DE19838358A1 - Elektrische Koppelelemente für metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlagen mit Kontaktdurchführungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft elektrische Koppelelemente für metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlagen mit Kontaktdurchführungen mit Kontaktanschlüssen innerhalb von Gasräumen, die über lösbare Verbindungen mit Anschlußelementen mit Schaltpotential außerhalb der Gasräume verbunden sind. DOLLAR A Die Kontaktdurchführungen KD enthalten jeweils ein Deflektorblech DB mit einer zur Stirnebene desselben innerhalb der Kontaktdurchführungen KD jeweils abgewinkelten Deflektorelektrode DE und jeweils eine mit dem Schaltpotential in Verbindung stehende Steuerelektrode SE, deren äußere Begrenzungskonturen mindestens in Teilbereichen parallel zu den abgewinkelten Deflektorelektroden DE verlaufen, wobei die Kontaktdurchführungen KD im Bereich der Anschlußelemente AE derart mit Verschlußabdeckungen VA versehen sind, daß jeweils über eine erste Leitschicht LS1 der Innenbereich der Kontaktdurchführungen KD mit Schaltpotential und über eine zweite Leitschicht LS2 der Außenbereich der Kontaktdurchführungen KD mit Erdpotential kontaktiert sind. DOLLAR A Derartige Koppelelemente werden in metallgekapselten, gasisolierten Schaltanlagen zur Energieversorgung und -verteilung eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Koppelelemente für metall­ gekapselte, gasisolierte Schaltanlagen mit Kontaktdurchfüh­ rungen mit Kontaktanschlüssen innerhalb von Gasräumen, die über lösbare Verbindungen mit Anschlußelementen mit Schaltpo­ tential außerhalb der Gasräume verbunden sind.

Koppelelemente zur Verbindung von in getrennten gasisolierten Schaltanlagen untergebrachten Sammelschienen-Einrichtungen sind aus der DE 40 01 909 A1 bekannt. Die Sammelschienen zweier Schaltanlagen sind hier an ihren Enden jeweils mit Steckerstiften versehen, die in entsprechende Steckerbuchsen von Kupplungseinrichtungen eingreifen und so mit die elek­ trisch leitende Verbindung zwischen den Schaltanlagen her­ stellen. Die Kupplungseinrichtungen sind jeweils über Durch­ führungsbohrungen aus den gasisolierten Behältern der Schalt­ anlagen heraus geführt und durch gasdichte Verbindungsstücke zwischen den Schaltanlagen nach außen hin isoliert.

Die Verbindungsstücke sind aus elektrisch leitenden Werkstof­ fen hergestellt und mit den jeweiligen Seitenwänden der Schaltanlagen in Verbindung mit elastischen Dichtungsringen durch Schraubverpressungen dicht verschlossen. Gleichzeitig werden mit den Verbindungsstücken die auf Erdpotential lie­ genden Außenflächen der Schaltanlagen miteinander leitend verbunden.

Wegen der bestehenden Potentialunterschiede zwischen den in­ nen liegenden spannungsführenden Sammelschienen und den äuße­ ren, aus Schutzsicherheitsgründen mit Erdpotential verbunde­ nen Verbindungsstücke der Schaltanlagen sind aufwendige Maß­ nahmen hinsichtlich der geeigneten Auswahl von Werkstoffen und deren konstruktive Gestaltung zu treffen, um die in die­ ser Technik üblichen Sicherheitsanforderungen bezüglich der Spannungsfestigkeit einhalten zu können. Da die Spannungsfe­ stigkeit der Schaltanlagen im wesentlichen durch die Isolier­ mittel und durch die Abstände der unterschiedliches poten­ tialführenden Einzelteile zueinander bestimmt sind, können Schaltanlagen bisher nur in unteren Spannungsbereichen in kompakter Bauweise erfolgreich realisiert werden.

Zur Verminderung der dielektrischen Beanspruchung der Iso­ liermedien ist durch die Europäische Patentschrift EP 0 199 249 B1 vorgeschlagen, die von Isolierkörpern umgebe­ nen Leiter als Kontaktdurchführung mit zu verwenden und die Leiter mindestens auf einem Teil ihrer Länge manschettenartig mit einem elastischen Isolierstoff zu umgeben und den Innen­ bereich mit den sich bildenden Hohlräumen mit einer Leit­ schicht zu versehen, die direkt mit dem Potential der Leiter verbunden ist.

