DD257897A1 - Kontaktanordnung fuer den feststehenden kontaktteil von hochspannungstrennschaltern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung fuer Hochspannungstrennschalter, vornehmlich Hebeltrennschalter. Es ist ein Kontakt zu schaffen, der einen minimalen Anspruch an die fuer den Schaltvorgang bereitzustellenden Energiebetraege durch den Antrieb stellt, indem geringe Anteile der Reibungsenergie waehrend des Verbindens oder Trennens des bewegten und des festen Kontaktteiles notwendig sind. Geloest wird diese Aufgabe dadurch, dass sich in dem auf dem Stuetzerkopf befindlichen festen Kontaktteil eine im wesentlichen aus den Kontaktfingern (4) bestehende zangenaehnliche Anordnung, die waehrend des Einschaltvorganges den auf einen Puffer (6) laufenden, bewegten, stabfoermigen Kontaktteil (9) ergreift, umschliesst und den Kontakt verriegelt. Der Kontaktdruck wird durch Druckfedern (7; 14) gegeben, die Kontaktteile zentrieren sich durch geometrische Bedingungen. Waehrend das Verbinden der Kontaktteile mittels der kinetischen Energie der Strombahn erfolgt, wird fuer das Trennen der Kontaktteile Antriebsenergie zugefuehrt. Strombaender (17) uebernehmen den Transport der elektrischen Energie. Der gesamte feststehende Kontaktteil befindet sich in einem Gehaeuse (11). Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung kann auf dem Gebiet der Hochspannungsschaltgeräte, z. B. Trennschalter mit einem festen und bewegten Kontaktteil, vornehmlich Hebeltrennschalter herkömmlicher Bauarten, eingesetzt werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf Hochspannungstrennschalter, insbesondere Hebeltrennschalter, die derzeit in der Elektroenergieversorgung als Bestandteil von Freileitungsanlagen Verwendung finden.

Insbesondere erlangt das auf Hochspannungspotential während des Schaltvorganges mechanisch und elektrisch wirksam werdende Kontaktsystem, bestehend aus dem fest auf dem Stützerkopf installierten Kontaktteil und dem an der Strombahn befindlichen, bewegten Kontaktteil, zur Sicherung der Gesamtfunktion Bedeutung.

Die gesamtmechanische Wirkung während des Aus- bwz. Einschaltvorganges, die sich aus den statischen Kräften, z. B. durch den Seilzug, und den dynamischen Kräften durch die Bewegung der Bauteile, beispielsweise der Strombahn, und den durch den Einfluß der Seilschwingungen, u.a. bei Windbelastung, sowie den im Kurzschlußfall wirkenden Komponenten resultierend zusammensetzt, bestimmt so die Festlegung der Festigkeitsgrenzen der Trennschaltanlage, insbesondere die der Stützisolatoren als empfindliche Keramikbauteile.

Extrem klimatische Bedingungen (z.B. Eisbildung) beeinflussen primär die mechanischen und elektrischen Bedingungen beim Verbinden oder Trennen des festen und bewegten Kontaktteiles und können merkliche Funktionsstörungen an Trennschaltern bewirken.

Insgesamt ergibt sich daraus auch die Forderung nach Minimierung der kontaktbedingten mechanischen Wirkungen während der Schalthandlung.

Bei derzeit praxisüblichen Hebeltrennschaltern erfolgt die Verriegelung der Schaltstellungen im Antrieb. Hierdurch wird infolge von Lagerspielen und der Elastizität der bewegungsübertragenden Bauteile einschließlich der Strombahn ein Hub bestimmten Betrages ermöglicht, so daß im Kurzschlußfall aufgrund der auftretenden Stromkräfte die Verriegelung nicht in ausreichendem Maße wirksam wird und der bewegte Kontaktteil den feststehenden Kontaktteil verläßt. Dieser Erscheinung wird in der Praxis durch möglichst große, in Kontakt zu bringende Flächen bei großen Kontakthublängen begegnet, damit infolge großer Anteile an aufzubringender Reibungsenergie die mechanischen Energieanteile bei teilweiser Entriegelung im Kurzschiußfall aufgezehrt werden. Trotzdem ist in vielen Fällen der Entriegelungsfall nicht ausgeschlossen.

