DE19921477A1 - Open air electrical switch pole section, comprises a vacuum chamber located in a cylindrical housing made of a rigid insulating material, with an outer insulating coating. - Google Patents

Abstract

An open air electrical switch pole section, comprises a vacuum chamber (11) located in a cylindrical housing (20) made of a rigid insulating material. The housing has an insulating silicone rubber layer (23) on its outer surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Freiluftschalterpolteil mit einer Vakuumkammer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an outdoor switch pole part with a vacuum chamber according to the Preamble of claim 1.

Im speziellen betrifft die Erfindung Mittelspannungsschaltgeräte, Leistungsschalter, Lastschalter oder Recloser mit einer Vakuumkammer in Freiluftausführung.In particular, the invention relates to medium-voltage switching devices, circuit breakers, Load switch or recloser with an outdoor vacuum chamber.

Im Mittelspannungsbereich werden zur Herstellung von Schaltgeräten Vakuumkam­ mern benutzt, die in aus Gießharz gegossene Umgehäuse eingesetzt oder auch in Gießharz eingegossen werden.In the medium-voltage range, vacuum was used to manufacture switchgear used in the cast housing made of cast resin or in Pouring resin.

Solche Anordnungen, die ohne weiteres im Innenraum verwendet werden können, sind nicht für Freiluftanwendungen gedacht, da das benutzte Gießharz für Außenluft unge­ eignet ist; darüber hinaus muß eine wirkungsvolle Abdichtung der beweglichen Teile der Vakuumkammer und des Antriebes zu einer evtl. aggressiven Umgebungsluft si­ cher gewährleistet sein. Such arrangements that can be used easily in the interior are not intended for outdoor applications because the cast resin used for outside air is not suitable is suitable; in addition, effective sealing of the moving parts the vacuum chamber and the drive to possibly aggressive ambient air be guaranteed.  

Ein Schaltgerät bzw. ein Polteil, das im Freilufibereich aufgestellt sein kann, ist z. B. aus der US 5 808 258 A bekannt geworden, bei der das Gehäuse von einem Metallrohr und einem Elastomer umgeben ist, das in eine Durchführung übergeht und dort ein halbleitendes Elastomer umschließt.A switching device or a pole part, which can be set up in the outdoor area, is, for. B. from US 5 808 258 A, in which the housing of a metal tube and is surrounded by an elastomer that merges into a bushing and there encloses semiconducting elastomer.

Es besteht auch die Möglichkeit, was auch gemacht wird, Vakuumkammern in Silikon­ kautschuk einzugießen, wobei mechanische Befestigungselemente für die Vakuum­ kammer mit eingegossen werden, um die Anordnung abzustützen, da der Silikonkau­ tschuk für eine solche Abstützung zu weich wäre. Mit dem Eingießen in Silikonkaut­ schuk kann auch erreicht werden, daß ein möglichst langer äußerer Kriechweg erzeugt wird, um die Spannungsfestigkeit auch bei Betauung und Beregnung zu garantieren.There is also the possibility of whatever is done, vacuum chambers in silicone Pour rubber, using mechanical fasteners for the vacuum chamber can be cast in to support the arrangement, since the silicone chew chuk would be too soft for such a support. With pouring in silicone chewing Schuk can also be achieved that the longest possible creepage distance to guarantee the dielectric strength even when condensation and sprinkling occur.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Freiluftschalterpolteil mit einer Vakuumkammer zu vereinfachen.The object of the invention is to provide an outdoor switch pole part with a vacuum chamber simplify.

Erfindungsgemäß wird dies gelöst mit den Merkmalen des Anspruches 1.According to the invention, this is achieved with the features of claim 1.

Danach wird die Vakuumkammer zur Bildung eines Freiluftschalterpolteiles in ein etwa zylindrisches Umgehäuse aus starrem, für die Innenraumaufstellung geeignetem, isolie­ rendem Material eingesetzt und außerhalb des Umgehäuses eine isolierende Schicht aus Silikonkautschuk vorgesehen.Then the vacuum chamber is approximately to form an outdoor switch pole part cylindrical housing made of rigid, suitable for indoor installation, isolie Material used and an insulating layer outside the surrounding housing made of silicone rubber.

