WO2006084401A1 - Schalterpol - Google Patents

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WO2006084401A1
WO2006084401A1 PCT/CH2006/000055 CH2006000055W WO2006084401A1 WO 2006084401 A1 WO2006084401 A1 WO 2006084401A1 CH 2006000055 W CH2006000055 W CH 2006000055W WO 2006084401 A1 WO2006084401 A1 WO 2006084401A1
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WO
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contact
switch
contact piece
active part
piece
Prior art date
Application number
PCT/CH2006/000055
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English (en)
French (fr)
Inventor
Olaf Hunger
Markus Vestner
Original Assignee
Abb Technology Ag
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/025—Terminal arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/022—Details particular to three-phase circuit breakers

Definitions

  • the present invention relates to a pole for a single-phase encapsulated multiphase high voltage switch according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a high voltage switch having a plurality of such poles.
  • Single-phase encapsulated multiphase high voltage switches are mainly circuit breakers, isolators or earth electrodes and each comprise a plurality of poles, which are each assigned to one of the phases.
  • Each pole contains an insulating gas-filled metal encapsulation with an active part.
  • Such an active part is connected via two connectors and two Kapselungs jacketed with high voltage and comprises at least one switching point with a contact arrangement, which is arranged in the formation of the high-voltage switch as a circuit breaker in general in a switching chamber.
  • Each of the aforementioned connectors contains two contact pieces.
  • the first of these two contact pieces is assigned to a feedthrough conductor guided through the encapsulation, a second to the active part of the pole.
  • Feedthrough conductor is part of a drain and may be associated with an outdoor bushing, a cable termination or an encapsulated device such as a busbar. Therefore, the feedthrough conductors of the individual poles are generally angled to each other. For outdoor bushings, this is especially necessary because of the
  • a switch pole of the aforementioned type is described in DE 39 04439 A1.
  • a switch pole illustrated in FIG. 1 of this patent document has a metal housing 2 in which an interrupter unit 5 is arranged.
  • the interrupter unit is connected via two connectors 17, 18 with feedthrough conductors 19, 20.
  • Contacts 27, 31 of the connectors are held stationary on the feedthrough conductors which can be acted upon by high voltage, whereas an associated mating contact 28 or 32 is fastened to a connection fitting 6 or to a projection of a directing element 30 which extends transversely to a longitudinal axis L of the interrupter unit 5.
  • High voltage switch is also known from DE 33 18 344 A1.
  • This switch pole has a switching point arranged in a stretched metal housing 20, which is connected via two isolating contact arrangements with hollow current connections 22 guided in a fixed manner through the housing 20.
  • Contacts 51 and 53 of the isolating contact arrangements are slidably mounted transversely to a longitudinal axis of the metal housing in the interior of the power connections.
  • the associated two mating contacts 50 and 52 are each electrically conductively attached to a plate-shaped executed stop of a part 43 and 44 of the switching point. To remove the switching point, the two movable contacts 51 and 53 are moved until they disengage from the two Mating contacts 50 and 52 are. The switching point can then be removed from the housing 20 through a closable opening.
  • FIG. 6 Another switch pole is described in US 6,495,785 B1.
  • This switch pole is designed to be single-phase encapsulated and contains a switching chamber, which is connected via two connectors with current conductors 45, 47 of outdoor bushings 41, 42.
  • the connectors are arranged in the enclosure 40 and each have a connector designed as a contact piece, which is formed in a free end of the centrally guided conductor 45 and 47 of the outdoor bushing, and designed as a socket contact piece, which in a hollow metal armature 43 and 44 of the held in Kapselungsinneren switching chamber is formed.
  • the outdoor bushings of the individual phases are mutually angled. The insulation distances of the air-guided ends of the individual feedthrough conductors are thus maintained.
  • switching points are each acted upon by a transmission with force.
  • the force is generated in a single drive acting on all gears.
  • the gears must be aligned the same. Therefore, the switching chambers in the region of the connectors must be adapted to the angular position of the feedthrough conductors.
  • the object is to provide a switch pole of the type mentioned, in which the switching chamber containing active part can be easily adapted to the angular position of the feedthrough conductor, and to provide a multi-phase high voltage switch, the more contains these switch poles.
  • one of the contact pieces of the connector in a number of phases corresponding number of positions with a contact surface on a mating contact surface of the active part is fixable.
  • the positions are in one determined by an axis of encapsulation Circumferential direction offset by a predetermined angle.
  • the contact piece can therefore be fixed practically in any angular position on the active part.
  • the same enclosures, plug-in connections and active parts can be used for the switch poles of all phases.
  • the different angular positions of the active parts relative to the encapsulation are achieved by suitably positioning and fixing the contact piece on the active part. This results in a simple production of the switch pole.
