-
Die
Erfindung betrifft eine Anordnung eines Schalters, insbesondere
eines Lasttrennschalters mit einem feststehenden und einem beweglichen
Kontakt und vorzugsweise mit einer Löschkammer für ein- oder mehrfeldige Schaltanlagen,
insbesondere für
vorzugsweise gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlagen.
-
Die
Erfindung eignet sich für
die verschiedenartigsten Schalter, insbesondere jedoch für sogenannte
Lasttrennschalter, wie sie beispielsweise aus
EP 0 639 843 B1 bekannt
und dort in ihrem grundsätzlichen
Aufbau und ihrer Wirkungsweise beschrieben sind. Derartige Schalter
dienen zum Ein- bzw. Ausschalten von Betriebsmitteln und Anlagenteilen, und
zwar von Betriebsströmen
in dem bereits von übergeordneten
Leistungsschaltern verzweigten Pfaden in verbrauchernahen Bereichen.
Da an ihrem Einsatzort normalerweise relativ geringer Raum zur Verfügung steht,
ist nicht nur ein kompakter Aufbau der Schalter selbst, sondern
auch ihrer Befestigungsart sowie der ihnen zugeordneten Versorgungs-
und Betätigungsteile
gefragt.
-
Bei
dem aus der genannten europäischen Patentschrift
bekannten Schalter handelt es sich um einen solchen mit einer Löschkammer,
wobei der feststehende Kontakt des Schalters jeweils an einer Sammelschiene
befestigt ist, während
der bewegliche Kontakt für
den Schaltstift eine separate Lagerung und Führung benötigt mit einem flexiblen Kupferband,
das der Stromzufuhr dient, verbunden ist. Diese flexible Versorgungsleitung
ist erforderlich, um den Schaltbewegungen des Kontaktstiftes folgen
zu können.
Bei einer auch möglichen
alternativen Befestigung des Schalters, nämlich seines beweglichen Kontaktes
an der Sam melschiene, müßte letztere
beweglich sein, um den Schaltbewegungen folgen zu können.
-
Wenngleich
der Schalter nach dem genannten Stand der Technik sich in der Praxis
ausgezeichnet bewährt
hat, stellen die erforderliche separate Lagerung und Führung bzw.
alternativ die beweglichen Sammelschienen einen konstruktiven, zusätzliche Kosten
verursachenden Aufwand dar, den es gerade im Hinblick auf die Bemühungen nicht
nur der EVUs zur Kosteneinsparung zu vermeiden gilt.
-
Aus
WO 90/01788 A1 geht eine Anordnung eines Schalters mit einem feststehenden
und einem beweglichen Kontakt sowie mit einer Löschkammer für eine ein- oder mehrfeldrige
Schaltanlage, insbesondere gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage mit
einer Lagerung oder Führung
des beweglichen Kontaktes hervor. Dieser bekannten Anordnung sind jedoch
bzgl. des Sicherns und der Größe des Stromübergangs
relativ niedrige Grenzen gesetzt.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalter bzw.
eine Anordnung für
diesen vorzuschlagen, durch die die genannten Nachteile vermieden
werden und die sich bei geringerer Anzahl und einfacherem Aufbau
der Bauteile unter Beibehaltung der Schalterzuverlässigkeit
mit hoher Stromübertragung
zusätzlich
durch geringen Platzbedarf bei gleichzeitig optimalen Führungseigenschaften
auszeichnen.
-
Diese
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1
in überraschend
einfacher Weise gelöst.
-
Der
erfindungsgemäße Grundgedanke
der nachgiebigen Lagerung bzw. Führung
des beweglichen Kontaktes eröffnet
enorme Möglichkeiten
und Wartungserleichterungen und gewährleistet einerseits ständig guten
elektrischen Kontakt und macht andererseits eine ausgerichtete fluchtende
Einbaulage, bei der die beiden Schalterkontakte exakt aufeinander
auszurichten sind, überflüssig, da
die erfindungsgemäße Lagerung
bzw. Halterung toleranzausgleichend wirkt.
