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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Betätigung eines Lastschalters für eine Hochspannungs-Schaltanlage, wobei die Vorrichtung einen mit dem Lastschalter gekoppelten Antrieb aufweist, durch den der Lastschalter von einer Schließstellung in eine Offenstellung und/oder umgekehrt bewegbar ist.
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Derartige Vorrichtungen sind bereits verschiedentlich bekannt und werden beispielsweise in Verteilnetzstationen von Energieverteilnetzen, wie öffentlichen Stromversorgungsnetzen, eingesetzt, insbesondere als sogenannte Lasttrennschalter zur Zu- und Abschaltung entsprechender Stromkabelstrecken. Derartige Hochspannungs-Schaltanlagen arbeiten typischerweise im Spannungsbereich zwischen 1kV und 480kV, wobei vorliegend der Einfachkeit halber unter „Hochspannung“ neben dem Hochspannungsbereich im engeren Sinn auch der sogenannte Mittelspannungsbereich verstanden werden soll.
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Durch den Antrieb kann der Lastschalter selbsttätig geschaltet werden, d.h. ohne Handbetätigung durch eine Bedienperson. Eine Anforderung an die erwähnten Lasttrennschalter besteht allerdings darin, wenigstens für einen Notbetrieb auch ein Schalten des Schalters von Hand durch eine Bedienperson zu ermöglichen, beispielsweise für den Fall, dass der Antrieb defekt ist. Der Lasttrennschalter wird typischerweise durch eine Drehbewegung eines zugeordneten Bedienelements im Uhrzeigersinn bzw. Gegenuhrzeigersinn zwischen seiner Schließstellung, in welcher er eine Verbindung einer zugehörigen Leitungsstrecke herstellt, und seiner Offenstellung umgeschaltet, in welcher er diese Leitungsstrecke öffnet, d.h. unterbricht bzw. auftrennt. Das Schalten von Hand erfolgt typischerweise mittels eines entsprechend drehbeweglich angekoppelten Bedienhebels.
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Es sind bereits Vorrichtungen dieser Art bekannt, bei denen der Antrieb einen Drehmotor beinhaltet, der über ein Schneckengetriebe an den Lastschalter gekoppelt ist, siehe z.B. die Offenlegungsschriften
WO 2006/106364 A2 und
WO 2010/034313 A2 . Für den ersatzweisen Handbetrieb kann bei der Vorrichtung nach WO 2006/106364 A2 ein Bedienhebel eingesteckt werden, wobei durch die Einsteckbewegung der motorische Antrieb vom Lastschalter entkoppelt wird. Bei der Vorrichtung in der WO 2010/034313 A2 erfolgt die Kopplung des Schneckengetriebes mit dem Lastschalter über einen steckbaren Adapter, der für den ersatzweisen Handbetrieb ausgesteckt wird, um statt diesem einen manuellen Bedienhebel einzustecken.
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Es ist für derartige Lasttrennschalter in Hochspannungs-Schaltanlagen weiter bekannt, dass deren Öffnen in Situationen, in denen über den Schalter ein relativ hoher Strom fließt, zu unerwünschten Effekten einschließlich Schäden am Schalter führen kann und daher der Schalter nur geöffnet werden sollte, wenn der über ihn fließende Strom einen vorgebbaren, zulässigen Stromgrenzwert nicht übersteigt. Diesbezüglich wird in einem Fehlerüberwachungssystem der Anmelderin, wie es in deren Patentanmeldung
DE 10 2011 075 353 beschrieben ist, eine Überstromüberwachungseinheit verwendet, die dafür eingerichtet ist, einen momentanen Stromfluss über den Lastschalter zu erfassen und eine Abschaltung, d.h. ein Öffnen, des Lastschalters nur zuzulassen, wenn der gemessene Strom einen vorgegebenen Stromgrenzwert nicht überschreitet. Für weitere Details hierzu kann auf diese ältere Patentanmeldung verwiesen werden.
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Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Lastschalterbetätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, die mit vergleichsweise geringem Aufwand realisierbar ist und eine funktionssichere Betätigung eines Lastschalters ermöglicht.