  • the assembly of the connector is facilitated by the fact that the contact piece has at least one opening into the contact support surface cavity for receiving an attachable to the active part connecting element.
  • a simple setting of the contact piece on the active part is made possible in that the connecting element is a screwable into an internal thread of the active part retaining bolts.
  • the contact piece advantageously has at least one second cavity opening into the contact support surface for receiving a second connecting element which can be inserted into the active part.
  • the practically arbitrarily positionable Konktakt Anlagen the connector can then be held during assembly very accurately in a desired position on the lateral surface of the active part and then releasably secured by means of a suitable connecting means on the active part. Since the contact piece is then held with two points on the active part, a rotationally secured attachment is achieved at the same time. If the second connecting element is a pin which is held in a form-fitting manner in the contact piece, then the adjustment work during assembly is considerably facilitated.
  • one of the two contact pieces of the connector is designed as a plug and the other as a socket.
  • a good current transfer and a simple attachment of the connector are caused by the fact that the jack is designed as a cup, that the inner wall of the cup at least one radially deformable annular
  • Holding contact element, and that of the retaining bolt receiving cavity through The bottom of the cup is guided.
  • the fixation of the retaining bolt and thus the connector on the active part can be done for example by screws or clamp connection.
  • the active parts of the switch poles are arranged parallel to each other in a plane and take up based an axis associated with each of the switch poles occupies a uniform angular position. At the same time this is held on the active part
  • FIG. 1 shows a side view of a designed as a circuit breaker three-pole
  • High-voltage switch with three aligned perpendicular to the drawing plane and actuated by a common drive
  • FIG. 2 shows a plan view of a guided in the insertion direction section through a plug connection contained in one of the three switch poles according to FIG. WAYS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • a three-pole high voltage switch is shown, whose three poles PR, Ps, PT are each associated with a phase R, S, T of an alternating current.
  • the switch is designed as a circuit breaker.
  • Each switch pole contains a predominantly tubular and with an insulating gas, such as Schwefelhaxafluorid and / or nitrogen, under a pressure of up to several bar filled encapsulation 10 and two designed as outdoor bushings 20 outlets. Since the tube axis of each encapsulation 10 runs perpendicular to the plane of the drawing, only one of the two outdoor bushings 20, namely 20, can be seen. From the encapsulation 10 formed from a metal, such as steel or aluminum, only a cover 11 and a tubular extension 12 (only designated at the pole PR) can be seen in FIG.
  • the lid 11 is curved on the side facing the viewer to the outside and carries a arranged inside the enclosure 10 gear GR, G S resp. GT, which is assigned to one of the three switch poles.
  • the transmission acts on an electrically insulating designed push rod for actuating a contact arrangement. This contact arrangement is part of an axially symmetrical switching chamber arranged in the interior of the encapsulation 10 (not visible in FIG. 1).
  • the transmission has a gas-tight guided through the lid 11 shaft. Guided by the lid 11 ends of the transmission G 3 associated shaft are connected via two horizontally guided coupling rods K with the outer shaft ends of the gear GR and G ⁇ .
  • switching chamber is attached to the lid 11.
  • the lid 11 closes the enclosure 10 gas-tight to the outside.
  • the transmission Gs is connected to a central drive A.
  • a central drive A and coupling rods K but also separate drives can be provided, which are each connected to one of the transmission.
  • the pipe socket 12 carries the outdoor bushing 20 and an undesignated core of a current transformer.
  • second pipe socket carries the second outdoor bushing and another Stromwandlerkern.
  • an outdoor bushing 20 may also be a cable termination or an encapsulated device, such as a bus bar, provided.
  • a feedthrough conductor of the outdoor bushing 20 is electrically connected via a plug connection with a current-carrying part of the switching chamber (not visible in FIG. 1).
  • a current-carrying part of the switching chamber not visible in FIG. 1.
  • This connector includes two designed as a plug and a socket contacts 31, 32, of which the contact piece 31 is associated with the guided through the enclosure 10 hollow feedthrough conductor 21 of the outdoor bushing 20 and the contact piece 32 of acting as an active part of the switch pole P 3 switching chamber 40.
  • the contact piece 32 is formed as a cup and has outside on the cup bottom on a lateral surface of a designed as a hollow body 41 current-carrying part of the switching chamber 40 supportable contact bearing surface 33. In the bottom of the cup opening into the contact surface 33, formed as a through hole cavity 34 is formed.
  • This cavity 34 receives a connecting element 35, which is designed as a screwable retaining bolt and screwed into an internal thread of the hollow body 41 of the switching chamber 40.
  • the contact piece 32 is releasably attached to the hollow body 41.
