Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer Isolierstoffdüse

Abstract

 Bei einem Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer Isolierstoffdüse (3) soll an deren erstem, der Antriebsseite abgewandten Ende (6) ein im Schaltfall anzutreibendes Bauteil angekoppelt werden, das auf der der Antriebsseite gegenüberliegenden Seite der Trennstrecke angeordnet ist. Zu diesem Zweck weist die Isolierstoffdüse eine umlaufende Wulst (7) auf, über die ein erster Spannring (8) unter elastischer Verformung des Spannrings oder des Düsenendes geschoben werden kann. Danach wird ein zweiter Spannring (10) am Düsenende befestigt, der sowohl den ersten Spannring (8) als auch das Düsenende stützt und somit eine Entriegelung des ersten Spannrings (8) verhindert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem ersten und einem zweiten, einander koaxial gegenüberstehenden Lichtbogenkontaktstück, von denen wenigstens das erste durch einen Schalterantrieb im Zuge einer Schaltbewegung antreibbar ist und die im Ausschaltzustand durch eine Trennstrecke getrennt sind sowie mit einer hohlzylindrischen Isolierstoffdüse, die mit dem ersten Lichtbogenkontaktstück verbunden ist und der Beblasung eines gegebenenfalls zwischen den Lichtbogenkontaktstücken brennenden Lichtbogens mit einem Löschgas dient, und an die ein auf der dem Schalterantrieb gegenüberliegenden Seite der Trennstrecke angeordnetes, im Schaltfall anzutreibendes Bauteil angekoppelt ist.

[0002] Aus der FR 2 491 675 ist ein Hochspannungs-Leistungsschalter bekannt mit zwei einander koaxial gegenüberstehenden Lichtbogenkontaktstücken und mit einer Isolierstoffdüse, die mit einem antreibbaren Lichtbogenkontaktstück verbunden ist. Das andere Lichtbogenkontaktstück wird mittels eines Umlenkgetriebes durch ein Antriebselement angetrieben, das seinerseits mit dem Schalterantrieb verbunden ist und die Trennstrecke zwischen den Lichtbogenkontaktstücken überbrückt. Die Ankopplung des zweiten antreibbaren Lichtbogenkontaktstücks an den Schalterantrieb kann auch mittels der Isolierstoffdüse erfolgen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, an der Isolierstoffdüse selbst ein Übertragungselement zu befestigen. Dies ist schwierig, da die Isolierstoffdüse aus einem Kunststoff mit begrenzter Festigkeit besteht und den korrosiven Einflüssen des Lichtbogens bzw. heißer Löschgase ausgesetzt ist. Außerdem sind die zu übertragenden Kräfte im Schaltfall sehr groß, so daß die Ankopplung entsprechend mechanisch stabil sein muß.

[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungs-Leistungsschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine stabile Ankopplung eines anzutreibenden Bauteils an die Isolierstoffdüse erlaubt.

[0004] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Isolierstoffdüse an ihrem der Antriebsseite abgewandten ersten Ende eine an einer Mantelfläche angeordnete Wulst aufweist, hinter der ein von dem ersten Ende der Isolierstoffdüse her aufgeschobener erster Spannring unter vorübergehender radialer elastischer Verformung des ersten Spannrings und/oder des Düsenendes einschnappbar ist und daß ein zweiter Spannring vorgesehen ist, der den ersten Spannring und/oder das Düsenende zur Verhinderung der Entriegelung des ersten Spannrings stützt und daß das anzutreibende Bauteil an wenigstens einen der Spannringe ankoppelbar ist.

[0005] Durch erfindungsgemäße Konstruktion wird einerseits das Düsenende selbst gegen Verformung geschützt, andererseits wird die Ankopplung eines anzutreibenden Bauteils an die Isolierstoffdüse ermöglicht, ohne daß Bohrungen in die Düse eingebracht werden müssen, die die Stabilität des Düsenkörpers gegebenenfalls beeinträchtigen konnten. Da alle Bauteile vom ersten Ende der Isolierstoffdüse her aufgeschoben werden müssen, weil das andere Ende der Isolierstoffdüse einen größeren Durchmesser aufweist, muß eine elastische Verformbarkeit vorgesehen werden, die das Aufschieben des ersten Spannrings hinter die Wulst der Isolierstoffdüse erlaubt. Nachdem dieser Spannring aufgeschoben ist, wird der zweite Spannring aufgesetzt und gegebenenfalls mit dem ersten Spannring mittels Schrauben oder durch eine andere Befestigungungsart verbunden. Wenn die Wulst an der Außenseite der Isolierstoffdüse angeordnet ist, wird auch der erste Spannring außen auf die Düse aufgeschoben. Der erste Spannring wird hierzu entweder aufgeweitet und/oder das erste Ende der Düse wird radial zusammengedrückt. Dies wird durch radiale Schlitze am Düsenende ermöglicht. Danach wird der zweite Spannring aufgesetzt, der in diesem Fall das radial Zusammendrücken des Düsenendes oder das Aufweiten des ersten Spannrings verhindern muß. Zu diesem Zweck weist der zweite Spannring einen Stutzen auf, der entweder in das Innere des Düsenendes hineingesteckt oder in eine an der Stirnseite des Düsenkörpers umlaufende Nut eingeschoben wird. Der zweite Spannring verhindert, daß der erste Spannring über die Wulst geschoben und damit entriegelt werden kann.