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Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Lastschalterbetätigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 8. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Vorrichtung nach Anspruch 1 verfügt über einen Antrieb zur Bereitstellung einer linearen Zugkraftbewegung und über ein Kopplungsmittel zur Ankopplung des Antriebs an ein mit dem Lastschalter gekoppeltes, drehbewegliches Betätigungselement, wobei das Kopplungsmittel dafür eingerichtet ist, die lineare Zugkraftbewegung des Antriebs in eine Drehbewegung des Betätigungselements umzusetzen, durch die der Lastschalter z.B. geöffnet, d.h. von einer Schließstellung in eine Offenstellung bewegt, oder geschlossen wird. Das Betätigungselement kann ein an sich übliches drehbewegliches Betätigungselement sein, wie es für einen Handbetrieb des Lastschalters gängig ist, so dass auch herkömmliche Anordnungen, bei denen der Lastschalter nur handbetätigt geschaltet wird, ohne größeren Aufwand mit dieser Vorrichtung nachgerüstet werden können. Die Vorrichtung kombiniert das Betätigungselement mit dem speziellen Antrieb und einem Kopplungsmittel, das die lineare Zugkraft des Antriebs in die Drehbewegung des Betätigungselements umsetzt. Dadurch ist mit relativ geringem Aufwand eine Möglichkeit zur selbsttätigen Lastschalterbetätigung geschaffen, ohne dass hierfür z.B. ein komplexes Schneckengetriebe benötigt wird. Beispielsweise kann das Kopplungsmittel eine gelenkige Ankopplung der linearen Zugkraftbewegung des Antriebs an einen einfachen Hebelarm beinhalten, der andererseits drehfest mit einer Drehwelle des Lastschalters gekoppelt ist.
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In einer diesbezüglich vorteilhaften Weiterbildung beinhaltet das Betätigungselement einen Bedienhebel mit einem Schaftteil, dessen Längsachse eine Drehachse der Drehbewegung bildet, und einem quer vom Schaftteil abstehenden Hebelarm, an den der Antrieb gelenkig angekoppelt ist. Wenn gewünscht, kann dieser Bedienhebel auch das Betätigungselement für einen ersatzweisen Handbetrieb der Lastschalterbetätigung darstellen, d.h. eine Bedienperson kann den Lastschalter durch Drehen dieses Bedienhebels von Hand schalten. Alternativ kann der Bedienhebel einem ersatzweise verwendeten Handbedienhebel nachgebildet sein oder aber auch anders gestaltet sein. In diesem Alternativfall braucht der mit dem Linearantrieb gekoppelte Bedienhebel lediglich gegen den Handbedienhebel ausgetauscht werden, wenn der Lastschalter ersatzweise von Hand geschaltet werden soll.
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In einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform mit Bedienhebel besitzt der Hebelarm entlang seiner Länge mehrere Anlenkpunkte zum wahlweise gelenkigen Ankoppeln des Antriebs. Dadurch können in einfacher Weise unterschiedliche Betätigungsdrehwinkel bei gleichbleibendem Hub des Antriebs realisiert werden, je nach dem, in welchem Abstand zur Drehachse der Antrieb an den Hebelarm angekoppelt wird.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Antrieb als Linearantrieb zur Bereitstellung einer linearen Vor- und Rückbewegung eingerichtet, durch die er eine öffnende und/oder eine schließende Drehbewegung des Lastschalters bewirkt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Antrieb einen Motor oder eine Feder als ein antreibendes Element, d.h. als Antriebsquelle, und eine Zugseilanordnung mit einem oder zwei gegensinnig wirkenden Zugseilen oder eine Stange als ein davon angetriebenes Element. In den Ausführungen mit Stange oder zwei gegensinnigen Zugseilen eignet sich der Antrieb sowohl zum selbsttätigen Öffnen als auch zum selbsttätigen Schließen des Lastschalters.
