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Dokumentenidentifikation DE3315378C2 20.08.1987
Titel Vakuumschalter mit einer Isolierstrebe
Anmelder Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München, DE
Erfinder Jährig, Siegfried;
Opitz, Wolfgang, 1000 Berlin, DE
DE-Anmeldedatum 26.04.1983
DE-Aktenzeichen 3315378
Offenlegungstag 27.10.1983
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 20.08.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.08.1987
IPC-Hauptklasse H01B 17/14
IPC-Nebenklasse H01H 33/66   
Zusammenfassung Es wird ein Vakuumschalter beschrieben, dessen Schalt röhre zwischen einem Kopfstück und einem Fußteil angeordnet ist, die an je einem Isolierstützer befestigt sind. Ferner sind das Kopfstück und das Fußteil durch wenigstens eine Isolierstrebe (10) verbunden, die an wenigstens einem Ende eine Querbohrung (14) für ein Befestigungsmittel und eine die Querbohrung durchsetzende Längsbohrung (13) besitzt. Diese Längsbohrung enthält ein an der Querbohrung (14) beginnendes leitendes Teil (15, 16, 17), das an dem geschlossenen Ende der Längsbohrung abgemeldet ist. Das leitende Teil verbessert die Spannungsfertigkeit der Isolierstrebe (10) und kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Der beschriebene Vakuumschalter ist insbesondere zum Einsatz im oberen Bereich der Mittelspannung vorgesehen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Vakuumschalter mit einem durch einen Isolierstützer gehaltenen Kopfstück und einem durch einen weiteren Isolierstützer gehaltenen Fußteil sowie mit einer zwischen dem Kopfstück und dem Fußteil angeordneten Schaltröhre und wenigstens einer das Kopfstück und das Fußteil verbindenden Isolierstrebe, die an jedem Ende eine Querbohrung zur Aufnahme eines Befestigungsmittels aufweist.

Eine Isolierstrebe dieser Art wird beispielsweise bei Vakuumleistungsschaltern für den Mittelspannungsbereich verwendet, um die aus Isolierstützern bestehende Halterung der Vakuumschaltröhren gegenüber den beim Schalten auftretenden mechanischen Beanspruchungen zu versteifen (Siemens-Zeitschrift 51 (1977), Heft 4, Seiten 278-281). Es hat sich als ausreichend und zweckmäßig erwiesen, die Isolierstreben als glatte Stäbe, d. h. ohne Rippen auszubilden. Solche Stäbe lassen sich vorteilhaft aus plattenförmigen Isolierwerkstoffen durch Unterteilung herstellen. Sie sind preiswert und besitzen die erwünschte hohe Zugfestigkeit. Gelegentlich wurde jedoch festgestellt, daß diese Isolierstreben in dielektrischer Hinsicht nicht völlig den Anforderungen genügen, insbesondere dann, wenn sie an Schaltgeräten im oberen Bereich der Mittelspannung eingesetzt werden.

Als Abhilfe käme zwar in Betracht, die Isolierstreben nicht wie bisher glatt, sondern ähnlich wie übliche Stützisolatoren mit Rippen oder einer anderen, die Kriechweglänge verlängernden Gestaltung auszuführen, was jedoch mit beträchtlichen Mehrkosten verbunden wäre. Man müßte dann nämlich die Isolierstreben in einer Form als Einzelteile herstellen, während man sie bisher durch Unterteilung plattenförmiger Isolierwerkstoffe hergestellt hat. Außerdem ist die hohe Zugfestigkeit der bisherigen Isolierstreben mit Formteilen oder Spritzgußteilen nicht ohne weiteres zu erreichen.

Andererseits ist es bekannt, das Isoliervermögen von Abstützungen an Mittel- und Hochspannungsgeräten durch sogenannte vorgeschobene Elektroden zu erhöhen, die den ungünstigen Einfluß der Befestigungsteile auf die dielektrische Festigkeit mildern oder unwirksam machen (DE-PS 8 53 018; CH-PS 2 79 664).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Isolierstreben auf möglichst einfache Weise mit solchen vorgeschobenen Elektroden auszustatten.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Vakuumschalter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Isolierstrebe an wenigstens einem Ende eine die Querbohrung durchsetzende und sich über einen Teilder Gesamtlänge der Isolierstrebe erstreckende Längsbohrung besitzt, die ein wenigstens an der Querbohrung beginnendes und an seinem dem geschlossenen Ende der Längsbohrung zugewandten Ende abgerundetes leitendes Teil enthält. Hierdurch wird erreicht, daß die Isolierstreben in der bisherigen Form weiter verwendet werden können, indem sie wenigstens eine Längsbohrung erhalten. Mit der Herstellung der Bohrung und mit der Einrichtung des leitenden Teiles ist ein nur geringer Mehraufwand verbunden.

