DE1052497B - Schubtrennschalter, insbesondere fuer gekapselte, z. B. metallgekapselte Hochspannungs-Sammelschienenanlagen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Trennschalter, insbesondere auf metallgekapselte Schubtrennschalter, und befaßt sich mit der Stromführung zwischen dem beweglichen und dem feststehenden Schaltstück. Bei in einem Metallgehäuse eingeschlossenem Schalter tritt das Problem der Bewältigung hoher Stoßspannungen auf, welche betriebsmäßig auftreten oder bei der Prüfung absichtlich angewendet werden können. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schubtrennschalter zu schaffen, welcher einerseits hohe Stoßspannungen aushält, ohne andererseits jedoch dabei die Abmessungen des Gehäuses stark über das Maß hinaus zu vergrößern, welches für ein Schubtrennschaltergehäuse in gekapselten Sammelschienenanlagen mit gegeneinander isolierten Phasenleitern bei gleichet Leistung erfoderlich ist.

Zu diesem Zweck sind schon Schubtrennschalter mit teleskopartig ineinander einschiebbaren Kontaktteilen bekannt, bei denen die Phasenleiter gegeneinander isoliert und an den Enden der Hochspannungsleiter mit Schirmen zur Vermeidung von Koronaverlusten verseihen sind. Die Schirme an den die Schaltorgane tragenden Hochspannungsleitern können dabei nicht nur die Leiterenden, sondern auch die auf diesen angeordneten Sdhaltorgane mitumfassen.

Diese Schalter werden gemäß der Erfindung dadurch verbessert, daß ein Schirm von den beiden die Schaltorgane einer Schaltstelle umfassenden Schirmen größer als der andere Schirm, und zwar so groß ist, daß er bei geschlossenem Schalter den kleineren Schirm umschließt. Ferner kann ein Schirm von. den beiden zu einer Schaltstelle gehörenden Schirmen in an sich bekannter Weise auf seinem Träger beweglich angeordnet sein und derart durch die Bewegung des Schaltstückes selbst bewegt werden, daß er in geschlossenem Zustand des Schalters den Schirm des festen Kontaktstückes überdeckt, im geöffneten Zustand des Schalters aber, wie ebenfalls an sich bekannt, über die dann freie Spitze des Schaltstückes, also des Schaltstiftes, geschoben wird und diese dann bedeckt.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß die Baulänge des Schubtrennschalters stark verkürzt ist, wodurch sich weitere Vorteile für die Unterbringung eines solchen Schalters ergeben, weil er weniger Raum als die bekannten Schalter beansprucht. Außerdem wird der Schalter infolge seiner geringen Abmessungen auch billiger.

Um die durch die Erfindung verkürzte Baulänge zu erhalten, sind gemäß der weiteren Erfindung solche miteinander in Verbindung- tretenden Kontaktstücke verwendet, die einerseits klein sind, um Platz in den Schirmen zu rinden, andererseits aber genügend kräftig geformt sind und mit so großer Kraft gegeneinandergedrückt werden, daß der erforderliche hohe

Schubtrennschalter, insbesondere für gekapselte, z. B. metallgekapselte Ho chsp annungs-S ammels chienenanlagen

Anmelder: Westinghouse Electric Corporation, East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 4. Oktober 1954

Harold H. Rugg, Pittsburgh, Pa. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

Kontaktdruck bei geschlossenem Kontakt vorhanden ist. DerartigeKontaktorgane sind an sich bekannt; sie besitzen mehrere starre Kontaktfinger, die in gleichmäßigen Abständen voneinander rings um einen hohlen zylindrischen Leiter angeordnet sind, in welchem ein Ende eines zylindrischen Schaltstiftes untergebracht ist, der sich während der Betätigung des Schalters in der Längsrichtung des Leiters bewegt ; die Kointaktfinger werden durch einen Abstandhaltering im gegenseitigen Abstand gehalten, welcher Öffnungen für den Durchtritt der Kontaktfinger hat; ferner ist ein Haltering mit Flansch in dem Leiter befestigt; er hat Öffnungen, die den Öffnungen im Abstandhaltering entsprechen, durch welche die angewinkelten Teile der Kontaktfinger ragen, damit sie den Schaltstift berühren können.