Die Abstützung und Lagejustierung der Vakuumkammer, die Spannungsfestigkeit über der Keramik der Vakuumkammer und die Abschirmung der beweglichen Teile gegen die Umgebung werden durch das starre Umgehäuse gewährleistet und der Nachteil des für Freiluftaufstellung ungeeigneten Materials und dessen geringe Kriechweglänge durch Umguß mit Silikonkautschuk kompensiert.The support and position adjustment of the vacuum chamber, the dielectric strength above the ceramic of the vacuum chamber and the shielding of the moving parts the environment is guaranteed by the rigid housing and the disadvantage the unsuitable material for outdoor installation and its small creepage distance compensated for by pouring silicone rubber around it.

Das starre isolierende Material für das Umgehäuse kann Gießharz oder ein Polyurethan­ schaumstoff sein. The rigid insulating material for the outer casing can be cast resin or a polyurethane be foam.  

Die Außenkontur dieses Umgehäuses kann eine möglichst einfache zylindrische Form aufweisen, so daß die Herstellung des Umgehäuses vereinfacht ist.The outer contour of this surrounding housing can have the simplest possible cylindrical shape have, so that the manufacture of the surrounding housing is simplified.

Der Silikonkautschuk umschließt sowohl alle Gießharzteile an der Außenseite als auch evtl. teilweise nach außen ragende Metallteile. Die Abdichtung an den Metallteilen ge­ währleistet den vollständigen Schutz aller Gießharzteile vor der Umgebungsluft.The silicone rubber encloses all cast resin parts on the outside as well Possibly metal parts protruding outwards. The seal on the metal parts ge ensures complete protection of all cast resin parts from the ambient air.

Die Haftung des Silikonkautschuks auf Metall oder Gießharz kann durch einen Haftver­ mittler erfolgen; es besteht auch die Möglichkeit, geeignete Zusätze zum Silikonkaut­ schuk einzubringen, wodurch ebenfalls eine ausreichende Haftung des Silikonkaut­ schuks erreicht wird.The adhesion of the silicone rubber to metal or cast resin can be determined by an adhesive medium done; there is also the possibility of suitable additives for silicone chewing bring in protection, which also ensures sufficient adhesion of the silicone chew schuks is reached.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung besteht auch die Möglichkeit, einen Wandler oder eine Rogowskispule an geeigneter Stelle mit in das Silikonkautschuk ein­ zugießen.According to a further embodiment of the invention, there is also the possibility of a Transducer or a Rogowski coil in a suitable place in the silicone rubber pour in.

Die Erfindung ist nicht nur bei Leistungsschaltern anwendbar, sondern auch bei Reclo­ sern oder Lastschaltern.The invention is not only applicable to circuit breakers, but also to Reclo switches or circuit breakers.

Die Erfindung ist insbesondere dann anwendbar, wo der Keramikzylinder aus zwei Zy­ linderabschnitten gebildet ist, die unter Zwischenfügung eines Flanschringes, an dem im Inneren der Vakuumkammer eine Abschirmung angebracht ist, etwa mittig zusam­ mengefügt sind. Anstatt eines solchen Flanschrandes, kann auch ein Metallzylinder zwischen den Isolierzylindern vorgesehen sein, an dem ebenfalls eine Abschirmung befestigt ist.The invention is particularly applicable where the ceramic cylinder from two Zy linder sections is formed, with the interposition of a flange on which a shield is attached inside the vacuum chamber, approximately together in the middle are added. Instead of such a flange, a metal cylinder can also be used be provided between the insulating cylinders, on which also a shield is attached.

