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Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren von Leistungsschalteranlagen - Dokument DE10056646C1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10056646C1 28.03.2002
Titel Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren von Leistungsschalteranlagen
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Opitz, Wolfgang, 13503 Berlin, DE;
Steinemer, Norbert, 14612 Falkensee, DE
DE-Anmeldedatum 09.11.2000
DE-Aktenzeichen 10056646
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.03.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.03.2002
IPC-Hauptklasse H01H 33/666
IPC-Nebenklasse H01H 33/53   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren (SRE) von Leistungsschalteranlagen, insbesondere von Vakuumschaltröhren für Mittelspannungsschaltanlagen, mit einem schalenförmigen Isoliergehäuse (SIG), dass die Schaltröhren (SRE) bis auf deren Frontseite umschließt, wobei das Isoliergehäuse (SIG) mit rückseitig angeordneten Befestigungsstegen zur Lagefixierung versehen ist.
Das schalenförmige Isoliergehäuse (SIG) ist aus einer Kombination von dünnwandigen Isolierstreben (IST), dickwandigen Tragstreben (TRS) und einer im rückwärtigen Bereich vorgesehenen Stützeinrichtung (SER) gebildet;
das schalenförmige Isoliergehäuse (SIG) ist einstückig ausgebildet und im oberen und im unteren Endbereich mit einer nach oben und nach unten offenen Umschließungskontur (UKo, UKu) versehen, die derart gestaltet sind, dass eine obere und eine untere Kühl- und Befestigungsarmatur (KAo, KAu) der Schaltröhre (SRE) aufgenommen und diese in der Ebene der axialen Krafteinwirkung (EAK) am schalenförmigen Isoliergehäuse (SIG) befestigt sind.
Derartige Aufnahmeeinrichtungen für Schaltröhren werden im Zusammenhang mit Leistungsschalteranlagen zur Energieversorgung und -verteilung eingesetzt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren von Leistungsschalteranlagen, insbesondere von Vakuumschaltröhren für Mittelspannungsschaltanlagen, mit einem schalenförmigen Isoliergehäuse, dass die Schaltröhren bis auf deren Frontseite umschließt, wobei das Isoliergehäuse mit rückseitig angeordneten Befestigungsstegen zur Lagefixierung versehen ist.

Eine Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren (SRE) von Leistungsschalteranlagen der eingangs definierten Art ist durch die Patentschrift US 4,449,021 bekannt. Die hier zur Aufnahme von drei Vakuumschaltröhren geeignete einstückige Aufnahmeeinrichtung dient im wesentlichen der elektrischen Isolierung der Schaltröhren untereinander, wobei die Schaltröhren bis auf ihre jeweilige Frontseite von den Isolierwänden der Aufnahmeeinrichtung gänzlich umschlossen sind. Die Schaltröhren sind jeweils einseitig durch eine Schraubbefestigung im oberen Endbereich der Aufnahmeeinrichtung lagefixiert, während der untere Endbereich der Aufnahmeeinrichtung für jede Schaltröhre eine Durchführungsbohrung vorsieht, durch die der Antrieb für die jeweilige Schaltröhre wirksam gesteuert werden kann. Desweiteren sind für die einzelnen Schaltröhren im oberen und im unteren Endbereich der Aufnahmeeinrichtung jeweils obere und untere Schaltkontakte schraubbefestigt. Die Aufnahmeeinrichtung mit den drei Schaltröhren ist Bestandteil eines verfahrbaren Einschubwagens, mit dem die Schaltkontakte durch Einfahren in die Anlage in den Betriebszustand und durch Herausfahren derselben aus der Anlage in den Trennzustand gebracht werden.

Die Aufnahmeeinrichtung selbst ist mit dem Einschubwagen durch einen Isolierrahmen fest verbunden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Aufnahmeeinrichtung für derartige Schaltröhren, insbesondere für Vakuumschaltröhren von Mittelspannungsschaltanlagen, so zu definieren, dass neben einer ausreichenden Isolationswirkung auch die mechanischen Belastungen bei der Betätigung der Schaltröhren im oberen Leistungsbereich der Mittelspannungsschaltanlagen von der Aufnahmeeinrichtung schadlos aufgenommen werden, wobei insbesondere unter Einhaltung der elektrischen und mechanischen Bedingungen ein kompakter Aufbau bei minimiertem Werkstoffeinsatz der Schaltanlagen insgesamt sichergestellt ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale

