Schalter. Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsschalter, wie solche zum Bei spiel in elektrischen Zentralen und Unter stationen für die Verteilung von Elektrizität und/oder die Sicherung der Verteilungsnetze verwendet werden, und zwar auf einen Schal ter mit mindestens einem aus festen Kontak ten und einem beweglichen Kontakt bestehen den Schaltelement, das in einem Metallkessel untergebracht ist, der bestimmt ist, mit einem isolierenden Medium, z. B. Mineralöl, gefüllt zu werden.
Schalter, z. B. selbsttätiger Schalter, Um schalter, Handschalter und dergl., die oft und/oder unter ungünstigen Verhältnissen schalten und deren Kontakte und Kontakt messer daher stark beansprucht werden, sol len zwecks Kontrolle und Ausbesserung leicht spannungsfrei gemacht werden kön nen. Mit Rücksicht darauf werden derartige Hauptschalter über andere Schalter, soge nannte Trennschalter, an dem unter Span nung stehenden Netz (Sammelschienen- system, Luftleitung, Kabel) angeschlossen. Die Trennschalter werden nur dazu benutzt, den Hauptschalter von dem Netz abzuschal ten, aber erst nachdem letzterer den Strom kreis geöffnet hat, da sie meistens nicht ge eignet sind, unter Belastung zu schalten.
Derartige Trennschalter gestalten eine Schalt anlage verwickelt, gross und teuer.
Die Erfindung bezweckt, die bis jetzt er forderlichen Trennschalter überflüssig zu machen und schafft einen Hochspannungs schalter, dessen Schaltelement oder -elemente geprüft oder ausgebessert werden können, ohne dass er durch besondere Trennschalter von dem Netz abgeschaltet zu werden braucht. Dabei ist, wie üblich, unter "Hoch- spannungsschalter" ein Schalter zu verste hen, der unter Last, also sowohl unter Nor mallast, als auch unter Überlast schalten kann.
Die Erfindung besteht in einer derartigen mechanischen und elektrischen Kupplung zwischen isoliert durch die Kesselwand hin- durchgeführten festen Verbindungsleitern und den festen Kontakten des Schaltelemen tes, dass das Schaltelement in seiner Gesamt heit von den Verbindungsleitern gelöst und aus dem Kessel entfernt und darin wieder eingebracht werden kann, während die Ver bindungsleiter unter Spannung stehen. Die Verbindungsleiter können daher ohne Zwi- schenkunft von Trennschaltern an dem Netz angeschlossen sein.
Daraus resultiert der Vorteil, dass die falsche Bedienung eines sol chen Trennschalters verunmöglicht ist und damit keine Unglücksfälle mehr verursacht werden können, wie dies in der Praxis bis weilen der Fall ist. Eine aus derartigen Schaltern aufgebaute Schaltanlage kann fer ner einfacher und billiger sein und bean sprucht ausserdem verhältnismässig weniger Raum.
Jeder von zwei festen Kontakten des Schalters kann zum Beispiel mechanisch fest und ausserdem elektrisch mit einer Kontakt hülse verbunden sein, die einen Zapfen an dem in den Kessel hineinragenden Ende des betreffenden Verbindungsleiter oder das zap fenförmige Ende dieses Leiters umfasst.
Besonders vorteilhaft ist es, den Metall kessel in Form von zwei stehenden, rohrför- migen Gehäusen auszuführen, die an ihren obern Enden in offener Verbindung mitein ander stehen, und die Verbindungsleiter durch die Böden der beiden Gehäuse bezw. nahe derselben in den Kessel einzuführen. Da die Verbindungsleiter sich bei einer sol chen Sonderausführung je in einem beson deren Gehäuse in den untern Teilen des Kes sels befinden, werden sie auch nach Entfer nung des Schaltelementes mit ihren Enden verhältnismässig tief unter dem gesenkten Flüssigkeitsspiegel bleiben.
