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.
Counter. The invention relates to a high-voltage switch, such as those used in game in electrical centers and sub-stations for the distribution of electricity and / or securing the distribution networks, namely to a scarf ter with at least one of fixed Kontak th and a movable one Contact exist the switching element, which is housed in a metal vessel, which is intended to be coated with an insulating medium, e.g. B. mineral oil to be filled.
Switch, e.g. B. automatic switch, order switch, manual switch and the like. That switch often and / or under unfavorable conditions and their contacts and contact knives are therefore heavily stressed, so len for the purpose of control and repair can easily be made voltage-free. With this in mind, such main switches are connected to the live network (busbar system, air line, cable) via other switches, so-called disconnectors. The disconnectors are only used to switch off the main switch from the network, but only after the latter has opened the circuit, since they are usually not suitable for switching under load.
Such disconnectors make a switchgear complex, large and expensive.
The aim of the invention is to make the disconnectors required up to now unnecessary and creates a high-voltage switch whose switching element or elements can be checked or repaired without having to be disconnected from the network by special disconnectors. As usual, a "high-voltage switch" is a switch that can switch under load, that is, under normal load as well as under overload.
The invention consists in such a mechanical and electrical coupling between the fixed connecting conductors, which are isolated through the boiler wall, and the fixed contacts of the switching element, that the switching element can be detached from the connecting conductors in its entirety and removed from the boiler and reinserted therein while the connection conductors are live. The connecting conductors can therefore be connected to the network without the interposition of disconnectors.
This has the advantage that it is impossible to operate such a disconnector incorrectly and that accidents can no longer be caused, as is sometimes the case in practice. A switchgear composed of such switches can be simpler and cheaper and also requires relatively less space.
Each of two fixed contacts of the switch can, for example, be mechanically fixed and also electrically connected to a contact sleeve which comprises a pin on the end of the connecting conductor in question protruding into the tank or the pin-shaped end of this conductor.
It is particularly advantageous to run the metal boiler in the form of two standing, tubular housings, which are in open connection with each other at their upper ends, and the connecting conductors through the bottoms of the two housings or respectively. to be introduced into the boiler near it. Since the connecting conductors are located in a special housing in the lower parts of the boiler in such a special version, they will remain relatively deep below the lowered liquid level even after removal of the switching element.
Furthermore, the fixed contacts can be provided in the axis of one of the tubular housings and be fastened to a tube made of insulating material inserted in this housing, and the movable contact can be arranged and movable in the axis of this container. This has the advantage that the switching element can have an essentially circular outer cross-section everywhere, so that a simple radial electrical field is generated in the switch, which can easily be achieved by uniformly loading the dielectric.
The Behäl ter can therefore surround the switching element with a relatively small space in this special case, so that only a little insulating material is required, the switch can therefore be cheap and in the event of a fire, if 01 is used as an insulating material, does not cause any great danger.
Another advantage of this last-mentioned, special embodiment is that the switch can be designed in such a way that the movable contact in the longitudinal direction can be removed from or inserted into the tubular container while the fixed contacts are under tension. To bridge the distance between the fixed contacts you can use a thin, conductive wire clamped between two con tact rings instead of an automatic or manually movable switching pin that melts when overloaded. The switch can then be used as a fuse wire fuse and, for example, to protect small transformers.
The switch can be designed so that the movable contact can be removed from the boiler, which is of great importance for safety. If you have to work on an apparatus or cable provided behind the switch, you can in this case remove the movable contact (s) from the boiler in order to be completely safe against unexpected switching on.
The purpose of explaining the invention is the drawing, which shows some exemplary embodiments of the subject matter of the invention. 1 shows a vertical section through a first switch and FIG. 2 shows a partial section corresponding to FIG. 1, with the switching elements removed;
Figs. 3 and 4 show a front view respectively. a side view of a closed three-pole switch on a busbar system and on a cable, and FIGS. 5 and 6, on a larger scale, a side view and a cross section of a fuse of a switch.
In Fig. 1, 1 is a switching pin which can interact with a resilient contact finger 3 have the fixed contact 2 and with a Fe-reducing contact finger 5 containing fixed contact 4. The fingers 3 and 5 are arranged in a ring around the switch pin 1. The contact pin 1 lies in the axis of a tubular metal housing 6 and can be moved in the longitudinal direction by means of a rod 7 lying in the extension of the switching pin 1 and connected to it by an insulator 8, and can even be completely removed from the switch tank and inserted into it .
The fixed contact 2 forms part of a contact sleeve 9, which by means of resilient fingers 10 engages a pin-shaped end 11 of an isolated by means of an insulator 12 th connecting conductor introduced through the bottom of the housing 6, the end of which is closed on a busbar 13. The fixed or switching contact 2 and the contact sleeve 9 are supported by a plate 14 made of insulating material, which is fastened by means of an insulating threaded bushing 15 to a tube 16 made of insulating material extending over almost the entire length of the housing 6.