Die Berührungssicherheit ist ebenfalls durch eine elektrische Leitschicht vorgesehen, die allerdings am Außenbereich der Isolierstoffmanschette angebracht und mit Erdpotential verbun­ den ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, Koppelelemente für die eingangs definierten Schaltanlagen an­ zugeben, die mit einfachen konstruktiven Mitteln in kompakter Bauform realisiert sind und darüber hinaus einheitlich in Schaltanlagen des gesamten Mittelspannungsspektrums einsetzt werden können.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale

• 1.1 die Kontaktdurchführungen enthalten jeweils ein Deflek­ torblech mit einer zur Stirnebene desselben innerhalb der Kontaktdurchführungen jeweils abgewinkelten Deflektor­ elektrode,
• 1.2 die Kontaktdurchführungen enthalten jeweils eine mit dem Schalpotential in Verbindung stehende Steuerelektrode, deren äußere Begrenzungskonturen mindestens in Teilberei­ chen parallel zu den abgewinkelten Deflektorelektroden verlaufen,
• 1.3 die Kontaktdurchführungen sind im Bereich der Anschluß­ elemente derart mit Verschlußabdeckungen versehen, daß jeweils über eine erste Leitschicht der Innenbereich der Kontaktdurchführungen mit Schaltpotential und über eine zweite Leitschicht der Außenbereich der Kontaktdurchfüh­ rungen mit Erdpotential kontaktiert sind,

erreicht.

Mit den in den Kontaktdurchführungen direkt mit dem Schaltpo­ tential verbundenen Steuerelektroden, deren äußere Begren­ zungskonturen mindestens in Teilbereichen zum abgewinkelten Ende des Deflektorbleches parallel verlaufen, erfolgt die Verteilung der Spannungsbelastung bis in die äußeren Bereiche der Kontaktdurchführungen und den sich unmittelbar anschlie­ ßenden Verschlußabdeckungen, so daß damit wegen der erheblich vergrößerten Zwischenräume zwischen dem innen liegenden Schaltpotential und dem außen anliegenden Erdpotential keine Teilentladungsvorgänge stattfinden können. Diese Koppelele­ mente sind praktisch über das gesamte Spektrum der Mittel­ spannung teilentladungsfrei.

Darüber hinaus sind die elektrische Belastung im Bereich der sogenannten Edelfuge zwischen den aneinander gepreßten Stirn­ seiten der Kontaktdurchführungen mit den jeweiligen Ver­ schlußabdeckungen gleichmäßig aufgeteilt.

Mit den großflächigen, auf Schaltpotential liegenden, ersten Leitschichten innerhalb der Verschlußabdeckungen sind außer­ dem insbesondere die weniger stark verpreßten Bereiche der Edelfugen geringeren elektrischen Beanspruchungen ausgesetzt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht das Merk­ mal

• 2.1 die Kontaktdurchführungen und die in diesen jeweils ein­ gegossenen Bereiche der Kontaktanschlüsse, der Deflektor­ bleche und der Steuerelektroden sind rotationssymmetrisch ausgestaltet,

vor.

Die Deflektorbleche und die Steuerelektroden sind somit als Massenteile einfach herzustellen und ohne Schwierigkeiten in den Kontaktdurchführungen vor dem Vergießen zu positionieren. Die Kontaktdurchführungen können durch ihre rotationssymme­ trische Bauform problemlos in die Schaltanlagen eingebaut werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Merkmale

• 3.1 die Kontaktanschlüsse und die Anschlußelemente weisen je­ weils gleichartige rotationsförmige Querschnittskonturen auf,
• 3.2 die Kontaktanschlüsse und die Anschlußelemente sind im Bereich ihrer lösbaren Kopplungen jeweils abgeflacht,

vor.

Damit lassen sich die Kontaktdurchführungen insgesamt als kompaktes Funktionselement herstellen und in den Schaltanla­ gen platzsparend unterbringen.

Die Erfindung wird durch ein figürlich dargestelltes Ausfüh­ rungsbeispiel näher erläutert, das im Vollschnitt dargestellt ist und in dem zur besseren Übersicht keine Schraffuren der Schnittkörper erfolgt sind.

