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Dokumentenidentifikation DE102005014206B4 31.05.2007
Titel Verfahren zur Herstellung eines Mittelspannungs- oder Hochspannungsschalter für Freiluftanwendung
Anmelder ABB Technology AG, Zürich, CH
Erfinder Dullni, Edgar, Dr. rer. nat., 40880 Ratingen, DE;
Shang, Wenkai, Dr.-Ing., 40878 Ratingen, DE;
Rümenapp, Till, Dr., 42327 Wuppertal, DE
Vertreter Schmidt, M., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 42579 Heiligenhaus
DE-Anmeldedatum 29.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005014206
Offenlegungstag 19.10.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 31.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse H01B 17/60(2006.01)A, F, I, 20061128, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01H 33/666(2006.01)A, L, I, 20061128, B, H, DE   H01H 3/46(2006.01)A, L, I, 20061128, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines Mittelspannungs- oder Hochspannungsschalters für Freiluftanwendungen.

Bei Schaltern oder diese Schalter enthaltenen Schaltgeräten, welche im Freiluftbereich eingesetzt werden, werden alle Isolierelemente des Schalters die den Umgebungsbedingungen wie beispielsweise UV-Licht und oder Salznebel ausgesetzt sind, aus entsprechend resistenten Materialien hergestellt. Hierfür werden so genannte cykloaliphatische Gießharze, Silikone, Porzellan etc. verwendet.

Beim Einsatz von Kunststoffen für Isolierelemente oder Isolierkomponenten ist zu beachten, dass beispielsweise gängige preisgünstige Kunststoffe durch Sonnenbestrahlung und leitfähige Schichten im Zusammenhang mit Wasser zersetzt werden. Es kommt dabei zu Leckströmen zum Erdpotential, was letztendlich zum Überschlag und Ausfall des Schalters führen kann. Dabei werden üblicherweise auch Verrippungen der Isolierkomponenten eingesetzt, die den Kriechweg zum Erdpotential verlängern sollen, was jedoch in dieser Situation einer echten Zersetzung von beispielsweise Kunststoffelementen nur bedingt hilft.

Aus der DE 199 21 477 ist ein Freiluftschalterpolteil mit einer Vakuumkammer bekannt, bei welchem in an sich bereits vorteilhafter Weise die Aussenflächen, jedoch nur diese mit Silikon beschichtet werden, ohne dabei weiter auszuführen wie dies erfolgt.

Aus dem Gebrauchsmuster G 83 12 170.6 ist ein Schaltgerät bekannt, bei welchem die äußere Schicht aus einem Duroplast besteht, wobei die äußere Schicht mit Silikonkautschuk versehen sein kann.

Eine äußere abdichtende Isolation im Bodenbereich ist aus der DE 101 20 447 A1 bekannt.

Weitere Anordnungen sind aus der US 4 150 270 sowie aus der DE 42 01 956 A1 bekannt.

Bei Freiluftanwendungen kommen auch Schaltgeräte zum Einsatz, die zumindest innere, und dabei zumindest vor UV Einstrahlung geschützt positioniert sind, wobei aber unter Umständen eine Beaufschlagung durch eine Betauung bei feuchter Umgebungsluft und Temperaturschwankungen ausgesetzt sind. Betauungsschichten können ebenfalls Erosion der Oberflächen verursachen und zu den fatalen Konsequenzen, wie oben bereits beschrieben führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dennoch Kunststoffteile als Isolierelemente einsetzen zu können, jedoch die oben beschriebenen Nachteile bei einem Freiluftbetrieb zu vermeiden.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines Mittel- oder Hochspannungschalters durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Kern der Erfindung ist hierbei, dass die Isolierkomponenten im Sinne des Patentanspruches 1 mit Silikonen beschichtet werden.

Dadurch werden die Kunststoffteile zur Vermeidung der oben beschriebenen Nachteile nunmehr mit einer Schicht versehen, die diese zum einen vor UV Licht, zum anderen auch vor den bekannten Feuchtigkeitseffekten insbesondere auch Salznebeln resistent macht.

Dabei ist angegeben, dass die innenliegende Antriebsstange des Schalters aus Kunststoff besteht, welche mit Silikon beschichtet ist.

Damit sind die oben beschriebenen Nachteile dauerhaft beseitigt.

Die dabei eingestellte Schichtdicke der Beschichtung beträgt mindestens 0,02 mm.

Überraschend ist hierbei, dass bereits eine so geringe Schichtdicke die eingangs beschriebenen positiven Wirkungen zeigt.