  • the lateral surface of the hollow body 41 has a mating contact surface cooperating with the contact bearing surface.
  • the contact bearing surface 33 and the mating contact surface are generally planar, but may also be curved. From Fig.2 are also coincident with the axis of the enclosure 10 symmetry axis 42 of the axisymmetric switching chamber 40, the actuation of the switching chamber 40 enabling insulating rod 43 and the switching chamber 40 on the cover 11 supporting isolator 44 shown.
  • a cavity opening into the contact support surface 33 for receiving a connecting element 37 designed as a pin is formed in the contact piece 32.
  • the pin 37 in turn is held in an opening into the mating contact surface cavity of the hollow body 41.
  • the pin and the associated cavities on the contact piece 32 and the hollow body 41 may have a round profile. To achieve positive locking angular, oval or any other profile is beneficial.
  • the contact piece 32 When attaching the contact piece 32 to the switching chamber 40, the contact piece 32 is first positioned by means of the pin 37 on the formed as a mating contact surface portion of the lateral surface of the hollow body 41. If the pin is held in a form-fitting manner, then the cavity 34 and the internal thread provided in the switching chamber are in line and now the contact piece 32 can be fixed directly to the switching chamber 40 without further adjustment work with the aid of the screw bolt 35.
  • the inner wall of the cup bears radially deformable annular contact elements 36, which facilitate the passage of current between the two contact pieces 31 and 32.
  • the contact 31 formed as the end of the feedthrough conductor 21 is inserted into the interior of the cup.
  • the provided on the hollow body 41 mating contact surface is advantageously designed so that the contact piece 32 is fixed in at least two positions on the hollow body 41, which are offset in the circumferential direction by a predetermined angle to each other. It can then namely arranged in the individual Polkapselungen 10 switching chambers 40 and gear G R , Gs resp. GT are held relative to the axes of symmetry 42 each in a uniform angular position.
  • the Heidelbergkammem 40 held in the capsules 10, not apparent from Figure 1 are mutually parallel in a horizontal plane arranged and are as well as the transmission G R , G s resp. G ⁇ with respect to the plane perpendicular to the plane of symmetry axes 42 (not designated in Figure 1) in the circumferential direction in a uniform angular position.
  • the high voltage switch can also be designed as a disconnector or earthing switch.
  • the active part is then generally no longer designed as a switching chamber 40 and contains substantially only the acted upon by the transmission with force contact arrangement.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Der Pol ist für einen einphasig gekapselten, mehrphasigen Hochspannungsschalter bestimmt und weist ein Kapselungsrohr (10), ein längs der Achse (42) des Rohrs ausgerichtetes Aktivteil (40) und mindestens eine Steckverbindung (30) auf. Diese Steckverbindung enthält zwei Kontaktstücke (31 , 32), von denen das erste (31) einem durch die Kapselung (10) geführten Durchführungsleiter (21) eines Schalterabgangs (20) und das zweite (32) dem Aktivteil (40) des Pols zugeordnet ist. Das zweite Kontaktstück (32) weist eine auf einer Gegenkontaktfläche des Aktivteils (40) abgestützte Kontaktauflagefläche auf (33) sowie ein Teil (34, 35, 37) eines Elements zum Herstellen einer lösbaren Verbindung mit dem Aktivteil (40). Das zweite Kontaktstück (32) ist in einer der Anzahl der Phasen entsprechenden Anzahl an Positionen an der Gegenkontaktfläche fixierbar. Zur Fertigung des Schalters können daher für alle Pole gleiche Kapselungen, gleiche Aktivteile und gleiche Steckverbindungen verwendet werden, und wird lediglich ein zentraler auf alle Pole wirkender Antrieb benötigt.

Description

Schalterpol
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Pol für einen einphasig gekapselten, mehrphasigen Hochspannungsschalter nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft auch einen Hochspannungsschalter mit mehreren solcher Pole.
Einphasig gekapselte, mehrphasige Hochspannungsschalter sind vor allem Leistungsschalter, Trenner oder Erder und umfassen jeweils mehrere Pole, welche jeweils einer der Phasen zugeordnet sind. Jeder Pol enthält eine isoliergasgefüllte Metallkapselung mit einem Aktivteil. Ein solches Aktivteil ist über zwei Steckverbindungen und zwei Kapselungsdurchführungen mit Hochspannung verbunden und umfasst mindestens eine Schaltstelle mit einer Kontaktanordnung, welche bei Ausbildung des Hochspannungsschalters als Leistungsschalter im allgemeinen in einer Schaltkammer angeordnet ist.