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In Ausgestaltung der Variante mit einer Feder als Antriebsquelle ist ein Rückstellhebel zur Rückstellung der Feder von ihrem entspannten in ihren gespannten Zustand vorgesehen, wobei der Rückstellhebel vom Bedienhebel des Betätigungselements oder von einem separaten Drehhebelelement gebildet ist. Das separate Drehhebelelement ist mit einem Schaftteil an eine gleiche Drehlagerung wie der Bedienhebel-Schaftteil anstelle oder zusätzlich zu diesem ankoppelbar, d.h. das Drehhebelelement weist im Gebrauch die gleiche Drehachse wie der Bedienhebel auf. Andererseits ist die Feder an das Drehhebelelement ankoppelbar, bevorzugt in gleicher Weise wie an den Bedienhebel. Bevorzugt kann der Schaftteil des Drehhebelelements so ausgebildet sein, dass er zwar an die gleiche Drehlagerung ankoppelt wie der Bedienhebel-Schaftteil, so dass keine separate Drehlagerung für ihn benötigt wird, jedoch im Gegensatz zum Bedienhebel-Schaftteil den Lastschalter bei der die Feder rückstellenden Drehbewegung nicht mitnimmt, d.h. der Lastschalter bleibt vom rückstellenden Drehhebelelement entkoppelt. Die Federrückstellbewegung ist auf diese Weise nicht zusätzlich durch eine Betätigung des Lastschalters belastet.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine teleskopartige Halterung vorgesehen, mit welcher der Antrieb an beabstandeten Befestigungspunkten eines Gehäuses der Schaltanlage festlegbar ist. Dies ermöglicht eine einfache Befestigung des Antriebs am Ort der Schaltanlage z.B. an üblicherweise schon am Gehäuse vorhandenen Kran-Ösen. Mit der Teleskopausführung der Halterung lassen sich variable Befestigungsabstände je nach Ausführungstyp des Schaltanlagengehäuses ausgleichen. Diese Halterung vermeidet eine zusätzliche Bearbeitung des Gehäuses, wie das Einbringen von Befestigungsöffnungen in Gehäusewandungen, was in diesem Fall von großem Vorteil ist, weil eine solche Bearbeitung häufig aufgrund entsprechender Vorschriften nicht zulässig ist.
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Die Vorrichtung nach Anspruch 8 beinhaltet eine Überstromüberwachungseinheit, die dafür eingerichtet ist, einen über den Lastschalter in dessen Schließstellung fließenden Strom zu detektieren und den Antrieb gegen ein Bewegen des Lastschalters von der Schließstellung in die Offenstellung zu blockieren, wenn der detektierte Strom höher als ein vorgebbarer Stromgrenzwert ist. Diese erfindungsgemäße Vorrichtung vermeidet dadurch automatisch, dass der Lastschalter im Überstromfall unerwünschterweise geöffnet wird. Vielmehr gibt die Vorrichtung eine Öffnungsbewegung des Lastschalters durch den angekoppelten Antrieb erst frei, wenn der über den Strom fließende Lastschalter unter den vorgegebenen Grenzwert gefallen ist. Im Übrigen kann die Vorrichtung optional die Merkmale eines oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 7 und damit auch die hierzu oben genannten Eigenschaften und Vorteile aufweisen.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Gehäuses einer Hochspannungs-Schaltanlage mit daran angebrachter Vorrichtung zur Lastschalterbetätigung unter Verwendung eines Linearantriebs mit einem Zugseil,
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2 eine schematische Darstellung entsprechend 1 für eine Variante des Linearantriebs mit zwei gegensinnigen Zugseilen,
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3 eine schematische Darstellung des Linearantriebs von 1 in einer Ausführung mit Linearmotor und zugehöriger Steuereinheit mit Überstromüberwachung und
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4 eine Darstellung entsprechend 3 für eine Ausführung des Linearantriebs mit Antriebsfeder und zugehöriger Steuereinheit.
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In einem in 1 schematisch und in Perspektivansicht dargestellten Gehäuse 1 einer Hochspannungs-Schaltanlage ist ein Lastschalter bzw. Lasttrennschalter untergebracht. Da der Lastschalter in der Außenansicht von 1 an sich nicht zu sehen ist, ist er in 1 stellvertretend durch ein Schaltersymbol 2 repräsentiert. Das Gehäuse 1 und der Lasttrennschalter 2 sind von herkömmlicher Art, was daher hier keiner näheren Beschreibung bedarf.
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Der Lasttrennschalter 2 ist in ebenfalls an sich herkömmlicher Art durch eine Drehbewegung eines in eine Bedienöffnung 4 des Gehäuses 1 einsteckbaren Bedienelements im Uhrzeigersinn bzw. Gegenuhrzeigersinn zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung bewegbar, d.h. schaltbar. In der Offenstellung trennt er eine zugehörige Mittelspannungs-/Hochspannungsleitungsstrecke auf, während er sie in seiner Schließstellung schließt.