  • 1. 1.1 das schalenförmige Isoliergehäuse ist aus einer Kombination von dünnwandigen Isolierstreben, dickwandigen Tragstreben und einer im rückwärtigen Bereich vorgesehenen Stützeinrichtung gebildet,
  • 2. 1.2 das schalenförmige Isoliergehäuse ist einstückig ausgebildet,
  • 3. 1.3 das schalenförmige Isoliergehäuse ist im oberen und im unteren Endbereich mit einer nach oben und nach unten offenen Umschließungskontur versehen,
  • 4. 1.4 die obere und die untere Umschließungskontur sind derart gestaltet, dass eine obere und eine untere Kühl- und Befestigungsarmatur der Schaltröhre aufgenommen ist,
  • 5. 1.5 die obere und die untere Kühl- und Befestigungsarmatur der Schaltröhre sind in der Ebene der axialen Krafteinwirkung derselben am schalenförmigen Isoliergehäuse befestigt,
erreicht.

Mit der Ausgestaltung des schalenförmigen Isoliergehäuses aus der Kombination von dünnwandigen Isolierstreben und dickwandigen Tragstreben ist erreicht, das die Funktion des Isolierens und des Tragens der Schaltröhren kompakt durch ein Bauteil erreicht ist, mit dem auch die beim Schalten auftretenden mechanischen Beanspruchungen getragen werden. Die Ausgestaltung des Isoliergehäuses in einem Stück trägt dieser Forderung in besonderer Weise Rechnung. Mit der im oberen und im unteren Endbereich des Isoliergehäuses nach oben und nach unten offenen Umschließungskontur ist gleichzeitig die Möglichkeit geschaffen, die Schaltröhren in diesen Bereichen praktisch an beiden Enden mechanisch in dem schalenförmigen Isoliergehäuse lagezufixieren und somit die axialen Krafteinwirkungen beim Schalten der Schaltröhren vollständig aufzunehmen.

Als Befestigungsarmatur für die Schaltröhren sind hier in besonders vorteilhafter Weise die bei diesen elektrischen Belastungen vorhandenen Kühlarmaturen derselben mitzubenutzen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale

  • 1. 2.1 die Stützeinrichtung des schalenförmigen Isoliergehäuses ist in rückwärtiger Verlängerung der Tragstreben trapezförmig verjüngt,
  • 2. 2.2 die Stützeinrichtung weist jeweils eine obere und eine untere Befestigungsstrebe auf,
vorgesehen.

Mit der in rückwärtiger Verlängerung der Tragstreben vorgesehenen trapezförmigen Verjüngung der Stützeinrichtung mit ihrer oberen und unteren Befestigungsstrebe ist in einfacher Weise die Forderung nach einer kompakten Bauform erreicht.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Merkmal

  • 1. 3.1 die obere und die untere Befestigungsstrebe des schalenförmigen Isoliergehäuses sind durch jeweils zwei annähernd parallel nebeneinander angeordnete, Befestigungsstreben realisiert,
vorgesehen.

Damit sind auch die Forderungen zu größerer mechanischer Belastbarkeit erfüllt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht das Merkmal

  • 1. 4.1 das schalenförmige Isoliergehäuse ist aus Pressstoff, vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Polyesterharz hergestellt,
vor.

Damit sind die Vorteile einer kostengünstigen Fertigung verbunden mit einer ausreichenden elektrischen Isolierung erfüllt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist mit dem Merkmal

  • 1. 5.1 das schalenförmige Isoliergehäuse ist für jede Schaltröhre separat vorgesehen,
erreicht.

Die mechanischen Belastungen beim Schalten sind somit auf die Auswirkungen durch eine Schaltröhre begrenzt, so dass im Fehlerfall auch nur ein Isoliergehäuse auszuwechseln ist. Gleichzeitig sind dadurch variable Polmittenabstände für die Schaltröhren realisiert, so daß Kriechströme zwischen den benachbarten Schaltröhren sicher verhindert sind.

Die Erfindung ist durch ein in zwei Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert, das die erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren in den zwei technischen Ansichten - der Seitenansicht Fig. 1 und der Draufsicht Fig. 2 - zeigt.

Die Fig. 1 stellt das schalenförmige Isoliergehäuse SIG in der Seitenansicht im Längsschnitt dar, in das die Schaltröhre SRE mit ihrer oberen und ihrer unteren Kühl- und Befestigungsarmatur KAo und KAu aufgenommen ist. Wie zu erkennen ist, besteht das schalenförmige Isoliergehäuse SIG im wesentlichen aus den dünnwandigen Isolierstrebeben IST und den dickwandigen Tragstreben TRS, die gemeinsam durch die obere und untere Befestigungsstrebe Bso, BSu im Bereich der Rückwand RWD der nicht näher dargestellten Leistungsschalteranlage schraubbefestigt sind.

