РАЗЪЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ, А ТАКЖЕ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА РАЗЪЕДИНИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ
ISOLATING SWITCHING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF ISOLATING SWITCHING DEVICE

Изобретение относится к разъединительному устройству переключения с первым электродным элементом и вторым электродным элементом, которые подвижны относительно друг друга для разъединения токопроводящей дорожки и по меньшей мере частично окружены электрически изолирующим корпусом, а также к способу производства разъединительного устройства переключения.
Разъединительное устройство переключения известно, например, из заявки на патент DE 10025685 A1. При известном разъединительном устройстве переключения два электродных элемента окружены электрически изолирующим корпусом. Поскольку такие разъединительные устройства переключения предусмотрены также для использования на открытом воздухе, электрически изолирующий корпус должен изготавливаться из атмосферостойкого материала. Тем не менее, часто материалы, которые обладают благоприятными электрическими качествами, не приспособлены для использования на открытом воздухе.
При этом получается в качестве задачи изобретения указать разъединительное устройство переключения упомянутого в начале вида, которое обладает хорошей устойчивостью против атмосферных воздействий.
При разъединительном устройстве переключения упомянутого в начале вида задача решается согласно изобретению посредством того, что корпус содержит первую и вторую чашки, причем первая чашка покрывает вторую чашку и защищает от внешних влияний.
При применении корпуса из двух чашек первая чашка может изготавливаться из материала, который обладает высокой устойчивостью против атмосферных воздействий. Предпочтительно первая чашка должна быть отформована из диэлектрика. Первая чашка должна обладать, прежде всего, высокой стабильностью по отношению к ультрафиолетовому излучению и атмосферному воздействию. Материал для второй чашки может выбираться преимущественно согласно его электрическим качествам. Таким образом, например, возможно использовать экономически целесообразные изоляционные материалы. Выгодным образом объем первой чашки должен быть меньше, чем объем второй чашки. Корпус окружает оба электродных элемента по меньшей мере на участке, в котором электродные элементы обращены друг к другу. Разъединительные устройства переключения обозначаются также как устройства отключения.
Следующий выгодный вариант выполнения может предусматривать, что первая чашка - это стационарная опалубка для второй чашки.
Если первая чашка используется как стационарная опалубка, то разъединительное устройство может монтироваться просто. За счет соответствующей формовки может простым способом происходить установка расположений отдельных узлов относительно друг друга. Поскольку опалубка действует в качестве первой чашки, вспомогательные устройства или специальные инструменты во время монтажа необходимы только в незначительном объеме. Первая чашка как опалубка придает стабильность до достижения окончательных характеристик разъединительного устройства переключения.
Выгодно далее может быть предусмотрено, чтобы первый электродный элемент занимал выемку в первой чашке.
Первая чашка может быть отформована, например, как полое изделие по меньшей мере с одной выемкой. Выгодной является вращательно симметричная конфигурация в форме бокала, причем выемка выгодно расположена в днище бокала.
Благодаря установке первого электродного элемента в выемке, возможно получать доступ к первому электродному элементу насквозь через электрически изолирующий корпус. Таким образом разъединительное устройство переключения с первым электродным элементом может включаться, например, в тракт тока утечки, управляемый разрядником защиты от перенапряжения. За счет соответствующей по форме вставки первого электродного элемента в выемку может устанавливаться относительное расположение первой чашки к первому электродному элементу.
Выгодный вариант выполнения может дальше предусматривать, чтобы выемка была окружена выдающимся вперед приливом на первой чашке.
Выдающийся вперед прилив может защищать от внешних влияний область первого электродного элемента, который доступен через выемку. Для этого прилив может быть кольцеобразно замкнут. Далее с помощью прилива может защищаться место контактирования в области выемки. Таким образом возможно, например, с помощью первого электродного элемента привинчивать устройство отключения в области выемки первой чашки на болт с резьбой или соответственно в резьбовое отверстие. Выдающийся вперед прилив может действовать как упор и ограничивать глубину ввинчивания. Предполагая достаточную эластичность, посредством прилива можно достигать также уплотнительного действия.
Дальше может быть выгодно предусмотрено, чтобы первый электродный элемент и второй электродный элемент были центрированы соосно продольной оси разъединительного устройства переключения, причем по отношению к продольной оси на первом конце первый электродный элемент граничит с первой чашкой, а второй электродный элемент на втором конце - со второй чашкой.
