Trennschalter

Abstract

 Der Trennschalter umfasst im wesentlichen zwei in einer elektrisch leitfähigen, isoliergasgefüllten Kapselung (1) angeordnete Trennkontakte (2) und ein dazwischen verschiebbar angeordneter Trennkontaktfinger (3). Auf der Innenseite der Kapselung (1) ist eine Isolierschicht (7) aufgetragen, welche nach innen gerichtete Vorsprünge (8) aufweist.
Die Isolierschicht verhindert das Durchschlagen eines beim Öffnen des Trennschalters unweigerlich entstehenden Trennerfunkens (5) auf die Kapselung (1). Durch zusätzliche Vorsprünge (9) wird der Funken zudem am Ausbreiten in Richtung der Trennkontakte (2) gehindert.

Beschreibung

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Trennschalter gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Ein solcher Trennschalter wird innerhalb gasisolierter Schaltanlagen eingesetzt.

STAND DER TECHNIK

[0003] Trennschalter innerhalb gasisolierter Schaltanlagen (GIS) sind dielektrisch kritische Komponenten, da sie kleine Radien beinhalten und deshalb Inhomogenitäten im elektrischen Feldverlauf verursachen.

[0004] Ein Trennschalter umfasst im wesentlichen eine geerdete Kapselung, zwei von Stützisolatoren im allgemeinen zentral in der Kapselung gehaltene Trennkontakte und einen verschiebbaren Trennkontaktfinger. Der Trennkontaktfinger ist zwischen den Trennkontakten verschiebbar angeordnet. Im geöffneten Zustand des Trennschalters befindet sich der Trennkontaktfinger im wesentlichen innerhalb des einen Trennkontaktes, so dass der Abstand der beiden Trennkontakte die isolierende Trennstrecke bildet. Im geschlossenen Zustand des Trennschalters überbrückt der Trennkontaktfinger die Trennstrecke zwischen den beiden Trennkontakten und bildet so eine leitfähige Verbindung. Beim Öffnen und beim Schliessen des Trennschalters wird unter Bildung von Trennerfunken der Trennkontaktfinger in Richtung des einen bzw. des anderen Trennkontakts verschoben, bis die Trennstrecke vollständig geöffnet bzw. geschlossen ist.

[0005] Die Kapselungen von herkömmlichen Trennschaltern sind insbesondere im Bereich der Trennstrecke vergrösserte ausgebildet, um einen Überschlag eines Trennerfunkens zur Kapselung während des Schaltvorgangs zu verhindern. Die Kapselungen sind im allgemeinen als Gussteile ausgebildet, welche aufwendig und teuer herzustellen sind.

[0006] Aus DE 1'131'771 ist ein Trennschalter bekannt, bei dem auf der Innenseite der Kapselung eine Feststoffisolierschicht aufgetragen ist. Um das Überbrücken des geöffneten Trennschalters durch Kriechströme entlang der Feststoffisolierschicht auf der Kapselung zu verhindern, ist im Bereich der Mitte der Trennstrecke die Feststoffisolierschicht durch einen vorgewölbte, geerdeten Wulst unterbrochen. Um allfällige Überschläge vom Trennkontaktfinger zum geerdeten Wulst während dem Öffnen des Trennschalters zu verhindern, ist ein zusätzlicher, die Wulst abdeckender rohrförmiger Isolierschirm vorgesehen.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trennschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine hohe dielektrische Festigkeit aufweist und dennoch einfach und kompakt ausgebildet und kostengünstig herzustellen ist.

[0008] Die Aufgabe wird gemäss Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass die Isolierschicht mindestens im Bereich zwischen den Trennkontakten lückenlos auf der Innenseite der Kapselung aufgetragen ist, und dass auf der Isolierschicht mindestens ein Vorsprung angebracht ist. Dadurch kann einerseits der Abstand der Kapselung zu den Trennkontakten verringert werden, da mit der Isolierschicht verhindert wird, dass eine Entladung, welche sich beim Öffnen des Trennschalters in Richtung der Kapselung entwickelt, die Kapselung erreicht und zu einem stromstarken Lichtbogen führen würde. Andererseits kann das Überbrücken des geöffneten Trennschalters durch Kriechströme entlang der Feststoffisolierschicht auf der Kapselung durch den Vorsprung auf der Isolierschicht verhindert werden.

[0009] Somit können bei gleichbleibenden maximalen elektrischen Beanspruchungen kompaktere und billigere Trenner verwendet werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0010] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren weiteren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungne näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1

eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemässen Trennschalters während dem Öffnen des Trennschalters, und

Fig. 2

eine schematische Darstellungen einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemässen Trennschalters im offenen Zustand des Trennschalters.

WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0011] In allen Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Teile.