Zur besseren Wärmeabfuhr sind die Endbereiche des schalenförmigen Isoliergehäuses SIG mit ihrer oberen und unteren Umschließungskontur nach außen und nach innen hin geöffnet. Mit dem waagerecht angeordneten Doppelpfeil ist die Wirkrichtung des Schalterantriebes SAN angedeutet, während der in senkrechter Richtung weisende Doppelpfeil das Betätigen des nicht dargestellten beweglichen Kontaktteiles innerhalb der Schaltröhre SRE erkennen lässt. Zum besseren Verständnis sind die Schnittkonturen des schalenförmigen Isoliergehäuses SIG und die der oberen und unteren Kühl- und Befestigungsarmatur KAo, KAu durchsichtig dargestellt.

Die Fig. 2 verdeutlicht in der Draufsicht das schalenförmige Isoliergehäuse mit den wesentlichen Bestandteilen der dünnwandigen Isolierstreben IST, der dickwandigen Tragstreben TRS und der sich zum rückwärtigen Bereich hin trapezförmig verjüngenden Stützeinrichtung SER. Die nur in Teilbereichen sichtbaren Konturen der Schaltröhre SRE werden von der oberen Kühl- und Befestigungsarmatur KAo begrenzt. Mit den strichpunktierten Linien sind die lösbaren Schraubbefestigung der Schaltröhre SRE mit dem schalenförmigen Isoliergehäuse SIG (Fig. 1) sowie deren Schraubbefestigung mit der ebenfalls nur in Fig. 1 dargestellten Rückwand RWD (Fig. 1) der Leistungsschalteranlage angedeutet.


Anspruch[de]
  1. 1. Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren (SRE) von Leistungsschalteranlagen, insbesondere von Vakuumschaltröhren für Mittelspannungsschaltanlagen, mit einem schalenförmigen Isoliergehäuse (SIG), dass die Schaltröhren (SRE) bis auf deren Frontseite umschließt, wobei das Isoliergehäuse (SIG) mit rückseitig angeordneten Befestigungsstegen zur Lagefixierung versehen ist, gekennzeichnet durch die Merkmale
    1. 1. 1.1 das schalenförmige Isoliergehäuse (SIG) ist aus einer Kombination von dünnwandigen Isolierstreben (IST), dickwandigen Tragstreben (TRS) und einer im rückwärtigen Bereich vorgesehenen Stützeinrichtung (SER) gebildet,
    2. 2. 1.2 das schalenförmige Isoliergehäuse (SIG) ist einstückig ausgebildet,
    3. 3. 1.3 das schalenförmige Isoliergehäuse (SIG) ist im oberen und im unteren Endbereich mit einer nach oben und nach unten offenen Umschließungskontur (UKo, UKu) versehen,
    4. 4. 1.4 die obere und die untere Umschließungskontur (UKo, UKu) sind derart gestaltet, dass eine obere und eine untere Kühl- und Befestigungsarmatur (KAo, KAu) der Schaltröhre (SRE) aufgenommen ist,
    5. 5. 1.5 die obere und die untere Kühl- und Befestigungsarmatur (KAo, KAu) der Schaltröhre (SRE) sind in der Ebene der axialen Krafteinwirkung (EAK) derselben am schalenförmigen Isoliergehäuse (SIG) befestigt.
  2. 2. Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren (SRE) von Leistungsschalteranlagen nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale
    1. 1. 2.1 die Stützeinrichtung (SER) des schalenförmigen Isoliergehäuses (SIG) ist in rückwärtiger Verlängerung der Tragstreben (TRS) trapezförmig verjüngt,
    2. 2. 2.2 die Stützeinrichtung (SER) weist jeweils eine obere und eine untere Befestigungsstrebe (BSo, BSu) auf.
  3. 3. Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren (SRE) von Leistungsschalteranlagen nach Patentanspruch 2 gekennzeichnet durch das Merkmal
    1. 1. 3.1 die obere und die untere Befestigungsstrebe (BSo, BSu) des schalenförmigen Isoliergehäuses (SIG) sind durch jeweils zwei annähernd parallel nebeneinander angeordnete, Befestigungsstreben realisiert.
  4. 4. Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren (SRE) von Leistungsschalteranlagen nach einem der vorangegangenen Patentansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch das Merkmal
    1. 1. 4.1 das schalenförmige Isoliergehäuse (SIG) ist aus Pressstoff, vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Polyesterharz, hergestellt.
  5. 5. Aufnahmeeinrichtung für Schaltröhren (SRE) von Leistungsschalteranlagen nach einem der vorangegangen Patentansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das Merkmal
    1. 1. 5.1 das schalenförmige Isoliergehäuse (SIG) ist für jede Schaltröhre (SRE) separat vorgesehen.






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