DE1047915B - Hochspannungs-Schnellschalter mit Sperrmagnetausloesung, insbesondere UEberbrueckungsschalter zum Schutz von Reihenkondensatoren - Google Patents

Description

Bei Hochspannungs-Schnellschaltern, welche durch Sperrmagnete ausgelöst werden, sind zwischen dem Schaltorgan und dem Sperrmagnet Klinken, Kupplungen und sonstige Getriebeteile zur Übertragung des rom Sperrmagnet ausgehenden Schaltimpulses auf den Schalter angeordnet. Diese mechanischen Übertragungsteile zwischen dem Sperrmagnet und dem Schalter verteuern den Schalter und machen seinen Aufbau verwickelt. Ferner sind sie störanfällig und haben den besonderen Nachteil, daß sie infolge ihrer Massenwirkung das schnelle Arbeiten des Schalters beeinträchtigen.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch '•ermieden, daß der Sperrmagnetanker mit dem beweglichen Schaltstück des Schnellschalters, z. B. dem Schaltstift, unmittelbar verbunden ist. Bei Hochspannungs-Schnellschaltern, welche durch Feder und Druckluft betätigt werden, kann das bewegliche Schaltstück seinerseits mit den zur Schalterbetätigung dienenden Organen, dem Druckluftkolben und der Schaltfeder verbunden sein. Dabei kann gemäß der weiteren Erfindung der Druckluftkolben als. Federieller für die Schaltfeder ausgebildet werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eines Hochspannungsschalters an Hand der Zeichnungen zu entnehmen. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen ölarmen Schalter mit einer Schaltfeder zum Schließen und einem Druckluftantrieb zum Öffnen des Schalters, der insbesondere als Schalter zur Überbrückung der Kondensatoren in Reihenkondensatoranlagen dient. Alle Figuren sind nur schematische Darstellungen.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Schalter, Fig. 2 ein Schaltbild,

Fig. 3 in einem Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. 1 eine Kugelsperre für eine Mindestdruckverriegelung und

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Steuerschieber.

Der Schalter besteht gemäß der Fig. 1 im wesentlichen aus dem beweglichen Schaltorgan, dem Schaltstift 1, der den Schalter schließenden Feder 2, dem den Schalter öffnenden, aus mehreren Teilen bestehenden Druckluftantrieb, dem Sperrmagnet 4 und dem feststehenden Schaltorgan 5. Zum Druckluftantrieb gehören der Zylinder 3 mit dem Kolben 6 und das Steuerorgan, der Steuerschieber 16. Der Schaltstift 1 ist an dem Kolben 6 mit dem Bügel 7 befestigt. Auf die Kolbenfläche 8 des Kolbens 6 drückt die Feder 2, die sich mit ihrem anderen Ende an der Wand 29 des Gehäuses 14 abstützt.

Mit dem Kolben 6, welcher Kolbenringe 12 trägt, ist der Anker 10 des Sperrmagnets 4 durch das Rohr 9 verbunden. Mit 11 ist eine elastische Zwischenlage be-Hochspannungs-Schnellschalter

mit Sperrmagnetauslösung,

insbesondere überbrückungsschalter

zum Schutz von Reihenkondensatoren

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesells chaf t,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Walter Schimming, Berlin-Lichtenrade,
ist als Erfinder genannt worden

zeichnet, die zwischen dem Anker 10 und dem Rohr 9 angeordnet ist. Der Zylinder 3 ist auf einer Traverse 13 im Schaltergehäuse 14 befestigt. Mit 15 ist ein Pufferelement, z. B. eine Feder, bezeichnet, die sich an der Traverse 13 abstützt und den Kolben bei seiner Abwärtsbewegung auffängt. An dem Zylinder 3 ist ein Steuerschieber 16 für die Steuerung der durch das Rohr 17 einströmenden Druckluft angeordnet. Der Steuerschieber (vgl. Fig. 4) hat eine Einlaßöffnung 18 für die Druckluft und zwei Auslässe 19 und 20., von denen der Auslaß 19 in die Kammer 21 (s. Fig. 1) und der Auslaß 20 in die Kammer 22 (s. Fig. 1) mündet.

In der Kammer 22 ist eine Membran 23 angeordnet, die einen Ventilteller 24 zum Verschluß der Öffnung 25 des Zylinders 3 trägt. Mit 26 ist ein Auslaß für die

, Druckluft aus dem Zylinder 3 bezeichnet.

