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Hochspannungs-Schaltanlage mit Schalterwagen
Für Hochspannungsschaltanlagen, die in besonderen, abgeschlossenen Hochspannungsräumen aufgestellt werden, ist die sogenannte offene Zellenbauweise nach wie vor beliebt. Die Vorteile dieser Bauweise liegen in einer guten Sichtbarkeit und Kontrollmöglichkeit der wichtigsten Teile, einer billigen Herstellung der Zellen durch ortsansässige Arbeitskräfte und einer wirksamen Eindämmung eventuell auftretender Lichtbogen durch die verhältnismässig dicken lichtbogen- und feuerfesten Zellentrennwände und eventuell Lichtbogenschutzdecken. Als Nachteile wirken sich ungünstig aus der grosse Raumbedarf, die hohen Montagekosten der Einzelgeräte und ihrer Verbindungen sowie die mögliche Fehlbetätigung von Trennschalter.
Für die Aufstellung in allgemein zugänglichen Fertigungsräumen haben sich dagegen vollständig ge- kapselt Hochspannungsschaltanlagen bewährt. Bei diesen ist eine gefahrlose und leichte Wartung der Geräte dadurch gewährleistet, dass diese auf einem ausfahrbaren Gerätewagen montiert sind und im eingefahrenen Zustande des Wagens mit Steckkontakten mit den Sammelschienen und der Ableitung verbunden sind. Verschiedene Verriegelungen sorgen beispielsweise dafür, dass ein Ausfahren bei eingeschaltetem Leistungsschalter nicht möglich ist und dass spannungsführende Teile nicht berührt werden können.
Die Steckkontakte ersetzen bei dieser Bauweise die Trennschalter, so dass derartige Anlagen einen sehr kleinen Raum einnehmen. Nachteilig sind der grosse Aufwand an Stahlblech und an Arbeitszeit für die Herstellung der mehrfach unterteilten Schränke und ihrer Sicherheitsvorkehrungen. Letztere sind hauptsächlich durch die Aufstellung solcher Schrankanlagen in allgemein zugänglichen Räumen bedingt. Die Lichtbogensicherheit ist gering, weil die dünnen Stahlblechwände rasch durchschmelzen.
Die geschlossene Bauweise, bei der häufig noch eine Unterteilung in einzelne Kammern vorgenommen wird, begünstigt bei Lichtbogenüberschlägen explosionsartige Zerstörungen, so dass diese Anlagenbauweise nur für beschränkte Kurzschlussleistungen geeignet ist. Nachteilig ist auch, dass die einzelnen Geräte und Anlagenteile im Betrieb nicht sichtbar sind.
Die Verhältnisse im Anlagenbau liegen daher so, dass trotz der Nachteile der offenen Zellenbauweise mit Trennschaltern sich gekapselte Anlagen in abgeschlossenen Hochspannungsräumen nicht durchsetzen konnten. Man hat daher bereits versucht, in Anlehnung an die Bauelemente gekapselter Anlagen in offe- nen Hochspannungszellen Leistungsschalter ausziehbar anzuordnen und über Druck-oder Steckkontakte mit den Sammelschienen und der Ableitung zu verbinden. Die bisher in dieser Richtung bekanntgewordenen Ausführungen sind indes mit verschiedenen Nachteilen behaftet.
Bei einer sitzenden Anordnung des Leistungsschalters müssen die Trag- und Fahrschienen für diesen an den Zellenwänden befestigt werden, so dass diese nicht nur das Gewicht des Schalters und der Fahrschiene so wie die beim Abschalten von Kurzschlüssen auftretenden Reaktionskräfte aufzunehmen haben, sondern auch mit den beim Aus- und Einfahren sowie an der Sperrvorrichtung wirkenden Kräften beansprucht werden. Aus der deutschen Patentschrift Nr. 748108 ist ein ausfahrbarer Schalterwagen bekanntgeworden, der über federnde Druckkontakte mit dem feststehendenZellenteil elektrisch verbunden wird. In einer amBoden der Schaltzelle angeordneter. Fahrbahn ist eine Rast vorgesehen, die als Ansatzpunkt für ein den erforderlichen Kontaktdruck erzeugendes Hebelgestänge und zur Verriegelung des Schalterwagens gegen die Rückwirkung der Druckkontaktfedern dient.
