
oder einer zusätlichen Verankerung des (nicht gezeigten) Netzleiters bzw. einer entsprechenden
Stromschiene. Am entgegengesetzten, erdpotentialseitigen Ende des Stützers 25 sind
ebenfalls buchsenartige Elemente 30 und 31 erkennbar, die jedoch nicht der zusätzlichen
Befestigung des Stützers 25 dienen und auch nicht mit dem Erdpotential verbunden
sind, sondern vielmehr Formbestandteile einer Mantelelektrode 32 darstellen und dieser
als Spannungsabgriffe dienen. Diese Mantelelektrode 32, erfindungsgemäß aus einem
halbleitenden Kunststoffmaterial hergestellt, weist siebartig angeordnete Durchtrittsöffnungen
33 auf ihrer Mantelfläche auf und umgibt die im Isolierstoffkörper 26 endenden Bereiche
sowohl der netzseitigen Befestigungsarmatur 27 als auch der erdpotentialseitigen
Befestigungsarmatur 28, und zwar in einem definierten Abstand. Diese Mantelelektrode
32 ist also fest im Material des Isolierstoffkörpers 26 eingebettet und mündet an
ihrem in der Darstellung nach unten gerichteten Ende in die eben erwähnten buchsenartigen
Elemente 30 und 31 ein, welch letztere aus dem Material des Isolierstoffkörpers austreten,
allerdings zurückgesetzt gegenüber der unteren, erdpotentialseitigen Stirnfläche 34
des Stützers 25.
[0023] Es sind auch - abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 - Abwandlungen der
lang ausgebildeten Mantelelektrode 32 realisierbar, dahingehend, daß eine kürzer
ausgebildete Mantelelektrode nur das Ende der netzseitigen Befestigungsarmatur 27
oder stattdessen nur das entgegengerichtete Ende der erdpotentialseitigen Befestigungsarmatur
28 umgibt. Im erstgenannten Abwandlungsfall können zwischen der eigentlichen Mantelelektrode
und den buchsenartigen Elementen 30 und 31 angeformte Verbindugsglieder in Gestalt
von Trägerstelzen vorgesehen sein. An einem der buchsenartigen Elemente 30 bzw. 31
erfolgt dann, wie auch immer die Mantelelektrode gestaltet ist, der Spannungsabgriff
von der als kapazitives Teilerelement fungierenden Mantelelektrode 32, um einer Anzeigevorrichtung
für die Anzeige einer anliegenden Netzspannung an der netzseitigen Befestigungsarmatur
27 zugeführt zu werden, also beispielsweise einer Blinkanzeige oder stattdessen Kontaktelementen
(z. B. an einer frontseitigen Tür des zugeordneten Schaltfeldes), an denen eine tragbare
Anzeigevorrichtung vorübergehend angeschlossen werden kann.
[0024] Nicht unerwähnt bleibe, daß die buchsenartigen Elemente 30 und 31 nicht allein dem
Spannungsabgriff von der Mantelelektrode 32 dienen, sondern auch eine wichtige Funktion
beim Herstellungsprozeß des Stützers 25 erfüllen. Die Mantelelektrode 32 muß nämlich
während des Gieß- bzw. Spritzvorganges zur Herstellung des Isolierstoffkörpers 26
in genau der erwünschte Lage gehalten, d. h. in einem entsprechenden Formwerkzeug
aufgenommen werden, weshalb auch vorgeschlagen wird, zwei oder gar mehrere buchsenartige
Elemente zu verwenden anstatt eines einzigen, welches für den Spannungsabgriff genügen
würde.