[0006] Ist die Wulst an der Innenseite des Düsenkörpers, an der inneren Mantelfläche angeordnet, so kann der erste Spannring dadurch befestigt werden, daß die Düse an ihrem Ende aufgeweitet wird, oder daß der erste Spannring zusammengedrückt wird. Der zweite Spannring wird in diesem Fall entweder ebenfalls in eine an der Stirnseite der Isolierstoffdüse eingebrachte umlaufende Nut eingeschoben oder außen auf den Düsenkörper aufgesetzt. Der zweite Spannring erlaubt insbesondere die Ankopplung eines Übertragungselementes, insbesondere einer Isolierstoffstange, die eine Antriebsbewegung über die Trennstrecke hinüber zu dem zweiten Lichtbogenkontaktstück übertragen kann. Beispielsweise kann von dem ersten Lichtbogenkontaktstück aus gesehen hinter dem zweiten Lichtbogenkontaktstück ein Umlenkgetriebe in Form eines Hebels vorgesehen sein, der durch die Isolierstoffstange betätigbar ist, so daß das zweite Lichtbogenkontaktstück im Ausschaltfall von dem ersten Lichtbogenkontaktstück wegbewegt wird.

[0007] Es ist auch möglich, an einen der Spannringe eine Feldelektrode anzukoppeln, die im Falle einer Schaltbewegung mitbewegt werden soll.

[0008] Die beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung bilden Gegenstände der Unteransprüche.

[0009] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.

[0010] Dabei zeigt

die Figur 1 schematisch in einem Längsschnitt eine Hälfte einer Unterbrechereinheit eines Leistungsschalters im Ausschaltzustand,

Figur 2 das erste Ende der Isolierstoffdüse mit dem ersten und dem zweiten Spannring.

[0011] Die Figur 1 zeigt ein erstes Lichtbogenkontaktstück 1 in einem Halbschnitt sowie ein zweites Lichtbogenkontaktstück 2, wobei das erste Lichtbogenkontaktstück 1 als Tulpenkontakt und das zweite Lichtbogenkontaktstück 2 als Kontaktstift ausgebildet ist.

[0012] Das erste Lichtbogenkontaktstück 1 ist mit einem nicht dargestellten Schalterantrieb verbunden, der das erste Lichtbogenkontaktstück 1 beim Ausschaltvorgang in Richtung des Pfeiles 13 bewegt.

[0013] Das erste Lichtbogenkontaktstück 1 ist mit einem metallischen Hohlzylinder 14 verbunden, der eine Isolierstoffdüse 3 trägt. Ein weiterer Isolierstoffdüsenkörper 15 ist direkt auf das erste Lichtbogenkontaktstück 1 aufgesetzt. Im Schaltfall bewegt sich die Isolierstoffdüse 3 mit dem ersten Lichtbogenkontaktstück 1 zusammen.

[0014] Wenn das erste und das zweite Lichtbogenkontaktstück 1, 2 voneinander getrennt werden, so wird in der Trennstrecke 4 zwischen diesen ein Lichtbogen gezogen, der das dort befindliche Löschgas, beispielsweise SF_6, expandiert. Das heiße Löschgas kann in einen Heizraum 16 abströmen, aus dem es zu geeigneter Zeit, beispielsweise direkt nach einem Stromnulldurchgang des zu schaltenden Stromes, zurückfließt, um den Lichtbogen zu beblasen.

[0015] Im Einschaltzustand wird der Dauerstrom von den Dauerstromkontaktstücken 17, 18 getragen.

[0016] Die Isolierstoffdüse 3 überbrückt die Trennstrecke 4 sowohl im Einschaltzustand als auch im Ausschaltzustand. Auf der dem Antrieb gegenüberliegenden Seite der Trennstrecke 4 ist der Körper der Isolierstoffdüse von einer Feldelektrode 5 umgeben, die mittels einer Feder 19 zur Trennstrecke hin gedrückt wird, um dort im Einschaltzustand für eine dielektrisch günstige Gestaltung des elektrischen Feldes zwischen den Kontakten zu sorgen. Die Feder 19 stützt sich an dem ersten Spannring 8 ab, der am ersten Ende 6 der Isolierstoffdüse 3 befestigt ist. Die Feder 19 könnte sich auch an einer Außenwulst der Isolsierstoffdüse selbst abstützen.