-
Dadurch,
daß der
bewegliche Kontakt außer seinen
koaxialen Schaltbewegungen erfindungsgemäß auch seitliche Ausweichbewegungen
durchführen
kann, ergeben sich in überraschend
einfacher Weise konstruktive Vereinfachungsmöglichkeiten, durch die sich
separate Lagerungen und insbesondere auch bewegliche Stromschienen
oder dergleichen Zuleitungen erübrigen.
Vielmehr kann die Halterung des beweglichen Kontaktstiftes nunmehr
an einer feststehenden Stromschiene erfolgen, wobei in vorteilhafter
Ausführung
der Erfindung ein radiale Ausweichbewegungen zulassender, federnder
Gleitkontakt vorgesehen ist, der auf den Kontaktstiftschaft einwirkt.
-
Im
einzelnen ist es im Rahmen der Erfindung möglich, den federnden Gleitkontakt
blattförmig
auszubilden und in einen Führungsring
gegen verschieben gesichert einzulegen, der den beweglichen Kontaktstift
umgibt und diesem am Umfang zur Stromversorgung kontaktierend anliegt
und seinerseits auf einer der Stromzufuhr dienenden, feststehenden Stromschiene
montiert ist. Dieser Führungsring
dient somit einerseits der Stromübertragung
zum beweglichen Kontakt und andererseits als dessen Führung und
Halterung für
seine Ein- und Ausschaltbewegungen. Diese Bewegungen erfolgen in
ihrer Grundrichtung in Richtung der Längsachse des Kontaktstiftes, jedoch
bietet der erfindungsgemäße federnde
Gleitkontakt in vorteilhafter Weise einen Ausgleich bezüglich axialer
Ungenauigkeiten, so daß bewußt auf eine genaue
Ausrichtung von Kontaktstift und Einschlagkontakt verzichtet werden
kann und trotzdem ein genauer und von Seitenkräften freier Einschlag gewährleistet
ist.
-
In
vorteilhafter Ausgestaltung ist der feststehende Einschlagkontakt
an der dem Schalter zugeordneten Sammelschiene befestigt und trägt, sofern eine
solche vorgesehen ist, eine Löschkammer.
-
Durch
die Erfindung ergibt sich auch ein optimaler, äußerst klein bauender, einfach
gestalteter Antrieb für
den Schalter, nämlich
mittels eines Kurbeltriebs. Dazu ist für den bewegliche Kontaktstift eine
Schaltkurbel vorgesehen, die seitlich neben dem Kontaktstift auf
einer Welle gelagert ist, die weitere Schaltkurbeln für die jeweils
derselben Phase einer mehrfeldigen Anlage zugeordneten Schalter trägt. Das
freie Ende jeder Schaltkurbel wirkt auf eine fest mit dem beweglichen
Kontaktstift verbundene Antriebsbuchse ein, und zwar derart, daß sichergestellt
ist, daß keine
Seitenkräfte
auf den Kontaktstift einwirken. Dazu weist die Antriebsbuchse einen
quer zur Längsachse
des Kontaktstiftes verlaufenden Schlitz oder ein Langloch auf, in
den bzw. das die Schaltkurbel mit einem an ihrem freien Ende befestigten
Antriebsstift greift. Die seitliche Anordnung der Schaltkurbel mit
ihrer Antriebswelle trägt
zusätzlich zur
niedrigen Bauhöhe
bei. Da die Kurbel beim Bewegen des Kontaktstiftes mit ihrem freien
Ende einen Teilkreis beschreibt, ergeben sich auch quer zur Längsachse
des Kontaktstiftes gerichtete Bewegungskomponenten, die jedoch am
Kontaktstift keine Querkräfte
hervorrufen, da die freie Kurbelspitze in Querrichtung durch den
Schlitz bzw. das Langloch Bewegungsfreiheit hat.
-
Anhand
eines in den beigefügten
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels,
nämlich
eines Lasttrennschalters, werden nachfolgend weitere Vorteile und
Einzelheiten der Erfindung erläutert.
