CH659913A5

CH659913A5 - Mehrpoliger trennschalter fuer eine hochspannungs-schaltanlage.

Info

Publication number: CH659913A5
Application number: CH261883A
Authority: CH
Inventors: Hermann Lehner
Original assignee: Sprecher & Schuh Ag
Priority date: 1983-05-13
Filing date: 1983-05-13
Publication date: 1987-02-27
Also published as: DE3336770A1; DE3336770C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrpoligen Trennschalter für eine Hochspannungs-Schaltanlage gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein solcher Trennschalter ist beispielsweise aus der US-PS 3 571 543 bekannt, in der eine Schaltanlage mit Vakuumschalter gezeigt ist. Hier besteht der Trägerkörper aus einer zylindrischen Stange aus Isoliermaterial und die beweglichen Kontaktsätze sind auf dieser Stange über Muffen befestigt, die einen radial abstehenden, jeweils einen beweglichen Kontaktsatz tragenden Ausleger aufweisen. Mit jeder Muffe steht ein zweiteiliger, die Muffe zangenartig umschliessender Schleifkontakt in elektrischer Verbindung. Nachteilig ist an diesem vorbekannten Trennschalter vor allem, dass die Ausleger der Muffen und die beweglichen Kontaktsätze bei den Schaltbewegungen auch in Drehrichtung der Stange verlaufende Kräfte aufzunehmen haben. Dies birgt das Risiko in sich, dass sich mit der Zeit der eine oder andere der beweglichen Kontaktsätze sich in bezug auf die übrigen Kontaktsätze um einen kleinen Winkelbetrag auf der Stange verdreht, mit der Folge, dass der Eingriff mit und vor allem die Trennung von den ortsfesten Kontakten nicht für alle Pole gleichzeitig erfolgt. Darüber hinaus ist der konstruktive Aufbau dieses bekannten Trennschalters nur mit sehr viel Einzelheiten und entsprechendem, erheblichem Aufwand zu verwirklichen.

Ein vergleichbarer Schalter, allerdings in Form eines öliso-lierten Leistungsschalters ist auch aus der CH-PS 362 138 bekannt. Hier sind die beweglichen Kontakte ebenfalls an einem elektrisch isolierenden und um einen beschränkten Winkelbereich hin und her verschwenkbaren Trägerkörper montiert.

Hier haben die beweglichen Kontakte die Form von Armen, die in einer zur Drehachse rechtwinklig stehenden Ebene gekrümmt sind und diese Arme sind an einstückig mit dem Trägerkörper ausgebildeten radial abstehenden Auslegern festgeschraubt. Die bei einem Schalthub auftretenden Kräfte in Drehrichtung sind auch hier von den beweglichen Schaltstücken und den Auslegern aufzunehmen. Darüberhinaus sind die beweglichen Kontakte über einen flexiblen Leiter (Litze oder dgl.) und nicht über einen in stetem Eingriff befindlichen Schleifkontakt mit dem entsprechenden Anschluss des Schalters verbunden.

Bei dem Trennschalter gemäss der französischen Offenlegungsschrift 2 259 459 sind die schwenkbeweglichen Kontakte einzeln und isoliert voneinander schwenkbar gelagert und einzeln durch einen elektrisch isolierenden Kurbelarm angetrieben,

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der von einer separaten Antriebswelle ausgeht. Dieser Trennschalter gibt sich somit als gattungsfremd zu erkennen.

Bei diesem Stand der Technik ist es als eine Aufgabe der Erfindung anzusehen, einen Trennschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die beweglichen Kontaktsätze kaum in Schwenkrichtung auftretenden Kräften ausgesetzt sind und die sich in bezug aufeinander auf dem Trägerkörper nicht verdrehen können, wobei darüberhinaus der bauliche Aufwand und der Raumbedarf äusserst gering ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist der vorgeschlagene Trennschalter die im Kennzeichen des Anspruchs 1 definierten Merkmale auf. Merkmale bevorzugter Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und dazu geeignet, den baulichen Aufwand weiter zu vereinfachen.

Ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Trennschalters ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 teils in Ansicht, teils im Schnitt längs der Linie I-I der Fig. 2 (rechter Drittel der Fig. 1) einen an ein Sammelschienen-rohr einer metallgekapselten Hochspannungs-Schaltanlage angeflanschten Trennschalter, und

Fig. 2 einen Schnitt etwa längs der. Linie II-II der Fig. 1 unter Weglassung der Gehäuseteile.