Der Sperrmagnet 4 hat einen Magnetschenkel aus Lamellen 27 und eine Polplatte28, die die magnetischen Flüsse aus den Lamellen der Magnetschenkel sammelt. Hierdurch wird die magnetische Anzugskraft gegenüber dem Anker 10 verbessert, welcher einen kreisförmigen Querschnitt hat. Der Sperrmagnet 4 ist auf der oberen Wand 29 des Gehäuses 14 befestigt und durch ein Gehäuse 30 geschützt.

Mit 64 ist eine Manschette bezeichnet, die an dem Zylinderansatz 65 des Gehäuses 14 mit Hilfe einer Feder 66 befestigt ist. Das Ende der Manschette ist zwischen dem Rohr 9 und der Gummiunterlage 11 des Ankers 10 eingeklemmt. Sie dient zum Schutz des Ankers 10, z. B. gegen Verstauben, und wird durch Schutzrohr 95 daran verhindert, bei der Aufwärtsbewegung des Ankers 10 in die Gänge der Feder 2

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eingeklemmt zu werden. Das Schutzrohr 95 ist auf stück 47 und von dort über den Schaltstift 1 in der

dem Zylinderansatz 65 axial beweglich geführt. vorgeschriebenen Weise zu der Anschlußklemme 60.

Um eine Sicherheit dafür zu haben, daß der Schalter Der Schalter ist in der eingeschalteten Stellung darbeim Einströmen der Druckluft schlagartig öffnet, ist gestellt. Um ihn auszuschalten, also zu öffnen, wir·! eine Mindestdruckverriegelung vorgesehen. Diese be- 5 Druckluft durch Öffnen des Ventils 67 eingefasst;];, wirkt, daß sich beim Einströmen der Druckluft in Die Druckluft strömt durch das Rohr 17 und die dem Raum 21 unter dem Kolben 6 erst genügend Kanäle 33, 42, 19 und 20 des Steuerschiebers. Durch Druckluft für die schlagartige Schalterbetätigung an- den Kanal 20 gelangt sie in den Raum 22, drückt die sammelt und daß daran anschließend der Schaltvor- Membran 23 gegen die Auslaßöffnung 25 und vergang ausgelöst wird. Diese Mindestdruckverriegelung io schließt diese. Durch den Kanal 19 gelangt die Druckbesteht aus den Kugeln 68 bis 72 (vgl. Fig. 1 und 3), luft in den Raum 21 und füllt ihn, wobei sie unter den von denen die Kugeln 68, 69 und 71, 72 in dem Kanal Kolben 6 tritt. Außerdem strömt sie an den Kugeln 87 in Buchsen 88 und 89 liegen. Die Kugel 70 in der 68 bis 72 vorbei und durch die Löcher 45 in den Mitte wird von einem Führungsstück 90 erfaßt, das Zylinder 9 unter den Kolben 73 und drückt nach Fülam unteren Ende der Kolbenstange 91 des Kolbens 73 15 lung des Raumes 21 mit Druckluft den Kolben 73 befestigt ist. Der Kolben 73 ist in dem als Zylinder gegen die Kraft der Feder 74 nach oben. Durch diese ausgebildeten Rohr 9 geführt und von der Feder 74 Bewegung wird die Kugel 70, welche über die Kolbenbelastet, die sich gegen den Boden des Rohres 9 ab- stange 91 und das Führungsstück 90 mit dem Kolben stützt. Mit 97 ist ein Haltering für die Kugeln be- 73 verbunden ist, mit nach oben genommen. Jetzt zeichnet. 20 können die Kugeln 68, 69 und 71, 72 nach innen aus-

Der Steuerschieber 16 (vgl. Fig. 4) besteht aus dem weichen. Dadurch geben sie dem Kolben 6 die Mög-

Gehäuse 31 und dem Kolben 32, 46. Er hat zwei Aus- lichkeit, unter dem Druck der Luft in der Kammer 21

drehungen 33 und 34 und drei Rastnuten 35, 36, 37, im Zylinder 3 nach oben zu steigen. Diese Bewegung

welche mit der Rastkugel 38 und der Rastfeder 39 zu- wird beendet, sobald der Anker 10 an die Polplatte 28

sammenarbeiten. Der Kolben 32, 46 wird durch die 25 des Sperrmagnets 4 stößt. Dabei wird die Einschalt-

Feder 40, die sich an der Wand 41 des Steuerschieber- feder 2 gespannt. In dieser oberen Stellung hat der

gehäuses 31 abstützt, nach links gedrückt. Das Steuer- Kolben 6 die Schlitze 75 freigegeben, so daß die

schiebergehäuse 31 hat einen Einlaßkanal 42, der zu Druckluft aus dem Zylinder 3 durch diese Schlitze 75

den Auslässen 19 und 20 führt. An den Einlaßkanal 42 und durch die Rohrleitung 76 in den Raum 77 des

schließt sich ein Auslaßkanal 43 mit der Auslaßöffnung 30 Steuerschiebers 16 strömt und dort den Kolben 32, 46

