Isolierstange, Stütze für Vakuumschaltkammer als Ersatzteil für ZN12-40,5KV Hochspannungs-Leistungsschalter

Die Zugstangen und Stützen der ZN12-Serie Vakuumschalter sind Kernkomponenten ihres mechanischen Getriebes, die dafür verantwortlich sind, die Kraft des Betätigungsmechanismus auf den beweglichen Kontakt des Vakuumschaltfaches zu übertragen und zuverlässige Ein- und Ausschaltvorgänge durchzuführen.

1. Funktion und Aufgabe

Zugstange und Stütze bilden gemeinsam die Getriebekette des Schaltergehäuses.

Isolierzugstange: Sie wird üblicherweise aus Isoliermaterialien wie Epoxidharz hergestellt. Ihre Kernaufgabe besteht darin, eine zuverlässige elektrische Isolierung zwischen dem beweglichen stromführenden Stromanschluss und dem geerdeten Getriebegehäuse herzustellen und gleichzeitig die durch die Rotation der Hauptwelle erzeugte mechanische Kraft auf den beweglichen Stromanschluss zu übertragen.

Stützbereich: Hierbei handelt es sich hauptsächlich um das Getriebegehäuse, geschweißt aus Winkeleisen, und die auf ihm befestigten epoxidharzvergossenen Isolatoren. Der Isolator dient als mechanische Abstützung, trägt das gesamte Gewicht und die Betriebsspannungen der stromführenden Bauteile wie Vakuumschaltfach, obere und untere Anschlussklemmen und gewährleistet deren Isolierung gegenüber der Erde.

2. Aufbau und Verbindungsverhältnisse

Am Beispiel eines typischen Aufbaus lautet der Aufbau und die Verbindungsreihenfolge des Getriebe- und Stützsystems:

Stützfundament: Das Getriebegehäuse ist die mechanische Basis des gesamten Schalters.

Isolierstützen: Sechs Epoxidharzisolatoren sind senkrecht am Getriebegehäuse befestigt und bieten den drei Phasenkreisen einen Erdisolationsschutz sowie eine mechanische Befestigung.

Schaltfachbefestigung: Die dreiphasigen Vakuumschaltfächer werden jeweils über die gegossenen Aluminium-Ober- und Unteranschlussklemmen auf den entsprechenden Isolatoren befestigt.

Kraftübertragungsweg:

Hauptschalterwelle: Wird vom Betätigungsmechanismus angetrieben und rotiert.

Isolierzugstangen: Die Hauptwelle wandelt die Rotationsbewegung über drei Isolierzugstangen (eine pro Phase) in eine Linearbewegung um.

Hebel und Gelenklager: Die Isolierzugstange drückt den Hebel an der Unteranschlussklemme. Der Hebel ist über eine Achszapfen mit dem Kugelgelenk (auch Gelenklager genannt) am unteren Ende des beweglichen Stromanschlusses des Vakuumschaltfachs verbunden.

Bewegung des beweglichen Kontakts: Schließlich wird die Kraft über dieses Lager auf den beweglichen Stromanschluss übertragen, der den beweglichen Kontakt im Vakuumschaltfach zur Durchführung von geradlinigen Ein- und Ausschaltbewegungen antreibt.

3. Erläuterung der Schlüsselkomponenten

Isolierzugstange: Als Schlüsselkomponente für Getriebe und Isolierung muss sie über ausreichende mechanische Festigkeit und elektrische Isolationseigenschaften verfügen. Ihre Länge und die Einstellung der Verbindungspunkte beeinflussen direkt den Hub, den Überhub und die Gleichläufigkeit der Kontakte.

Kugelgelenk: Am unteren Ende des beweglichen Stromanschlusses installiert, dient es zur Kompensation geringer Unsymmetrien, die während des Getriebevorgangs auftreten können, reduziert Seitenkräfte, sorgt für reibungslose Bewegungen und schützt die Wellenbalge des Vakuumschaltfachs vor Verformungsbeschädigungen.

Flexibler Anschluss: Zwischen dem beweglichen Stromanschluss und der Unteranschlussklemme installiert, wird er aus flexiblem leitfähigem Material (z. B. mehrlagigen Kupferfolien) hergestellt. Er gewährleistet die Stromleitfähigkeit und erlaubt gleichzeitig die Linearbewegung des beweglichen Stromanschlusses.

4. Wartung und Fehlerbeziehungen

Der Zustand von Zugstange und Stützsystem beeinflusst direkt die Zuverlässigkeit des Schalters:

Getriebefehler: Lockere Verbindungen, Verformungen oder abgerissene Verbindungsbolzen an den Isolierzugstangen führen zu einem Ausfall der Kraftübertragung und verursachen das Nichtereinschalten oder versehentliche Einschalten des Schalters. Es gab bereits Fälle, in denen die Alterung der Gummimanschette der Einstellbegrenzungsschraube indirekt zu einem Fehlschlagen der Ausrückvorgang beim Ausschalten führte.

Isolationsverschlechterung: Risse, Verschmutzungen oder Feuchtigkeit auf der Oberfläche von Isolierzugstangen oder Stützisolatoren verringern die Isolationsfestigkeit und können zu Erdschleifeinflüssen führen.

Mechanischer Verschleiß: Langfristiger Verschleiß an Bewegungsgliedern wie Kugelgelenken und Achszapfen führt zu einer Erhöhung der Betriebskräfte und Veränderungen des Hubes. Im schlimmsten Fall kann dies zu einem Blockieren führen.

Regelmäßige Überprüfungen: Bei der Wartung sollten Sie überprüfen, ob die Isolierzugstangen Risse oder Biegungen aufweisen, ob alle Verbindungsstellen fest sitzen und ob die beweglichen Bauteile gut geschmiert sind. Eine manuelle Langsamausschalt- und Langsamschaltoperation ist eine effektive Methode, um zu überprüfen, ob das Getriebe flexibel ist und keine Blockaden aufweist.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Zugstangen- und Stützsystem des ZN12-Schalters eine präzise mechanische Struktur ist, die Isolierung, Abstützung und Getriebefunktion vereint. Seine Konstruktion und Montagequalität bilden die Grundlage für einen langfristigen stabilen Betrieb des Schalters.