Des weiteren können die festen Kontakte in der Achse eines der rohrförmigen Gehäuse vorgesehen und an einem in diesem Gehäuse eingeführten Rohr aus Isoliermaterial be festigt sein, und kann der bewegliche Kon takt in der Achse dieses Behälters angeord net und bewegbar sein. Dies hat den Vorteil, dass das Schaltelement überall einen im we- sentlichen kreisförmigen Aussenquerschnitt haben kann, so dass im Schalter ein einfaches radiales elektrisches Feld erzeugt wird, wo durch eine gleichmässige Belastung des Di- elektrikums leicht erzielbar ist.
Der Behäl ter kann in diesem Sonderfall das Schalt element daher mit einem verhältnismässi g kleinen Zwischenraum umgeben, so dass nur wenig Isoliermaterial erforderlich ist, der Schalter daher billig sein kann und bei Brand, sofern 01 als Isoliermaterial benutzt, wird, keine grosse Gefahr verursacht.
Ein anderer Vorteil dieser letztgenannten, besonderen Ausbildung ist der, dass der Schalter derart ausgeführt werden kann, dass der bewegliche Kontakt in der Längsrich tung aus dem rohrförmigen Behälter entfernt oder darin eingefügt werden kann, während die festen Kontakte unter Spannung stehen. Zum Überbrücken der Entfernung zwischen den festen Kontakten kann man auch anstatt eines selbsttätigen oder mit der Hand beweg baren Schaltstiftes einen zwischen zwei Kon taktringen eingespannten, dünnen, leitenden Draht benutzen, der bei Überbelastung schmilzt. Der Schalter kann dann als Schmelzdrahtsicherung und zum Beispiel zum Sichern von kleinen Transformatoren benutzt werden.
Man kann den Schalter end lich so ausbilden, dass der bewegliche Kon takt für sich aus dem Kessel entfernt werden kann, was für die Sicherheit von grosser Bedeutung ist. Hat man an einem hinter dem Schalter vorgesehenen Apparat oder Kabel zu arbeiten, so kann man in diesem Fall den oder die beweglichen Kontakte aus dem Kessel entfernen, um so gegen unvor hergesehenes Einschalten vollkommen sicher zu sein.
Zwecks Erläuterung der Erfindung dient die Zeichnung, welche einige beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegen standes darstellt. Darin zeigt: Fig. 1 einen senkrechten Schnitt eines ersten Schalters und Fig. 2 einen Teilschnitt entsprechend Fig. 1, bei entfernten Schaltelementen;
Fig. 3 und 4 zeigen eine Vorderansicht bezw. eine Seitenansicht eines an einem Sam melschienensystem und an einem Kabel an geschlossenen dreipoligen Schalters, und Fig. 5 und 6 im grösseren Massstabe eine Seitenansicht und einen Querschnitt einer Schmelzsicherung eines Schalters.
In Fig. 1 ist 1 ein Schaltstift, der mit einem federnde Kontaktfinger 3 aufweisen den festen Kontakt 2 und mit einem fe dernde Kontaktfinger 5 enthaltenden festen Kontakt 4 zusammenwirken kann. Die Finger 3 und 5 sind in einem Kranz rings um den Schaltstift 1 angeordnet. Der Kon taktstift 1 liegt in der Achse eines rohrför- migen Metallgehäuses 6 und kann mittels einer in der Verlängerung des Schaltstiftes 1 liegenden und damit durch einen Isolator 8 verbundenen Stange 7 in der Längsrichtung bewegt, und sogar vollständig aus dem Schalterkessel entfernt und darin eingebracht werden.