Bei solchen Vakuumkammern kann der sehr unwahrscheinliche Fall eines Spannungs­ überschlages zwischen den Kontaktstücken z. B. in Folge einer Überspannung auftre­ ten. Da dieses Mittelteil bei der erfindungsgemäßen Anordnung geerdet sein kann, kann die Vakuumkammer intern so dimensioniert werden, daß ein Spannungsüber­ schlag immer zwischen dem Kontaktstück oder dem Schaltstift und dem geerdeten Mittelteil erfolgen und nicht zwischen den Kontaktstücken bzw. den Schaltstiften. Dies ist eine interne Isolationskoordination, durch die direkte Überschläge zwischen den Kontaktstiften oder den Schaltstiften unabhängig vom Zustand des Vakuums, also auch im Paschenminimum, ausgeschlossen sind. Da die Vakuumkammer nicht in das Um­ gehäuse eingegossen ist, kann eine entsprechende Erdungsleitung ohne weiteres her­ ausgeführt werden.With such vacuum chambers, the very unlikely event of a voltage rollover between the contact pieces z. B. as a result of an overvoltage Since this middle part can be grounded in the arrangement according to the invention, the vacuum chamber can be dimensioned internally so that a voltage transfer always strike between the contact piece or switch pin and the earthed one Middle part and not between the contact pieces or the switching pins. This  is an internal insulation coordination, through the direct arcing between the Contact pins or the switching pins regardless of the state of the vacuum, so also in the Paschen minimum, are excluded. Since the vacuum chamber is not in the order is cast in the housing, a corresponding earthing cable can be made easily be carried out.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Using the drawing, in which an embodiment of the invention is shown, the invention and further advantageous refinements and improvements the invention are explained and described in more detail.

Es zeigt die einzige Figur eine Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Freiluftschalterpolteil.The single figure shows a sectional view through an inventive one Outdoor switch pole part.

Das Polteil, das in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist, besitzt eine Vakuumkammer 11, deren festes Kontaktstück an einem ortsfest angeordneten Kontaktstengel 12 und deren bewegliches Kontaktstück an einem beweglichen Kontakt­ stengel 13 innerhalb der Vakuumkammer 11 angebracht sind. Insoweit ist die Vakuum­ kammer 11 eine übliche Vakuumkammer, so daß weitere Einzelheiten nicht beschrie­ ben werden müssen.The pole part, which is designated in its entirety with the reference number 10 , has a vacuum chamber 11 , the fixed contact piece on a fixedly arranged contact stem 12 and the movable contact piece on a movable contact stem 13 are attached within the vacuum chamber 11 . As far as the vacuum chamber 11 is a conventional vacuum chamber, so that further details need not be described ben.

An dem beweglichen Kontaktstengel 13 schließt ein Kupplungsstück 14 an, das mit ei­ ner Antriebsstange 15 verbunden ist, die von einem nicht näher dargestellten Antrieb betätigt wird. An dem beweglichen Kontaktstengel 13 schließt weiterhin etwa in radialer Richtung ein flexibles Leiterband 16 an, das über eine Schraubenverbindung 17 mit ei­ nem Anschlußkontaktstück 18 verbunden ist. In gleicher Weise ist der feststehende Kontaktstengel mit einem Anschlußkontaktstück 19 verbunden. Selbstverständlich kön­ nen auch andere Arten der Stromverbindung verwendet werden, z. B. Rollenkontakte, Gleitkontakte usw.At the movable contact stem 13 , a coupling piece 14 connects, which is connected to egg ner drive rod 15, which is actuated by a drive, not shown. On the movable contact stem 13 continues to connect approximately in the radial direction, a flexible conductor strip 16 , which is connected via a screw connection 17 with egg nem connector 18 . In the same way, the fixed contact stem is connected to a connection contact piece 19 . Of course, other types of power connection can also be used, e.g. B. roller contacts, sliding contacts etc.

Die Vakuumkammer 11 ist in ein Umgehäuse 20 eingesetzt, welches im wesentlichen eine zylindrische Form besitzt und dort, wo sich die Antriebsstange 15 befindet, offen ist. Das entgegengesetzt liegende Ende des Umgehäuses 20 besitzt einen nach innen gezogenen Boden 21, mit dem das Anschlußkontaktstück 19 umschlossen ist. Die Va­ kuumkammer 11 ist dabei entweder in das Umgehäuse 20 eingesetzt oder gleich in das Umgehäuse 20 eingegossen. In gleicher Weise ist auch der Anschlußkontakt 18 mit einem Anschlußstutzen 22 am Umgehäuse 20 umgossen.The vacuum chamber 11 is inserted into an outer housing 20 which has a substantially cylindrical shape and is open where the drive rod 15 is located. The opposite end of the housing 20 has an inwardly drawn bottom 21 with which the terminal contact piece 19 is enclosed. The Va vacuum chamber 11 is either inserted into the housing 20 or poured directly into the housing 20 . In the same way, the connector 18 is cast around a connector 22 on the housing 20 .