[0025] Auch die
Figur 5 veranschaulicht einen Längsschnitt durch einen Stützer, ähnlich demjenigen, wie
er soeben beschrieben wurde und wie er der Figur 4 zu entnehmen ist. Im Unterschied
zum zuvor erläuterten Stützer weist der in der Figur 5 veranschaulichte Stützer 36
an seinem netzseitigen Ende eine kürzere Befestigungsarmatur 37 auf, und außerdem
eine bis etwa zur Längsmitte des Stützers 36 hineingeführte erdpotentialseitige Befestigungsarmatur
38. Ein weiterer Unterschied zum vorher erläuterten Stützer 25 gemäß Figur 4 ist in
der Lage und Ausbildung eines kapazitiven Teilerelementes zu sehen. Das bei diesem
Stützer 36 vorgesehene kapazitive Teilerelement ist als etwa kalottenförmige Topfelektrode
39 ausgebildet, welche den halbkugelig ausgebildeten Endbereich der Befestigungsarmatur
37 in einem definierten Abstand teilweise umgibt und welche außerdem - soweit aus
der Darstellung entnehmbar - mit wenigstens zwei Trägerstelzen 40 und 41 ausgestattet
ist, die mit der Topfelektrode 39 ein gemeinsames Formteil bilden. Diese Trägerstelzen
40 und 41 münden auch bei diesem Ausführungsbeispiel in angeformte buchsenartige
Elemente 42 bzw. 43 ein, deren Funktion und Bedeutung beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel
bereits erläutert worden sind. Wie bereits angedeutet, können durchaus mehr als nur
die beiden erkennbaren Trägerstelzen 40 und 41 vorgesehen sein und nahe der buchsenartigen
Elemente 42 und 43 beispielsweise in ein gemeinsames, angeformtes Ringlement einmünden,
was aber der Figur 5 nicht zu entnehmen ist.
[0026] Nicht unerwähnt bleibe, daß auch diese Topfelektrode 39 mit siebartig angeordneten
Durchtrittsöffnungen 44 versehen ist, um eine fugenlose Einbettung der Topfelektrode
39 im Material des Isolierstoffkörpers 45 zu erzielen. Schließlich sind Befestigungsbuchsen
46 zu nennen, die denen (29) des Stützers 25 in Figur 4 gleichen und einer gleichen
Funktion dienen.
[0027] Schließlich zur
Figur 6, in welcher der Längsschnitt eines weiteren Stützers 47 abgebildet ist. Abgesehen
vom kapazitiven Teilerelement im Materialinneren eines Isolierstoffkörpers 48, gleicht
dieser Stützer 47 nahezu demjenigen (36), der in der Figur 5 gezeigt und soeben beschrieben
worden ist. Das hier vorgesehene kapazitive Teilerelement ist ebenfalls als etwa kalottenförmige
Topfelektrode 49 ausgebildet, welche nun aber das halbkugelig ausgebildete Ende einer
erdpotentialseitigen Befestigungsarmatur 50 teilweise umgibt, sodann übergeht in
eine zylindrische, dem erdpotentialseitigen Ende des Stützers zugekehrte Elektrodenform,
und schließlich auch hier wieder einmündet in buchsenartige Elemente 51 und 52. Diese
letzteren bilden einen Formbestandteil der Topfelektrode 49, und das gesamte Formgebilde
49, 51 und 52 besteht aus einem halbleitenden Kunststoffmaterial. Dieser Topfelektrode
49 liegt nun aber eine weitere Topfelektrode 53 gegenüber, welch letztere mit einem
Trägerbolzen 54 formmäßig ausgestattet ist. Dieser Trägerbolzen 54 ist kontaktierend
mit einer netzseitigen Befestigungsarmatur 55 verbunden. Auch diese Topfelektrode
53 besteht aus einem halbleitenden Kunststoffmaterial und bildet einen "Ladungsübertrager"
von der netzseitigen Befestigungsarmatur 55 zum kapazitiven Teilerelement bzw. zur
Topfelektrode 49. Am netzseitigen Ende des Stützers 47 sind auch hier wiederum Befestigungsbuchsen
56 vorgesehen, deren Bedeutung zuvor bereits erläutert worden ist.