Der feste Kontakt 2 bildet einen Bestandteil einer Kontakthülse 9, die mittels federnder Finger 10 ein zapfenförmiges Ende 11 eines vermittels eines Isolators 12 isoliert durch den Boden des Gehäuses 6 eingeführ ten Verbindungsleiters angreift, dessen an deres Ende an einer Sammelschiene 13 an geschlossen ist. Der feste oder Schaltkontakt 2 und die Kontakthülse 9 werden durch eine Platte 14 aus Isoliermaterial getragen, die mittelst einer isolierenden Gewindebüchse 15 an einem sich über nahezu die ganze Länge des Gehäuses 6 erstreckenden Rohr 16 aus Isoliermaterial befestigt ist.
Der feste Kon takt 4 ist mit dem einen Ende einer im Rohr 16 passend sitzenden Hülse 17 aus gut lei tendem Metall verschraubt, während das an dere Ende dieser Hülse mittels eines waag rechten Leiters 18 mit dem obern Ende einer zweiten leitenden Hülse 19 verbunden ist. Letztere ist von einem Rohr 20 aus Isolier material umgeben, welches in einem zweiten rohrförmigen Metallgehäuse 21 angebracht ist.
Die aus gutleitendem Metall bestehende Hülse 19 trägt am untern Ende eine Kon takthülse \22, die mittels im Kranz angeord neter federnder Kontaktfinger .23 das zapfen- förmige Ende 24 eines durch den Boden des Behälters 21 hindurchgeführten, mittels des Isolators 25 isolierten Verbindungsleiters um fasst, welcher mit seinem andern Ende in einen Kabelanschlusskasten 26 hineinragt.
Der waagrechte Leiter 18 ist durch ein Iso- lierrohr 27 umgeben und befindet sich in einem zwischen den Gehäusen 6 und 21 vor gesehenen Verbindungsgehäuse 28. In die sem Gehäuse 28 ist ein Ringstromtransfor- mator 29 für Sicherungs- und Messzwecke enthalten. An Stelle eines Ringstromtrans- formators kann auch ein Stromtransformator mit Primärwicklung, oder ein Relais mit Hochspannungswicklung im Gehäuse vorge sehen werden.
Der Metallkessel des Schalters, bestehend aus den senkrechten Gehäusen 6 und 21 und dem Verbindungsgehäuse 28, ist an der Ober seite mittels einer lose aufgesetzten Platte 30 aus Isoliermaterial abgeschlossen, die wie derum durch eine Metallplatte 31 abgedeckt ist. Diese Platten sind auf Vorsprüngen 30a der Wand des Gehäuses 28 gelagert. An den Platten 30, 31 sind das Rohr 16, die Schalt kontakte 2 und 4, die leitende Hülse 17 und die Kontakthülse mittels eines Isolierrohres 32 befestigt, welches mit seinem einen Ende mit dem festen Kontakt 4 verschraubt und mit seinem andern Ende durch die Platten 30, 31 hindurchgeführt ist.
Auf letzterem Ende des Rohres 32 ist eine Gewindekappe 33 angebracht. Eine Isolierhülse 34, die in eine Ringnut 35 der Platte 30 hineinragt, hält das Rohr 16, die Hülse 17, die Schalt kontakte 2, 4 und die Kontakthülse 9 an Ort und Stelle, wenn die Gewindekappe 33 an gezogen wird. Letztere dient gleichzeitig zur Führung der am Schaltstift 1 befestigten Stange 7. In entsprechender Weise sind das Rohr 20, die Hülse 19 und die Kontakthülse 22 mittels eines Rohres 36 aus Isoliermate rial an den Platten 30, 31 befestigt.
Dieses Rohr ist mit seinem untern Ende mit der Kontakthülse 22 und mit seinem durch die Platten 30, 31 hindurchgeführten obern Ende mit einer Gewindekappe 37 verschraubt. Eine Isolierhülse 38, die in eine Ringnut 39 der Platte 30 hineinragt, hält das Rohr 20, die Büchse 19 und die Kontakthülse 22 in der richtigen Lage. Der Schalterkessel ist. mit tels eines Deckels 40 abgeschlossen, durch welchen hindurch nur die Gewindekappe 33 und die Schaltstange 7 nach aussen ragen. Auf dem Deckel ist ein gestrichelt gezeich neter Kasten 41 mit einem Betätigungs- mechanismus angebracht.