Das Umgehäuse 20 ist selbst wiederum in Silikonkautschuk 23 eingegossen, wobei an der Außenfläche des Silikonkautschuks umlaufende Leisten 24 vorgesehen sind, mit denen der Kriechweg auf der Außenfläche des Silikonkautschuks 23 zur Erzielung ei­ ner ausreichenden Spannungsfestigkeit verlängert wird.The outer housing 20 is itself cast in silicone rubber 23 , with continuous strips 24 being provided on the outer surface of the silicone rubber, with which the creepage distance on the outer surface of the silicone rubber 23 is extended in order to achieve a sufficient dielectric strength.

Der Silikonkautschuk kann dabei, was nicht bezeichnet ist, sowohl das Anschlußkon­ taktstück 19 als auch das Anschlußkontaktstück 18 und darüber hinaus auch den unte­ ren Rand des Umgehäuses 20 umgeben, so daß evtl. Fugen zwischen den Metallteilen 18, 19 und dem Umgehäuse und darüber hinaus zwischen dem Umgehäuse und einem nicht näher dargestellten Antrieb verschlossen werden können.The silicone rubber can, what is not designated, both the Kontaktkon contact piece 19 and the connector contact piece 18 and also surround the underside edge of the housing 20 , so that any joints between the metal parts 18 , 19 and the housing and beyond can be closed between the housing and a drive, not shown.

Aufgrund der Anordnung und Aufbringung des Silikonkautschuks 23 ist ein vollständi­ ger Schutz aller Gießharzteile vor evtl. aggressiver Umgebungsluft gewährleistet. Auf­ grund eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kragens an dem antriebsseiti­ gen Ende des Silikonkautschuks 23 kann auch nach Montage des Antriebes die Innen­ fläche des Umgehäuses gasdicht abgedichtet werden.Due to the arrangement and application of the silicone rubber 23 , full protection of all cast resin parts from possibly aggressive ambient air is guaranteed. On the basis of a collar, not shown in the drawing, at the end of the silicone rubber 23 on the drive side, the inner surface of the surrounding housing can be sealed gas-tight even after the drive has been installed.

Falls erforderlich, können in das Silikonkautschuk auch ein Wandler bzw. eine Rogows­ kispule auf dem mittleren und/oder oberen Anschluß mit eingegossen werden.If necessary, a converter or a Rogows can also be placed in the silicone rubber kispule can be cast on the middle and / or upper connection.

Die Vakuumkammer 11 weist zwei Isolierzylinder 11a und 11b auf, die unter Zwi­ schenfügung eines metallischen Flanschrandes 11c miteinander verbunden sind. In­ nerhalb der beiden Zylinder 11a und 11b werden am Flanschrand Abschirmringe oder Abschirmzylinder zur Abschirmung der Innenflächen der Isolierzylinder 11a und 11b und damit zum Schutz vor Niederschlagen von bei einer Schalthandlung auftretenden Metall. The vacuum chamber 11 has two insulating cylinders 11 a and 11 b, which are connected to one another with the interposition of a metallic flange 11 c. In nerhalb of the two cylinders 11 a and 11 b are on the flange or shield rings shielding for shielding the inner surfaces of the insulating cylinder 11 a and 11 b, and thus to protect against depositing occurring at a switching action metal.