[0012] Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen Trennschalters. In einer mit Isoliergas unter atmospärischem oder erhöhtem Druck gefüllten, metallenen Kapselung 1 befinden sich zwei Trennkontakte 2. Die Trennkontakte sind in Form abgerundeter Schirmelektroden ausgebildet. Zwischen den beiden Trennkontakten ist ein Trennkontaktfinger 3 angeordnet, welcher beweglich ausgebildet ist. Die Trennkontakte 2 sind von Stützisolatoren 4 in der Kapselung 1 zentral gehalten. Auf der Innenseite der Kapselung 1 ist im Bereich der Trennstrecke zwischen den beiden Trennkontakten 2 eine Isolationsschicht 7 angeordnet. Die Isolationsschicht 7 reicht dabei vorteilhafterweise bis in den Bereich der Trennkontakte 2 hinein, jedoch nicht ganz hin bis zum Stützisolator 4, so dass zwischen dem Stützisolator 4 und der Isolationsschicht 7 noch ein freiliegender Kapselungsabschnitt verbleibt. Im Bereich der Trennkontakte 2 weist die Isolationsschicht 7 einen nach innen ausgebildeten Vorsprung 8 aus Isolationsmaterial auf. Mit diesem Vorsprung 8 können allfällig auftretende Überschläge des Trennerfunkens 5 auf die Isolationsschicht am Ausbreiten in Richtung der Kapselung gehindert werden. Die Dicke I_l der Isolationsschicht 7 macht weniger als die Hälfte der Länge der gesamten Isolationsstrecke I_tot zwischen dem Trennkontakt 2 und der Kapselung 1 aus.

[0013] Im geschlossenen Zustand des Trennschalters schliesst der Trennkontaktfinger 3 die beiden Trennkontakte 2 kurz. Beim Öffnen des Trennschalters wird der Trennkontaktfinger 3 in Richtung des rechten Trennkontakts verschoben, wobei sich zwischen dem Ende des linken Trennkontakts und der Spitze des Trennkontaktfingers 3 Trennerfunken 5 bilden. Im geöffneten Zustand des Trennschalters liegt der Trennkontaktfinger 3 im Innern des rechten Trennkontakts. Zum Schliessen des Trennschalters wird der Trennkontaktfinger in Richtung des linken Trennkontakts verschoben, wobei sich zwischen dem Ende des linken Trennkontakts und der Spitze des Trennkontaktfingers wiederum Trennerfunken bilden.

[0014] Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen Trennschalters. Im Bereich der Mitte zwischen den beiden Trennkontakten 2 weist die Isolationsschicht 7 einen nach Innen ausgebildeten Vorsprung 9 auf. Der Vorsprung weist am inneren Ende zwei beidseits in Richtung der Achse A verlaufende Isolierschirme 10 auf. Die Isolierschirme 10 sind rohrförmig ausgebildet und weisen eine Öffnung auf, durch die der Trennkontaktfinger 3 geführt werden kann. Die Isolationsschicht 7, der Vorsprung 9 und der Isolierschirm 10 bilden zusammen eine Art Becher um jeweils einen der beiden Trennkontakte 2. Ein allfällig in Richtung der Kapselung 1 auftretender Funken 5 kann sich nur innnerhalb dieses Bechers ausbreiten und diesen nicht verlassen, da sich der Funken nicht entgegen der Feldlinien und entgegen seiner ursprünglichen Laufrichtung bewegen kann. Dadurch kann gegebenenfalls ein Überschlag entlang der Feststoffschicht zwischen den beiden Trennkontakten 2 verhindert werden.

[0015] Um thermische Ausdehnungen ausgleichen zu können, ist die Isolationsschicht 7 vorteilhafterweise nicht fest mit der Kapselung 1 verbunden.

BEZEICHNUNGSLISTE

[0016] 

1

Kapselung

2

Trennkontakt

3

Trennkontaktfinger

4

Stützisolator

5

Trennerfunken, Lichtbogen

6

Isoliergas

7

Isolierschicht

8, 9

Vorsprung, Barriere

10

Isolierschirm

I_l

Dicke der Isolierschicht

I_tot

Länge der Isolierstrecke

Ansprüche

1. Trennschalter, enthaltend

- mindestens zwei Trennkontakte (2),

- mindestens einen zwischen den Trennkontakten (2) entlang einer Achse verschiebbar angeordneten Trennkontaktfinger (3), welcher im geöffneten Zustand des Trennschalters im Innern eines der Trennkontakte (2) angeordnet ist,

- eine teilweise auf der Innenseite der Kapselung (1) aufgetragene Isolierschicht (7),

- dadurch gekennzeichnet, dass

- die Isolierschicht (7) mindestens im Bereich zwischen den Trennkontakten (2) lückenlos auf der Innenseite der Kapselung (1) aufgetragen ist, und dass

- auf der Isolierschicht (7) mindestens ein Vorsprung (8, 9) vorgesehen ist.

2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Dicke (I_l) der Isolierschicht (7) höchstens die Hälfte der Länge (I_tot) der gesamten Isolationsstrecke zwischen den Trennkontakten (2) und der Kapselung (1) beträgt.

3. Trennschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

- mindestens ein Vorsprung (8) im Bereich eines Randes der Isolierschicht (7) angeordnet ist.

4. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

- mindestens ein Vorsprung (9) im Bereich zwischen den Trennkontakten (2) angeordnet ist, und dass

- der Vorsprung (9) im wesentlichen scheibenförmig mit einer zentral angeordneten Durchführungsöffnung ausgebildet ist.

5. Trennschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

- am Vorsprung (9) im Bereich der Durchführungsöffnung beidseits ein im wesentlichen parallel zur Achse verlaufender, rohrförmiger Isolierschirm (10) angeordnet ist.

Zeichnung