Es zeigen:
-
1 schematisch
einen Lasttrennschalter im ausgeschalteten Zustand mit Gleit- und
Bewegungskontakt, im oberen Figurenteil in teilweise geschnittener
Darstellung und im unteren Teil in Draufsicht entlang der Linie
A-A;
-
2 die
Anordnung gemäß 1,
jedoch im eingeschalteten Zustand, ebenfalls in Seiten- und Draufsicht;
-
3 Einzelheiten
des Antriebs für
den Schalter in gegenüber
den 1 und 2 vergrößertem Maßstab, wobei sich die Schaltkurbel
in der EIN-Stellung befindet und die AUS-Stellung der mit der Schaltkurbel
zusammenwirkenden Antriebsbuchse gestrichelt dargestellt ist.
-
Wie
bereits erwähnt,
wird die Erfindung hier beispielhaft an der Anordnung bzw. dem Einbau
eines Lasttrennschalters dargestellt und beschrieben, ist jedoch
entsprechend auch für
andere Schalter einsetzbar. Da dem Fachmann Schaltanlagen, in denen Lasttrennschalter
eingesetzt werden, in ihrem grundsätzlichen Aufbau hinreichend
bekannt sind, wird hier diesbezüglich
auf Detaildarstellungen verzichtet.
-
Die
wesentlichen Bestandteile des Lasttrennschalters sind ein feststehender
Kontakt 1 und ein in Richtung seiner Längsachse beweglicher Kontakt
bzw. Kontaktstift 2, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel
der feststehende Kontakt 1 eine Löschkammer 3 trägt, die
von unten vom beweglichen Kontakt 2 durchdrungen wird.
-
Der
feststehende Kontakt 1 ist in geeigneter Weise an einer
Sammelschiene 4 befestigt, an der auch die feststehenden
Kontakte derselben Phase der übrigen
Felder der Schaltanlage befestigt sind, wie dies bekannt ist. Der
bewegliche Kontakt 2 ist hingegen im Unterschied zum Stand
der Technik in noch zu erläuternder
Weise an einer Stromschiene 5 befestigt; ebenso sind dies
die jeweiligen beweglichen Kon takte der nicht dargestellten Lasttrennschalter
derselben Phase der übrigen
Felder.
-
Die
bewegliche Halterung des beweglichen Kontaktes 2 an der
feststehenden Stromschiene 5 erfolgt über einen haubenförmigen Führungsring 6,
der in der aus den 1 und 2 ersichtlichen
Weise auf der Stromschiene 5 befestigt ist und, wie insbesondere
aus den Querschnitten A-A der 1 und 2 hervorgeht,
eine mit seiner Durchtrittsbohrung in Verbindung stehende koaxiale
Tasche oder Ausnehmung 7 aufweist, in die ein blattförmiger,
federnder Gleitkontakt 8 lagefixiert derart eingelegt ist,
daß er
mit seiner Flachseite auf den Umfang des Schaftes des beweglichen
Kontakts 2 drückend
einwirkt. Die Federwirkung wird im dargestellten Ausführungsbeispiel
dadurch erreicht, daß die
Ausnehmung 7 seitlich nach außen geschlitzt ist und in diese
Schlitze der Gleitkontakt mit seinen Enden hineinragt. Durch Noppen
oder dergleichen auf den Seitenflächen des Gleitkontakts 7 wird
dieser daran gehindert, seitlich aus den Schlitzen 9 herauszurutschen.
In axialer Richtung wird der Gleitkontakt 8 dadurch in
Position gehalten, daß die
Ausnehmung 7 nur nach einer Seite bis zur Stirnfläche des
Führungsrings 6 reicht,
mit der dieser der Stromschiene 5 anliegt, während auf der
gegenüberliegenden,
in den oberen Teilen der 1 und 2 oben liegenden
Seite die Ausnehmung 7 quasi stegartig geschlossen ist.
-
Wie
bereits erwähnt,
erfolgt der Antrieb des beweglichen Kontaktes 2 zum Ein-
und Ausschalten über
einen Kurbeltrieb, der eine Schaltkurbel 11 aufweist, die
derart mit einer Welle verbunden ist, daß ihr Drehpunkt seitlich neben
dem beweglichen Kontakt liegt, was sich günstig im Sinne einer geringen
Bauhöhe
auswirkt. Die Schaltkurbeln der bewegli chen Kontakte 2 derselben
Phase der übrigen
Felder sind zum Zwecke synchroner Bewegungen vorzugsweise auf derselben
Welle befestigt.
