CH659539A5 - Scherentrennschalter. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Scherentrennschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Scherentrennschalter ist aus dem Firmenprospekt 61B1 Sprecher + schuh, Nr. 2.240 d/12.79/56/S + S 6 bekannt. Bei einer Ausschaltbewegung dieses Scherentrennschalters erfolgt die Kontakttrennung zwischen den für die Führung des Nennstromes vorgesehenen Oberflächen der Kontaktstücke. Ein bei dieser Kontakttrennung auftretender Lichtbogen bewirkt ein Anschmelzen dieser Kontaktflächen. Nach mehrmaligem Öffnen des Trennschalters, unter Lichtbogenbildung zwischen den Kontaktflächen, werden die Kontaktflächen 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. Die relativ langsame Unterbrechung kleiner Ströme zwischen den Kontaktstücken des Scherentrennschalters kann aber auch die übrigen Anlagenteile gefährden. In Wechselstromanlagen findet nämlich bei jedem Stromnulldurchgang ein Löschversuch des Lichtbogens statt, welchem aber zunächst jeweils eine Wiederzündung folgt. Dieses Spiel dauert so lange an, bis die Isolierdistanz zwischen den Kontaktstücken so weit angewachsen ist, dass die zwischen ihnen anliegende Spannung gehalten wird. Nun bedeutet aber das Wiederzünden jeweils ein sehr rasches Zusammenfallen der Spannung, so dass Spannungs-Frontdauern von wenigen Millisekunden durchaus vorkommen. Diese zahlreichen wiederholten stossartigen Spannungsbeanspruchungen können aber anderen Teilen der Anlage gefährlich werden. Zum Beispiel kann ein Transformator mit grosser induktiver Übersetzung auf der vom Trenner aus gesehenen Sekundärseite die erwähnten stossartigen Spannungsänderungen infolge einer verhältnismässig kleinen kapazitiven Übersetzung als grosse Überspannung spüren. Um das Problem solcher Überspannungen zu beherrschen, wird in der CH-PS 425 943 vorgeschlagen, dass in die Strombahn des Scherentrennschalters ein Widerstand eingeschaltet werden soll derart, dass im geschlossenen Zustand des Trenners der Widerstand metallisch überbrückt ist, während er beim Aussereingriffkommen der Kontaktstücke wirksam ist und mit einem allfälligen Ein- oder Ausschaltlichtbogen elektrisch in Reihe geschaltet ist. Diese Lösung erfordert einen wirtschaftlich erheblichen Aufwand.

Um ein Anschmelzen der Kontaktstücke eines Scherentrennschalters bei der Unterbrechung kleiner Ströme zu verhindern, ist aus der DE-OS 2 809 499 bekannt, an einem der beiden Kontaktstücke vorstehende federnde Vorkontaktstücke so anzubringen, dass die Vorkontaktstücke bei Einschalten vor den Kontaktstücken schliessen und beim Ausschalten nach den Kontaktstücken öffnen. Die Vorkontaktstücke sind relativ teuer und können bei Vereisung des Trenners verkrümmt oder abgerissen werden. Um eine schnelle Trennung der Vorkontaktstücke mindestens am Anfang einer Ausschaltbewegung zu erreichen, wurde in der gleichen DE-OS 2 809 499 vorgeschlagen, an den Enden der Schere je einen Magnet zu befestigen, die sich in der Einschaltstellung berühren. Diese Anordnung bezweckt, dass bei einer Ausschaltung die Kontaktstücke durch die Magnetkraft zunächst zusammengehalten werden. Erst nachdem sich die Holme der Schere gespannt haben, reicht die Öffnungskraft zum Trennen der Magnete aus. Diese bewegen sich dann mit erhöhter Öffnungsgeschwindigkeit auseinander. Bei dieser Anordnung wird der Antrieb in die sich spannende oder sich deformierende Schere relativ viel Einergie einspeisen bis sich die Magnete losreissen. Die in die Schere eingespeiste Energie wird dem Antrieb nach dem Losreissen der Magnete einen gewaltigen Schlag versetzen. Deshalb muss der Antrieb und die ganze Kraftübertragung verhältnismässig kräftig bemessen sein. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die für die Enden der Schere vorgesehenen Magnete entweder wirkungslos oder relativ gross und daher, wirtschaftlich nachteilig sind und eine grosse unerwünschte Zusatzmasse bedeuten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Scherentrennschalter anzugeben, der durch eine besonders schnelle Öffnung der Kontaktstücke am Anfang einer Ausschaltbewegung das Anschmelzen der Kontaktstücke und das Enstehen von Überspannungen vermindert und wirtschaftlich vorteilhaft ausgebildet ist.

Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass im Kraftübertragungsweg zwischen dem Antrieb und dem Gesperre eine Schleppkupplung vorgesehen ist, die ein Voreilen der sich entspannenden Schere gegenüber dem Antrieb bei einer Ausschaltbewegung des Trennschalters von der Lösung des Gesperres bis zum Erreichen der Löschdistanz zwischen den Kontaktstücken zulässt. Bei dieser Lösung wird die bei einer Einschaltbewegung zur Erzeugung des Kontaktdruckes in die Schere unter elastischer Vorspannung eingebrachte Energie zum schnellen Öffnen der Kontaktstücke verwendet.

Die Schleppkupplung kann am Erdpotential aufweisenden Ende der Säule angeordnet sein. Die Säule ist dabei ein mehr oder weniger elastisches Glied zwischen dem Gesperre und dem Antrieb und hilft die relativ kleinen Schläge auf den Antrieb zu dämpfen.

Die Säule kann eine Drehsäule sein und die Schleppkupplung kann dabei aus einer Wellenkupplung mit einem frei verdrehbaren Winkelbereich bestehen.

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

Fig. 1 einen Scherentrennschalter in der Seitenansicht,

Fig. 2 das Getriebegehäuse des geschlossenen Scherentrennschalters und

Fig. 3 des geöffneten Scherentrennschalters im Schnitt in einem anderen Massstab,

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Fig. 4, 5 und 6 drei Stellungen der vergrösserten Schleppkupplung im Schnitt.

In Fig. 1 ist ein Scherentrennschalter im geschlossenen Zustand mit ausgezogenen Linien dargestellt. Die beiden beweglichen Kontaktstücke 1, 2 sind an den Enden der aus den Hol- s men 3, 4, 5, 6 gebildeten Schere angebracht. Die Bezugsziffer der in Fig. 1 verdeckten Holme 31, 41, 51, 61 sind in Klammern gesetzt. Das feststehende Kontaktstück 7 ist von den beweglichen Kontaktstücken 1, 2 unabhängig. Das Getriebegehäuse 8 ist auf dem Stützisolator 9 angeordnet. Der Stützisolator 9 io selbst ist auf einem Erdpotential aufweisenden Sockel 10 montiert. Die aus Isoliermaterial bestehende Säule 11 verbindet den Antrieb 12 mit dem Inneren des Getriebegehäuses 8. Die Antriebswelle 13 ist mit der Säule 11 unter Zwischenschaltung einer Schleppkupplung 14 verbunden. Die Schleppkupplung 14 15 besteht aus der die radialen Anschläge 15 tragenden Antriebswelle 13 und aus dem gegenüberliegenden Segmentausschnitte aufweisenden Kupplungsrohr 16 (siehe auch Fig. 4 bis 6). Zwischen der Antriebswelle 13 und dem Kupplungsrohr 16 liegt ein frei verdrehbarer Winkelbereich a vor. Die Funktionsweise der 20 Schleppkupplung 14 wird später beschrieben.

Die Holme 5, 6, 51 und 61 der Schere sind im Getriebegehäuse 8 durch die Wellen 17 und 18 schwenkbar gelagert (Fig. 2 und 3). Die beiden Wellen 17, 18 sind miteinander über den zweiarmigen Hebel 19 über die Koppel 20 und über die beiden 25 Schwenkhebel 21 gekoppelt. In der eingeschalteten Stellung des Scherentrennschalters (Fig. 2) befinden sich der zweiarmige Hebel 19 und die beiden Koppel 20 in der Totpunktlage und bilden für die Schere ein Gesperre. In der ausgeschalteten Stellung des Scherentrennschalters (Fig. 3) liegen der mit der Säule 11 form- 30 schlüssig verbundene Hebel 22 und die Lasche 23 in der Totpunktlage und bilden für die Schere wiederum ein Gesperre.

Die Funktionsweise des Scherentrennschalters wird nachfolgend beschrieben.