Eine Beschichtung wird entweder durch einen Spritzvorgang oder einen Tauchvorgang bewerkstelligt.

Zur entsprechend guten Haftung auf der Oberfläche wird das entsprechende Isolierelement mit einem Haftvermittler versehen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist die Antriebsstange eines solchen Schalters auf diese Weise gefertigt, wobei die Antriebsstange aus Polyamid besteht und die besagte Beschichtung aus Silikon. Polyamid in dieser faserverstärkten Form ist im Hinblick auf seine physikalischen und chemischen Eigenschaften ein idealer Werkstoff für insbesondere die Antriebstange eines solchen Schalters.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Isolierkomponente als solche aus glasfaserverstärktem Polyamid besteht.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass weitere Kunststoffteile des Schalters, welcher den Freiluftbedingungen ausgesetzt sind mit Silikon beschichtet werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben:

Es zeigt

1: Schalter im Längsschnitt mit Antriebsstange.

2: Antriebsstange in Einzeldarstellung.

1 zeigt einen Mittelspannungsschalter 1 im Längsschnitt. Hierbei ist innerhalb eines isolierenden Mantels 2 das Kernstück, die Vakuumschaltkammer 3 zu erkennen. Zum Antrieb mindestens eines der Schaltkontakte ist hierzu ein Antriebsstange 4 vorgesehen, die in diesem Falle an dem entsprechenden aus der Vakuumschaltkammer herausgeführten Kontakt eines über einen Faltenbalg bewegten Kontaktstückes angreift. Die Antriebsstange selbst besteht aus einem Kunststoff, beispielsweise aus Polyamid.

Die Antriebsstange 4 ragt nach unten aus dem Isolierkörper des Schalters heraus und hat dort einen Wirkeingriff auf einen Schalterantrieb.

Die Antriebsstange 4 ist hierbei geschützt innerhalb des Isoliergehäuses 2 des Schalters angeordnet, und so zumindest vor UV Licht weitesgehenst geschützt. Jedoch ist der Abschluss dieses Innenraums, in dem sich die Antriebsstange bewegt nicht hermetisch, so dass dieser Innenraum anders als die Vakuumkammer selbst zumindest der Umgebungsluft und der Umgebungsluftfeuchtigkeit ausgesetzt ist. Eine entsprechende Beschichtung in erfindungsgemäßer Weise aus Silikon macht die aus Polyamid bestehende Antriebsstange unempfindlich gegen Betauung und gegen salzhaltige Luft.

2 zeigt in einer Detailansicht die Antriebsstange 4 die entsprechend gerippt und konturiert ist und aus Polyamid besteht. Diese Antriebsstange kann dabei entweder durch Aufspritzen oder durch Tauchung mit Silikon beschichtet werden. Die dabei vorzugsweise zu wählende Schichtdicke soll mindestens 0,02 mm betragen.

Solche erfindungsgemäßen Schalter werden vorteilhafterweise in Innenraumschaltern und Innenraumschaltanlagen eingesetzt, bei denen mit extremen Temperatur und und Feuchteschwankungen zu rechnen ist, und damit Kondensationseffekte auf der Oberfläche von Isolierkomponenten auftreten können.

Bei SF6 – isolierten Schaltanlagen, auch Hochspannungsschaltanlagen, bei denen Zersetzungsprodukte von SF6 auftreten können, werden davon auch Kunststoffteile angegriffen. Erfindungsgemäß mit Silikon beschichtete Kunstoffe bleiben aber resistent.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung eines Mittelspannungs- oder Hochspannungsschalters für Freiluftanwendungen mit einer Vakuumschaltkammer (3), in der Schaltkontakte vorgesehen sind, wobei zum Antrieb zumindest einer der Schaltkontakte eine Antriebstange (4) vorgesehen ist, die an dem entsprechendem Schaltkontakt unmittelbar angreift, zum Schutz vor UV-Licht innerhalb eines Isoliergehäuses (2) des Schalters angeordnet ist und aus einem Kunststoff besteht, der mit Silikon beschichtet ist, wobei die Antriebstange (4) bei der Herstellung durch Tauchung oder Spritzung mit Silikon beschichtet wird und vor Beschichtung die Oberfläche der Antriebsstange (4) mit einem Haftvermittler versehen wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierkomponenten als solche und die Antriebstange im Speziellen aus glasfaserverstärktem Polyamid bestehen. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung mindestens 0,02 mm beträgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Kunststoffteile des Schalters (1), welcher den Freiluftbedingungen ausgesetzt sind, mit Silikon beschichtet werden.






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