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Als Bedienelement fungiert im gezeigten Beispiel von 1 ein zweiarmiger, d.h. T-förmiger Bedienhebel 3 mit einem in die Bedienöffnung 4 einsteckbaren Schaftteil 3a, der im Gehäuse 1 mit dem Lasttrennschalter 2 gekoppelt ist. Die Form des Bedienhebels 3 entspricht derjenigen eines herkömmlichen Handbedienhebels, der in gleicher Weise in die Bedienöffnung 4 eingesteckt und dadurch mit dem Lasttrennschalter 2 gekoppelt wird, um den Lasttrennschalter 2 durch Drehen des Bedienhebels von Hand zu betätigen.
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Diese herkömmliche Handbetätigung des Lasttrennschalters 2 ist durch die in 1 gezeigte Vorrichtung zur selbsttätigen Lasttrennschalterbetätigung ersetzt bzw. ergänzt. In der in 1 gezeigten Ausführungsvariante umfasst diese Vorrichtung zur Lastschalterbetätigung einen Linearantrieb 5 mit einer axial vor und zurück bewegten Antriebsstange 6, an deren freiem Ende 6a ein Zugseil 9 angebracht ist. Der Linearantrieb 5 ist mittels einer teleskopartigen Halterung 7 an einer Oberseite 1a des Gehäuses gehalten. Die Halterung 7 beinhaltet zwei teleskopartig in ihrer Länge gegeneinander verschiebbare Haltearme 7a, 7b, die an Kran-Ösen 8a, 8b festgelegt sind, die sich wie gezeigt auf gegenüberliegenden Seiten der Gehäuseoberseite 1a befinden. Durch die Teleskopverschiebbarkeit der beiden Haltearme 7a, 7b kann die Antriebshalterung 7 in ihrer Länge an verschiedene Abstände angepasst werden, wie sie bei verschiedenen Gehäusetypen bezüglich der beiden oberseitigen Kran-Ösen oder anderweitiger möglicher Befestigungspunkte am Gehäuse 1 vorliegen können.
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Das Zugseil 9 ist über eine Umlenkrolle 10 an eine Vorderseite 1b des Gehäuses geführt, an der sich die Bedienöffnung 4 und der darin eingesteckte Bedienhebel 3 befinden. Dazu befindet sich die Umlenkrolle 10 an der oberen Vorderkante des Gehäuses 1 und wird von einer zugehörigen Haltestange 11 des Linearantriebs 5 gehalten. Das Zugseil 9 ist mit seinem der Antriebsstange 6 abgewandten Ende an einen Hebelarm 3b angekoppelt, der durch den quer zum Schaftteil 3a verlaufenden Kopf-/Griffteil des T-förmigen Bedienhebels 3 gebildet ist. Dabei sind, wie gezeigt, entlang der Länge des Hebelarms 3b mehrere Anlenkpunkte 12 im Abstand voneinander angeordnet, und das Zugseil 9 kann wahlweise an einen dieser Anlenkpunkte 12 lösbar und gelenkig angekoppelt werden. Beispielsweise können die Anlenkpunkte 12 durch Öffnungen oder Ösen realisiert sein, an denen das Zugseilende festgelegt wird. Da die Anlenkpunkte 12 unterschiedliche Abstände zur Drehachse des Bedienhebels 3 haben, die von der Längsachse des Schaftteils 3a gebildet ist, kann durch Wahl des Anlenkpunktes 12 der vom Linearantrieb 5 am Bedienhebel 3 bewirkte Drehwinkel bei konstantem Hub des Antriebs 5 variabel eingestellt werden. Zur Anpassung an unterschiedliche Drehwinkel braucht daher der Antriebshub nicht verändert werden. So kann der gleiche Antrieb 5 in gleicher Weise für verschiedene Vorrichtungen verwendet werden, bei denen die Betätigung des Lastschalters unterschiedliche Drehwinkel erfordert.
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Zum selbsttätigen Öffnen des Lasttrennschalters 2 wird der Linearantrieb 5 aktiviert, wodurch sich die Antriebsstange 6 zurückbewegt und das Zugseil 9 eine Zugkraft auf den Bedienhebelarm 3 ausübt. Dadurch führt der Bedienhebel 3 eine Drehbewegung aus, die den Lasttrennschalter 2 von seiner Schließstellung in seine Offenstellung bewegt, d.h. umschaltet. Der Drehwinkel ist, wie erläutert, durch die Wahl des Anlenkpunkts 12 und den Hub des Linearantriebs 5 bestimmt. Die gelenkige Ankopplung des Zugseils 9 am Bedienhebelarm 3b realisiert dabei ein Kopplungsmittel zur Ankopplung des Linearantriebs 5 an den Bedienhebel 3, wobei die axiale Zugseilbewegung in die Drehbewegung des Bedienhebels 3 umgesetzt wird.
