CH653473A5

CH653473A5 - Hochspannungstrennschalter mit einer schere.

Info

Publication number: CH653473A5
Application number: CH106681A
Authority: CH
Inventors: Guido Hux
Original assignee: Sprecher & Schuh Ag
Priority date: 1981-02-18
Filing date: 1981-02-18
Publication date: 1985-12-31
Also published as: DE3120129A1; DE3120129C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochspannungstrennschalter mit einer Schere als beweglichem Hauptkontaktstück die mit mindestens zwei Backen ein unabhängig von der Schere befestigtes, festes Hauptkontaktstück umfasst und mit mindestens einem, mindestens einem der Hauptkontaktstücke in Schliessrichtung federnd vorgelagerten Vorkontaktstück, das beim Einschalten vor den Hauptkontaktstük-ken schliesst und beim Ausschalten nach den Hauptkontaktstücken öffnet.

Aus der CH-PS 443 440 ist ein Hochspannungstrennschalter der eingangs erwähnten Art bekannt. Bei dieser Anordnung ist das bewegliche Kontaktstück am Ende der Schere aus Vorkontaktstücken mit verhältnismässig weicher Federung und aus Begrenzungsstäben zusammengesetzt, die im Vergleich zu den Vorkontaktstücken unelastisch sind und mit dem festen Kontaktstück nur am Ende der Einschaltbewegung in Berührung kommen. Die weich gefederten Vorkontaktstücke vermögen die Bewegungen des festen Hauptkontaktstückes, z.B. unter dem Einfluss von Stromkräften, schnell zu folgen, wodurch Kontakttrennungen mit Spratzer-scheinungen vermieden werden können. Diese Lösung hat aber den Nachteil, dass bei einer Ein- oder Ausschaltbewegung die erste Kontaktberührung, bzw. die letzte Kontakttrennung mit Lichtbogenbildung zwischen den für die Führung des Nennstromes vorgesehenen Oberflächen erfolgt. Ein bei dieser Kontaktberührung, bzw. -trennung auftretender Lichtbogen bewirkt ein Anschmelzen der Kontaktflächen.

Nach mehrmaligem Schliessen oder Öffnen des Trennschalters, unter Lichtbogenbildung zwischen den Kontaktflächen werden diese derart angegriffen, dass der Trennschalter wegen einem zu hohen Übergangswiderstand an der Kontaktstelle betriebsunfähig wird. Lichtbogenströme, die beim Öffnen eines Trennschalters solche Schäden bewirken, treten in Anlagen auf, in welchen z.B. ein Trenner in einer geschlossenen Schleife aufgemacht wird, weil die induzierte Spannung in solchen Schleifen relativ hoch ist, oder ein Trenner den kapazitiven Strom einer leerlaufenden Leitung unterbrechen muss.

Um die Auswirkungen des bei der Öffnung eines Trennschalters entstehenden Lichtbogens herabzusetzen hat man nach der CH-PS 425 943 einen Scherentrennschalter geschaffen, bei dem in die Strombahn des Trenners ein Widerstand eingeschaltet ist derart, dass im geschlossenen Zustand des Trenners der Widerstand metallisch überbrückt ist, während er beim Aussereingriffkommen der Schaltstücke wirksam ist und mit einnem allfälligen Ein- oder Ausschaltlichtbogen elektrisch in Reihe geschaltet ist. Bei diesem Trennschalter erfolgt die letzte Kontakttrennung beim Ausschalten und die erste Kontaktberührung beim Einschalten auch zwischen den für die Führung des Nennstromes vorgesehenen Oberflächen, wo der in seiner Wirkung zwar beschränkte aber trotzdem vorhandene Lichtbogen entsteht. Dieser Lichtbogen greift die Kontaktflächen an und setzt die Lebensdauer der Kontaktstücke herab.

