DE1068354B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Leistungsschalter, insbesondere mehrpolige automatische Streckentrenner, die zusammen mit automatischen Kurzunterbrechern bei Speiseleitungen in Verteilungssystemen verwendet werden können.

Es ist ein Ziel der Erfindung, einen mehrpoligen, insbesondere dreiphasigen Streckentrenner zu schaffen,,, der ein Zählwerk enthält, das die Anzahl der auftretenden Überströme zählt und den Streckentrenner nach dem Auftreten und Unterbrechen einer bestimmten Anzahl Überströme öffnet.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen mehrpoligen, insbesondere dreiphasigen Streckentrenner mit einem Zählwerk zu schaffen, das beim Auftreten eines Überstromes in irgendeiner Phase des Netzes anspricht und die Anzahl der Überströme in irgendeiner Phase zählt. Nach dem Auftreten und Unterbrechen einer vorbestimmten Zahl von Uberströmen soll das Zählwerk die Ausschaltung des Streckentrenners auslösen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen mehrphasigen Streckentrenner zu schaffen-, der ein Zählwerk besitzt, das die in einer Phase auftretenden Überströme oberhalb eines bestimmten Stromwertes zählt und den Streckentrenner nur nach dem Auftreten und Unterbrechen einer vorbestimmten Anzahl solcher Überströme auslöst.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, bei einem mehrphasigen Streckentrenner eine elektrische Steuereinrichtung für jede Phase des Trenners sowie ein einziges Zählwerk vorzusehen, das mit der genannten elektrischen Steuereinrichtung jeder Phase durch eine Kraftübertragung verbunden ist. Das Zählwerk wird dabei um eine Stufe durch die für jede Phase vorgesehene elektrische Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem Auftreten und der Unterbrechung eines Überstromes in dieser Phase weitergeschaltet.

Der Aufbau und die Wirkungsweise sowie weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ins einzelne gehenden Besahreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Dabei ist

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines dreiphasigen Streckentrenners nach der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt durch eine der elektrischen Steuereinrichtungen oder Impulsgeber.

Streckentrenner und Kurzunterbrecher werden in elektrischen Verteilungsanlagen verwendet. Der Kurzunterbrecher ist zwischen dem Verteilungsnetz und dem Kraftwerk angeordnet. Er spricht bei einem vorgegebenen Überstrom an und unterbricht schnell die Leitung. Danach schaltet er die Leitung schnell wieder ein und schaltet die Leitung wieder aus, falls der Fehler durch die Unterbrechung nicht behoben ist. Dieser Vorgang wird für eine bestimmte Anzahl von

Schalteranordnung
mit automatischen Streckentrennern

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 27. März 1958

Leonard V. Chabale, Maywood, III. (V. St. A.),

ist als Erfinder genannt worden

Schaltungen wiederholt. Wenn der Fehler andauert, schaltet der Kurzunterbrecher endgültig aus und wird in der Ausschaltstellung verriegelt. Die Leitung bleibt abgeschaltet, bis sie repariert werden kann.

Aufgabe der Streckentrenner ist es, eine elektrische Leitung in Teilstrecken zu zerlegen. Jede Leitung wird von einem Streckentrenner gesteuert, der eine vorbestimmte Zahl Unterbrechungen des Kurzunterbrechers zählt. Diese Zahl ist geringer als die Zahl der Wiedereinschaltungen. Nach dem Erreichen der vorbestimmten Zahl schaltet der Streckentrenner während einer durch den Kurzunterbrecher vorgenommenen Abschaltung der Leitung aus. Auf diese Weise wird ein gestörter Leitungsabschnitt durch den Streckentrenner abgeschaltet, bevor der Kurzunterbrecher die Abschaltung des gesamten Netzes auslöst.

Wie die Fig. 1 zeigt, besitzt jeder Pol des Streckentrenners ein feststehendes Schaltstück 11 und ein bewegliches Brückenschaltstück 13, das am unteren Ende einer beweglichen Kontaktstange 15 sitzt. Das obere Ende der Kontaktstange 15 ist an dem einen Arm 17 eines Winkelhebels angebracht. Der andere Arm 19 des Winkelhebels ist mit einer gemeinsamen Zugstange 21 verbunden. Die Zugstange 21 und mit ihr die beweglichen Schaltstücke 13 werden normalerweise gegen die Wirkung einer Ausschaltfeder 23 durch eine Hebelanordnung in der Einschaltstellung gehalten. Die Hebelanordnung besteht aus den Hebelgliedern 25, 27 und 29. Der Hebel 25 ist mit der Zug-

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stange 21 über einen Gelenkbolzen 31 verbunden. Die

verbunden. Der Hebel 29 ist auf einer Welle 37 befestigt.