Вследствие того что второй электродный элемент расположен во второй чашке на расстоянии от первой чашки, между электродными элементами может гарантироваться изоляционный участок даже при применении электрически проводящего материала для первой чашки. Вторая чашка отформована в виде втулки, которая прижимается заподлицо к первому электродному элементу, который за счет второй чашки электрически изолированно отдален от второго электродного элемента. Электродные элементы могут быть выполнены преимущественно как вращательно-симметричные тела.
Далее может быть выгодно предусмотрено, чтобы токопроводящая дорожка содержала дуговой разрядник.
Между электродными элементами может быть расположен дуговой разрядник. Дуговой разрядник может быть перемкнут, например, элементом полного сопротивления. Посредством элемента полного сопротивления преимущественно омической природы можно переключать пороговые значения дугового разрядника. При электрическом токе по токопроводящей дорожке в дуговом разряднике может образовываться электрическая дуга. Тепловая энергия электрической дуги может использоваться, чтобы разъединять разъединительное устройство переключения и прерывать токопроводящую дорожку. После прерывания интервал электродных элементов друг от друга настолько велик, что электрическая дуга гаснет и снова не зажигается.
Следующий выгодный вариант выполнения может предусматривать, чтобы вторая чашка была образована из полиуретана.
Полиуретаны имеют достаточную изолирующую прочность и получать их экономически целесообразно. Полиуретаны могут, например, в жидкой или соответственно высоковязкой форме вноситься в первую чашку и там затвердевать. Таким образом из двух чашек образуется электрически изолирующий корпус, который препятствует образованию нежелательных параллельных токопроводящих дорожек между электродными элементами. При этом первая чашка вступает в контакт самое большее с одним из обоих электродных элементов. Вторая чашка может состоять в контакте с обоими электродными элементами. Вторая чашка окружает и электрически изолируя перемыкает дуговой разрядник.
При конфигурации первой чашки в форме бокала внутренние стенки прикрыты второй чашкой до областей, в которых расположена выемка. Вторая чашка может прижиматься таким образом как к электродным элементам, так и к первой чашке и образовывать таким образом непроницаемое для влаги соединение. Предпочтительно вторая чашка может образовывать клеевое соединение между первой чашкой и электродными элементами.
Дальше может быть выгодно предусмотрено, чтобы первая чашка была образована из диэлектрика, стабильного к ультрафиолетовому излучению.
Использование диэлектрика для формовки первой чашки поддерживает электрически изолирующее действие второй чашки. Далее, особенно устойчивое соединение может производиться при соединении обеих чашек посредством сплошного смыкания. Так же электродные элементы и дальнейшие узлы могут быть неразъемно связаны со второй чашкой. Применение диэлектриков как для первой, так и для второй чашки предоставляет также защиту от контакта с электродными элементами. Термопластические диэлектрики часто имеют достаточную стабильность к ультрафиолетовому излучению.
Следующей задачей изобретения является указать способ, который делает возможным экономически целесообразное изготовление разъединительного устройства переключения.
Согласно изобретению, задача о способе производства разъединительного устройства переключения решается посредством того, что:
- в служащую как стационарная опалубка стабильную по форме первую чашку электрически изолирующего корпуса разъединительного устройства переключения по меньшей мере частично вводятся один первый и один второй электродные элементы разъединительного устройства переключения,
- вторая чашка электрически изолирующего корпуса в пластичной форме вносится в первую чашку, причем вторая чашка в пределах первой чашки превращается в стабильное по форме тело.
Первую чашку нужно выполнять по форме такой стабильной, что она может позиционироваться относительно электродных элементов и может сопротивляться силам, исходящим от пластичной по форме чашки. Таким образом вторая чашка может быть деформируема совершенно эластично. Она должна однако сохранять свою форму свободно от внешних держателей и опорных устройств.
Пластичная по форме вторая чашка во время укладки в первую чашку должна иметь текучую, преимущественно жидкую и соответственно способную к перетеканию консистенцию. Согласно изобретению как жидкость нужно понимать также высоковязкие материалы. Вторая чашка может существовать во время укладки также в составе нескольких компонентов, которые реагируют в пределах первой чашки друг с другом.
Следующий выгодный вариант выполнения может предусматривать, чтобы элемент полного сопротивления, который электрически контактирует с первым электродным элементом и вторым электродным элементом, заделывался во второй чашке.