Um den Ein- und Ausschaltlichtbogen von den für die Nennstromführung vorgesehenen Kontaktflächen fernzuhalten, wurde ein Scherentrennschalter nach der DE-OS 28 47 377 mit sowohl dem festen als auch dem beweglichen Kontaktstück in Schliessrichtung federnd vorgelagerten Vorkontaktstücken geschaffen. Beim Einschalten und beim Ausschalten entsteht bei dieser Anordnung ein Lichtbogen nur zwischen den Vorkontaktstücken. Die Erfahrung hat aber gezeigt, dass für eine lange Lebensdauer die Vorkontaktstücke relativ kräftig und schwer ausgebildet werden müssen, weil sie sonst bei oft wiederholten Schalthandlungen mit der Zeit wegbrennen. Kräftige Vorkontaktstücke erfordern aber eine Erhöhung der Antriebskraft und bedeuten daher wirtschaftliche Nachteile. Die Anfertigung der Vorkontaktstücke aus lichtbogenbeständigem Material wäre auch mit wirtschaftlichen Nachteilen verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hochspannungstrennschalter mit einer Schere zu schaffen, der die Einschaltung und die Unterbrechung relativ kleiner Ströme ohne Beschädigung der für die Nennstromführung vorgesehenen Kontaktflächen ermöglicht und wirschaftlich vorteilhaft ausgebildet werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorkontaktstücke mindestens an einem Hauptkontaktstück elektrisch isoliert befestigt sind und sowohl an diesen Vorkontaktstücken als auch am diese tragenden Hauptkontaktstück miteinander in und ausser Kontakt bringbare Lichtbogenkontaktstücke angebracht sind, wovon mindestens das eine pro Kontaktstückpaar ein Nachlaufkontaktstück ist und die beim Ausschalten nach den Backen des beweglichen Hauptkontaktstückes und vor dem Vorkontaktstück öffnen und beim Einschalten nach dem Vorkontaktstück und vor den Backen des beweglichen Hauptkontaktstückes schliessen. Durch diese Massnahmen wird erreicht, dass der allfällige Ein- und/oder Ausschaltlichtbogen zwischen den für diesen Zweck ausgebildeten Lichtbogenkontaktstücken gezündet, bzw. gelöscht wird. Der Ein- und/oder Ausschaltlichtbogen tritt von beiden Hauptkontaktstücken örtlich getrennt an lichtbogenbeständigen Kontaktstücken auf. Die Lebensdauer der Hauptkontaktstücke wird daher durch den Ein- und/oder Ausschaltlichtbogen nicht beeinträchtigt.

Das als Nachlaufkontaktstück ausgebildete Lichtbogen2

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kontaktstück kann vorteilhafterweise am Hauptkontaktstück befestigt sein. Das Hauptkontaktstück ist in der Regel kräftiger ausgebildet als das Vorkontaktstück und deshalb besser geeignet für die Befestigung des Nachlaufkontaktstückes.

Bei einem Hochspannungstrennschalter mit sowohl am beweglichen, als auch am festen Hauptkontaktstück angebrachten Vorkontaktstücken kann vorteilhafterweise zwischen jedem mindestens am einen Hauptkontaktstück isoliert befestigten Vorkontaktstück und dem dieses tragenden Hauptkontaktstück eine Impedanz eingeschaltet sein. Diese zur Lichtbogenlöschstrecke parallel geschaltete Impedanz erleichtert die Lichtbogenlöschung zwischen den Lichtbogenkontaktstücken. Der relativ kleine, durch die Impedanz nach der Lichtbogenlöschung fliessende Reststrom wird von den für die Nennstromführung vorgesehenen Kontaktflächen der Hauptkontaktstücke entfernt, zwischen den Vorkontaktstük-ken unterbrochen. Das Abbrennen der Vorkontaktstücke ist so in tragbarem Rahmen gehalten.

Die Impedanz kann auch aus einem rein ohmischen Widerstand bestehen. Der Betrag der Impedanz liegt vorteilhafterweise zwischen 0,1 und 10 Ohm.

Im folgenden wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 und Fig. 2 eine Kontaktanordnung eines geschlossenen Hochspannungstrennschalters mit einer Schere in der Seiten- bzw. Vorderansicht und

Fig. 3 und Fig. 4 die Kontaktanordnung des gleichen Trennschalters in Seitenansicht bei Beginn der Öffnungsbewegung, bzw. nach der Kontakttrennung.