Jede der vorgenannten Steckverbindungen enthält zwei Kontaktstücke. Das erste dieser beiden Kontaktstücke ist einem durch die Kapselung geführten Durchführungsleiter zugeordnet, ein zweites dem Aktivteil des Pols. Der
Durchführungsleiter ist Teil eines Abgangs und kann einer Freiluftdurchführung, einem Kabelendverschluss oder einem gekapselten Gerät, beispielsweise einer Sammelschiene, zugeordnet sein. Daher sind die Durchführungsleiter der einzelnen Pole im allgemeinen zueinander gewinkelt angeordnet. Bei Freiluftdurchführungen ist dies vor allem deswegen notwendig, um die
Isolationsabstände zwischen den einzelnen Phasen einhalten zu können. In den einzelnen Schalterpolen vorgesehene Kontaktanordnungen enthalten jeweils mindestens ein bewegliches Schaltstück. Daher benötigt dieser Schalter für jeden Schalterpol ein Getriebe, mit dem Kraft von einem Antrieb auf die Kontaktanordnungen übertragen wird. Diese Kraft kann von einem einzigen zentralen Antrieb oder aber von mehreren jeweils einem der Schalterpole zugeordneten Antrieben erzeugt werden. In jedem Fall sind alle Getriebe gleich ausgerichtet. Daher ist es erforderlich, die Aktivteile an die Winkelpositionen der Durchführungsleiter anzupassen.
STAND DER TECHNIK
Ein Schalterpol der vorgenannten Art ist beschrieben in DE 39 04439 A1. Ein in Fig.1 dieses Patentdokuments dargestellter Schalterpol besitzt ein Metallgehäuse 2, in dem eine Unterbrechereinheit 5 angeordnet ist. Die Unterbrechereinheit ist über zwei Steckverbindungen 17, 18 mit Durchführungsleitern 19, 20 verbunden. Kontakte 27, 31 der Steckverbindungen sind an den mit Hochspannung beaufschlagbaren Durchführungsleitern ortsfest gehalten, wohingegen ein zugeordneter Gegenkontakt 28 bzw. 32 an einer Anschlussarmatur 6 bzw. an einem quer zu einer Längsachse L der Unterbrechereinheit 5 erstreckten Ansatz eines Richtorgans 30 befestigt ist. Beim Lösen der Steckverbindungen 17, 18 werden Baugruppen 15, 16 der Unterbrechereinheit senkrecht zur Längsachse L verschoben und können dann durch stirnseitige Öffnungen aus dem Gehäuse 2 entfernt werden.
Ein Schalterpol für einen einphasig gekapselten, mehrphasigen
Hochspannungsschalter ist auch aus DE 33 18 344 A1 bekannt. Dieser Schalterpol weist eine in einem gestreckten Metallgehäuse 20 angeordnete Schaltstelle auf, die über zwei Trennkontaktanordnungen mit ortsfest durch das Gehäuse 20 geführten hohlen Stromanschlüssen 22 verbunden ist. Kontakte 51 und 53 der Trennkontaktanordnungen sind quer zu einer Längsachse des Metallgehäuses verschiebbar im Inneren der Stromanschlüsse gelagert. Die zugeordneten beiden Gegenkontakte 50 und 52 sind jeweils stromleitend an einem plattenförmig ausgeführten Anschlag eines Teils 43 bzw. 44 der Schaltstelle befestigt. Zum Ausbau der Schaltstelle werden die beiden beweglichen Kontakte 51 und 53 solange verschoben, bis sie ausser Eingriff mit den beiden Gegenkontakten 50 und 52 sind. Die Schaltstelle kann dann durch eine verschliessbare Öffnung aus dem Gehäuse 20 entfernt werden.
Ein weiterer Schalterpol ist in US 6,495,785 B1 beschrieben. Auch dieser Schalterpol ist einphasig gekapselt ausgeführt und enthält eine Schaltkammer, welche über zwei Steckverbindungen mit Stromleitern 45, 47 von Freiluftdurchführungen 41 , 42 verbunden ist. Gemäss Fig.5 sind die Steckverbindungen in der Kapselung 40 angeordnet und weisen jeweils ein als Stecker ausgeführtes Kontaktstück auf, welches in ein freies Ende des zentral geführten Stromleiters 45 bzw. 47 der Freiluftdurchführung eingeformt ist, sowie ein als Buchse ausgeführtes Kontaktstück, welches in eine hohle Metallarmatur 43 bzw. 44 der im Kapselungsinneren gehaltenen Schaltkammer eingeformt ist. Wie aus Fig.1 ersichtlich ist, sind die Freiluftdurchführungen der einzelnen Phasen zueinander gewinkelt angeordnet. Die Isolationsabstände der an Luft geführten Enden der einzelnen Durchführungsleiter werden so eingehalten. In den Schaltkammern vorgesehene Schaltstellen werden jeweils über ein Getriebe mit Kraft beaufschlagt. Die Kraft wird in einem auf alle Getriebe wirkenden einzigen Antrieb erzeugt. Um eine einfache Kraftübertragung vom Antrieb auf alle Getriebe zu gewährleisten, sind die Getriebe gleich auszurichten. Daher müssen die Schaltkammern im Bereich der Steckverbindungen an die Winkelposition der Durchführungsleiter angepasst werden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalterpol der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das die Schaltkammer enthaltende Aktivteil leicht an die Winkelposition der Durchführungsleiter angepasst werden kann, sowie einen mehrphasigen Hochspannungsschalter anzugeben, der mehrere dieser Schalterpole enthält.