Eine im wesentlichen elektrisch arbeitende Verriegelungseinrichtung sorgt dafür, dass die Betätigung des Antriebes für die Druckkontaktvorrichtung nur bei ausgeschaltetem Leistungsschalter möglich ist.
Bei ausgeschaltetem Leistungsschalter ist der Schalterwagen über das Betätigungsgestänge für die Druck-
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kontaktkupplung verriegelt. Es sind auch bereits mit t ! 1rgestellen versehene Leistungsschalter mit Steckkontakten ausgerüstet worden, wobei die Fahrrollen gleichfalls auf den üblichen in den Boden der Zelle eingelassenen Fahrschienen laufen. Dabei waren aber keinerlei Massnahmen für eine vom Schaltzustand des Leistungsschalters abhängige Fahrsperre getroffen oder es war lediglich im Hintergrund der Zelle eine verriegelte Einfahrbegrenzung vorgesehen.
Ziel der Erfindung ist es, eine Führungseinrichtung für mit Steckkontakten ausgerüstete Schalterwagen vorzuschlagen, die die von ihr aufzunehmenden Kräfte nicht auf die Zellenwand überträgt und ausser zur Führung auch zur Einfahrbegrenzung und zur vom Schaltzustand des Leistungsschalters abhängigen Schalterwagenverriegelung herangezogen werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist eine Hochspannungsschaltanlage der sogenannten offenen Zellenbauweise, bei der unter anderem ein ausfahrbarer Leistungsschalter vorgesehen ist, dessen sammelschienenseitige Anschlüsse ebenso wie dessen ableitungsseitige Anschlüsse in der eingefahrenen Stellung über Steckkontakte mit der Sammelschiene bzw.
der Ableitung in Stromverbindung stehen, wobei je eine der in Eingriff stehenden Trennkontakthälften auf dem Leistungsschalter und die andere Hälfte auf einem Stützisolator befestigt ist, wobei erfindungsgemäss zwischen und unabhängig von den Fahrrollen des Schalterwagens eine oder zwei mindestens zweiteilige Führungseinrichtungen vorgesehen sind, deren Unterteil am Boden der Schaltzelle und deren Oberteil am Schalterwagen befestigt sind und an dieser Führungseinrichtung eine Einfahrbegrenzung sowie eine mechanisch mit dem Leistungsschalterantriebsgestänge gekuppelte, nur bei ausgeschaltetem Leistungsschalter von Hand aufhebbare Sperrung des Fahrwagens in der eingefahrenen Stellung vorgesehen sind.
Eine derartige Führungs- und Verriegelungs-Einrichtung hat vor allem den Vorteil, dass nur der Boden der Zelle beansprucht ist. Bei der Ausführung und Bemessung der Führungseinrichtung sowie bei ihrer Anbringung am Zellenboden ist man ferner vollkommen unabhängig von der Spurweite und dem Radstand des Schalterwagens. Eine einmalig durchgebildete Führungseinrichtung kann daher für Schalterwagen verschiedener Grösse Verwend tg finden und in einer Schaltanlage, in der. wie dies meist der Fall ist, Schalter verschiedener Grösse eingebaut sind, ist nur eine einheitliche Führungseinrichtungsgrösse erforderlich.
Die Führungs-und Sperrvorrichtung kann ferner in günstiger Lage zum Schalterantrieb angeordnet werden, so dass die zwischen Schalterantrieb und Führungseinrichtung erforderlichen mechanischen Kuppelglieder kurz und einfach ausfallen und daher besonderssicher sind. Die Führungs- und Sperrvorrichtung ist überdies unmittelbar an der Bedienungsseite des Schalterwagens angeordnet und kann daher ihre Funktion beim Einund Ausfahren als auch in der Betriebsstellung stets überwacht werden.
Eine Führungseinrichtung der erfindcngsgemässen Art lasst sich ferner so ausbilden, dass ihr Spiel innerhalb jener Grenze liegt, die von den Steckkontakten beim Einfahren noch ausgeglichen werden kann, so dass besondere Schienen für die Fahrrollen des Wagens entbehrlich sind und diese daher direkt auf dem Boden der Zelle laufen können. Es ist infolgedessen auch möglich, die Fahrrollen mit einer Gummiauflage zu versehen, was für das Verfahren des Schalterwagens vorteilhaft ist.