Электродные элементы разъединительного устройства переключения в установленном состоянии являются частью токопроводящей дорожки. Токопроводящая дорожка может содержать дуговой разрядник. Например, электродные элементы могут быть расположены на расстоянии друг от друга, причем в образованном таким образом дуговом разряднике расположен газ. Чтобы точнее переключать характеристики пробоя газа, элемент полного сопротивления может перемыкать дуговой разрядник. Чтобы избегать внешнего влияния на элемент полного сопротивления, он должен быть расположен с интервалом от первой чашки. Чтобы избегать контакта с первой чашкой, между элементом полного сопротивления и первой чашкой должны проходить части второй чашки кокиля. Таким образом создается диэлектрически надежное крепление элемента полного сопротивления независимо от выбора материала для первой чашки. Предпочтительно элемент полного сопротивления должен быть полностью укутан второй чашкой, так что сквозь вторую чашку проходят соединительные детали, чтобы делать возможным электрическое контактирование элемента полного сопротивления.
Далее может быть выгодно предусмотрено, чтобы первый электродный элемент с уплотнением вставлялся в выемку первой чашки.
Вставка с геометрическим замыканием первого электродного элемента в выемку уплотняет первую чашку, так что вторая чашка может вноситься в первую чашку, например, в жидком состоянии. При этом в зависимости от ожидаемой вязкости второй чашки могут использоваться различные формы посадки, такие как посадки с зазором, посадки с натягом, или т.п. В определенных случаях таким образом можно отказываться от дополнительных элементов уплотнения.
Может быть предусмотрено, например, чтобы на первом электродном элементе и/или в выемке было отформовано плечо, так что глубина погружения электродного элемента в выемку становится ограниченной. Таким образом возможно производить связующий переход к первому электродному элементу на поверхности первой чашки.
Далее может быть выгодно предусмотрено, чтобы за счет вставки первого электродного элемента приближенно приводились в соответствие продольная ось первого электродного элемента и продольная ось первой чашки.
Использование посадки между первым электродным элементом и первой чашкой для фиксации положения делает возможным быстрое составление разъединительного устройства переключения. Распространяющийся в сущности кольцеобразно между первым электродным элементом и первой чашкой объем может быть заполнен второй чашкой. За счет фиксации положения между первым электродным элементом и первой чашкой обеспечено, чтобы со всех сторон находился в распоряжении достаточный объем для приема второй чашки. Предпочтительно продольные оси электродных элементов должны быть осями вращения электродных элементов. Это же самое должно приближенно иметь место также для чашек.
В дальнейшем на чертеже схематически показан один пример выполнения изобретения и в последующем описывается в подробностях.
При этом чертеж показывает разрез разъединительного устройства переключения.
Показанный на чертеже разрез проходит через продольную ось 1, относительно которой разъединительное устройство 2 переключения выполнено в сущности в форме тела вращения.
Разъединительное устройство 2 переключения используется, например, в разрядниках защиты от перенапряжения. Разрядники защиты от перенапряжения служат для зависимого от напряжения подключения или соответственно отключения токопроводящей дорожки, которая проходит от подводящего производственное напряжение токоведущего проводника к потенциалу земли. Переключение проводится, например, варисторами разрядников защиты от перенапряжения. Варисторы - это полупроводниковые элементы, которые могут выходить из строя, например, при электрической перегрузке. В случае отказа разрядника защиты от перенапряжения может доходить до образования нежелательного короткого замыкания на землю. Чтобы владеть такой ситуацией, в токопроводящую дорожку дополнительно вводится разъединительное устройство переключения.
Показанное на чертеже разъединительное устройство 2 переключения содержит первый электродный элемент 3 и второй электродный элемент 4. Оба электродных элемента 3, 4 отформованы в форме тела вращения и расположены соосно продольной оси 1 напротив друг друга. На лежащих напротив друг друга сторонах электродных элементов 3, 4 расположена кольцеобразная электрически изолирующая дистанционная прокладка 5, к которой прилегают электродные элементы 3, 4. Дистанционная прокладка 5 окружает дуговой разрядник, который образован между обоими электродными элементами 3, 4. Для управления электрической дугой первый электродный элемент 3 имеет выдающееся вперед плато 6. Второй электродный элемент 4 электрически связан с электродной пластиной 7. Электродная пластина 7 перекрывает выемку во втором электродном элементе 4. В выемке второго электродного элемента 4 расположен термически запускаемый газогенератор 8. Газогенератор 8 прижимается пружинным элементом 9 к электродной пластине 7.