Beim Schalterpol nach der Erfindung ist eines der Kontaktstücke der Steckverbindung in einer der Anzahl der Phasen entsprechenden Anzahl an Positionen mit einer Kontaktfläche an einer Gegenkontaktfläche des Aktivteils fixierbar. Die Positionen sind in einer durch eine Achse der Kapselung bestimmten Umfangsrichtung um einen vorgegebenen Winkel gegeneinander versetzt. Das Kontaktstück kann daher praktisch in beliebiger Winkelposition am Aktivteil fixiert werden. Für die Schalterpole aller Phasen können die gleichen Kapselungen, Steckverbindungen und Aktivteile verwendet werden. Die unterschiedlichen Winkelpositionen der Aktivteile gegenüber der Kapselung werden durch geeignetes Positionieren und Fixieren des Kontaktstücks am Aktivteil erreicht. Es resultiert so eine einfache Fertigung des Schalterpols.
Bei der Fertigung des Schalterpols wird die Montage der Steckverbindung dadurch erleichtert, dass das Kontaktstück mindestens einen in die Kontaktauflagefläche mündenden Hohlraum zur Aufnahme eines am Aktivteil anbringbaren Verbindungselements aufweist.
Ein einfaches Festsetzen des Kontaktstücks am Aktivteil wird dadurch ermöglicht, dass das Verbindungselement ein in ein Innengewinde des Aktivteils schraubbarer Haltebolzen ist.
Das Kontaktstück weist mit Vorteil mindestens einen in die Kontaktauflagefläche mündenden zweiten Hohlraum zur Aufnahme eines in das Aktivteil einsteckbaren zweiten Verbindungselements auf. Das praktisch beliebig positionierbare Konktaktstück der Steckverbindung kann dann bei der Montage sehr genau in einer erwünschten Position an der Mantelfläche des Aktivteils gehalten und anschliessend mit Hilfe eines geeigneten Verbindungsmittels am Aktivteil lösbar festgesetzt werden. Da das Kontaktstück dann mit zwei Punkten am Aktivteil gehalten ist, wird so zugleich eine drehgesicherte Befestigung erreicht. Ist das zweite Verbindungselement ein formschlüssig im Kontaktstück gehaltener Stift, so werden die Justierarbeiten bei der Montage erheblich erleichtert.
Um axiale Ausgleichsbewegung der Steckverbindung zu kompensieren, ist eines beider Kontaktstücke der Steckverbindung als Stecker und das andere als Buchse ausgeführt.
Ein guter Stromübergang und ein einfaches Befestigung der Steckverbindung werden dadurch bewirkt, dass die Buchse als Becher ausgeführt ist, dass die Innenwand des Bechers mindestens ein radial verformbares ringförmiges
Kontaktelement hält, und dass der den Haltebolzen aufnehmende Hohlraum durch den Boden des Bechers geführt ist. Die Fixierung des Haltebolzen und damit der Steckverbindung am Aktivteil kann beispielsweise durch Schrauben oder Klemmverbindung erfolgen.