In den Figuren 1 und 2 ist die Kontaktanordnung des Trennschalters in geschlossenem Zustand dargestellt. Die Backen 1 und 2 des beweglichen Hauptkontaktstückes sind durch eine im nicht dargestellten Teil des Scherengestänges 3, 4,5,6 angeordnete Feder gegen das feste Hauptkontaktstück 7 gedrückt. Das feste Hauptkontaktstück 7 ist U-förmig ausgebildet und an einer nicht dargestellten Leitung befestigt. An den oberen Enden des U-förmigen Hauptkontaktstückes 7 sind zwei ebenfalls U-förmig ausgebildete, in Fig. 2 und in Fig. 4 gut sichtbare Vorkontaktstücke 8,9 befestigt. Diese beiden Vorkontaktstücke 8,9 sind mit Vorspannung befestigt und so gebogen, dass sie in der Ausschaltstellung des Trennschalters an beiden Seiten des festen Hauptkontaktstückes 7 in Bezug auf die Kontaktflächen vorstehen und in der Einschaltstellung durch die Backen 1,2 neben das Hauptkontaktstück 7 federnd zurückgedrückt sind.

Den für die Nennstromführung vorgesehenen Backen 1,2 des beweglichen Hauptkontaktstückes sind Vorkontaktstücke 10,11 in Schliessrichtung federnd vorgelagert. Diese Vorkontaktstücke 10,11 sind am Scherengestänge 4, 5 an den Stellen 12,13,14,15 elektrisch isoliert befestigt. Sie sind so ausgebildet, dass in der Ausschaltstellung oder bereits nach der Kontakttrennung der Hauptkontaktstücke in Bezug auf deren Kontaktflächen vorstehen und in der Einschaltstellung durch das feste Hauptkontaktstück 7 neben die Backen 1,2 federnd zurückgedrückt sind.

Sowohl an den Vorkontaktstücken 10,11 als auch an den

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diese tragenden Scherengestängen 4, 5 des beweglichen Hauptkontaktstückes sind miteinander in und ausser Kontakt bringbare Lichtbogenkontaktstücke 16,17,18, ^angebracht. Ein Lichtbogenkontaktstück 16,18 ist bei beiden 5 Kontaktpaaren als Nachlaufkontaktstück ausgebildet und auf einer Blattfeder 20,21 befestigt. Die beiden Blattfedern 20,21 sind ihrerseits mittels Befestigungsorganen an den Scherengestängen 4, 5 gehalten. Der Nachlaufweg der Lichtbogenkontaktstücke 16,18 ist durch Anschläge so be-io schränkt, dass er etwa 40 bis 70% des Weges der Vorkontaktstücke 10,11 zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Trennschalters beträgt. Durch diese Ausbildung ist sichergestellt, dass die Lichtbogenkontaktstücke 16,17 18, 19 beim Ausschalten nach den Backen 1,2 des beweglichen i5 Hauptkontaktstückes und vor den Vorkontaktstücken 10,11 öffnen und beim Einschalten nach den Vorkontaktstücken 10,11 und vor den Backen 1,2 des beweglichen Hauptkontaktstückes schliessen.

