Rümenapp, Till (Am Herrenhaus 62, Mettmann, 40822, DE)
Claus, Oliver (Am Göfet 5, Ratingen, 40885, DE)
Shang, Wenkai (August-Bagel-Str. 29, Ratingen, 40878, DE)
Dullni, Edgar (Holunderweg 27, Ratingen, 40880, DE)
Rümenapp, Till (Am Herrenhaus 62, Mettmann, 40822, DE)
Claus, Oliver (Am Göfet 5, Ratingen, 40885, DE)
Shang, Wenkai (August-Bagel-Str. 29, Ratingen, 40878, DE)
| 1. | Mittelspannungs oder Hochspannungsschalter für Freiluftanwendungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierkomponenten (4) mit Silikon beschichtet werden. |
| 2. | Mittelspannungs oder Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegende Antriebsstange (4) des Schalters (1) aus Kunststoff besteht, welche mit Silikon beschichtet ist. |
| 3. | Mittelspannungs oder Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierkomponenten als solche und die Antriebstange im Speziellen aus glasfaserverstärktem Polyamid bestehen bzw besteht. |
| 4. | Mittelspannungs oder Hochspannungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung mindestens 0,02 mm beträgt. |
| 5. | Verfahren zur Herstellung eines Mittelspannungs oder Hochspannungsschalters mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierelemente durch Tauchung oder Spritzung mit Silikon beschichtet werden. |
| 6. | Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beschichtung die Oberfläche des Isolierelementes oder die Silikonmasse selbst mit einem Haftvermittler versehen ist. |
| 7. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Kunststoffteile des Schalters (1), welcher den Freiluftbedingungen ausgesetzt sind, mit Silikon beschichtet werden. |
| 8. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Beschichtung im Verfahren auf mindestens 0,02 mm eingestellt wird. |
| 9. | Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenkontur der Isolierkomponenten in einer Spritzgießform mit Silikon beschichtet wird, wobei die Gießform die konturierte Aussenform der Isolierkomponente respektive der aufzubringenden Silikonschicht nachbildet. |
| 10. | Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Silikonbeschichtung mit einer Mindestdicke von 1 mm erzeugt wird. |
Die Erfindung betrifft einen Mittelspannungs-oder Hochspannungsschalter für Freiluftanwendungen, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schalters, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 5.
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.
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 Mittel-oder Hochspannungschalter der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Kern der Erfindung ist hierbei, dass die Isolierkomponenten 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.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die innenliegende Antriebsstange des Schalters aus Kunststoff besteht, welche mit Silikon beschichtet ist.
Damit sind die oben beschriebenen Nachteile dauerhaft beseitigt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die innenliegende Antriebsstange des Schalters aus Kunststoff besteht, welche mit Silikon beschichtet ist.
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.
Im Hinblick auf ein Verfahren der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die besagten Isolierelemente mit Silikon beschichtet werden. Eine solche Beschichtung kann entweder durch einen Spritzvorgang oder einen Tauchvorgang bewerkstelligt werden.
Zur entsprechend guten Haftung auf der Oberfläche wird das Silikon oder 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.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist angegeben, dass die Aussenkontur der Isolierkomponenten in einer Spritzgießform mit Silikon beschichtet wird, wobei die Gießform die
konturierte Aussenform der Isolierkomponente respektive der aufzubringenden Silikonschicht nachbildet. Die so beschichteten Isolierkörper sind Kunststoffspritzteile, die eine gerippte Aussenkontur aufweisen. Dies hat den Zweck der Kriechwegerhöhung. Bei der Beschichtung wird nun eine weitere Spritz-Gießform gewählt, die diese bereits vorhandene Rippenstruktur des Isolierteiles nachzeichnet, und darüber hinaus auch noch den Zwischenraum für die anzuspritzende Silikonbeschichtung lässt. D.h. diese Spritzgießform für die Beschichtung ist um das Maß der einzustellenden Beschichtungsdicke innen größer, als die Spritzgießform für die Erstellung des Isolierteiles selbst.
Im Stand der Technik wird oftmals die Rippenstruktur aussen erst durch aufgespritzes Silikon gebildet. Das hat aber dann den Nachteil, dass diese Silikonrippen nur langsam aushärten.
In dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden die Rippen jedoch schon am Kunststoff-Isolierteil einstückig angeformt, d.h. aus dem Kunststof, aus dem auch der Korpus besteht. Die Beschichtung mit Silikon ist dann auch im Rippenbereich nur gewünschte 1mm oder 2mm dick.
Vorzugsweise wird eine Silikonbeschichtung mit einer Mindestdicke von 1 mm erzeugt. Eine Silikonbeschichtung von nur 1 mm ist gemäß dem obigen Verfahren möglich und auch ausreichend. Bei einer solch dünnen Beschichtung erfolgt die Aushärtung des Silikons auch auf dem Polyamidkorpus des Isolierteiles in kürzester Zeit.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben:
Es zeigt
Figur 1 : Schalter im Längsschnitt mit Antriebsstange.
Figur 2: Antriebsstange in Einzeldarstellung.
Figur 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.
Figur 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 Innenraumschaltem 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.