Aufgrund der Ausgestaltung der gesamten Anordnung kann an dem Flanschrand 11c eine Erdungsleitung angeschlossen werden (nicht dargestellt), wenn nun im Inneren der Vakuumkammer der Abstand der Kontaktstücke von der Abschirmung bzw. vom Mittelteil passend gewählt ist, dann kann dadurch erreicht werden, daß bei einem sehr unwahrscheinlichen Fall eines Überschlages, z. B. infolge einer Überspannung, ein Überschlag nur zwischen dem Kontaktstück und dem geerdeten Mittelteil erfolgt. Da­ durch wird sicher verhindert, daß Überschläge zwischen den Kontaktstücken unabhän­ gig vom Zustand des Vakuums, also auch im Paschenminimum, auftreten.Due to the design of the entire arrangement, an earthing line can be connected to the flange 11 c (not shown), if the distance between the contact pieces from the shield or from the central part is selected appropriately in the interior of the vacuum chamber, then it can be achieved that at a very unlikely event of a rollover, e.g. B. due to an overvoltage, a flashover occurs only between the contact piece and the grounded middle part. Since it will surely prevent flashovers between the contact pieces regardless of the state of the vacuum, that is to say also in the Paschen minimum.

Claims (6)

1. Freiluftschalterpolteil, mit einer Vakuumkammer (11), die in ein etwa zylindri­ sches Umgehäuse (20) aus starrem, für die Innenraumaufstellung geeignetem isolie­ rendem Material eingesetzt ist, welches Umgehäuse (20) auf seiner Außenfläche von einer isolierenden Schicht (23) aus Silikonkautschuk umgeben ist.1. Outdoor switch pole part, with a vacuum chamber ( 11 ) which is used in an approximately cylindri cal housing ( 20 ) made of rigid, suitable for indoor installation insulating material, which housing ( 20 ) on its outer surface from an insulating layer ( 23 ) Silicone rubber is surrounded. 2. Freiluftschalterpolteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das iso­ lierende starre Material Gießharz ist.2. Outdoor switch pole part according to claim 1, characterized in that the iso Resistant rigid material is cast resin. 3. Freiluftschalterpolteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das iso­ lierende Material ein Polyuretanschaumstoff ist.3. Outdoor switch pole part according to claim 1, characterized in that the iso lulating material is a polyurethane foam. 4. Freiluftschalterpolteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Silikonkautschuk unter Zwischenfügung eines Haftvermittlers auf dem Umgehäuse (20) oder ggf. nach außen ragenden Metallteilen (18, 19) aufgebracht ist.4. Outdoor switch pole part according to one of the preceding claims, characterized in that the silicone rubber is applied with the interposition of an adhesion promoter on the housing ( 20 ) or possibly outwardly projecting metal parts ( 18 , 19 ). 5. Freiluftschalterpolteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Außenkontur des Silikonkautschuks (23) mit umlaufenden, radial vor­ springenden Leisten (24) versehen ist, durch die die Kriechstrecke in axialer Richtung verlängert wird. 5. Outdoor switch pole part according to one of the preceding claims, characterized in that the outer contour of the silicone rubber ( 23 ) is provided with circumferential, radially before jumping strips ( 24 ) through which the creepage distance is extended in the axial direction. 6. Freiluftschalterpolteil mit einer Vakuumkammer, deren Isolierkeramik aus zwei Keramikzylindern gebildet ist, die unter Zwischenfügung eines metallischen Mittelteils miteinander verbunden sind, mit einem feststehenden und einem beweglichen Kontakt­ stück, die von einer am Mittelteil befestigten Abschirmung umgeben sind, insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (11c) geerdet ist und der Abstand der beiden Kontaktstücke voneinander sowie der je­ weilige Abstand der Kontaktstücke von der Abschirmung so bemessen sind, daß ein evtl. auftretender Spannungsüberschlag lediglich zwischen einem Kontaktstück und der geerdeten Abschirmung auftritt.6. Outdoor switch pole part with a vacuum chamber, the insulating ceramic is formed from two ceramic cylinders, which are interconnected with the interposition of a metallic central part, with a fixed and a movable contact piece, which are surrounded by a shield attached to the central part, in particular according to one of the preceding claims , characterized in that the middle part ( 11 c) is grounded and the distance between the two contact pieces from each other and the respective distance of the contact pieces from the shield are dimensioned such that a potential flashover occurs only between a contact piece and the grounded shield.