Man erkennt im Hintergrund der Fig. 1 ein Sammelschie-nenrohr 10, an den ein den Trennschalter aufnehmendes Me-tallgehäuse 11 angeflanscht ist. Durch das Sammelschienenrohr 10 und durch das Gehäuse 11 erstrecken sich drei rechtwinklig zur Zeichenebene verlaufende Sammelschienen, von denen in Fig. 1 die Sammelschienen 12 und 13 sichtbar sind, während die dritte, nicht sichtbare Sammelschiene mittig über und parallel zu den Sammelschienen 12 und 13 verläuft. Die Sammelschienen sind je durch ein Paar massive Flachleiter gebildet. Auf der Höhe des Gehäuses 11 ist zwischen den Falchleitern der Sammelschienen je ein in das Gehäuse 11 ragender, flacher Kontakt 14, 15, 116 mittels nicht dargestellten Bolzen oder Nieten, also ortsfest festgeklemmt. Die Kontakte 14, 15, 16 sind gegeneinander durch Isolatoren 17 abgestützt.

Im Gehäuse 11 ist auf noch näher zu beschreibende Weise ein Trägerkörper 18 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem armierten oder nicht armierten Giessharz um eine Drehachse 19 verschwenkbar gelagert. Der Trägerkörper 18 weist drei quer zur Drehachse 19 verlaufende, durchgehende Ausnehmungen 20, 21 bzw. 22 auf, die einen im wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Durchlassquerschnitt haben. Diese Ausnehmungen 20, 21 und 22 sind je von einem einstückig am Trägerkörper 18 angeformten Mantelteil 23, 24 bzw. 25 umschlossen, und dienen zur Aufnahme je eines beweglichen Kontaktsatzes 26, 27 bzw. 28. Die Mantelteile 23, 24, 25 sind untereinander durch ebenfalls angegossene Verbin-dungs- und Versteifunsrippen 31 verbunden.

Jeder der Kontaktsätze 26, 27 und 28 besteht aus paarweise einander gegenüberliegenden Kontaktfingern 29, 30 (in diesem Beispiel sind sechs Paare vorhanden), die sich mit ihrem inneren Ende (in Fig. 1 unten) bis in den Bereich der Drehachse 19, mit ihrem äusseren Ende dagegen aus dem einen (oberen) Ende der zugeordneten Ausnehmung heraus erstrecken.

Jede der Ausnehmungen 20, 21 und 22 ist im Bereich ihres genannten einen (oberen) Endes von einem quer zur Drehachse 19 verlaufenden Halterungssteg 32, 33 bzw. 34 durchquert, der an der Innenwand des betreffenden Mantelteiles 23, 24 bzw. 25 angegossen ist. Wie besonders deutlich dem rechts erscheinenden Drittel der Fig. 1 zu entnehmen ist, durchsetzen die Kontaktfinger 29, 30 den Zwischenraum zwischen den Halterungsstegen 32, 33 bzw. 34 einerseits und der diesen gegenüberliegenden Innenwand der Mantelteile 23, 24 bzw. 25 mit etwas Spiel. Auf der den Halterungsstegen 32-34 abgekehrten .Seite sind jedoch die Kontaktfinger 29, 30 auf leicht gebogenen Blattfedern 35, 36 abgestützt, die das Bestreben haben, die Kontaktfinger

29, 30 gegeneinander zu drücken. Ausserdem ist in jeder Ausnehmung 20-22 ein U-förmig gebogener Halterungsbügel 37 vorgesehen, der mit seinem Joch den der Drehachse 19 näheren Rand der Halterungsstege 32, 33 bzw. 34 untergreift und mit seinen nach aussen umgebogenen Schenkelenden in Nuten (ohne Bezugsziffer) eingreift, die in den einander zugekehrten Seitenflächen der Kontaktfinger 29, 30 vorhanden sind. Damit sind die Kontaktfinger 29, 30 zwar in beschränktem Masse und federnd voneinander weg spreizbar, aber gegen ein Herausfallen aus den Ausnehmungen gesichert.

Das Gehäuse 11 ist durch einen metallischen, im wesentlichen rechteckigen Abschlussrahmen 38, der formschlüssig und dicht einen Durchführungsisolator 39 umschliesst, dicht abgeschlossen. Der Durchführungsisolator 39 ist von Anschlussdurchführungen 40, 41, 42 durchsetzt, die im Inneren des Gehäuses 11 in flache Schleifkontakte 43, 44, 45 übergehen. Diese Schleifkontakte 43, 44, 45 erstrecken sich (von dem anderen, unteren Ende her) in je eine der Ausnehmungen 20, 21 bzw. 22 hinein und bis zwischen die inneren Enden der Kontaktfinger 29, 30. Den Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen, dass die Schleifkontakte 43, 44, 45 mit zwei ebenen, stirnseitigen Kontaktflächen (ohne Bezugsziffer) die inneren Enden der Kontaktflächen 29, 30 berühren, und dass das freie Ende der Schleifkontakte 43, 44, 45 einen Umriss 46 in Form eines zur Drehachse 19 konzentrischen Halbkreisbogens haben (vgl. Fig. 2). Dieser Umriss 46 bildet somit unabhängig von der Verdrehungslage des Trägerkörpers 18 auch einen Anschlag, der eine Verschiebung des Halterungsbügels 37 und mithin der Kontaktfinger 29, 30 nach der Drehachse 19 hin verhindert.