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Das Zurückbringen des Lasttrennschalters 2 von seiner Offenstellung in seine Schließstellung kann in diesem Ausführungsbeispiel durch entsprechende manuelle Betätigung des Bedienhebels 3 in der entgegengesetzten Drehrichtung erfolgen. Dazu wird der Linearantrieb 5 freigeschaltet, so dass durch die rückstellende Handbetätigung des Bedienhebels 3 über das Zugseil 9 die Antriebsstange 6 wieder in ihre vorgeschobene Stellung gebracht werden kann. Alternativ kann der Linearantrieb 5 vor der handbetätigten Rückbewegung des Bedienhebels 3 dazu aktiviert werden, eine Vorschubbewegung der Antriebsstange 6 auszuführen, wodurch dann das lockere Zugseil 9 die Rückdrehbewegung des Bedienhebels 3 von Hand freigibt.
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Für das antreibende Element des Linearantriebs 5 sind verschiedene Realisierungen möglich, wie ein Linearmotor mit der gezeigten Antriebsstange 6 oder ein Seilwindenmotor, mit dem das Zugseil 9 auf- und abwickelbar ist, oder eine Spannfederanordnung mit einer klassischen Zug- oder Druckfeder oder mit einer Gasdruckfeder oder Gaszugfeder.
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Der bei der Vorrichtung von 1 verwendete Bedienhebel 3 kann auf Wunsch gleichzeitig als Handbedienhebel zur Handbetätigung des Lasttrennschalters 2 dienen. Zum Öffnen des Lasttrennschalters 2 dreht eine Bedienperson dazu den Bedienhebel 3 im gleichen Drehsinn, wie er bei der selbsttätigen Betätigung durch den Linearantrieb 5 bewegt wird, z.B. wie in 1 im Gegenuhrzeigersinn. Das angekoppelte Zugseil 9 kann dieser Handbetätigung lose folgen. Zum Schließen des Lasttrennschalters 2 dreht die Bedienperson den Bedienhebel 3 wieder zurück, z.B. im Uhrzeigersinn.
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2 veranschaulicht eine Variante der Vorrichtung zur Lastschalterbetätigung von 1, wobei für identische oder funktionell äquivalente Elemente der Übersichtlichkeit halber gleiche Bezugszeichen verwendet sind und insoweit auf die obigen Ausführungen zum Ausführungsbeispiels von 1 verwiesen werden kann. Im Unterschied zur Vorrichtung von 1 ist die Vorrichtung von 2 zusätzlich dafür eingerichtet, nicht nur die Öffnungsbewegung, sondern auch die Schließbewegung des Lasttrennschalters 2 vorzunehmen. Dazu dient ein zweites Zugseil 9a, das am anderen Hebelarm 3c des T-förmigen Bedienhebels 3 gelenkig angekoppelt ist, welcher dem mit dem ersten Zugseil 9 gekoppelten Hebelarm 3b gegenüberliegt. Das zweite Zugseil 9a ist über eine zweite Umlenkrolle 10a, die wie die erste Umlenkrolle 10 von der Haltestange 11 an der oberen Gehäusevorderkante gehalten ist, und eine dritte Umlenkrolle 13, die an einem Gehäusekörper 5a des Linearantriebs 5 hinter der Antriebsstange 6 gehalten ist, zum freien Ende 6a der Antriebsstange 6 geführt, wie gezeigt.