[0028] Auch zu diesem Ausführungsbeispiel sei noch folgendes erläutert: Innerhalb ihres
zylindrischen Längsbereiches weist die die erdpotentialseitige Befestigunsarmatur
50 umgebende Topfelektroe 49 ringsum längsaxial verlaufende, schlitzartige Aussparungen
(sichtbar sind die Aus sparungen 57 und 58) zum leichten Durchtritt der Materialmasse
für den Isolierstoffkörper 48 auf, und im übrigen sind die kalottenförmigen Bereiche
beider Topfelektroden 49 und 53 auch wiederum mit siebartig angeordneten Durchtrittsöffnungen
59 bzw. 60 versehen, die letztlich dem gleichen und bereits erläuterten Zweck dienen
wie die eben genannten Aussparungen 57 und 58.
[0029] Wie eingangs der Beispielsbeschreibung bereits zum Ausdruck gebracht, sind in den
Zeichnungen lediglich Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens gezeigt. Mannigfache
Abwandlungen in der Formgebung der kapazitiven Teilerelemente sind denkbar und realisierbar,
ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Beispielsweise kann bei einem Stützer, wie
er der Figur 6 zu entnehmen ist, auf eine zweite Topfelektrode (53) auch verzichtet
werden, wenn die Abstandsverhältnisse einer solchen Anordung angepaßt werden und das
Leistungsnetz eine hohe Nennspannung führt.
1. Anordnung zur Spannungsversorgung einer Anzeigevorrichtung für die Anzeige einer
anliegenden Netzspannung bei einer Mittelspannungs-Schaltanlage, wobei ein im Isolierstoffmaterial
eines Tragorgans für eine Netzleitung oder ein in der Isolierstoffkapselung einer
Netzleitung der Schaltanlage eingeformtes, von der Netzleitung in einem definierten
Abstand gelegenes kapazitives Teilerelement Verwendung findet, welches die Anzeigevorrichtung
mit einer hinreichenden Betriebsspannung speist, dadurch gekennzeichnet, daß das kapazitive Teilerelement in Gestalt einer Elektrode (10, 23, 32, 39, 49)
aus einem halbleitenden Kunststoffmaterial mit einem Ausdehnungskoeffizienten gleich
oder wenigstens angenähert gleich demjenigen des Isolierstoffmaterials (21, 26, 45,
48) des Tragorgans (20, 25, 36, 47) bzw. der Isolierstoffkapselung ausgebildet ist,
und daß von dieser Elektrode wenigstens eine als Spannungsabgriff bzw. als zu kontaktierende
Anschlußarmatur dienende Anformung (11, 12; 24; 40, 41; 51, 52) ausgeht, die aus dem
umhüllenden Isolierstoffmaterial herausgeführt ist und zugleich eine Stütze (34,
35) oder Halterung für die Elektrode während des Herstellungsorgans des Tragorgans
bildet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als halbleitendes Kunststoffmaterial
Polypropylen Verwendung findet, beispielsweise ein sogenannter PP 5-Kunststoff.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als halbleitendes Kunststoffmaterial
ein leitfähiges Polyamid-Material Verwendung findet.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kapazitive
Teilerelement als eine die Netzleitung (22) in einem Abstand umgebende Ringelektrode
(23) mit wenigstens einer seitlich abgekröpften, über den Außendurchmesser der Ringelektrode
hinausragenden Anformung (24) für einen Spannungsabgriff bzw. für einen Kontaktanschluß
ausgebildet ist. (Figur 3)
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das als Ringelektrode (10)
ausgebildete kapazitive Teilerelement eine etwa H-förmige und somit dreischenkelige
Querschnittskontur aufweist, wobei der Verbindungsschenkel (19) der dreischenkeligen
Kontur in Richtung der Ringebene verläuft und wobei weiterhin der an den Verbindungsschenkel
angrenzende, im Ringinneren verlaufende Schenkel (16) kürzer ist als der das Ringäußere
bildende Schenkel (17) der Querschnittskontur. (Figuren 1 und 2)
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in demjenigen Bereich der
Ringelektrode (10), welcher im Querschnittsprofil den mittleren Verbindungsschenkel
(19) bildet, mehrere, auf dem Umfang etwa gleichmäßig verteilte Durchtrittsöffnungen
(15) angeordnet sind, deren Längsachsen parallel zur zentralen Ringachse (18) verlaufen.