-
Die
Schaltkurbel 11 trägt
an ihrem freien Ende einen Antriebsstift 12, der in ein
Langloch bzw. einen Schlitz 13 einer vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden,
fest mit dem Schaft des beweglichen Kontaktes 2 verbundenen
Antriebs- oder Schaltbuchse 14 (Kupplungsstück) eingreift.
Wie den 1 und 2 zu entnehmen
ist, verläuft
das Langloch 13 senkrecht zur Längsachse des beweglichen Kontaktes 2,
wodurch aus den nachstehend angegebenen Gründen vermieden wird, daß durch
den Antrieb andere als koaxiale Kräfte auf den beweglichen Kontakt 2 einwirken.
Die seitlich neben dem beweglichen Kontakt 2 angeordnete
Schaltkurbel beschreibt nämlich
während
des Schaltvorgangs mit ihrem freien Ende einen Teilkreis 15 (s.
insbesondere 3), dessen senkrecht zur Längsachse
des beweglichen Kontaktes 2 gerichteten Bewegungskomponenten
jedoch keine Auswirkungen auf den beweglichen Kontakt 2 haben,
da der Antriebsstift sich auf seinem Teilkreisweg im Langloch 13 hin-
und herbewegen kann, ohne Kräfte
zu übertragen,
was vielmehr nur in axialer Richtung des beweglichen Kontaktes 2 erfolgt, d.h.
die kreisförmige
Lageveränderung
des Antriebsstiftes 12 kann nicht zu auf den beweglichen
Kontakt 2 wirkenden Querkräften führen.
-
Die
Darstellung in den 1 und 2 zeigt,
daß die
die Spitze des beweglichen Kontaktstiftes 2 aufnehmende
Tulpe am feststehenden Kontakt 1 einen gegenüber dem
Außendurchmesser
der beweglichen Kontaktspitze kleineren Innendurchmesser besitzt;
dies liegt daran, daß die
Tulpe aus federnden Segmenten oder Lamellen besteht, die beim Einschlagen
des beweglichen Kontaktes 2 entgegen einer Vorspannkraft
nach außen
gedrückt
werden, so daß eine
feste Anlage und damit eine gute Stromübertragung zwischen beiden
Kontakten in der EIN-Stellung garantiert ist (siehe 2).
-
Selbstverständlich ist
auch eine umgekehrte Kontaktendenausbildung möglich, bei der die Tulpe am
Ende des beweglichen Kontaktes ausgebildet ist und sich in der EIN-Stellung über das
Ende des feststehenden Kontaktes stülpt. Eine weitere Alternative besteht
darin, daß der
bewegliche Kontakt an der Sammelschiene 4 gelagert ist,
während
der feststehende Kontakt 1 an der Stromschiene 5 befestigt
ist, wobei entsprechend auch der Kurbeltrieb nach oben verlagert
angeordnet wird; der beschriebene Aufbau bleibt entsprechend unter
Anpassung an die "Umkehr"-Lage ausgeführt.
-
Im
Falle der Anwendung der Erfindung bei Lasttrennschaltern mit Löschkammern
können
letztere sowohl in offener als auch in geschlossener Ausführung eingesetzt
werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um eine geschlossene Löschkammer, demzufolge im unteren
Bereich der Löschkammer,
in dem der bewegliche Kontakt 2 in die Löschkammer 3 eindringt,
für einen
gasdichten Abschluß gesorgt
werden muß,
was durch eine entsprechende Dichtung, beispielsweise durch eine nicht
dargestellte Membrandichtung, erreicht werden kann.
-
Die
vorstehenden Ausführungen
machen deutlich, daß die
Erfindung hinsichtlich sowohl des Raumbedarfs als auch des konstruktiven
Aufbaus eines Schalters, insbesondere eines Lasttrennschalters,
optimale Bedingungen schafft und durch den dieses Anordnungsprinzip
ermöglichenden
federnden Gleitkontakt, der den beweglichen Kontaktstift 2 sicher
in eine flächige,
gut kontaktierende Anlage mit dem Führungsring 6 zwingt,
eine einwandfreie Stromübertragung
gewährleistet
ist, ohne daß die Strom schiene
oder dergleichen Strom einspeisende Elemente den Schaltbewegungen
folgende Lageveränderungen
durchführen
müssen.