Weitere Einzelheiten, insbesondere Merkmale und Vorteile der Erfindung, sind an Hand von Ausführungsbeispielen der Erfindung erläutert, welche in den Fig. 1 bis 11 der Zeichnungen schematisch dargestellt sind.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Schubtrennschalters ;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein vergrößerter Ouerschnitt längs der LinieIII-III in Fig. 4;

Fig. 4 ist ein vergrößerter Querschnitt durch einen Kontaktteil;

809 769/407

Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch einen Kontaktfinger;

Fig. 6 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer für die Kontaktteile verwendeten Kontaktfeder;

Fig. 7 ist ein vergrößerter Querschnitt eines Kontaktteiles und elektrostatischen Schirmes;

Fig. 8 ist eine Seitenansicht eines eingebauten Leiters, welcher im Gehäuse endigt, wobei ein Teil der Konstruktion der besseren Übersicht wegen weggelassen ist; ίο

Fig. 9 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines elektrostatischen Schirmes für das Ende des in Fig. 8 dargestellten Leiters;

Fig. 10 ist ein Querschnitt des in Fig. 9 gezeigten Schirmes.

Gemäß den Fig. 1 und 2 besteht der Schalter aus einem kastenähnlichen Metallgehäuse 10 mit axial in Abständen voneinander angeordneten hohlen zylindrischen Leitern 11 und 12, die innerhalb des Gehäuses endigen. Die Leiter 11 und 12 werden in axialer Riehtung durch mehrere Paare von einander gegenüber angeordneten Isolatoren 13 gestützt. Die Enden der Leiter 11 und 12 sind in der Einschaltstellung durch einen zylindrischen Schaltstift 14 miteinander verbunden. Der Schaltstift 14 wird von einem Isolator 15 getragen, der auf einem hin- und hergehenden Schlitten 16 montiert ist. Der Schlitten 16 besteht aus einem im Querschnitt U-förmigen Grundrahmen mit Gleitteilen, die dem Schlitten eine hin- und hergehende Bewegung auf zwei Führungsstangen gestatten. Der Schlitten wird durch ein Zahnrad mit Zahnstange an getrieben. Er trägt an einem Isolator das Schaltelement, z. B. einen Schaltstift 14. Die gestrichelten Linien zeigen die Lage des Schaltstiftes 14 im Leiter 12 in der ausgeschalteten Stellung des Schalters. Das Gehäuse 10 besteht aus Winkeleisenrahmenteilen 17 und 18, die zu einem starren Rahmen zusammengeschweißt sind, und aus Metallblechdeckplatten 19, die au den Rahmenteilen 17 und 18 befestigt sind. An jedem Ende des Gehäuses ist ein Endteil 21 mit einem kreisförmigen Flansch 22 vorgesehen. DieFlansche 22 dienen zur Befestigung von nicht dargestellten rohrförmigen Leiterumhüllungen für die Leiter 11 und 12, die außerhalb des Gehäuses mit ähnlichen Teilen verbunden sind, die einen Teil einer HochBpannungs-Sammelschienenanlage mit isolierten Leitern bilden. Eine mit Scharnieren versehene Tür 23 ist am Boden des Gehäuses 10 angeordnet und ermöglicht den Zutritt zum Schubtrennschalter.

Zur Stromleitung zwischen dem Schaltstift 14 und den Leitern 11 und 12 dient ein Kontaktteil 24, welcher auf dem Ende des Leiters 11 montiert ist, und ein Kontaktteil 25, welcher auf dem Ende des Leiters 12 angeordnet ist. Der Kontaktteil 25 ähnelt dem Kontaktteil 24, nur daß er in der entgegengestzten Riehtung, d. h. also um 180° gedreht, aufgesetzt ist.

Der Kontaktteil 24 (vgl. Fig. 3 bis 6) besteht aus mehreren Kontaktfingern 26, die rings um den hohlen zylindrischen Leiter 11 angebracht sind. Ein Ende eines jeden Kontaktfingers 26 berührt die Oberfläche des Leiters 11. Das andere Ende eines jeden Kontaktfingers hat einen angewinkelten Teil 27, der den zylindrischen Schaltstift 14 berührt. Die Kontaktfinger 26 werden in einem gewissen Abstand voneinander am Leiter 11 durch einen Abstandhaltering 28 gehalten, der am Umfang verteilte öffnungen 29 für den Durchtritt der Kontaktfinger 26 hat.