The fixed contact 4 is screwed to one end of a fitting sleeve 17 made of well-lei tend metal, while the other end of this sleeve is connected to the upper end of a second conductive sleeve 19 by means of a horizontal conductor 18. The latter is surrounded by a tube 20 made of insulating material, which is mounted in a second tubular metal housing 21.
The sleeve 19, which is made of highly conductive metal, carries at the lower end a contact sleeve 22 which, by means of resilient contact fingers arranged in the wreath, encompasses the pin-shaped end 24 of a connecting conductor which is passed through the bottom of the container 21 and insulated by the insulator 25 which protrudes with its other end into a cable connection box 26.
The horizontal conductor 18 is surrounded by an insulating tube 27 and is located in a connection housing 28 provided between the housings 6 and 21. This housing 28 contains a toroidal current transformer 29 for safety and measurement purposes. Instead of a ring current transformer, a current transformer with a primary winding or a relay with a high-voltage winding can be provided in the housing.
The metal shell of the switch, consisting of the vertical housings 6 and 21 and the connection housing 28, is closed on the upper side by means of a loosely attached plate 30 made of insulating material, which is covered by a metal plate 31 as in turn. These plates are mounted on projections 30a on the wall of the housing 28. On the plates 30, 31, the tube 16, the switching contacts 2 and 4, the conductive sleeve 17 and the contact sleeve are attached by means of an insulating tube 32 which is screwed at one end to the fixed contact 4 and at its other end through the plates 30, 31 is passed through.
A threaded cap 33 is attached to the latter end of the tube 32. An insulating sleeve 34, which protrudes into an annular groove 35 of the plate 30, holds the tube 16, the sleeve 17, the switching contacts 2, 4 and the contact sleeve 9 in place when the threaded cap 33 is pulled on. The latter also serves to guide the rod 7 attached to the switch pin 1. In a corresponding manner, the tube 20, the sleeve 19 and the contact sleeve 22 are attached to the plates 30, 31 by means of a tube 36 made of insulating material.
This tube is screwed with its lower end to the contact sleeve 22 and with its upper end passed through the plates 30, 31 with a threaded cap 37. An insulating sleeve 38, which protrudes into an annular groove 39 of the plate 30, holds the tube 20, the bushing 19 and the contact sleeve 22 in the correct position. The switch boiler is. completed with means of a cover 40 through which only the threaded cap 33 and the shift rod 7 protrude to the outside. A box 41 with an actuating mechanism, shown in broken lines, is attached to the cover.
After removing the cover 40, the entire installation of the switch, with the exception of the connecting conductors 12 and 25, can be pulled up with means of an eyelet 42 from the boiler (Fig. 2), without having to solve any connections first. If the boiler is filled with an insulating liquid, the liquid level will drop over a greater distance after the switching parts have been removed (Fig. 2). But since the connecting conductors 12 and 25 are in the lower parts of the tubular housing 6 and 21, they will still lie deep enough below the liquid level.
To check the switching parts and the contact sleeves of the switch it is not necessary to de-energize the busbar and the cable. The usual disconnectors in front of and / or behind the main switch are therefore superfluous.
In Fig. 3 and 4 three Schaltereinhei th are built into a three-pole switch. This switch is connected to a three-wire cable through a common cable connection box 26. The switch is on a chamber 44 in which a three-pole busbar system 45 is housed un. The cover 40 and the actuation mechanism can also be designed together for the three single-pole switches.
It is not necessary that the switching elements of a multi-pole switch are each contained in a special housing. They can also be provided in a shared boiler. It is also self-evident that other arrangements can also be used. The bushing insulators 12 and 25 can also borrowed iri the housing 6 or. Enter @ 21. The switches can be set up horizontally. They can also be provided in the usual way with a gas discharge pipe, an oil level indicator and the like.
The introduction of an earth leakage device or a voltage indicator can easily be carried out after the switch pin has been removed from the switch.
The contact pin according to FIGS. 5 and 6 be available from two parallel rods 46 made of Iso liermaterial, which carry a ge community contact ring 47, 48 at each end, which rings with the contact fingers 3, 5 of the fixed contacts 2, shown schematically in dashed lines Darge respectively 4 can be brought into contact. A thin, conductive wire 49 is clamped between the contact rings and melts when there is an overcurrent. With such a switch pin, the switch can therefore be used as a switch with fusible link fuse.
Since the switch pin can be removed when the contacts are live, the fuse wires can easily be replaced.
The invention makes it possible to provide one and the same field of a switchgear, of wel cher the switch forms a part, either with a manual switch or with an automatic switch (oil switch), or with a switch with fusible wire fuse, without that with the switchgear a unit that forms a unit (think of metal-sheathed switchgear) requires a change.