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Durch die geschilderte Zugseilführung wirken die beiden Zugseile 9, 9a gegensinnig und abwechselnd auf den Bedienhebel 3 ein. Zum Öffnen des Lasttrennschalters 2 zieht der Antrieb 5 die Antriebsstange 6 zurück, wodurch der Bedienhebel 3 unter der Zugkraftwirkung des ersten Zugseils 9 um den zum Öffnen des Schalters 2 notwendigen Drehwinkel gedreht wird, wie oben zu 1 erläutert. Gleichzeitig gibt das zweite Zugseil 9a dieser Drehbewegung des Bedienhebels 3 im Gegenuhrzeigersinn nach und gibt diese Drehbewegung somit frei, da sich der Abstand vom freien Antriebsstangenende 6a zur dritten Umlenkrolle 13 in gleichem Maß verkürzt wie die Antriebsstange 6 das erste Zugseil 9 nach oben zieht. Umgekehrt übt zum Schließen des Lastschalters 2 das zweite Zugseil 9a eine Zugkraft auf den zugeordneten Hebelarm 3c des Bedienhebels 3 durch die Vorwärtsbewegung der Antriebsstange 6 aus. Denn hierbei zieht das freie Antriebsstangenende 6a am zweiten Zugseil 9a und zieht es durch die doppelte Umlenkung an den beiden Umlenkrollen 13 und 10a am Bedienhebelarm 3c nach oben. Gleichzeitig gibt das erste Zugseil 9 durch die Vorschubbewegung der Antriebsstange 6 in gleichem Maß nach, so dass der Antrieb 5 den Bedienhebel 3 in Schließrichtung des Lasttrennschalters 2 dreht, d.h. im gezeigten Beispiel im Uhrzeigersinn.
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Wie das erste Zugseil 9 ist auch das zweite Zugseil 9a wahlweise an einem von mehreren Anlenkpunkten 14 gelenkig ankoppelbar, die entlang der Länge des Hebelarms 3c mit Abstand voneinander angeordnet sind.
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Somit ermöglicht die in 2 gezeigte Vorrichtung ein selbsttätiges Öffnen und ein selbsttätiges Schließen des Lasttrennschalters 2 durch den Antrieb 5 über die beiden Zugseile 9, 9a. In alternativen Ausführungsformen kann statt einer solchen Zugseilanordnung mit zwei gegensinnig wirkenden Zugseilen eine Stange als Übertragungsglied vom linearen Antrieb 5 zu einem der Hebelarme 3b, 3c des Bedienhebels 3 vorgesehen sein. Mit einer derartigen Stange können nicht nur Zugkräfte, sondern auch Schubkräfte übertragen werden, so dass über die mit einem der Hebelarme 3b, 3c des Bedienhebels 3 gelenkig verbundene Stange der Bedienhebel 3 in beiden Drehrichtungen vom Antrieb 5 aktiv bewegt werden kann, um dementsprechend das Öffnen und Schließen des Lasttrennschalters 2 zu bewirken.
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Die 3 und 4 veranschaulichen weitere Varianten der Vorrichtungen zur Lastschalterbetätigung, wie sie bei den Systemen der 1 und 2 verwendet sind, wobei diese Varianten über eine Überstromüberwachung verfügen, durch die ein unerwünschtes Schalten und insbesondere Öffnen des Lasttrennschalters in Zeiträumen eines zu hohen Stromflusses über den Lasttrennschalter selbsttätig vermieden wird.
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Die in 3 illustrierte Ausführungsvariante beinhaltet den Antrieb 5 samt Halterung 7, wie oben zu 1 erläutert, sowie eine Steuereinheit 15 zur Steuerung des Antriebs 5. Eine Steuereinheit ist auch den in den 1 und 2 gezeigten Vorrichtungen zur Lastschalterbetätigung zugeordnet, um den dortigen Antrieb 5 zu steuern, jedoch ist in der Steuereinheit 15 der Variante von 3 zusätzlich die besagte Überstromüberwachung implementiert. Dazu erfasst die Steuereinheit 15 über eine geeignete Messeinheit 16, z.B. einen Messstromwandler, den über den Lasttrennschalter 2 bzw. durch dessen zugeordnete Leitungsstrecke fließenden elektrischen Strom, d.h. die Stromstärke. Über zugehörige Ansteuerleitungen 17 aktiviert und deaktiviert die Steuereinheit 15 den Antrieb 5. Die Ansteuerung erfolgt über eine symbolisch angedeutete interne Logik 18 in Abhängigkeit vom Messsignal der Strommesseinheit 16. Bei Bedarf kann die Ansteuerung auch über einen externen Ansteuerbefehl aktiviert werden, der an einem in diesem Fall an der Steuereinheit 15 vorgesehenen und in 3 symbolisch dargestellten Bedienschaltelement 19 ausgelöst werden kann. Wenn der Antrieb 5 einen Motor als Antriebsquelle beinhaltet, ist eine Energiezufuhr zum Motor für beide Betätigungsrichtungen erforderlich.