Bei normalem Kontakteinlauf bzw. -auslauf dagegen müssen ebenfalls die gleichen Reibungsanteile überwunden werden, die vom Antrieb einen bedeutend höheren Energiebetrag, der einen geringeren Wirkungsgrad bedingt, abverlangt. Zusätzlich wird in der.Praxis gewöhnlich das Prinzip der Vorspannung der Strombahn bzw. des Erdmessers und damit aller bewegungsübertragenden Bauteile angestrebt, um für die beabsichtigte Verriegelung im Kurzschlußfall die Sicherheit merklich zu erhöhen.

Ein bedeutender Nachteil der gegenwärtig in Betrieb befindlichen Trennschaltanlagen ist ferner dadurch gegeben, daß sich eine besonders' für den Einschaltvorgang entscheidende zentrierende Wirkung, notwendig durch Abweichungen in der Bahnebene der Relativbewegung des feststehenden und bewegten Kontaktteiles, nur bedingt gegeben ist. Es werden bislang im festen Kontaktteil nurtrichterförmige Profile an den Kontaktgehäusen oder an den frei angebrachten Kontaktschienen vorgegeben, die für einen bestmöglichen Einlauf des bewegten Kontakteiles.sorgen sollen. Zwar wird durch Justierung diese Absicht des Einlaufes weitgehend erreicht, aber es lassen sich bisher in der Endstellung der Kontaktteile sowohl unterschiedliche Beträge des Kontaktdruckes an den Kontaktschienen bzw. an den Kontaktfingern des festen Kontaktteiles als auch mitunter eine einseitige Anlage der Kontaktschienen am eingelaufenen bewegten Kontakteil nicht vermeiden. Hierdurch werden nicht nur ungewollte, zusätzliche Belastungen in den Bauteilen der Trennschaltanlage, die verschleißfördernd und außerdem noch festigkeitsbeeinträchtigend wirken, sondern auch unbeabsichtigte Störungen der elektrischen Energieübertragung eingeleitet, die insgesamt die Funktionssicherheit herabsetzen oder schließlich nicht mehr ermöglichen.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat zum Ziel, eine für den Einsatz in Trennschaltern, vornehmlich in Hebeltrennern, geeignete feststehende Kontaktanordnung mit über den bisherhigen Kontakten stehenden Betriebsparametern zu schaffen, die eine verbesserte Qualität, einen verringerten Verschleiß und eine erhöhte Lebensdauer gewährleistet. Die Kontaktanordnung soll zudem in erdbebengefährdeten Gebieten und bei extremem Eisansatz einsetzbar sein.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe ' . . -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine der Zielstellung entsprechende Kontaktanordnung für den feststehenden Kontakt zu finden, bei dem die für die Schaltvorgänge bereitzustellenden Energiebeträge vermindert sind: durch geringe Anteile der Reibungsenergie, durch eine hohe Zentrierwirkung für den einlaufenden bewegten Kontaktteil, ferner durch eine gleichmäßige Verteilung des Kontaktdruckes überallein Kontakt befindlichen Oberflächen der Kontaktbaustelle und durch eine sichere nahezu spielfreie Verriegelung des bewegten Kontaktteiles im eingeschalteten Zustand. Die technischen Mittel zur Lösung der Aufgabe

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem an sich bekannten langgestreckten äußeren Kontaktgehäuse mit einer ebenfalls an sich bekannten trichterförmigen Einlauföffnung zentrisch ein inneres Kontaktgehäuse befestigt ist, das in seinem der Einlauföffnung zugewendeten offenen Ende einen in ihm gleitbaren Puffer trägt, der über eine Druckfeder mit einem im anderen Ende des inneren Kontaktgehäuses gleitbaren Druckteller einer durch den Boden des äußeren Kontaktgehäuses reichenden Schubstange eines Bewegungsenergie vermittelnden Antriebes in Wirkeingriff stehend verbunden ist, daß in einem in der Schubstange zwischen Druckteller und Boden des äußeren Kontaktgehäuses befindlichen Gelenk Betätigungsschenkel von beidseitig des inneren Kontaktgehäuses angeordneten langgestreckten Kontaktfingerträgern über ihre mit Langlöchern versehenen Enden dreh-und schiebbar gelagert sind, wobei die Kontaktfingerträger, die hakenförmige Kontaktfinger tragen, in der Nähe ihrer dem Boden des äußeren Kontaktgehäuses zugewendeten Enden in nahe den Schmalseiten dieses Kontaktgehäuses angeordneten Lagerböcken über Gelenke drehbar gelagert sind, während sie in der Nähe ihrer den Kontaktfingern zugewendeten Enden Federelemente tragen, die sich über Führungselemente gegen in der Nähe der langen Seitenwände des äußeren Kontaktgehäuses angeordnete Führungsbahnen abstützen.