Перемыкая дуговой разрядник, элемент 10 полного сопротивления электрически контактирует с первым и вторым электродными элементами 3, 4. Элементом 10 полного сопротивления является, например, омическое сопротивление. Посредством элемента полного сопротивления можно управлять пороговым значением напряжения дугового разрядника.
Чтобы иметь возможность использовать разъединительное устройство 2 переключения в условиях открытого воздуха, оно имеет электрически изолирующий корпус 10. Электрически изолирующий корпус 10 построен в виде двух чашек. Внешняя поверхность электрически изолирующего корпуса 10 образована первой чашкой 12.
Первая чашка 12 имеет в сущности конфигурацию в форме бокала. В первой чашке 12 предусмотрена выемка, в которую заподлицо вставлен первый электродный элемент 3. Чтобы ограничивать погружение первого электродного элемента 3 в выемку и достигать уплотняющего действия, первый электродный элемент 3 выполнен с обегающим плечом, которое упирается в днище первой чашки 12.
Выемка первой чашки окружена выдающимся вперед приливом 13. При выборе стабильного по форме материала диэлектрика прилив 13 пригоден для того, чтобы защищать область контактирования первого электродного элемента 3. В данном примере выполнения для контактирования предусмотрено резьбовое отверстие. При одном навинчивании резьбового отверстия на болт с резьбой прилив 13 может прижиматься, например, к плоскости, так что предотвращается непосредственный доступ к области контактирования первого электродного элемента 3. При соответствующем эластичном варианте выполнения первой чашки 12 при необходимости можно достигать уплотняющего действия прилива 13 на плоскости.
Благодаря соответствующему согласованию габаритного размера выемки в первой чашке 12 и первого электродного элемента 3 при введении первого электродного элемента 3 в выемку можно достигать выравнивания продольных осей друг к другу. При выравнивании первого электродного элемента 3 и первой чашки 12 друг к другу выравниваются опосредовано или непосредственно также следующие связанные с первым электродным элементом 3 детали, как например дистанционная прокладка 5, элемент 10 полного сопротивления, второй электродный элемент 4 и т.д.
Таким образом внутри первой чашки 12 получается приблизительно кольцеобразный объем, в который может помещаться вторая чашка 14. В противоположность первой чашке 12, вторая чашка 14 состоит в контакте как с первым электродным элементом 3, так и со вторым электродным элементом 4.
Вторая чашка 14 вносится в жидком или соответственно высоковязком состоянии в кольцеобразный объем. Как материал нужно использовать электрически изолирующий материал. Подходящим диэлектриком является, например, полиуретан. Внутри второй чашки заделан элемент 10 полного сопротивления. Узлы разъединительного устройства переключения связаны сплошным соединением друг с другом.
В области контакта второго электродного элемента 4 (здесь болт с резьбой) доступно зеркало второй чашки 14. На зеркало первая чашка 12 отстоит от второго электродного элемента 4. Вторая чашка 14 смыкается с первой чашкой 12 заподлицо.
В смонтированном состоянии разъединительного устройства 2 переключения первая чашка 12 находит подобно колоколу на вторую чашку 14.
В случае производственного процесса утечки, т.е. разрядник защиты от перенапряжения, к которому присоединено разъединительное устройство 2 переключения, не обнаруживает никакой неисправности, доходит до рабочего тока через электродные элементы 3, 4 и до зажигания в дуговом разряднике электрической дуги относительно незначительной интенсивности. С окончанием процесса утечки варисторами разрядника защиты от перенапряжения электрическая дуга гаснет.
В случае неисправности разрядника защиты от перенапряжения ток течет также по токопроводящей дорожке, которая охватывает электродные элементы 3, 4 и дуговой разрядник. В дуговом разряднике электрическая дуга горит все же дольше и соответственно сильнее, чем при процессе утечки при исправном разряднике защиты от перенапряжения. Таким образом высвобождается также большая тепловая энергия. Эта энергия запускает газогенератор 8. Он производит внезапно большую газовую массу. Из-за закрытой вокруг дугового разрядника камеры 11 давление не может непосредственно уходить, вследствие чего электродные элементы 3, 4 принудительно разбегаются. Разъединительное устройство 2 переключения разъединено. При этом электрическая дуга гаснет.