CH659913A5 - MULTIPOLE DISCONNECTOR FOR A HIGH VOLTAGE SWITCHGEAR. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrpoligen Trennschalter für eine Hochspannungs-Schaltanlage gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The present invention relates to a multi-pole disconnector for a high-voltage switchgear according to the preamble of claim 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. Such a circuit breaker is known, for example, from US Pat. No. 3,571,543, in which a switchgear assembly with a vacuum switch is shown. Here, the carrier body consists of a cylindrical rod made of insulating material and the movable contact sets are fastened to this rod via sleeves which have a radially projecting arm, each carrying a movable contact set. A two-part sliding contact, which surrounds the sleeve like pliers, is in electrical connection with each sleeve. The disadvantage of this previously known disconnector is, above all, that the arms of the sleeves and the movable contact sets have to absorb forces in the direction of rotation of the rod during the switching movements. This entails the risk that, over time, one or the other of the movable contact sets will twist by a small amount on the rod in relation to the other contact sets, with the result that the engagement with and especially the separation from the Fixed contacts are not made for all poles at the same time. In addition, the construction of this known disconnector can only be realized with a great deal of details and corresponding, considerable effort.
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. A comparable switch, however in the form of an oil-insulated circuit breaker, is also known from CH-PS 362 138. Here, the movable contacts are also mounted on an electrically insulating support body which can be pivoted back and forth over a limited angular range.
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. Here, the movable contacts are in the form of arms which are curved in a plane perpendicular to the axis of rotation and these arms are screwed onto radially projecting arms which are formed in one piece with the carrier body. The forces occurring in the direction of rotation during a switching stroke must also be absorbed by the movable contact pieces and the cantilevers. In addition, the movable contacts are connected to the corresponding connection of the switch via a flexible conductor (stranded wire or the like) and not via a sliding contact that is in constant engagement.
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, In the isolating switch according to French laid-open specification 2 259 459, the pivotable contacts are pivotably mounted individually and isolated from one another and individually driven by an electrically insulating crank arm,
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der von einer separaten Antriebswelle ausgeht. Dieser Trennschalter gibt sich somit als gattungsfremd zu erkennen. which starts from a separate drive shaft. This isolating switch is therefore recognizable as alien.
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. In this prior art, it is an object of the invention to provide a disconnector of the type mentioned, in which the movable contact sets are hardly exposed to forces occurring in the pivoting direction and which cannot rotate with respect to one another on the carrier body, and moreover the construction effort and the space requirement is extremely low.
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. To solve this problem, the proposed disconnector has the features defined in the characterizing part of claim 1. Features of preferred embodiments are specified in the dependent claims and are suitable for further simplifying the structural outlay.
Ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Trennschalters ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt: An embodiment of the proposed disconnector is described below with reference to the drawing. It shows:
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. 1 partly in view, partly in section along the line I-I of Fig. 2 (right third of Fig. 1) a disconnected to a busbar tube of a metal-enclosed high-voltage switchgear, and
Fig. 2 einen Schnitt etwa längs der. Linie II-II der Fig. 1 unter Weglassung der Gehäuseteile. Fig. 2 shows a section approximately along the. Line II-II of Fig. 1 with the omission of the housing parts.
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. In the background of FIG. 1, a busbar tube 10 can be seen, to which a metal housing 11 receiving the isolating switch is flanged. Through the busbar tube 10 and through the housing 11, three busbars extend at right angles to the plane of the drawing, of which the busbars 12 and 13 are visible in FIG. 1, while the third, invisible busbar runs centrally over and parallel to the busbars 12 and 13 . The busbars are each formed by a pair of solid flat conductors. At the level of the housing 11, a flat contact 14, 15, 116 projecting into the housing 11 is clamped between the false conductors of the busbars by means of bolts or rivets (not shown), that is to say stationary. The contacts 14, 15, 16 are supported against one another by insulators 17.
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. In the housing 11, a carrier body 18 made of an electrically insulating material, for example an armored or non-armored casting resin, is pivotably mounted about an axis of rotation 19 in a manner to be described in more detail. The carrier body 18 has three continuous recesses 20, 21 and 22 which run transversely to the axis of rotation 19 and which have an essentially rectangular or square passage cross section. These recesses 20, 21 and 22 are each surrounded by an integrally formed on the support body 18 jacket part 23, 24 and 25, and serve to receive a movable contact set 26, 27 and 28, respectively. The jacket parts 23, 24, 25 are mutually through also cast-on connecting and stiffening ribs 31 connected.
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. Each of the contact sets 26, 27 and 28 consists of pairs of opposing contact fingers 29, 30 (in this example there are six pairs), which extend with their inner end (bottom in FIG. 1) into the region of the axis of rotation 19 On the other hand, the outer end extends out of one (upper) end of the associated recess.