Eine Feder 31, vorzugsweise eine Blattfeder, ist in jeder Öffnung 29 des Ringes 28 angeordnet, um den Kontaktfinger 26 gegen den Leiter 11 und den Schalt-

stift 14 zu drücken, um den erforderlichen Kontaktdruck zwischen dem Kontaktfinger 26 und dem Leiter 11 sowie dem Schaltstift 14 zu bewirken. Die Feder 31 (vgl. Fig. 6) ist mit Aussparungen 32 zur Führung an den Wänden der Öffnung 29 im Ring 28 versehen.

Um eine Längsbewegung der Kontaktfinger 26 auf" dem Leiter 11 zu verhindern, ist ein mit einem Flansch versehener Haltering 33 im Leiter 11 angeordnet und dort durch Schrauben 34 befestigt. Der Ring 33 hat Öffnungen 35, die auf der gleichen Linie mit den Öffnungen 29 in dem Abstandhaltering 28 liegen, um die angewinkelten Teile 27 der Kontaktfinger 26 aufzunehmen. Die angewinkelten Teile 27 ragen durch die Öffnungen 35 und berühren den Schaltstift 14.

Damit der Schalter imstande ist, hohe im Betriebe auftretende und bei der Prüfung angewendete Stoßspannungen auiszuhalten, ohne daß ein Überschlag zwischen dem Schalter und dem Gehäuse 10 eintritt, sind elektrostatische Schirme für die Kontaktfinger 26 vorgesehen. Ein gebogener Schirm 36 ist auf den. mit Flansch versehenen Haltering 33 aufgeschraubt. Der Schirm 36 kann mit einer Schraube 37 auf dem Ring 33 befestigt werden und so gestaltet sein, daß er die Kontaktfinger 26 umschließt. Die Außenfläche des Schirmes 36 ist glatt und abgerundet, wodurch ein Überschlag bei hohen Stoßspannungen vermieden wird.

Ferner ist auf dem einen Ende des Sclialtstiftes 14 ein Metallschirm 38 vorgesehen und mit dem Sohaltstift 14 mit Schrauben-39 verbunden (s. Fig. 7). Der Schirm 38 hat einen gebogenen Teil 41, der über das eine Ende des Schaltstiftes 14 hinausragt, wenn sich der Schaltstift in der »Aus«-Steilung befindet, aber den Schirm 36 überdeckt, wenn sich der Schaltstift in der Stellung »Ein« befindet. Auf diese Weise stört der Schirm 38 das Einschalten des Schalters nicht. Jedoch ragt der gebogene Teil 41 des Schirmes genügend weit über das Ende des Scbaltstiftes 14 hinaus, um einen Überschlag bei hohen Stoßspannungen zu verhindern.

Der Schirm 38 kann auch in an sich bekannter Weise auf dem Schaltstift 14 beweglich angeordnet werden, z. B. derart, daß der Schaltstift 14 eine Feder trägt, gegen die sich der Schirm 38 abstützt und der Schirm 38 im geöffneten Zustand des Schalters die dann freie Spitze des Schaltstiftes 14 überdeckt; wird der Schalter alsdann geschlossen, d. h. der Schaltstift 14 in den Leiter 11 hineingeschoben, so- schiebt sich zugleich der Schirm 38 über den Schirm 36, und zwar unter Zusammendrücken der Feder.

Bei einer Hoehspannnungs-Sammelschienenanlage der beschriebenen Art mit isolierten Sammelschiene!! ist es manchmal nötig, ein freies Ende von einer Sammelschiene in der Anlage zuhaben. In diesem Fall ist es nötig, einen elektrostatischen Schirm für einen solchen freien Endteil eines Leiters vorzusehen, um einen Überschlag zwischen dem Ende der Sammelschiene und dem umschließenden Gehäuse zu verhindern. Wie die Fig. 8 zeigt, ist der Leiter 12 von einem im Querschnitt kreisförmigen Gehäuse 42 umschlossen, das von einem Rahmen 43 gestützt und mit einem Deckel 44 abgeschlossen ist. Ale Stütze dient ein Winkelträger 45, der durch Schrauben 46 am Rahmen 43 befestigt ist.