Nach Entfernung des Deckels 40 kann der ganze Einbau des Schalters, mit Aus nahme der Verbindungsleiter 12 und 25, mit tels einer Öse 42 aus dem Kessel hochgezo gen werden (Fig. 2), ohne dass man zunächst irgendwelche Verbindungen zu lösen hätte. Ist der Kessel mit einer Isolierflüssigkeit ge füllt, so wird der Flüssigkeitsspiegel nach Entfernung der Schaltteile sich über einen grösseren Abstand senken (Fig. 2). Da aber die Verbindungsleiter 12 und 25 sich in den untern Teilen der rohrförmigen Gehäuse 6 und 21 befinden, werden sie auch dann noch tief genug unter dem Flüssigkeitsspiegel lie gen.
Für die Kontrolle der Schaltteile und der Kontakthülsen des Schalters ist es nicht nötig, die Sammelschiene und das Kabel spannungsfrei zu machen. Die üblichen Trennschalter vor und/oder hinter dem Hauptschalter sind daher überflüssig.
In Fig. 3 und 4 sind drei Schaltereinhei ten zu einem dreipoligen Schalter zusammen gebaut. Durch einen gemeinschaftlichen Ka- belanschlusskasten 26 ist dieser Schalter mit einem dreiadrigen Kabel verbunden. Der Schalter steht auf einer Kammer 44, in der ein dreipoliges Sammelschienensystem 45 un tergebracht ist. Auch der Deckel 40 und der Betätigungsmechanismus können für die drei einpoligen Schalter gemeinsam ausgeführt sein.
Es ist nicht notwendig, dass die Schalt elemente eines mehrpoligen Schalters je in einem besonderen Gehäuse enthalten sind. Sie können auch in einem gemeinschaftlichen Kessel vorgesehen sein. Weiter ist es selbst redend, dass auch sonstige Anordnungen An wendung finden können. Die Durchfüh rungsisolatoren 12 und 25 können auch seit- lieh iri das Gehäuse 6 bezw. @ 21 eintreten. Die Schalter können liegend aufgestellt wer den. Weiter können sie in üblicher Weise mit einem Gasabzugsrohr, einem Ölstands anzeiger und dergleichen versehen sein.
Das Einbringen eines Erdsehlussapparates oder eines Spannungsanzeigers kann ohne wei teres erfolgen, nachdem man den Schaltstift aus dem Schalter entfernt hat.
Der Kontaktstift nach Fig. 5 und 6 be steht aus zwei parallelen Stäben 46 aus Iso liermaterial, die an jedem Ende einen ge meinschaftlichen Kontaktring 47, 48 tragen, welche Ringe mit den Kontaktfingern 3, 5 der schematisch in gestrichelten Linien darge stellten festen Kontakte 2 bezw. 4 in Berüh rung gebracht werden können. Zwischen den Kontaktringen ist ein dünner, leitender Draht 49 eingespannt, der bei Überströmen schmilzt. Mit einem derartigen Schaltstift kann der Schalter daher als Schalter mit Schmelz drahtsicherung Verwendung finden.
Da der Schaltstift bei unter Spannung stehenden Kontakten entfernt werden kann, kann man die Schmelzdrähte leicht erneuern.
Die Erfindung ermöglicht es, ein und dasselbe Feld einer Schaltanlage, von wel cher der Schalter einen Teil bildet, entweder mit einem Handschalter oder mit einem selbsttätigen Schalter (Ölschalter), oder mit einem Schalter mit Schmelzdrahtsicherung zu versehen, ohne dass das mit der Schalt anlage eine Einheit bildende Feld (man denke an metallummantelte Schaltanlagen) einer Änderung bedarf.