[0017] Im Einschaltzustand ist die Feldelektrode 5 durch das Dauerstromkontaktstück 17 soweit zurückgedrückt, daß dieses Dauerstromkontaktstück in Kontakt mit dem anderen Dauerstromkontaktstück 18 treten kann. Die Feldelektrode 5 ist mittels eines Gleitkontaktes in dem Dauerstromkontaktstück 17 geführt und kontaktiert.

[0018] An das erste Ende 6 der Isolierstoffdüse 3 ist außerdem eine Antriebsstange 20 angekoppelt, die ein Umlenkgetriebe in Form eines zweiarmigen Hebels 21 betätigt, an dessen anderem Arm das zweite Lichtbogenkontaktstück 2 angekoppelt ist.

[0019] Auf diese Weise wird erreicht, daß eine Bewegung des ersten Lichtbogenkontaktstücks in Richtung des Pfeiles 13 gleichzeitig eine Bewegung des zweiten Lichtbogenkontaktstücks 2 in Richtung des Pfeiles 22 bewirkt.

[0020] Da bei der Betätigung eines derartigen Hochspannungs-Leistungsschalters sehr große Beschleunigungen erreicht werden müssen und entsprechend große Beschleunigungskräfte übertragen werden, ist für die Ankopplung an das erste Ende der Isolierstoffdüse 3 eine hohe mechanische Stabilität erforderlich.

[0021] Diese wird erreicht durch einen ersten Spannring 8, der über die Wulst 7 vom ersten Ende 6 der Isolierstoffdüse 3 hinübergeschoben werden kann und hinter der Wulst 7 einrastet. Dies wird entweder durch eine elastische Gestaltung der Düse, beispielsweise durch radiale Schlitze am Düsenende oder durch eine Schlitzung des ersten Spannringes 8 erreicht.

[0022] Um nach dem Einrasten des ersten Spannrings 8 hinter der Wulst 7 eine Entriegelung zu vermeiden, wird ein zweiter Spannring 10 an dem ersten Spannring 8 befestigt, der sowohl den Düsenkörper 3 als auch den ersten Spannring 8 so stabilisiert, daß keine elastische Verformung und somit kein Hinübergleiten des ersten Spannrings 8 über die Wulst 7 mehr möglich ist.

[0023] An den zweiten Spannring 10 oder den ersten Spannring 8 kann dann eine Antriebsstange 20 in mechanisch hochbelastbarer Weise angekoppelt werden.

[0024] Der zweite Spannring 10 weist einen Stutzen 11 auf, der in die Nut 12 an der Stirnseite des Düsenkörpers 3 eingreift und eine radiale Verformung des Düsenkörpers sowohl zur Innenals auch zur Außenseite hin verhindert.

Ansprüche

1. Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem ersten und einem zweiten, einander koaxial gegenüberstehenden Lichtbogenkontaktstück (1, 2), von denen wenigstens das erste (1) durch einen Schalterantrieb im Zuge einer Schaltbewegung antreibbar ist und die im Ausschaltzustand durch eine Trennstrecke (4) getrennt sind sowie mit einer hohlzylindrischen Isolierstoffdüse (3), die mit dem ersten Lichtbogenkontaktstück (1) verbunden ist und der Beblasung eines gegebenenfalls zwischen den Lichtbogenkontaktstücken brennenden Lichtbogens mit einem Löschgas dient, und an die ein auf der dem Schalterantrieb gegenüberliegenden Seite der Trennstrecke (4) angeordnetes, im Schaltfall anzutreibendes Bauteil angekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Isolierstoffdüse (3) an ihrem der Antriebsseite abgewandten ersten Ende (6) eine an einer Mantelfläche angeordnete Wulst aufweist, hinter der ein von dem ersten Ende (6) der Isolierstoffdüse (3) her aufgeschobener erster Spannring (8) unter vorübergehender radialer elastischer Verformung des ersten Spannrings (8) und/oder des Düsenendes (6) einrastbar ist und daß ein zweiter Spannring (10) vorgesehen ist, der den ersten Spannring (8) und/oder das Düsenende (6) zur Verhinderung der Entriegelung des ersten Spannrings (8) stützt und daß das anzutreibende Bauteil an wenigstens einen der Spannringe (8, 10) ankoppelbar ist.

2. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Ende (6) der Isolierstoffdüse (3) radiale, am Umfang der Düse verteilte Schlitze aufweist.

3. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Spannring (10) einen Stutzen (11) aufweist, der das erste Ende (6) der Isolierstoffdüse (3) umfaßt.

4. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Spannring (10) einen Stutzen (11) aufweist, der in das erste Ende (6) der Isolierstoffdüse (3) einschiebbar ist.

5. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Spannring (10) einen Stutzen (11) aufweist, der in eine umlaufende Nut (12) an der Stirnseite des ersten Endes (6) der Isolierstoffdüse (3) einschiebbar ist.

6. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Spannring (8) durch einen radialen Schlitz aufweitbar ausgeführt ist.

Zeichnung