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Die Steuereinheit 15 gibt eine Aktivierung des Antriebs 5 zum Öffnen des Lastschalters nur dann frei, wenn der gemessene Strom über den Lastschalter einen hierzu vorgebbaren, zulässigen Stromgrenzwert nicht überschreitet. Dies verhindert, dass der Lastschalter vom Antrieb 5 in Überstromsituationen geschaltet wird, was unerwünschte, nachteilige Effekte zur Folge haben könnte, einschließlich der Gefahr von Beschädigungen des Lastschalters.
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Das Öffnen des Lasttrennschalters kann z.B. ferngesteuert erfolgen, indem der Steuereinheit 15 ein entsprechender Fernsteuerbefehl zugeführt wird und diese den Antrieb 5 entsprechend aktiviert. Wenn der Lasttrennschalter dann wieder, wie oben zu 1 beschrieben, durch manuelle Bedienhebelbetätigung geschlossen werden soll, muss der Antrieb 5 entsprechend zurückgesetzt, d.h. die Antriebsstange 6 wieder vorgefahren werden. Die Aktivierung dieser Antriebsrückbewegung durch die Steuereinheit 15 kann über eine Bedientastenanordnung 20 an der Steuereinheit 15 von einer Bedienperson ausgelöst werden. Über diese Bedientastenanordnung 20 kann die Bedienperson auch ein selbsttätiges Öffnen des Lasttrennschalters anfordern. Dazu kann die Bedientastenanordnung 20 zwei separate Bedientasten beinhalten.
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4 zeigt eine Variante der Vorrichtung von 3, wobei wiederum identische oder funktionell äquivalente Elemente der Übersichtlichkeit halber mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und insoweit auf die obigen Erläuterungen zu 3 verwiesen werden kann.
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Die Variante von 4 ist besonders auf die Verwendung einer Feder als Antriebsquelle des Antriebs 5 abgestellt, wobei es sich z.B. um eine mechanische Zug- oder Druckfeder oder eine Gasdruckfeder oder Gaszugfeder handeln kann. In der gezeigten Stellung mit vorbewegter Antriebsstange 6 befindet sich die Feder in ihrem gespannten Zustand. Beim Lösen des gespannten Zustands nimmt die Feder ihren entspannten Zustand ein und bewirkt dabei die Rückzugsbewegung der Antriebsstange 6. Das Lösen der Feder aus ihrem gespannten Zustand wird durch einen elektromagnetischen Auslöser 21 mit zugehörigem Auslösestift 22 bewirkt, wie in 4 schematisch angedeutet.
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Dem so realisierten Antrieb 5 mit Feder als Antriebsquelle ist analog wie dem motorischen Antrieb 5 von 3 ein Steuergerät 15’ zugeordnet. Das Steuergerät 15’ entspricht dem Steuergerät 15 von 3 mit der Ausnahme, dass das Steuergerät 15’ über die Ansteuerleitungen 17 den elektromagnetischen Auslöser 21 ansteuert, um das Entspannen der gespannten Feder im Antrieb 5 auszulösen. Im Übrigen kann zu den Merkmalen, Eigenschaften und vorteilhaften Wirkungen der Steuereinheit 15’ auf die obigen Erläuterungen zur Steuereinheit 15 von 3 verwiesen werden. Die Aktivierung des Feder-Antriebs 5 kann wiederum durch einen an die Steuereinheit 15’ gesendeten Fernsteuerbefehl oder durch Betätigen einer entsprechenden Bedientaste 20’ an der Steuereinheit ausgeführt werden. Das Zurückbringen der Feder in ihren gespannten Zustand kann z.B. manuell durch Herausziehen der Antriebsstange 6 bewirkt werden. Vorteilhaft kann dies durch eine manuelle Drehbewegung unter Verwendung eines Rückstellhebels in die entgegengesetzte Richtung gegenüber der vom Entspannen der Feder ausgelösten Drehbewegung erfolgen. Mit dieser Drehbewegung wird die Feder über das Zugseil 9 und die Stange 6 wieder gespannt. Als Rückstellhebel kann der Bedienhebel 3 oder ein spezieller Rückstellhebel dienen. Im Fall der Verwendung eines speziellen Rückstellhebels, d.h. eines vom Bedienhebel separaten Drehhebelelements, ist