Beim einem Hochspannungsschalter mit mehreren erfindungsgemäss ausgebildeten und jeweils längs einer von mehreren Achsen ausgerichteten Schalterpolen, welche jeweils zwei an einem rohrförmigen Teil der Kapselung gehaltene Rohransätze zur Halterung jeweils eines Abgangs aufweisen, sind die Aktivteile der Schalterpole zueinander parallel in einer Ebene angeordnet und nehmen bezogen auf eine jedem der Schalterpol zugeordnete Achse eine einheitliche Winkelposition ein. Zugleich ist das am Aktivteil gehaltene
Kontaktstück eines ersten der Schalterpole gegenüber dem Kontaktstück eines zweiten der Schalterpole um einen durch die Richtung der beiden Rohransätze vorgegebenen Winkel um die Achse dieses Aktivteils verdreht angeordnet.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Anhand von Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigt:
Fig.1 eine Seitenansicht eines als Leistungsschalter ausgeführten dreipoligen
Hochspannungsschalters mit drei senkrecht zur Zeichnungsebene ausgerichteten und von einem gemeinsamen Antrieb betätigbaren
Schalterpolen nach der Erfindung, und
Fig.2 eine Aufsicht auf einen in Steckrichtung geführten Schnitt durch eine in einem der drei Schalterpole gemäss Fig.1 enthaltene Steckverbindung. WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In allen Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Teile. In Fig.1 ist ein dreipoliger Hochspannungsschalter dargestellt, dessen drei Pole PR, Ps, PT jeweils einer Phase R, S, T eines Wechselstroms zugeordnet sind. Der Schalter ist als Leistungsschalter ausgeführt. Jeder Schalterpol enthält eine vorwiegend rohrförmig ausgebildete und mit einem Isoliergas, etwa Schwefelhaxafluorid und/oder Stickstoff, unter einem Druck von bis zu mehreren bar gefüllte Kapselung 10 sowie zwei als Freiluftdurchführungen 20 ausgeführte Abgänge. Da die Rohrachse jeder Kapselung 10 senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft, ist von den beiden Freiluftdurchführungen 20 lediglich eine, nämlich 20, ersichtlich. Von der aus einem Metall, wie Stahl oder Aluminium, gebildeten Kapselung 10 sind in Fig. 1 lediglich ein Deckel 11 sowie ein Rohransatz 12 (nur beim Pol PR bezeichnet) zu erkennen.
Der Deckel 11 ist auf der dem Betrachter zugewandten Seite nach aussen gewölbt und trägt ein im Inneren der Kapselung 10 angeordnetes Getriebe GR, GS resp. GT, das einem der drei Schalterpole zugeordnet ist. Das Getriebe wirkt auf eine elektrisch isolierend ausgebildete Schubstange zur Betätigung einer Kontaktanordnung. Diese Kontaktanordnung ist Teil einer im Inneren der Kapselung 10 angeordneten axialsymmetrisch ausgebildeten Schaltkammer (aus Fig.1 nicht ersichtlich). Das Getriebe weist eine gasdicht durch den Deckel 11 geführte Welle auf. Durch den Deckel 11 geführte Enden der dem Getriebe G3 zugeordneten Welle sind über zwei horizontal geführte Koppelstangen K mit den aussenliegenden Wellenenden der Getriebe GR und Gτ verbunden. Neben dem Getriebe ist auch die ebenfalls aus Fig.1 nicht ersichtliche Schaltkammer am Deckel 11 befestigt. Der Deckel 11 schliesst die Kapselung 10 gasdicht nach aussen ab.
Das Getriebe Gs ist mit einem zentralen Antrieb A verbunden. Anstelle eines zentralen Antriebs A und von Koppelstangen K können aber auch separate Antriebe vorgesehen sein, welche jeweils mit einem der Getriebe verbunden sind.
Der Rohransatz 12 trägt die Freiluftdurchführung 20 sowie einen nicht bezeichneten Kern eines Stromwandlers. Ein längs der Rohrachse der Kapselung 10 versetzt angeordneter (aus Fig.1 nicht ersichtlicher) zweiter Rohransatz trägt die zweite Freiluftdurchführung und einen weiteren Stromwandlerkern. Anstelle einer Freiluftdurchführung können als Abgang 20 auch ein Kabelendverschluss oder ein gekapseltes Gerät, beispielsweise eine Sammelschiene, vorgesehen sein.
Ein Durchführungsleiter der Freiluftdurchführung 20 ist über eine Steckverbindung mit einen stromführenden Teil der Schaltkammer elektrisch leitend verbunden (aus Fig.1 nicht ersichtlich). Entsprechendes gilt auch für den Durchführungsleiter der aus Fig.1 nicht ersichtlichen Freiluftdurchführung, der jedoch mit einem stromführenden Teil der Schaltkammer elektrisch leitend verbunden ist, das bei geöffneter Schaltkammer gegenüber dem vorgenannten Schaltkammerteil elektrisch isoliert gehalten ist.