Es kann auch von Vorteil sein, wenn die Betätigungsschenkel der Kontaktfingerträger im Gelenk der Schubstange drehbar gelagert sind, während sie andererseits in Führungsbahnen der Kontaktfingerträger verschiebbar sind, jedoch sonst mit diesen in festem Wirkkontakt stehend ausgebildet sind.

Durch den erfindungsgemäßen festen Kontaktteil wird erreicht, daß beim Einlaufen des bewegten Kontaktteiles nach seiner Zentrierung durch die trichterförmige Einlauföffnung dieser auf den Puffer trifft, dabei, durch seine Bewegungsenergie diesen, die Druckfeder und die Schubstange in Einlaufrichtung verschiebt, Wodurch die im Gelenk der Schubstange angreifenden Betätigungsschenkel der Kontaktfingerträger diese und die auf ihnen angeordneten Kontaktfinger zangenartig schließen, so daß die hakenförmigen Enden derselben den eingelaufenen bewegten Kontaktteil von beiden Seiten abwechselnd hintergreifen und so verriegeln. — Das Trennen der Kontaktteile wird durch die vom Antrieb der Schubstange bewirkte gegenläufige Bewegung der Schubstange eingeleitet, d.h. die „Zange" öffnet sich zunächst, worauf die weitere Bewegung des bewegten Kontaktteiles durch die Wirkung des Antriebes der Schubstange und die in der Druckfeder gespeicherte Energie kurzzeitig bis zur vollständigen Kontakttrennung unterstützt wird.

In beiden Bewegungsrichtungen ist dabei der Betrag der Reibungsenergie gering, weil beim Einlaufen erst die Positionierung und darauf die Kontaktierung erfolgt, während beim Ausschalten zunächst der Kontaktdruck aufgehoben wird und erst danach die eigentliche Ausschaltbewegung abläuft.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei wird auf die zugehörige Zeichnung verwiesen, die ein Ausführungsbeispiel in zwei Ansichten darstellt.

In derzugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: den konstruktiven Aufbau des reibungsarmen Kontaktes mit beiden Kontaktteilen, die sich im Einschaltzustand befinden,

im Querschnitt; Fig. 2: die Seitenansicht zu Fig. 1 im Schnitt.

Auf die weitere zeichnerische Darstellung der Anordnung des Kontaktmechanismus auf dem Stützerkopf und die Darstellung der elektrischen Anschlußbedingungen zur Freileitung hin ist verzichtet worden.

Gemäß Fig.-1 kann die erfindungsgemäße Kontaktanordnung einerseits in eine Schubstange 1 einer Bewegungsenergie vermittelnden Einrichtung, an die die stumpfwinklig geöffneten, symmetrisch nach beiden Seiten ausgerichteten Betätigungsschenkel 2 über das Drehgelenk 3 mittels in ihnen befindlicher Langlöcher 2.1 angeschlossen sind, wobei die Betätigungsschenkel 2 mit in Gelenken 5 von Lagerböcken 10 drehbar gelagerten Kontaktfingerträgern 18 von hakenförmigen Kontaktfingern 4 fest verbunden sind, und andererseits in eine Puffereinrichtung, die in der Hauptsache aus einem Puffer 6 besteht, der über eine Druckfeder 7 in einem inneren Kontaktgehäuse 8 in Bewegungsrichtung des bewegten Kontaktteiles 9 verschiebbargelagertist, wobei sich die Druckfeder 7 andererseits auf einem Druckteller 12 der Schubstange 1 abstützt, unterteilt werden. Beim Einschaltvorgang läuft der bewegte Kontaktteil 9 bei geöffneten, den Einlauf nicht behindernden Kontaktfingern 4 über die trichterförmige Einlauföffnung des äußeren Kontaktgehäuse 11 auf den Puffer 6, welcher sich im Gehäuse 8 unter der Speicherwirkung der Druckfeder 7 in Einlaufrichtung verschiebt und damit den Druckteller 12 und die Schubstange 1 in die gleiche Richtung verlagert, so daß über das Drehgelenk 3 die Zange, aus den Schenkeln 2, den Kontaktfingerträgern 18 und den Kontaktfingern 4 bestehend, geschlossen ist. Während dieser Bewegung greifen schließlich die Kontaktfinger 4, beidseitig in Längsrichtung des bewegten Kontaktteiles 9 nacheinander wechselnd angeordnet, über Mitte des oberen, der Einlaufrichtung entgegengesetzten Querschnitts des bewegten Kontaktteiles 9 auf der ihrer Seitenposition gegenüberliegenden Oberflächenbegrenzung an, und befinden sich mittels ihrer gegenseitig hakenförmigen Formgebung in Verriegelungsposition, wenn der Kontakt geschlossen ist. Die eigentliche Kontaktgabe erfolgt über die Kontaktbahnen 13, deren Kontaktdruck über die Federelemente 14 mittels der Führungselemente 15 entlang der Führungsbahnen 16 und der Druckfeder 7 vorgegeben wird. Der Transport der elektrischen Energie erfolgt über die Strombänder 17, die die Kontaktfinger 4 mit dem festen Aufbau des Kontaktteiles und letztendlich mit der Freileitung verbinden.