Bei der erfindungsgemässen Ausbildung der Führungseinrichtung ist eine besonders einfache und sichere Sperrung des Schalterwagens in der eingefahrenen Stellung dadurch zu erzielen, dass in dieser Stellung ein Zapfen, der quer zur Fahrtrichtung im Führungsoberteil geführt ist, über eine Stange mit dem Schalterantrieb in Verbindung steht und in eine im Führungsunterteil vorgesehene Nut unter der Wirkung seines Eigengewichtes und dem der Stange selbsttätig einrastet. Die Sperrung ist dadurch unabhängig von der Wir- kung von Federn u. dgl. und überdies werden die beträchtlichen Kräfte, die bei einem Ausfahrversuch in gesperrtem Zustand auftreten, zur Gänze von den Führungsteilen aufgenommen und können sich daher nicht auf die Antriebsorgane auswirken.
Die Funktion der vorgesehenen Sperrung kann mit einfachen Mitteln vervollkommnet bzw. auf Gegenseitigkeit dadurch erweitert werden, dass bei aus der Sperrnut des Führungsunterteiles herausgehobe- nen Sperrzapfen ein Einschalten des Leistungsschalters verhindert ist und der Führungsunterteil in der Ausfahrrichtung eine derartige Länge aufweist, dass sich beim Ausfahren des Schalterwagens der Sperrzapfen erst dann wieder senken kann, wenn der zurückgelegte Ausfahrweg so gross ist, dass an den Trennkontakten die erforderliche Sicherheitstrennstrecke besteht.
Beispielsweise ist am oberen Ende der an ihrem unteren Ende den Sperrzapfen tragenden Kuppelstange ein Ausleger mit Daumen vorgesehen, der bei aus der Sperrnut herausgehobene m Sperrzapfen einen drehbar gelagerten Winkelhebel in eine solche Lage bringt, dass beim Versuch, den Leistungsschalter in dieser Lage des Schalterwagens einzuschalten, ein auf der Schalterwelle fest aufgebrachter Anschlaghebel gegen einen am Winkelhebel befestigten Bolzen schlägt.
Erst wenn der erforderliche Ausfuhrweg zurückgelegt ist, können sich Sperrzapfen und Kuppelstange und damit auch deren Ausleger senken, wodurch der Winkelhebel infolge seiner Schwerpunktlage umkippt und so die Schalterwelle freigibt. In gleicher Weise erfolgt in der eingefahrenen Stellung, der Betriebsstellung,
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die Freigabe der Schalterbetätigung. Während bei ausgeschaltetem Leistungsschalter durch Hochheben des Kuppelstangenauslegers von Hand der Sperrbolzen aus der Raste im Führungsunterteil herausgehoben werden kann, ist dies bei eingeschaltetem Schalter nicht möglich, weil dabei der Daumen des Auslegers den Winkelhebel nicht hochkippen kann, da dieser an eine Nase des auf der Schalterwelle angebrachten Anschlaghebels stösst.
Für das Einfahren in die Trennkontakte sowie für das Herausfahren aus diesen ist bei den meisten Schalterwagen ein erhöhter Kraftbedarf erforderlich. Gemäss einem weiteren Vorschlag ist mit einfachen Mitteln eine Abziehvorrichtung an sich bekannter Art (siehe z. B. die franz. Patentschrift Nr. 1. 089. 257) vorgesehen, die in erster Linie im Bereich der Berührung der Trennkontakte das Verfahren des Schalter-
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er als Stützpunkt für einen Handhebel dienen kann, der mittels einer Koppel mit dem Fahrwagen in Verbindung steht, wobei die Koppel am Handhebel in einem wesentlich kleineren Abstand vom Handhebelstützpunkt angelenkt ist, als der Angriff der Hände stattfindet. Infolge dieser wirksamen Kraftübersetzung beträgt die von Hand aufzubringende Kraft einen Bruchteil des Fahrwagenwiderstandes.