Als leitendes Teil kommt beispielsweise ein Füllkörper aus einem leitfähigen Schaumstoff in Betracht. Ferner hat sich eine mehrstückige Ausführung des leitenden Teiles bewährt, bei der das leitende Teil aus einem an der Wandung der Querbohrung anliegenden Widerlger, einer Schraubenfeder und einer durch diese gegen das Ende der Längsbohrung angelegten Kugel besteht. Eine sphärische Abrundung bzw. eine Kugel als Abschluß ist aber auch bei einstückiger Ausführung des leitenden Teiles vorteilhaft.

Die Wirksamkeit der leitenden Teile kann durch ein elektrisch leitfähige Beschichtung der Wandung der Längsbohrung erhöht werden.

Für die Einbringung des leitenden Teiles in die Längsbohrung der Isolierstrebe erweist es sich als günstig, wenn sich das leitende Teil bis in den zwischen der Querbohrung und dem Ende der Isolierstrebe liegenden Teil der Längsbohrung erstreckt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen Teil eines Vakuumleistungsschalters für Mittelspannung in einer Seitenansicht.

Die Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 zeigt die Fig. 2.

In den Fig. 3 bis 6 ist jeweils der Endbereich einer Isolierstrebe im Schnitt bei unterschiedlicher Ausführung des leitenden Teiles gezeigt.

In der Fig. 1 ist eine Vakuumschaltröhre 1 gezeigt, die zwischen einem Kopfstück 2 und einem Fußteil 3 angeordnet ist. Zum Ein- und Ausschalten dient eine im wesentlichen in ihrer Längsrichtung verschiebbar angeordnete Stange 4, die mittels eines Umlenkhebels auf den in der Längsrichtung der Vakuumschaltröhre 1 verschiebbar geführten Anschlußbolzen einwirkt.

Das Kopfstück 2 und das Fußteil 3 werden von einem oberen Isolierstützer 5 und einem unteren Isolierstützer 6 getragen, die beide an einem Rahmenteil 7 befestigt sind. Als zusätzliche Abstützung sind zwischen dem Kopfstück 2 und dem Fußteil 3 in paralleler Anordnung zueinander zwei Isolierstreben 10 angeordnet, die mittels Schraubenbolzen 11 an Fortsätzen 12 des Kopfstückes 2 und es Fußteiles 3 befestigt sind. Die Isolierstreben 10 sind an ihrem unteren Ende zusätzlich zu der für die Schraubenbolzen 11 vorgesehenen Querbohrung mit einer Längsbohrung 13 versehen, die in den Fig. 1 und 2 gestrichelt angedeutet ist. Weitere Einzelheiten zeigen die Fig. 3, 4, 5 und 6, in denen jeweils das mit der Längsbohrung versehene Ende einer Isolierstrebe abgebrochen im Schnitt gezeigt ist.

Bei den verschiedenen Ausführungen erstreckt sich in gleicher Weise die Längsbohrung vom Ende der Isolierstrebe ausgehend bis in eine gewisse Entfernung von einer Querbohrung, die zur Aufnahme der Schraubenbolzen 11 dient. Der Durchmesser der Längsbohrung ist dabei etwas geringer als der Durchmesser der Querbohrung, wodurch die Möglichkeit geschaffen ist, durch das Befestigungsmittel ein in die Längsbohrung eingeführtes Teil zuverlässiger formschlüssig zu halten.