In Fig. 1 ist der Scherentrennschalter in der eingeschalteten 35

Stellung mit ausgezogenen Linien dargestellt. Der Kontaktdruck zwischen den Kontaktstücken 1, 2 und 7 wird durch die elastische Vorspannung der Holme 3,4, 5, 6, 31, 41, 51 und 61 aufgebracht. Die Holme sind im durch die Totpunktlage des zweiarmigen Hebels 19 und die beiden Koppel 20 gebildeten Gesperre abgestützt (Fig. 2). Die Lage der Schleppkupplung 14 ist in Fig. 4 dargestellt. Die Säule 11 ist unbeansprucht. Bei Beginn einer Ausschaltbewegung des Scherentrennschalters wird zuerst die Antriebswelle 13 in eine in Fig. 5 mit einem Pfeil angedeutete Drehbewegung versetzt. Sie erreicht im Freilauf die in Fig. 5 gezeichnete Stellung und stosst mit ihren Anschlägen 15 am Kupplungsrohr 16 an. Bei Fortsetzung dieser Drehbewegung wird im Getriebegehäuse 8 die Totpunktlage des zweiarmigen Hebels 19 und der beiden Koppel 20 aufgehoben (Fig. 2) und somit das Gesperre für die Schere gelöst. Die in der Schere durch elastische Vorspannung gespeicherte und für die Erzeugung des Kontaktdruckes notwendig gewesene Energie wird jetzt plötzlich frei und bewegt die beiden beweglichen Kontaktstücke 1 und 2 mit hoher Geschwindigkeit vom feststehenden Kontaktstück 7 weg. Die Bewegung wird verlangsamt und nimmt die durch den Antrieb 12 gegebene Geschwindigkeit an, sobald das Kupplungsrohr 16 die in Fig. 6 dargestellte Stellung annimmt und dabei die Anschläge 15 der Antriebswelle 13 «von hinten» einholt. In dieser Stellung erreichen die Holme 3, 4, 5, 6, 31, 41, 51 und 61 die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnete Lage, wobei zwischen den Kontaktstücken 1, 2 und 7 die Löschdistanz vorhanden ist. Durch die schnelle Relativbewegung zwischen den Kontaktstücken 1, 2 und 7 sind kurze Lichtbogenzeiten erreichbar, wodurch das Anschmelzen der Kontaktstücke 1, 2, 7 und das Entstehen von Überspannungen vermindert wird.

Bei einer Einschaltbewegung des Scherentrennschalters bleibt die Schleppkupplung 14 nach einer anfänglichen Umstellung in der in Fig. 4 dargestellten Stellung und überträgt am Schluss der Bewegung die zur elastischen Vorspannung der Schere notwendige Energie.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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1. Scherentrennschalter mit mindestens einem Paar an den Enden einer zusammenfaltbaren Schere angebrachten beweglichen Kontaktstücken, mit einem von den beweglichen Kontaktstücken unabhängigen feststehenden Kontaktstück und mit einem auf einem Stützisolator angeordneten Getriebegehäuse, in welchem die Holme der Schere schwenkbar gelagert sind und durch eine parallel zum Stützisolator liegende aus Isoliermaterial bestehende Säule unter Kraftschluss mit einem Antrieb betätigt werden können, wobei die Holme der Schere in der Einschaltstellung des Trennschalters mittels eines durch die Säule am Anfang einer Ausschaltbewegung lösbaren Gesperre zur Erzeugung eines Kontaktdruckes unter elastischer Vorspannung gesperrt sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Kraftübertragungsweg zwischen dem Antrieb (12) und dem Gesperre (19, 20) eine Schleppkupplung (14) vorgesehen ist, die ein Voreilen der sich entspannenden Schere (3, 4, 5, 6, 31, 41, 51, 61) gegenüber dem Antrieb (12) bei einer Ausschaltbewegung des Trennschalters von der Lösung des Gesperres (19, 20) bis zum Erreichen der Löschdistanz zwischen den Kontaktstücken (1, 2, 7) zulässt.

2. Scherentrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleppkupplung (14) am Erdpotential aufweisenden Ende der Säule (11) angeordnet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Scherentrennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Säule (11) eine Drehsäule ist und die Schleppkupplung (14) aus einer Wellenkupplung mit einem frei verdrehbaren Winkelbereich (a) besteht.