dieser vorzugsweise so gestaltet, dass er in Funktionsstellung um die gleiche Drehachse gedreht wird wie der Bedienhebel, nur in entgegengesetzter Drehrichtung. Dazu kann der spezielle Rückstellhebel einen Schaftteil entsprechend demjenigen des Bedienhebels derart aufweisen, dass er an eine gleiche Drehlagerung wie der Bedienhebel ankoppelbar ist, so dass keine zweite Drehlagerung notwendig ist. Vorzugsweise ist der spezielle Rückstellhebel mit dem Schaftteil jedoch derart gegenüber demjenigen des Bedienhebels modifiziert, dass er vom Lastschalter entkoppelt bleibt, wenn er an die Drehlagerung angekoppelt ist. Dadurch bleibt die federrückstellende Drehbewegung des speziellen Rückstellhebels frei und entlastet von einer gleichzeitigen Lastschalterbetätigung, wodurch die auszuübende Rückstellkraft nicht mit der Schalterbetätigungskraft belastet ist. Der spezielle Rückstellhebel kann bevorzugt anstelle des Bedienhebels in die Bedienöffnung 4 eingesteckt werden. Alternativ können der Bedienhebel und der spezielle Rückstellhebel so gestaltet sein, dass sie beide gleichzeitig angekoppelt sein können, z.B. durch eine Gestaltung mit koaxial ineinanderliegenden Schaftteilen. Der spezielle Rückstellhebel kann im übrigen dem Bedienhebel nachgebildet sein und insbesondere einen entsprechenden Hebelarm aufweisen, an welchem der Federantrieb über die Stange 6 und das Zugseil 9 lösbar angekoppelt werden kann.
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Wie die obige Beschreibung zu den 3 und 4 deutlich macht, realisiert die dem jeweiligen Antrieb 5 zugeordnete Steuereinheit 15, 15’ über ihre reine Ansteuerfunktionalität hinaus eine Überstromüberwachungseinheit, die dafür eingerichtet ist, den über den Lastschalter in dessen Schließstellung fließenden Strom zu detektieren und den Antrieb 5 gegen ein Bewegen des Lastschalters von der Schließstellung in die Offenstellung zu blockieren, wenn der detektierte Strom höher als ein vorgebbarer Stromgrenzwert ist. Eine solche Vorrichtung zur Lastschalterbetätigung mit Überstromüberwachungseinheit eignet sich nicht nur in Verbindung mit den zu den 1 und 2 beschriebenen Antrieben, sondern auch für beliebige andere Antriebe, mit denen ein Lastschalter gekoppelt ist, um ihn von einer Schließstellung in eine Offenstellung und/oder umgekehrt von einer Offenstellung in eine Schließstellung umzuschalten. Durch die Überstromüberwachungsfunktionalität bleibt der Lastschalter von einem Umschalten in ungünstigen Überlast- bzw. Überstromsituationen geschützt. Die Erfindung umfasst dabei auch Vorrichtungen zur Lastschalterbetätigung, bei denen der Antrieb keine axiale Zugkraftbewegung, sondern eine andere Art der Kraftbewegung bereitstellt, und/oder bei denen der Lastschalter nicht mittels einer Drehbewegung eines Bedienelements, sondern durch eine andere Bewegungsart betätigt wird, wobei die Vorrichtungen jedoch mit der besagten Überstromüberwachungseinheit ausgerüstet sind. Die Erfindung umfasst beispielsweise auch Vorrichtungen zur Lastschalterbetätigung mit Überstromüberwachungseinheit, bei denen der Lastschalter statt durch eine Drehbewegung durch eine Linearbewegung geschaltet wird, die beispielsweise von einer Zugseilanordnung oder einer Stange eines Antriebs bereitgestellt werden kann.
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Es versteht sich, dass in entsprechenden modifizierten Ausführungsformen der Erfindung die zu den obigen Ausführungsbeispielen geschilderten Funktionen von Öffnungsbewegung und Schließbewegung des Lastschalters auch vertauscht sein können. Ebenso versteht sich, dass sich die erfindungsgemäße Vorrichtung in gleicher Weise zur Betätigung von Lastschaltern in beliebigen anderen als den oben erwähnten Auslegungen von Hochspannungs-Schaltanlagen verwendet werden kann.