Das Koppelelement besteht im wesentlichen aus dem Kontaktan­ schluß KA und der Kontaktdurchführung KD so wie aus dem An­ schlußelement AE. Der im gasisolierten Behälter der Schaltan­ lage befindliche Kontaktanschluß KA wird mittels der Kontakt­ durchführung KD aus diesem nicht dargestellten Bereich her­ ausgeführt, um durch das Anschlußelement AE beispielsweise mit einem ebenfalls nicht dargestellten Sammelschienenab­ schnitt verbunden werden zu können. Die Kontaktdurchführung KD ist als Gießharzteil hergestellt, in das neben dem metal­ lischen Kontaktanschluß KA auch das Deflektorblech DB und die Steuerelektrode SE eingegossen sind. Dem innerhalb der Kon­ taktdurchführung KD abgeschrägten Teil des Deflektorbleches DB ist parallel dazu die Steuerelektrode SE angeordnet, die am entgegengesetzten Ende eine leitende Verbindung mit dem Schaltpotential herstellt. Des weiteren ist erkennbar, daß die Kontaktdurchführung KD und das Anschlußelement AE im Be­ reich ihres Zusammentreffens von der Verschlußabdeckung VA umgeben sind. Die Verschlußabdeckung VA wird dabei mit dem Druckring DR in Pfeilrichtung an die Stirnfläche der Kontakt­ durchführung KD gepresst. Die Verschlußabdeckung VA ist im Innenbereich mit der ersten Leitschicht LS1 versehen, die das Schaltpotential der Anschlußeinheit AE und im verbundenen Zu­ stand dementsprechend auch das Schaltpotential des Kontaktan­ schlusses KA trägt. Desweiteren ist die Verschlußabdeckung VA im Außenbereich mit der zweiten Leitschicht LS2 ausgestattet, die das Erdpotential des Anschlußelements AE trägt.

Durch die Anordnung und das Zusammenwirken der Deflektorelek­ troden DE und der Steuerelektroden SE in Verbindung mit den zwei Leitschichten LS1, LS2 mit unterschiedlichem Potential ist die sogenannte radiale Edelfuge so abgesteuert, daß diese Koppeleinrichtungen praktisch über das gesamte Spannungsspek­ trum der Mittelspannungstechnik teilentladungsfrei einsetzbar ist.

Claims (1)

1. Elektrische Koppelelemente für metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlagen mit Kontaktdurchführungen mit Kontaktanschlüssen innerhalb von Gasräumen, die über lösbare Verbindungen mit Anschlußelementen mit Schaltpotential außerhalb der Gasräume verbunden sind, gekennzeichnet durch die Merkmale

• 1. 1.1 die Kontaktdurchführungen (KD) enthalten jeweils ein Deflektorblech (DB) mit einer zur Stirnebene desselben innerhalb der Kontaktdurchführungen (KD) jeweils abgewinkelten Deflektorelektrode (DE),
• 2. 1.2 die Kontaktdurchführungen (KD) enthalten jeweils eine mit dem Schalpotential in Verbindung stehende Steuerelektrode (SE), deren äußere Begrenzungskonturen mindestens in Teilbereichen parallel zu den abgewinkelten Deflektorelektroden (DE) verlaufen,
• 3. 1.3 die Kontaktdurchführungen (KD) sind im Bereich der Anschlußelemente (AE) derart mit Verschlußabdeckungen (VA) versehen, daß jeweils über eine erste Leitschicht (LS1) der Innenbereich der Kontaktdurchführungen (KD) mit Schaltpotential und über eine zweite Leitschicht (LS2) der Außenbereich der Kontaktdurchführungen (KD) mit Erdpotential kontaktiert sind.
• 4. Elektrische Koppelelemente für metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlagen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal
  • 1. 2.1 die Kontaktdurchführungen (KD) und die in diesen jeweils eingegossenen Bereiche der Kontaktanschlüsse (KA), der Deflektorbleche (DB) und der Steuerelektroden (SE) sind rotationssymmetrisch ausgestaltet.
• 5. Elektrische Koppelelemente für metallgekapselte, gasisolierte Schaltanlagen nach Anspruch 1 und den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Merkmale
  • 1. 3.1 die Kontaktanschlüsse (KA) und die Anschlußelemente (AE) weisen jeweils gleichartige rotationsförmige Querschnittskonturen auf,
  • 2. 3.2 die Kontaktanschlüsse (KA) und die Anschlußelemente (AE) sind im Bereich ihrer lösbaren Kopplungen jeweils abgeflacht.