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 Each of the recesses 20, 21 and 22 is traversed in the region of its one (upper) end by a support web 32, 33 and 34 which runs transversely to the axis of rotation 19 and is cast on the inner wall of the relevant jacket part 23, 24 and 25, respectively. As can be seen particularly clearly from the third of FIG. 1 appearing on the right, the contact fingers 29, 30 penetrate the space between the holding webs 32, 33 and 34 on the one hand and the inner wall of the jacket parts 23, 24 and 25 opposite them with a little play. On the side facing away from the mounting webs 32-34, however, the contact fingers 29, 30 are supported on slightly curved leaf springs 35, 36, which have the aim of making the contact fingers
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. 29, 30 to press against each other. In addition, a U-shaped bracket bracket 37 is provided in each recess 20-22, which with its yoke engages under the edge of the bracket webs 32, 33 and 34 closer to the axis of rotation 19 and engages with its outwardly bent leg ends in grooves (without reference number) which are present in the mutually facing side surfaces of the contact fingers 29, 30. Thus, the contact fingers 29, 30 are spreadable to a limited extent and resiliently away from one another, but are secured against falling out of the recesses.
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. The housing 11 is sealed by a metallic, essentially rectangular end frame 38, which positively and tightly encloses a bushing insulator 39. The bushing insulator 39 is penetrated by connection bushings 40, 41, 42, which merge into flat sliding contacts 43, 44, 45 in the interior of the housing 11. These sliding contacts 43, 44, 45 extend (from the other, lower end) into one of the recesses 20, 21 and 22, respectively, and between the inner ends of the contact fingers 29, 30. FIGS. 1 and 2 are closed can see that the sliding contacts 43, 44, 45 with two flat, front-side contact surfaces (without reference number) touch the inner ends of the contact surfaces 29, 30, and that the free end of the sliding contacts 43, 44, 45 has an outline 46 in the form of a to the axis of rotation 19 have concentric semicircular arc (see. Fig. 2). This outline 46 thus also forms a stop, irrespective of the rotational position of the carrier body 18, which prevents displacement of the mounting bracket 37 and therefore the contact fingers 29, 30 towards the axis of rotation 19.
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. At the end of the carrier body 18 appearing on the right in FIG. 1, a bushing 47 with an inner square 48 is cast into it. In the inner square 48 engages the square end 49 of a drive shaft 50 which is led out tightly through a bearing bush 51 out of the housing 11 and is coupled there to a drive, not shown.
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. At the end appearing on the left in FIG. 1, the carrier body 18 is rotatably mounted on a stub shaft 52 which is only shown schematically. The axes of the drive shaft 50 and the stub shaft 52 are of course aligned with the axis of rotation 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. As can be seen in FIG. 2, in addition to the live, stationary contacts 14-16, a set similar, namely knife-like, also stationary earthing contacts 53 can be provided in the disconnector shown. Accordingly, the isolating switch shown in FIG. 2 has three operating positions, namely the "ON" position shown in solid lines, the "OFF" position shown with dash-dotted lines and diagonally pointing to the top left, and the one shown with dash-dotted lines but pointing to the left "Grounded" position.
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. The construction and especially the assembly of the switch shown is very simple. The carrier body 18 with the jacket parts 23-25, the ribs 31, the mounting webs 32-34 and the cast bushings for the drive shaft 50 and the stub shaft 52 form a single, prefabricated piece. The contact fingers 29, 30 with the associated leaf springs 35, 36 and the associated mounting bracket 37 are inserted into the recesses 20, 21, 22 from below until the mounting bracket 37 completely engages around the mounting web 32, 33 and 34 in question. The carrier body 18 is held in the housing 11, whereupon the shaft 50 and the stub shaft 52 are mounted. Then the housing 11 with the carrier body 18 is pushed from above onto the already mounted mounting frame 38 via the sliding contacts 43-35 embedded in the bushing insulator 39. Apart from the screw connections required for the flange connections and for fastening the fixed contacts 14-16 to the busbars, no tools are required at all for the assembly of the circuit breaker shown.
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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. The isolating switch shown also offers considerable advantages electrically. Because the jacket parts 23-25 enclose the contact sets 26-28 with the exception of the outer ends of the contact fingers 29, 30, the leakage current path between the contact sets on the carrier body 18 is considerably extended. In addition, for the same reason, the mechanical stress on the contact fingers 29, 30 in the direction of rotation of the carrier body 18 is, so to speak, negligible and rotation of the movable contact sets 26-28 with respect to one another is excluded. The contact fingers 29, 30 only have to transmit the contact pressure and conduct the current.
Die oben dargelegte Einfachheit der Montage gilt selbstver-ständlich auch für die Demontage bei Unterhaltsarbeiten. The simplicity of assembly described above naturally also applies to disassembly for maintenance work.
Der beschriebene Trennschalter gibt sich somit nicht nur als technisch äusserst vorteilhafte Lösung zu erkennen, sondern ist auch bezüglich Platzbedarf und Herstellungskosten ausserordentlich günstig. The disconnector described is thus not only recognized as a technically extremely advantageous solution, but is also extremely inexpensive in terms of space requirements and manufacturing costs.
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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
Claims (14)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PFA | Name/firm changed |
Owner name: SPRECHER ENERGIE AG |
|
PFA | Name/firm changed |
Owner name: GEC ALSTHOM T&D AG |
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PL | Patent ceased |