(Figuren 1 und 2)
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kapazitive
Teilerelement als zylindrische Mantelelektrode (32) ausgebildet ist, welche im Isolierstoffmaterial
(26) eines Tragorgans (25) eingebettet ist und wenigstens eine als Spannungsabgriff
und zugleich als Formhilfe dienende Anformung (30, 31) aufweist, die aus dem Isolierstoffmaterial
des Tragorgans herausgeführt ist. (Figur 4)
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das als zylindrische Mantelelektrode
(32) ausgebildete und im Isolierstoffmaterial (26) eines Stützers (25) eingebettete
kapazitive Teilerelemente einen Endbereich einer mit der Netzspannung verbundenen
Befestigungsarmatur (27) umgibt, und daß die vom Teilerelement ausgehende, als Spannungsabgriff
dienende Anformung am mit dem Erdpotential verbundenen Ende des Stützers aus dessen
Isolierstoffmaterial herausgeführt ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kapazitive
Teilerelement als etwa kalottenförmige Topfelektrode (39) ausgebildet ist, welche
im Isolierstoffmaterial (45) eines Stützers (36) eingebettet ist, einen halbkugelig
ausgebildeten Endbereich einer mit dem Netzpotential verbundenen Befestigungsarmatur
(37) in einem geeigneten Abstand wenigstens teilweise umgibt und welche mit mindestens
zwei oder mehreren Trägerstelzen (40, 41) ausgestattet ist, die dem erdpotentialseitigen
Ende des Stützers zugekehrt und aus diesem herausgeführt sind und die, außer der Halterung
des Teilerelementes beim Herstellungsprozeß des Stützers, gleichzeitig auch dem Spannungsabgriff
vom Teilerelement dienen. (Figur 5)
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kapazitive
Teilerelement als etwa kalottenförmige, im Isolierstoffmaterial eines Stützers (47)
eingebettete Topfelektrode (49) ausgebildet ist, welche einen vorzugsweise halbkugelig
ausgebildeten Endbereich einer mit dem Erdpotential verbundenen Befestigungsarmatur
(50) in einem geeigneten Abstand wenigstens teilweise umgibt und welche mit einer
zylindrischen, mit schlitzförmigen Aussparungen (57, 58) versehenen Verlängerung
ausgestattet ist, die dem erdpotentialseitigen Ende des Stützers zugekehrt und aus
diesem wenigstens bereichsweise herausgeführt ist und die, außer der Halterung des
Teilerelementes beim Herstellungsprozeß des Stützers, gleichzeitig auch dem Spannungsabgriff
vom Teilerelement dient. (Figur 6)
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem etwa kalottenförmigen,
kapazitiven Teilerelement (49) eine ebenfalls etwa kalottenförmige, im Isolierstoffmaterial
(48) des Stützers (47) eingebettete weitere Topfelektrode (53) in einem Abstand gegenüberliegt,
welche eine mit dem Netzpotential verbundene, vorzugsweise halbkugelig endende Befestigungsarmatur
(55) wenigstens teilweise umgibt und mit dieser auch leitend verbunden ist, und daß
die beiden einander gegenüberliegenden Topfelektroden mit ihren konvexen Flächen
zueinander gerichtet sind. (Figur 6)
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dem kapazitiven Teilerelement
(49) gegenüberliegende zweite Topfelektrode (53), die mit dem Netzpotential verbunden
ist, ebenfalls aus einem halbleitenden Kunststoffmaterial besteht.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen
der etwa kalottenförmigen Topfelektroden (39; 49, 53) bzw. der zylindrischen Mantelelektrode
(32) gemäß den Ansprüchen 7 und 8 siebartig von Durchtrittsöffnungen (33; 44; 59,
60) durchsetzt sind.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an den
aus dem Isolierstoffmaterial (21, 26, 45, 48) des Tragorgans (20, 25, 36, 47) austretenden
Endbereichen der als Spannungsabgriff dienenden Anformungen (11, 12; 24; 40, 41, 51,
52) jeweils eine metallische, mit einem Innengewinde versehene Schraubanschlußbuchse
eingeformt oder vermittels eines selbstschneidenden Außengewindes eingeschraubt ist.