Die Funktionsweise des Hochspannungstrennschalters ist 20 die folgende: _

Bei einer Öffnungsbewegung trennen sich zuerst die Bak-ken 1,2 des beweglichen Hauptkontaktstückes vom festen Hauptkontaktstück 7. Bei Fortsetzung der Öffnungsbewegung werden die Lichtbogenkontaktstücke 16,17,18,19 ge-25 trennt (Fig. 3). Weil die die einen Lichtbogenkontaktstücke 17,19 tragenden Vorkontaktstücke 10,11 noch am festen Hauptkontaktstück anliegen und vom beweglichen Hauptkontaktstück elektrisch isoliert sind, entsteht zwischen den gegenüberliegenden und sich trennenden Lichtbogenkontakt-30 stücken 16,17 und 18,19 ein Ausschaltlichtbogen. Dieser Ausschaltlichtbogen, der nach Erfahrung höchstens etwa 1500 A führt, erlischt bei zunehmendem Abstand zwischen den Lichtbogenkontaktstücken 16,17 und 18,19, wonach zwischen diesen offenen Klemmen eine Spannung von etwa 35 300 V erscheint. Die Trennung zwischen den Vorkontakt-stücken 10,8 und 11,9 bei Weiterführung der Öffnungsbewegung erfolgt stromlos (Fig. 4). Bei dieser Anordnung könnten die Vorkontaktstücke 8,9 am festen Hauptkontaktstück auch weggelassen werden.

40 Zwischen dem beweglichen Hauptkontaktstück 4, 5 und den Vorkontaktstücken 10 und 11 ist aber je ein in den Zeichnungen gestrichelt eingezeichneter ohmischer Widerstand 22, 23 eingeschaltet. Dieser Widerstand beträgt etwa 1 Ohm und dient dazu, die Löschung des zwischen den Lichtbogenkon-« taktstücken 16,17 und 18,19 entstehenden Lichtbogens zu erleichtern. Der bei endlichen Widerstandswerten durch den Widerstand 22,23 fliessende, relativ kleine Reststrom wird bei der Trennung der Vorkontaktstücke 10,8 und 11,9 unterbrochen.

50 Bei einer Schliessbewegung berühren sich zuerst die Vor-kontaktstücke 10,8 und 11,9. Bei Annäherung der Lichtbogenkontaktstücke 16,17 und 18,19 entsteht zwischen ihnen ein Einschaltlichtbogen, der so lange brennt bis die Lichtbogenkontaktstücke 16,17 und 18,19 sich berühren. Die da-55 nach folgende Berührung der Hauptkontaktstücke 1,2 und 7 erfolgt ohne Lichtbogenbildung, weil zu diesem Zeitpunkt diese Kontaktstücke bereits metallisch überbrückt sind.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

653 473 PATENTANSPRÜCHE

1. Hochspannungstrennschalter mit einer Schere als beweglichem Hauptkontaktstück, die mit mindestens zwei Bak-ken ein unabhängig von der Schere befestigtes, festes Hauptkontaktstück umfasst und mit mindestens einem, mindestens einem der Hauptkontaktstücke in Schliessrichtung federnd vorgelagerten Vorkontaktstück, das beim Einschalten vor den Hauptkontaktstücken schliesst und beim Ausschalten nach den Hauptkontaktstücken öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkontaktstücke (10,11) mindestens an einem Hauptkontaktstück (4,5) elektrisch isoliert befestigt sind und sowohl an diesen Vorkontaktstücken (10,11) als auch am diese tragenden Hauptkontaktstück (4, 5) miteinander in und ausser Kontakt bringbare Lichtbogenkontaktstücke (16,17, 18,19) angebracht sind, wovon mindestens das eine pro Kontaktstückpaar ein Nachlaufkontaktstück (16,18) ist und die beim Ausschalten nach den Backen (1,2) des beweglichen Hauptkontaktstückes und vor dem Vorkontaktstück (10,11) öffnen und beim Einschalten nach dem Vorkontaktstück (10, 11) und vor den Backen (1,2) des beweglichen Hauptkontaktstückes schliessen.

2. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das als Nachlaufkontaktstück ausgebildete Lichtbogenkontaktstück (16,18) am Hauptkontaktstück (4,5) befestigt ist.

3. Hochspannungstrennschalter mit sowohl am beweglichen, als auch am festen Hauptkontaktstück angebrachten Vorkontaktstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jedem mindestens am einen Hauptkontaktstück (4,5) isoliert befestigten Vorkontaktstück (10,11) und dem dieses tragenden Hauptkontaktstück (4,5) eine Impedanz (22,23) eingeschaltet ist.

4. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanz ein ohmischer Widerstand ist.

5. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanz einen Betrag zwischen 0,1 und 10 Ohm aufweist.