Aus Fig.2 ist der Aufbau der aus Fig.1 nicht ersichtlichen Steckverbindung 30 zu ersehen. Diese Steckverbindung enthält zwei als Stecker und als Buchse ausgeführte Kontaktstücke 31 , 32, von denen das Kontaktstück 31 dem durch die Kapselung 10 geführten hohlen Durchführungsleiter 21 der Freiluftdurchführung 20 und das Kontaktstück 32 der als Aktivteil des Schalterpols P3 wirkenden Schaltkammer 40 zugeordnet ist. Das Kontaktstück 32 ist als Becher ausgebildet und weist aussen am Becherboden eine auf einer Mantelfläche eines als Hohlkörper 41 ausgeführten stromführenden Teils der Schaltkammer 40 abstützbare Kontaktauflagefläche 33 auf. In den Boden des Bechers ist ein in die Kontaktauflagefläche 33 mündender, als Durchgangsbohrung ausgebildeter Hohlraum 34 eingeformt. Dieser Hohlraum 34 nimmt ein Verbindungselement 35 auf, welches als schraubbarer Haltebolzen ausgeführt und in ein Innengewinde des Hohlkörpers 41 der Schaltkammer 40 geschraubt ist. Mit Hilfe dieses Verbindungselements 35 ist das Kontaktstück 32 lösbar am Hohlkörper 41 befestigt. Um die Stromverluste gering zu halten, weist die Mantelfläche des Hohlkörpers 41 eine mit der Kontaktauflagefläche zusammenwirkende Gegenkontaktfläche auf. Die Kontaktauflagefläche 33 und die Gegenkontaktfläche sind im allgemeinen eben ausgebildet, können aber auch gekrümmt ausgebildet sein. Aus Fig.2 sind auch die mit der Achse der Kapselung 10 zusammenfallende Symmetrieachse 42 der axialsymmetrischen Schaltkammer 40, die die Betätigung der Schaltkammer 40 ermöglichende Isolierstange 43 und ein die Schaltkammer 40 am Deckel 11 stützender Isolator 44 dargestellt. Ferner ist aus dieser Figur auch ersichtlich, dass in das Kontaktstück 32 ein in die Kontaktauflagefläche 33 mündender Hohlraum zur Aufnahme eines als Stift ausgeführten Verbindungselements 37 eingeformt ist. Der Stift 37 seinerseits ist in einem in die Gegenkontaktfläche mündenden Hohlraum des Hohlkörpers 41 gehalten. Der Stift und die zugeordneten Hohlräume am Kontaktstück 32 und am Hohlkörper 41 können rundes Profil aufweisen. Zum Erreichen von Formschluss ist eckiges, ovales oder irgendein anderes Profil von Vorteil.
Beim Anbringen des Kontaktstücks 32 an der Schaltkammer 40 wird zunächst das Kontaktstück 32 mit Hilfe des Stifts 37 auf dem als Gegenkontaktfläche ausgebildeten Abschnitt der Mantelfläche des Hohlkörpers 41 positioniert. Ist der Stift formschlüssig gehalten, so liegen der Hohlraum 34 und das in der Schaltkammer vorgesehene Innengewinde in Linie und kann nun das Kontaktstück 32 ohne weitere Justierarbeit direkt mit Hilfe des Schraubbolzens 35 an der Schaltkammer 40 festgesetzt werden.
Die Innenwand des Bechers trägt radial verformbare, ringförmige Kontaktelemente 36, welche den Stromübergang zwischen den beiden Kontaktstücken 31 und 32 erleichtern. Ersichtlich ist hierbei das als Kontaktstück 31 ausgebildete Ende des Durchführungsleiter 21 ins Innere des Bechers gesteckt.
Die auf dem Hohlkörper 41 vorgesehene Gegenkontaktfläche ist mit Vorteil so ausgebildet, dass das Kontaktstück 32 in mindestens zwei Positionen am Hohlkörper 41 fixierbar ist, welche im Umfangsrichtung um einen vorgegebenen Winkel gegeneinander versetzt sind. Es können dann nämlich die in den einzelnen Polkapselungen 10 angeordneten Schaltkammern 40 und Getriebe GR, Gs resp. GT bezogen auf die Symmetrieachsen 42 jeweils in einer einheitlichen Winkelposition gehalten werden.
Die in den Kapselungen 10 gehaltenen, aus Fig.1 nicht ersichtlichen Schaltkammem 40 sind zueinander parallel in einer horizontalen Ebene angeordnet und befinden sich wie auch die Getriebe GR, Gs resp. Gτ bezüglich der senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufenden Symmetrieachsen 42 (in Fig.1 nicht bezeichnet) in Umfangsrichtung in einer einheitlichen Winkelposition.
Um die vorgeschriebenen Isolationsabstände der ausserhalb der Kapselung 10 befindlichen Abschnitte der Phasenleiter R, S, T einzuhalten, sind die Freiluftdurchführungen 20 und entsprechend auch die Kapselungen 10 benachbarter Phasen um einen festen Winkel von beispielsweise 30° gegeneinander verdreht. Da durch den Antrieb eine einheitliche Winkelposition aller Schaltkammern bestimmt ist, werden bei Schaltern nach dem Stand der Technik (US 6,495,785 B1) drei unterschiedliche Typen von Schaltkammern mit jeweils um den festen Winkel voneinander abweichend ins Schaltkammergehäuse eingearbeiteten Buchsen benötigt. Hingegen kann das als Buchse ausgebildete Kontaktstück 32 der Steckverbindung 30 in verschiedenen Winkelpositionen am stromführenden Hohlkörper 41 der Schaltkammer 40 befestigt werden. Es können daher alle drei Schalterpole PR, PS, PT jeweils mit einem einzigen Schaltkammertyp ausgerüstet werden.