44 an. Der Kolben 32, 46 ist in derjenigen Stellung entgegen der Spannung der Feder 40 nach rechts

gezeichnet, in der das Einlaßrohr 17 über die Aus- drückt. Dadurch wird die Druckluftzufuhr aus dem

drehung 33 mit dem Einlaßkanal 42 verbunden ist. In Rohr 17 in den Kanal 42 und damit in die Räume 21

dieser Stellung wird der Auslaßkanal 43 durch den und 22 gesperrt. Sobald der Schieber 32, 46 durch

Teil 46 des Kolbens gesperrt. 35 seinen Ringkanal 34 den Kanal 43 mit dem Auslaß 44

Das feststehende Schaltorgan 5 (vgl. Fig. 1) ist in verbindet, wird die Druckluft aus den Räumen 22 und

dem Isolator 55 untergebracht. Zu ihm gehören die 21 durch den Kanal 43, den Ringraum 34 und die

Gegenkontaktstücke. Diese bestehen vorteilhafterweise Öffnung 44 abströmen können. Dabei Öffnet die Mem-

aus mehreren im Kreis angeordneten Vorkontakt- bran 23 mit dem Ventilteller 24 den Kanal 25, so daß

stücken 47 und mehreren im Kreis angeordneten 40 die Luft auch aus dem Zylinder 3 entweichen kann.

Hauptkontaktstücken 48. In der Fig. 1 sind nur je Trotzdem wird der Schalter aber nicht wieder ge-

zwei einander gegenüberstehende Vor- und Haupt- schlossen, weil der Sperrmagnet 4 den Schaltstift 1 in

kontaktstücke gezeichnet. Je ein Haupt- und ein Vor- der geöffneten Stellung festhält,

kontaktstück sind auf einer gemeinsamen Isolierplatte Soll der Schalter geschlossen werden, so wird (vgl.

49 befestigt. Diese Isolierplatten sind durch Federn 45 Fig. 2) eine von den drei Steuerwicklungen 82, 83, 98

50 und 51 an der Wand 52 des Gegenkontaktgehäuses des Sperrmagnets 4 an Spannung gelegt. Der Zweck 92 abgestützt. Der Vorkontakt 47 ist durch eine Lei- der Steuerwicklungen wird weiter unten erklärt wertung53 mit der Wand52 elektrisch leitend verbunden. den. Erhält eine Steuerwicklung Spannung, so wird Mit 54 ist ein Widerstand bezeichnet. Zu den strom- dadurch der Anker 10 freigegeben, so daß die Feder 2 führenden Teilen gehören noch der Anschlußbolzen 56 50 den Kolben 6 mit dem Schaltstift 1 schlagartig nach mit seinem Gewindeteil 93, auf den die elektrisch unten drücken kann. Die Luft aus dem Zylinder 3 entleitende Mutter 94 aufgeschraubt ist, die die Isolier- weicht ungehindert auf dem oben beschriebenen Wege, stoffmutter 59 trägt. Der Widerstand 54 ist vorteil- Der herabgleitende Kolben 6 wird durch das Pufferhafterweise ein Kohlewiderstand. element, die Feder 15, aufgefangen. Der Schaltstift 1

Der Strom wird durch den Bolzen 56 zugeführt. Er 55 berührt zuerst die Vorkontakte 47 und schaltet dadurch fließt, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, von hier den Widerstand 54 ein, der aber beim Schließen der über die Mutter 94, das Hauptkontaktstück 48, den Hauptkontakte 48 abgeschaltet wird. Schaltstift 1, die Stromabnahmerollen 57, die Strom- Die Fig. 2 zeigt das Schaltbild für die Verwendung führungsbolzen 58 zu der Traverse 13 und von dort des Schalters zum Schutz einer Netzspeisung mit einer zu dem Gehäuse 14 des. Schalters, von welchem er 60 Reihenkondensatoranlage. Die Netzversorgung besteht durch eine Anschlußschraube 60 abgenommen werden aus einem Generator 78, der über die Leitung 79 den kann. Sobald der Schaltstift 1 bei seiner Bewegung Verbraucher 80 speist. Mit 81 ist eine Kondensatornach oben den Hauptkantakt 48 nicht mehr berührt, anlage bezeichnet, die zum Ausgleich des Spannungsdrücken die Federn 50 die \^rorkontaktstücke 47 gegen abfalls in der Leitung79 dient. Der Sperrmagnet4 hat den Schaltstift 1. Dadurch wird der Widerstand 54 in 65 zwei Wicklungen 82 und 83, von denen die Wicklung den Stromweg eingeschaltet. Der Strom fließt jetzt von 82 unmittelbar an die Hochspannung angeschlossen 'kni Bolzen 56 über die Mutter 94, den Träger 61 des und über eine Funkenstrecke84 geführt ist Die Wick-Widerstandes 54 durch den Widerstand 54, die Platte lung 83· wird von einem Stromwandler 85 unter Zwi-C2, den zylindrischen Ring 63, das Gegenkontakt- schenschaltung eines Bimetallrelais 86 gespeist, welches gehäuse 92 durch die Leitung 53 zu dem Vorkoiitakt- 70 den Schalter 87 beeinflußt. Da dieser Schalter nicht