An dem in Fig. 1 rechts erscheinenden Ende des Trägerkörpers 18 ist in diesem eine Büchse 47 mit einem Innenvierkant 48 eingegossen. In den Innenvierkant 48 greift das vierkantige Ende 49 einer Antriebswelle 50, die durch eine Lagerbüchse 51 dicht aus dem Gehäuse 11 herausgeführt ist und dort an einem nicht näher dargestellten Antrieb gekoppelt ist.

An dem in Fig. 1 links erscheinenden Ende ist der Trägerkörper 18 auf einer nur schematisch angegebenen Stummelwelle 52 drehbar gelagert. Die Achsen der Antriebswelle 50 und der Stummelwelle 52 fluchten selbstverständlich mit der Drehachse 19.

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, kann im dargestellten Trennschalter neben den spannungsführenden, ortsfesten Kontakten 14-16 auch ein Satz ähnlich, nämlich messerartig ausgebildeter, ebenfalls ortsfester Erdungskontakte 53 vorgesehen sein. Dementsprechend hat der in Fig. 2 dargestellte Trennschalter drei Betriebsstellungen, nämlich die in ausgezogenen Linien gezeigte «EIN»-Stellung, die mit strichpunktierten Linien gezeigte und schräg nach links oben weisende «AUS»-Stellung sowie die mit strichpunktierten Linien gezeigte jedoch nach links weisende «geerdet»-Stellung.

Der Aufbau und namentlich die Montage des dargestellten Schalters ist denkbar einfach. Der Trägerkörper 18 mit den Mantelteilen 23-25, den Rippen 31, den Halterungsstegen 32-34 und den eingegossenen Büchsen für die Antriebswelle 50 und die Stummelwelle 52 bilden ein einziges, vorgefertigtes Stück. In dieses werden die Kontaktfinger 29, 30 mit den zugehörigen Blattfedern 35, 36 und dem zugehörigen Halterungsbügel 37 von unten her in die Ausnehmungen 20, 21, 22 eingeschoben, bis der Halterungsbügel 37 vollständig den betreffenden Halterungssteg 32, 33 bzw. 34 umgreift. Der Trägerkörper 18 wird im Gehäuse 11 gehalten, worauf noch die Welle 50 und die Stummelwelle 52 montiert wird. Danach wird das Gehäuse 11 mit dem Trägerkörper 18 von oben auf die im bereits montierten Abschlussrahmen 38 über die im Durchführungsisolator 39 eingelassenen Schleifkontakte 43-35 geschoben. Abgesehen von den für die Flanschverbindungen und für die Befestigung der festen Kontakte 14-16 an den Sammelschienen erforderlichen Schraubverbindungen sind für die Montage des dargestellten Trennschalters überhaupt keine Werkzeuge erforderlich.

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Auch elektrisch bietet der dargestellte Trennschalter erhebliche Vorteile. Dadurch dass die Mantelteile 23-25 die Kontaktsätze 26-28 mit Ausnahme der äusseren Enden der Kontaktfinger 29, 30 umschliessen, ist der Kriechstromweg zwischen den Kontaktsätzen auf dem Trägerkörper 18 erheblich verlängert. Ausserdem ist aus demselben Grunde die mechanische Beanspruchung der Kontaktfinger 29, 30 in Drehrichtung des Trägerkörpers 18 sozusagen vernachlässigbar und eine Verdrehung der beweglichen Kontaktsätze 26-28 in bezug aufeinander ist ausgeschlossen. Die Kontaktfinger 29, 30 haben nur den Kontaktdruck zu übertragen und den Strom zu führen.

Die oben dargelegte Einfachheit der Montage gilt selbstver-ständlich auch für die Demontage bei Unterhaltsarbeiten.