In Befolgung dieses Vorschlages wird also der erfindungsgemäss vorgesehenen Führungseinrichtung eine weitere Aufgabe zugewiesen, nämlich Ansatzpunkt zu sein für eine an sich bekannte Abziehvorrichtung.
Unter Zuhilfenahme der Fig. 1-4 soll nachstehend die Erfindung noch genauer beschrieben werden.
Die Hochspannungs-Schaltzelle ist begrenzt durch die Rückwand 1, den Boden 2 und die beiden Seitenwände 3. Die durchlaufenden Sammelschienen 4 sind von Stützem 5 getragen. Von den Sammelschienen führen Verbindungen 6 zu den-oberen Stecker-Gegenkontakten 7, die ebenso wie die unteren SteckerGegenkontakt 8 auf Stützern 9 angeordnet sind. An die unteren Gegenkontakte 8 sind die Ableitungen 10 angeschlossen. Die Steckkontakte 11 und 12 sind entweder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung von Isolierbrücken an den Anschlüssen des Leistungsschalters 13 befestigt. Die Schaltarme 14 des Leistungsschalters werden über dessen Welle 15 vom Handhebelantrieb 16 aus betätigt, der an der Bedienungsfront vor der durchgehenden Vollblechverkleidung 17 angeordnet ist.
Der Leistungsschalter, dessen Antrieb sowie die Verkleidung sind auf dem Fahrwagen 18 mit den Fahrrollen 19 angeordnet. Am Fahrwagen 18 ist der im wesentlichen aus zwei Profilschienen bestehende Oberteil 20 der Führungseinrichtung befestigt. Der ebenfalls im wesentlichen aus zwei Profilschienen bestehende Unterteil 21 der Führungseinrichtung ist am Zellenboden 2 mittels der Steinschrauben 22 befestigt.
Der Handhebel 23 dient zum Aus- und Einfahren des Schalterwagens 18, u. zw. vorwiegend im Bereich der Berührung der Steckkontakte 11,12 mit den Gegenkontakten 7,8. Der Handhebel 23 ist mit seinem Drehpunkt 24 im Führungsunterteil 21 gelagert und steht mit der Koppel 25 mit dem Fahrwagen 18 in kraftschlüssiger Verbindung.
In den Fig. 3 und 4 sind der Deutlichkeit halber nur die Führungseinrichtung und die Sperrvorrichtung dargestellt. Die voll ausgezogenen Linien der Fig. 3 zeigen die Steckkontakte 8,'12 sowie Führungsoberteil 20 und Führungsunterteil 21 in der eingefahrenen Stellung (Betriebsstellung), strichpunktiert ist jene ausgefahrene Stellung (Prüfstellung) angedeutet, in der der zurückgelegte Ausfahrweg so gross ist, dass zwischen den Gegenkontakten 8 und den Trennkontakten 12 die erforderliche Sicherheitstrennstrecke S besteht. Die Fig. 4 zeigt Führungseinrichtung und Sperrvorrichtung in einer Zwischenstellung beim Ausfahren von der Betriebs-in die Prüfstellung oder umgekehrt.
Mit 20 ist wieder der am Schalterwagen 18 befestigte Oberteil der Führungseinrichtung bezeichnet.
21 ist der Führungsunterteil mit der die Betriebsstellung markierenden Nut 26. Der Sperrzapfen 27 ist mit der Stange 28 festverbunden und in Langlöchern 29 geführt, die in den beiden Schienen des Führungsoberteiles 20 vorgesehen sind. 30 sind am Fahrwagen 18 angebrachte Führungen für die Stange 28. Am oberen Ende der Stange 28 ist der Ausleger 31 mit dem Daumen 32 vorgesehen. Zwecks Führung dieser Teile sowie zur Lagerung der Drehachse des Winkelhebels 33 dient der Bügel 34. Der Winkelhebel 33 besitzt den Sperrbolzen 35 und den Fortsatz 36. Auf der Schalterwelle 15 ist der Anschlaghebel 37 mit der Nase 38 befestigt.
Die Fig. 3 zeigt ferner eine am Führungsoberteil 20 befestigte Kontaktfeder 39 und eine am Führungsunterteil angeordnete Stromschiene 40, über die der Schalterwagen geerdet wird.
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