In der Fig. 3 ist die Isolierstrebe 10 mit einer mehrstückig ausgebildeten vorgeschobenen Elektrode versehen. Diese besteht aus einem Blechteil 15, einer Schraubenfeder 16 und einer Kugel 17. Das Blechteil 15 dient dabei als Widerlager für die Schraubenfeder 16 und ist hierzu mit einer Spitze 20 versehen. Zur Handhabung bei der Einführung des Blechteiles 15 in die Längsbohrung 13 dienen Schenkel 21, die sich in denjenigen Teil der Längsbohrung erstrecken, der sich zwischen der Querbohrung 14 und dem Ende 22 der Isolierstrebe 10 befindet. Zwischen dem Schenkel 21 und der Spitze 20 ist das Blechteil 15 entsprechend der Kontur der Querbohrung 14 gekrümmt ausgeführt, um nach der Einführung der Schraubenbolzen 11 einen unverrückbaren Sitz zu erreichen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 4 enthält die Isolierstrebe 30 bei gleicher Ausführung der Längs- und der Querbohrung eine vorgeschobene Elektrode 31, die hinsichtlich der Krümmung im Bereich der Querbohrung 32 und der Schenkel 36 im äußeren Bereich der Längsbohrung 33 ebenso wie das Blechteil 15 in Fig. 3 ausgebildet ist. Sie ist darüber hinaus einstückig ausgeführt und weist ein Halsstück 34 und ein abgerundetes oder gewölbtes Ende 35 auf.

In der Fig. 5 ist eine weitere Isolierstrebe 40 gezeigt, deren als vorgeschobene Elektrode wirkendes leitendes Teil 41 bei im wesentlichen mit der Fig. 4 übereinstimmender Ausführung am Ende des Halsstückes eine Kugel 42 aufweist. Dadurch wird die Symmetrie der Elektrode an ihrem Ende verbessert.

Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 6 dargestellt. Hier ist die Längsbohrung 51 durch einen Körper 52 aus leitfähigem Schaumstoff ausgefüllt. Es handelt sich dabei um einen elastisch kompressiblen Kunststoff- Schaumstoff, der durch eine Behandlung mit leitfähigen Substanzen elektrisch leitfähig gemacht ist. Da sich der Schaumstoff unter Druck an die Wandungen der Längsbohrung 51 anlegt, kann durch die Gestaltung des Endes der Längsbohrung 51 ein gewünschter Abrundungsradius der vorgeschobenen Elektrode erreicht werden. Hierzu ist die Längsbohrung 51 mit einem halbkugelförmigen Ende 53 versehen. Der Schaumstoffkörper 52 ist im übrigen so bemessen, daß er im Ausgangszustand in die Querbohrung 54 hineinragt und dann beim Einführen des Befestigungsmittels durch Zusammendrücken des Schaumstoffes der gewünschte elektrische Kontakt mit dem Befestigungsmittel zustande kommt.

In den Fig. 3, 4 und 5 ist jeweils die Wandung der Längsbohrung 13, 33 und 43 mit einer leitfähigen Beschichtung 18, 37, 44 z. B. durch Aufbringen eines Leitlackes, versehen.


Anspruch[de]
  1. 1. Vakuumschalter mit einem durch einen Isolierstützer gehaltenen Kopfstück und einem durch einen weiteren Isolierstützer gehaltenen Fußteil sowie mit einer zwischen dem Kopfstück und dem Fußteil angeordneten Schaltröhre und wenigstens einer das Kopfstück und das Fußteil verbindenden Isolierstrebe, die an jedem Ende eine Querbohrung zur Aufnahme eines Befestigungsmittels aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstrebe (10) an wenigstens einem Ende eine die Querbohrung (14) durchsetzende und sich über einen Teil der Gesamtlänge der Isolierstrebe (10 ) erstreckende Längsbohrung (13) besitzt, die ein wenigstens an der Querbohrung (14) beginnendes und an seinem dem geschlossenen Ende der Längsbohrung (13) zugewandten Ende abgerundetes leitendes Teil ( 15, 16, 17; 31; 41; 52) enthält.
  2. 2. Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Teil mehrstückig ausgebildet ist und aus einem an der Wandung der Querbohrung (14) anliegenden Widerlager (Blechteil 15), einer Schraubenfeder (16) und einer durch diese gegen das Ende der Längbohrung (13) angelegten Kugel (17) besteht.
  3. 3. Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das leitende Teil (15, 31, 41) bis in den zwischen der Querbohrung (14) und dem Ende (22) der Isolierstrebe (10) liegenden Teil der Längsbohrung (13) erstreckt (Schenkel 21, 36 ).
  4. 4. Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Längsbohrung (13, 33, 43) mit einer leitfähigen Beschichtung (18, 37, 44) versehen ist.
  5. 5. Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbohrung (51) mit einem Körper (52) aus leitfähigem Schaumstoff ausgefüllt ist.






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