Der Ausschaltvorgang erfolgt unter Zuhilfenahme der Schubstange 1, die durch den Bewegungsenergie vermittelnden Antrieb bewegt wird, welche einen bestimmten, zu dimensionierenden Hub entgegen der Richtung der Einschaltbewegung vornimmt, die über die gestreckte Lage der Schenkel 2 hinausgeht und damit das Öffnen der Kontaktfinger 4 bis Endstellung auslöst. Mit dieser Bewegung werden die Druckfeder 7 unter ruckartiger Verschiebung des Puffers 6 in Ausschaltbewegungsrichtung und die' Federelemente 14 über die Führungselemente 15 entlang der Führungsbahnen 16 unter Aufhebung des Kontaktdruckes entlastet. Insofern dient die gespeicherte elastische Energie der Druckfeder 7 als Starthilfe für den Ausschalt-Bewegungsvorgang des bewegten Kontaktteiles 9 mit der Strombahn.

Claims (2)

- I - COI OS/ Patentansprüche:

1. Kontaktanordnung für den feststehenden Kontaktteil von Hochspannungstrennschaltern, insbesondere von Hebeltrennschaltern, mit einem langgestreckten äußeren Kontaktgehäuse, das eine trichterförmige Einlauföffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem äußeren Kontaktgehäuse (11) zentrisch ein inneres Kontaktgehäuse (8) befestigt ist, das in seinem der Einlauföffnung zugewendeten offenen Ende einen in ihm gleitbaren Puffer (6) trägt, der über eine Druckfeder (7) mit einem im anderen Ende des inneren Kontaktgehäuses (8) gleitbaren Druckteller (12) einer durch den Boden des äußeren Kontaktgehäuses (11) reichenden Schubstange (1) eines Bewegungsenergie vermittelnden Antriebes in Wirkeingriff stehend verbunden ist, daß in einem in der Schubstange (1) zwischen Druckteller (12) und Boden des äußeren Kontaktgehäuses (11) befindlichen Gelenk (3) Betätigungsschenkel (2) von beidseitig des inneren Kontaktgehäuses (8) angeordneten langgestreckten Kontaktfingerträgern (18) über ihre mit Langlöchern (2.1) versehenen Enden dreh- und schiebbar gelagert sind, wobei die Kontaktfingerträger (18), die hakenförmige Kontaktfinger (4) tragen, in der Nähe ihrer dem Boden des äußeren Kontaktgehäuses (11) zugewendeten Enden in nahe den Schmalseiten dieses Kontaktgehäuses (11) angeordneten Lagerböcken (10) über Gelenke (5) drehbar gelagert sind, während sie in der Nähe ihrer den Kontaktfingern (4) zugewendeten Enden Federelemente (14) tragen, die sich über Führungselemente (15) gegen in der Nähe der langen Seitenwände des äußeren Kontaktgehäuses (11) angeordnete Führungsbahnen abstützen.

2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsschenkel (2) der Kontaktfingerträger (18) im Gelenk (3) der Schubstange (1) ausschließlich drehbar gelagert sind, während sie andererseits in Führungsbahnen der Kontaktfingerträger (18) verschiebbar, jedoch sonst mit diesen in festem Wirkkontakt stehend ausgebildet sind.