Der beschriebene Trennschalter gibt sich somit nicht nur als technisch äusserst vorteilhafte Lösung zu erkennen, sondern ist auch bezüglich Platzbedarf und Herstellungskosten ausserordentlich günstig.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Mehrpoliger Trennschalter für eine Hochspannungs-Schaltanlage, der für jeden Pol einen beweglichen Kontaktsatz (26, 27, 28) aufweist, der einerseits stets im Eingriff mit einem ortsfesten Schleifkontakt (43, 44, 45) steht und andererseits unter Verschwenkung in und ausser Eingriff mit wenigstens einem weiteren ortsfesten Kontakt (14, 15,16) bringbar ist, wobei die beweglichen Kontaktsätze (26, 27, 28) von einem gemeinsamen, um eine Drehachse (19) verschwenkbaren Trägerkörper (18) aus Isolierstoff gehaltert sind und, parallel zueinander gerichtet,

sich von der Drehachse (19) radial weg erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (18) quer zu seiner Drehachse (19) verlaufende, durchgehende Ausnehmungen (20, 21, 22) zur Aufnahme jeweils eines der beweglichen Kontaktsätze (26, 27, 28) aufweist, von denen jeder paarweise in einem Abstand einander gegenüberliegende Kontaktfinger (29, 30) besitzt, die sich mit ihren inneren Enden in die zugeordnete Ausnehmung (20, 21, 22) bis in den Bereich der Drehachse (19) und mit ihren äusseren Enden bis über das eine Ende der Ausnehmung (20, 21, 22) erstrecken, während sich der Schleifkontakt (43, 44, 45) vom anderen Ende der Ausnehmung (20, 21, 22) her in diese hinein und zwischen die inneren Enden der Kontaktfinger (29, 30) erstreckt.

2. Trennschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (20, 21, 22) durch einstückig mit dem Trägerkörper (18) ausgebildete und radial von dessen Drehachse (19) abstehende Mantelabschnitte (23 , 24, 25) umschlossen sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Trennschalter nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des einen Endes jeder Ausnehmung (20, 21, 22) ein diese durchquerender und rechtwinklig die Drehachse (19) kreuzender Halterungssteg (32, 33, 34) angeordnet ist.

4. Trennschalter nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungsstege (32, 33, 34) einstückig mit dem betreffenden Mantelabschnitt (23, 24, 25) ausgebildet sind.

5. Trennschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder bewegliche Kontaktsatz (26, 27, 28) mehrere Paare von einander gegenüberliegenden Kontaktfingern (29, 30) aufweist.

6. Trennschalter nach den Patentansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (20, 21, 22) einen viereckigen Durchlassquerschnitt aufweisen, der durch den Halterungssteg (32, 33, 34) mittig durchsetzt ist, wobei auf der einen Seite des Halterungssteges (32, 33, 34) die einen (29) und auf der anderen Seite des Halterungssteges die anderen Kontaktfinger (30) der Paare angeordnet sind.

7. Trennschalter nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfinger (29, 30) mit Spiel im Zwischenraum zwischen dem Halterungssteg (32, 33, 34) und der gegenüberliegenden Innenwand der entsprechenden Ausnehmung (20, 21, 22) angeordnet sind.

8. Trennschalter nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfinger (29, 30) mittels Blattfedern (35, 36) auf den Halterungssteg (32, 33, 34) hin vorgespannt sind.

9. Trennschalter nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfinger (29, 30) jedes beweglichen Kontaktsatzes (26, 27, 28) mittels eines U-förmigen, den Halterungssteg (32, 33, 34) untergreifenden Bügels (37), der mit seinen Schenkelenden formschlüssig in die gegenüberliegenden Kontaktfinger (29, 30) eingreift, gegen Längsverschiebung in der Ausnehmung (20, 21, 22) gesichert sind.

10. Trennschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen die inneren Enden der Kontaktfinger sich erstreckende freie Ende des ortsfesten Schleifkontaktes (43, 44, 45) durch zwei ebene Stirnseiten und einen zur Drehachse (19) konzentrischen Halbkreisbogen (46) begrenzt ist (Fig. 2).

11. Trennschalter nach den Patentansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Drehachse (19) konzentrische Halbkreisbogen (46) am freien Ende der ortsfesten Schleifkontakte (43, 44, 45) zugleich einen Anschlag für das den Halterungssteg untergreifende Joch des U-förmigen Halterungsbügels (37) bildet.

12. Trennschalter nach Patentanspruch 1 in metallgekapselter Ausführung, dadurch gekennzeichnet, dass in einem axialen Ende des Trägerkörpers (18) ein Innenmehrkant, beispielsweise ein Innenvierkant (48) angeordnet ist, in den ein mit einem Aussenmehrkant versehenes Ende (49) einer dichtend die Metallkapselung (11) durchsetzenden Antriebswelle (50) greift.

13. Trennschalter nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in das andere axiale Ende des Trägerkörpers (18) eine stummeiförmige, von der Metallkapselung (11) nach innen sich erstreckende Führungswelle (52) eingreift.

14. Trennschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je Pol zwei ortsfeste Kontakte vorgesehen sind, von denen der eine (14, 15, 16) ein Sammel-schienenkontakt und der andere ein Erdungskontakt (53) ist.