Die Gelenkbolzen 33 und 35 befinden sich, normalerweise etwas exzentrisch oberhalb einer Geraden durch den Drehpunkt 31 und die Welle 37. Außerdem wirkt die Feder 23 nach oben und versucht, das Hebelge-Ienk aufzubrechen. Mit Hilfe eines umgekehrten Stützgelenkhebels, bestehend aus den Hebeln 39 und 41, werden die Hebel 25-27 normalerweise verriegelt. Der Gelenkhebel 39 ist schwenkbar am Bolzen 33 der Gelenkhebel 25-27 angebracht, das andere Ende des Hebels ist mit einem Bolzen 43 am Hebel 41 befestigt. An einem festen Drehpunkt 45 ist das andere Ende des Hebels 41 schwenkbar gelagert. Das Stützgelenk 39-41 wird normalerweise in der Verriegelungslage durch den Anschlag des Gelenkbolzens 43 an einer Klinke 47 gehalten, die an einem festen Drehpunkt 49 befestigt ist.

Das Stützgelenk 27, 29 wird in seiner etwas exzentrischen Lage durch den Anker 51 einer Einschaltspule 53 mit einem feststehenden Anschlag 55 gehalten. Der Anker 51 ist über eine Stange 57 mit dem Hebelglied 29 verbunden.

Das Ausschalten des Leistungsschalters kann von einer entfernt liegenden Stelle durch die Erregung eines Auslösemagneten 49 erreicht werden, der aus einer Spule 61 und einem Anker 63 besteht. Das Erregen des Auslösemagneten 59 wird durch Schließen eines Handschalters 65 bewirkt, der in Reihe mit der Spule 61 des Auslösemagneten liegt. Der Auslösemagnet zieht dann seinen Anker 63 an und bewegt damit einen Auslösehebel 67, der die Klinke 47 in die Entriegelungslage bewegt. Das Stützgelenk 39-41 wird freigegeben und läßt das Hebelgelenk 25-27 nach oben ausbrechen. Die Feder 23 zieht dann die Stange 21 nach links und öffnet gleichzeitig die Schaltstücke aller Phasen. Dabei bewirkt das Gewicht des Ankers 51 eine Bewegung des Gelenkhebels 29 im Uhrzeigersinn, wobei das Stützgelenk 39-41 zurückgeführt und verriegelt wird. Die Anordnung ist dann für eine neue Einschaltung bereit.

Die Klinke 47 wird durch eine Auslösestange 69 zum automatischen Auslösen des Schalters betätigt, die ein Teil eines als Ganzes mit 71 bezeichneten Zählwerkes ist. Das Zählwerk 71 besteht aus einem Zylinder 73, in dem ein Kolben 75 angeordnet ist, der mit dem unteren Ende der Stange 69 einstellbar verbunden ist. Die Stange 69 ist in eine Gewindebohrung des Kolbens 75 eingeschraubt und mit einer Mutter 76 gesichert. Durch eine Änderung der Lage der Stange 69 zum Kolben 75 kann das Zählwerk so eingestellt werden, daß es eine, zwei oder drei Unterbrechungen zählt, bevor es den Streckentrenner öffnet. Jede Phase des Leistungsschalters ist mit einer elektromagnetischen Flüssigkeitspumpe 77 versehen. Jede Pumpe ist so eingerichtet, daß sie eine vorbestimmte Menge Flüssigkeit in den Zählwerkszylinder 73 unter den Kolben 75 drückt, um den Kolben 75 und die Stange 69 um eine Strecke bei jedem Überstrom weiterzubewegen. Die drei Magnetpumpen 77 a, 77 b und 77 c der verschiedenen Phasen sind gleich ausgebildet. Wie Fig. 2 zeigt, bestehen sie im wesentlichen aus einer Spule 79, einem feststehenden Kernteil 81 und einem beweglichen Kern 83. Die Spule 79 ist mit Isolation 85 umgeben und zwischen den oberen und unteren Platten 87 angeordnet, die durch Bolzen 89 zusammengehalten werden. Das bewegliche Kernstück 83 ist in einem Zylinder 91 mit einem Dichtungssitz eingeschlossen. Das obere Ende des Zylinders \sV utttch feme !Läppet verschossen. T>er Staden des Zylinders ist mit einem Haltering 95 verschlossen, der in einer Nut im festen Kernteil 81 angeordnet ist, um diesen festzulegen. Ringdichtungen 97 verschließen den Zylinder 91 oben an der Kappe 93 und unten an dem festen Kernteil 81.

Der feststehende Kernteil 81 hat eine axiale Bohrung 99 mit einem Teil kleineren Querschnittes am

ίο unteren Ende. In der Bohrung 99 ist ein Rückschlagventil 101 angeordnet. Das bewegliche Kernteil 83 ist ebenfalls mit einer axialen Bohrung 103 versehen, die einen verjüngten Querschnitt an ihrem unteren Ende aufweist, in dem ein Rückschlagventil 105 vorgesehen ist. Ein Zylinder 107 mit einer axialen Bohrung ist in den oberen Teil der Bohrung 103 mit einem Preßsitz eingedrückt. Das bewegliche Kernteil 83 wird normalerweise durch eine Feder 109 nach oben gegen die Kappe 93 gedrückt.