Ein vorzugsweise kugelförmiger elektrostatischer Schirm 47 ist an dem freien Ende des Leiters 12 mit Schrauben 48 befestigt. Der Schirm 47 besteht (s. Fig. 9 und IG) aus zwei Hälften, die durch eine Schraube 49 zusammengehalten werden. Dübelstifte

Claims (5)

51 halten die beiden Hälften in der richtigen Stellung zueinander. Mit 52 ist eine Montageöffnung bezeichnet. Der Schirm 47 hat vorzugsweise eine kugelfömige Gestalt. Für die wirksamste Abschirmung müßte der Radius der Kugel innerhalb des Bereiches von einem Viertel bis zu einem Drittel des Radius des zylindrischen Gehäuses 42 liegen, in dem der Schirm 47 angeordnet ist. Hierdurch ist erreicht, daß der Schubtrennschalter die hohen Spannungsstöße aushalten kann, ohne daß das Gehäuse für den Leiter über das durch seine normale Nennspannung gegebene Maß hinaus vergrößert werden muß. Durch die Erfindung sind Kontaktteile geschaffen, die sich besonders zur Stromführung zwischen Teilen eines metallgekapselten Schubtrennschalters eignen. Auch sind elektrostatische Sdhirme für die Schalterteile vorgesehen, die eine hohe Stoßspannungsbelastung zulassen. Die verschiedenen Teile des Gerätes nach der Erfindung sind verhältnismäßig einfach in der Konstruktion. Sie können preiswert hergestellt und eingebaut werden. Das Gerät gemäß der Erfindung eignet sich besonders zur Verwendung bei Hochspannungs-Sammelschienenanlagen mit isolierten Sammelschienen. Die Erfindung ist nicht an die beschriebenen Ausführungsbeispiele gebunden. An Stelle der einzelnen Teile können auch gleichartige andere Teile treten. Auch kann man die Erfindung nicht nur bei gekapselten Schubtrennschaltern, bei gekapselten Sammelschienenanlagen, sondern auch bei allen anderen Schubtrennschaltern verwenden, die auch in anderen als gekapselten Sammelschienenanlagen benutzt werden können. Die Schirme schützen nicht nur gegen elektrische Verluste, sondern auch gegen mechanische Beschädigung, \rerschmutzung und Witterungseinflüsse die von ihnen umgebenen Teile bei offenen Sdhubtrennschaltern in offenen Sammelischienenan lagen. Patentansprüche:

1. Schubtrennschalter, insbesondere für gekapselte, z. B. metallgekapselte Hochspannungs-Sammelschienenanlagen mit gegeneinander isolierten

Phasenleitern mit Schirmen an den Enden der Ho'cihspannungsleiter zur Vermeidung vom Koronaverlusten, die auch die Schaltorgane umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schirm (38) von den beiden die Schaltorgane einer Schaltstelle umfassenden Schirmen größer als der andere Schirm (36), und zwar so groß ist, daß er bei geschlossenem Schalter den kleineren Schirm umschließt.

2. Schubtrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schirm von den beiden zu einer Schaltstelle gehörenden Schirmen auf seinem Träger beweglich angeordnet ist.

3. Schubtrennschalter nach Anspruch 2, bei welchem als Schaltorgan ein Schaltstift verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Schirm (38) auf dem beweglichen Schaltstift (14) angeordnet ist und derart durch die Bewegung des Schaltstiftes selbst bewegt wird, daß er in geschlossenem Zustand des Schalters den Schirm (36) des festen Kontaktstückes überdeckt, im geöffneten Zustand des Schalters aber über die dann freie Spitze des Schaltstiftes (14) geschoben wird und diese dann bedeckt.

4. Schubtrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktoxgane aus mehreren um einen zylindrischen Schaft (11) angeordneten abgewinkelten Fingern (26) bestehen, welche in einem Abstandhaltering (28) in gleichmäßigem Abstand voneinander gehalten und durch Federn (31) auf die Teile gedrückt werden, welche durch sie elektrisch miteinander verbunden sind.

5. Schubtrennschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haltering (33) mit Flansch, welcher in dem die Kontaktfinger (26) tragenden Leiter angeordnet ist, ein axiales Verschieben der Kontaktfinger (26) verhindert (Fig. 4).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 490 585, 691245;
schweizerische Patentschrift Nr. 231 970;
französische Patentschrift Nr. 732 916;
USA.-Patentschriften Nr. 2 229 006, 2 229 504, 047, 2 517 435.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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