im Hochspannungskreis, sondern im Niederspannungskreis des Wandlers 85 liegt, kann er auch von Hand betätigt werden. Bei Kurzschluß wird die Funkenstrecke 84 ansprechen und der in der Wicklung 82 fließende Strom den Anker 10 des Sperrmagnets 4 freigeben. Bei lang andauernden Überlastungen wird das Bimetallrelais 86 den Sperrmagnet 4 rechtzeitig beeinflussen, so daß in allen diesen Fällen die Reihenkondensatoranlagen rechtzeitig überbrückt und vor Schaden bewahrt werden. Die Schaltung von Hand kann entweder vom Schalter 87 aus oder über die Wicklung 98 und die Batterie 99 mit dem Druckknopf 96 vorgenommen werden. Das Ausführungsbeispiel behandelt einen Überbrückungsschalter, der normalerweise geöffnet ist.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche Schalter beschränkt. Sie ist auch bei normalen Aus- und Einschaltern verwendbar, bei denen man Federn zum Ausschalten und Druckluft zum Einschalten benutzt. Man kann auch für beide Schaltvorgänge entweder Federn oder Druckluft verwenden. Die Erfindung ist auch bei Schaltern mit anderen flüssigen Löschmitteln, z. B. bei Wasserschaltern, also auch bei Expansionsschaltern anwendbar. Ferner kann sie auch bei Gasschaltern benutzt werden.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Hochspannungs-Schnellschalter mit Sperrmagnetauslösung, insbesondere Überbrückungsschalter zum Schutz von Reihenkondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrmagnetanker mit dem beweglichen Schaltstück des Schnellschalters, z. B. dem Schaltstift, unmittelbar verbunden ist.

2. Hochspannungs-Schnellschalter mit Betätigung durch Feder und Druckluft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Schaltstück des Schnellschalters mit den zur Schalterbetätigung dienenden Organen, dem Druckluftkolben und der Schaltfeder unmittelbar verbunden ist.

3. Hochspannungs-Schnellschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftkolben als Federteller für die Schaltfeder ausgebildet ist.

4. Hochspannungs-Schnellschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mindestdruckverriegelung für den Druckluftantrieb des beweglichen Schaltstückes vorgesehen ist.

5. Hochspannungs-Schnellschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestdruckverriegelung aus einer Kugelsperre mit mehreren Kugeln besteht und daß eine Kugel mit einem Kolben verbunden ist, welcher von der zur Schalterbetätigung dienenden Druckluft beaufschlagt wird.

6. Hochspannungs-Schnellschalter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Entlüftungseinrichtung für den Druckluftzylinder, welche wirksam wird, sobald der von der Druckluft beaufschlagte Druckluftkolben am Hubende angelangt ist.

7. Hochspannungs-Schnellschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung des Schnellschalters zum Schutz von Reihenkondensatoren der Sperrmagnet in Abhängigkeit von der Spannung an den Reihenkondensatoren gesteuert wird.

8. Hochspannungs-Schnellschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrmagnet von Hand durch z. B. Druckknopfbetätigung elektrisch gesteuert wird.

9. Hochspannungs-Schnellschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrmagnet mittelbar über einen Stromwandler von der Hochspannung gesteuert wird.

10. Hochspannungs-Schnellschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrmagnet unmittelbar von der Hochspannung gesteuert wird.

11. Hochspannungs-Schnellschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrmagnetsteuerwicklung im elektrischen Kreis einer Funkenstrecke liegt, welche beiderseits mit den zu schützenden Kondensatorbelägen verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 920 018, 881 089;
USA.-Patentschrift Nr. 2 700 081.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 727/389 12.