Der Hochspannungsschalter kann auch als Trenn- oder Erdungsschalter ausgeführt sein. Das Aktivteil ist dann im allgemeinen nicht mehr als Schaltkammer 40 ausgebildet und enthält im wesentlichen nur noch die über das Getriebe mit Kraft beaufschlagbare Kontaktanordnung.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Kapselung
11 Deckel
12 Rohransatz
20 Abgang, Freiluftdurchführung
21 Durchführungsleiter
30 Steckverbindung
31 , 32 Kontaktstücke
33 Kontaktauflagefläche
34 Hohlraum
35 Verbindungselement, Haltebolzen
36 Kontaktelemente
37 Verbindungselement, Stift
40 Schaltkammer, Aktivteil
41 Hohlkörper
42 Symmetrieachse
43 Isolierstange
44 Stützisolator
A Antrieb
GR, GS, GT Getriebe
K Koppelstangen
R, S, T Phasenleiter
PR, PS, PT Schalterpole, Pole

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Pol (PR, PS, PT) für einen einphasig gekapselten, mehrphasigen Hochspannungsschalter mit einem Kapselungsrohr (10), einem längs der Achse (42) des Rohrs ausgerichteten Aktivteil (40) und mit mindestens einer
Steckverbindung (30), enthaltend zwei Kontaktstücke (31 , 32), von denen das erste (31) einem durch die Kapselung (10) geführten Durchführungsleiter (21) eines Schalterabgangs (20) und das zweite (32) dem Aktivteil (40) des Pols zugeordnet ist, und das zweite Kontaktstück (32) eine auf einer Gegenkontaktfläche des Aktivteils (40) abgestützte Kontaktauflagefläche (33) sowie ein Teil (34, 35, 37) eines Elements zum Herstellen einer lösbaren Verbindung mit dem Aktivteil (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kontaktstück (32) in einer der Anzahl der Phasen entsprechenden Anzahl an Positionen an der Gegenkontaktfläche fixierbar ist, welche Positionen in der durch die Achse (42) bestimmten Umfangsrichtung gegeneinander um einen vorgegebenen Winkel versetzt sind.
2. Schalterpol nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kontaktstück (32) mindestens einen in die Kontaktauflagefläche (33) mündenden Hohlraum (34) zur Aufnahme eines am Aktivteil (40) anbringbaren Verbindungselements (35, 37) aufweist.
3. Schalterpol nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement ein in ein Innengewinde des Aktivteils (40) schraubbarer Haltebolzen (35) ist.
4. Schalterpol nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kontaktstück (32) mindestens einen in die
Kontaktauflagefläche (33) mündenden zweiten Hohlraum zur Aufnahme eines in das Aktivteil (40) einsteckbaren zweiten Verbindungselements (37) aufweist.
5. Schalterpol nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verbindungselement ein formschlüssig im zweiten Kontaktstück (32) gehaltener Stift (37) ist.
6. Schalterpol nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktstück (31) als Stecker und das zweite (32) als Buchse ausgeführt ist.
7. Schalterpol nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse als Becher ausgeführt ist, dass die Innenwand des Bechers mindestens ein radial verformbares ringförmiges Kontaktelement (36) hält, und dass der den Haltebolzen (35) aufnehmende Hohlraum (34) durch den Boden des Bechers geführt ist.
8. Hochspannungsschalter mit mehreren jeweils nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildeten und jeweils längs einer von mehreren Achsen (42) ausgerichteten Schalterpolen (PR, Ps, PT), welche jeweils zwei an einem rohrförmigen Teil der Kapselung (10) gehaltene Rohransätze (12) zur
Halterung jeweils eines Abgangs (20) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivteile (40) der Schalterpole (PR, Ps> PT) zueinander parallel in einer Ebene angeordnet sind und bezogen auf die Achsen (42) eine einheitliche Winkelposition einnehmen, und dass das zweite Kontaktstück (32) eines ersten (PR) der Schalterpole gegenüber dem zweiten Kontaktstück
(32) eines zweiten (Ps, PT) der Schalterpole um einen durch die Richtung der beiden Rohransätze (12) vorgegebenen Winkel um die Achse (42) dieses Aktivteils verdreht angeordnet ist.
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