Die Pumpen 77 befinden sich in öl oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit, wobei die Pumpe 77 a für die mit A bezeichnete Phase am unteren Teil des feststehenden Kernteiles 81 offen ist. Das obere Ende der Pumpe 77 a der Phased ist über ein Isolier rohr III mit dem unteren Ende des feststehenden Kernteiles 81 der Pumpe 77 b der Phase B verbunden. Das obere Ende der Pumpe 77 b der Phase B ist über ein aus Isoliermaterial bestehendes Rohr 113 mit dem unteren Ende der Pumpe 77 c der Phase C verbunden.

Das obere Ende der Pumpe77c der PhaseC ist mit einem Isolierrohr 115 an das untere Ende des Zylinders 73 des Zählwerkes 71 angeschlossen. Die Pumpen 77 für die drei Phasen des Schalters liegen somit in Reihe.

Der dreiphasige Streckentrenner kann in einem Behälter untergebracht sein. Er liegt dann unter öl, dessen Spiegel durch die gestrichelte Linie 118 angedeutet ist. Wenn ein Fehlerstrom mit einem größeren als einem. vorgegebenen Wert in irgendeinem Pol des Schalters auftritt, wird die Spule 79 so weit erregt, daß das bewegliche Kernstück 83 nach unten gezogen wird. Die Feder 109 wird dabei zusammengedrückt. Das durch die Bewegung des Ankers 83 verdrängte öl fließt durch das Rückschlagventil 105 nach oben. Wenn der Fehlerstrom durch einen Schalter, z. B. einen Kurzunterbrecher, abgeschaltet wird, wird die Spule 79 entregt. Die Feder 109 drückt den Anker 83 nach oben in seine normale Lage. Das öl, das, wie vorstehend beschrieben, durch den Anker verdrängt wurde, wird aus der Pumpe gedrückt. Ein ebenso großes ölvolumen fließt durch alle drei Pumpen 77 a, 77 & und 77 c und durch die Isolierleitungen 111, 113 und 115 zum Zylinder 73 des Zählwerkes und drückt den Kolben 75 und die Stange 69 um einen Schritt nach oben. Der Zählwerkskolben 75 wird durch jeden einer Anzahl schnell aufeinanderfolgender Fehlerströme und Unterbrechungen um einen Schritt weiterbewegt, die in einer Phase oder gleichzeitig in zwei oder drei Phasen auftreten. Nach einer vorbestimmten Anzahl Fehlerströme und Unterbrechungen erreicht die Stange69 den Hebel 47, den sie so auslenkt, daß, wie oben beschrieben, die öffnung der Schaltstücke aller Pole des Streckentrenners erreicht wird. Wenn jedoch der Fehler nicht weiterbesteht und nach einer oder zwei Kurzunterbrechungen der normale Netzzustand wieder erreicht wird, kehrt der Kolben 75 langsam in seine Ruhelage zurück, da die unter ihm liegende Flüssigkeit durch die Schlitze zwischen dem Kolben und der Bohrung des Zylinders 73 entweicht.

Claims (9)

Die Schaltstücke der einzelnen Pole des Streckentrenners werden gleichzeitig durch die Erregung der Einschaltspule 53 geschlossen, die ihren Anker nach oben zieht, wobei der Gelenkhebel 29 sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Das Stützgelenk wird dadurch über die Totpunktlage hinausgedrückt. Da gleichzeitig das Stützgelenk 39-41 verklinkt ist, ergibt die Streckung des Hebelgelenkes 27-29 eine nach rechts gerichtete Bewegung der Stange 21. Der Schalter wird allpolig eingelegt. ,Die Einschaltspule 53 wird mit Hilfe eines Relais ll!7 erregt, das zwei Satz mit Abstand voneinander angeordneter feststehender Schaltstücke 119 und 121 besitzt, die mit beweglichen Schaltstücken 123 und 125 zusammenwirken. Die beweglichen Schaltstücke 123 und 125 sind an einer Schaltstange 127 befestigt. Das obere Ende der Stange 127 ist mit einem Bolzen 129 versehen, der so ausgebildet ist, daß er von einer Klinke 131 erfaßt werden kann, die beweglich an dem unteren Ende eines Ankers 133 befestigt ist. Der Anker 133 gehört zum Relais 117, das mit einer Spule 135 versehen ist. Die Klinke 131 wird normalerweise durch eine nicht dargestellte Feder in eine Lage gedrückt, in der sie mit dem Bolzen 129 an der Schaltstange 127 zusammenwirkt. Am Anker 51 ist ein Arm 137 befestigt, der in der Einschaltstellung des Streckentrenners einen Arm 139 der Klinke 131 auffängt, so daß die Klinke 131 nicht unter den Bolzen 129 in der Ausschaltstellung der Schaltstücke 123 und 125 fassen kann. Wenn der Streckentrenner ausgelöst wird, wie oben beschrieben wurde, fällt der Anker 51 des Einschaltmagneten ab, wobei auch der Arm 137 nach unten bewegt wird. Die Klinke 131 kann deshalb unter den Bolzen 129 greifen. Wenn die Spule 135 des Relais 117 erregt wird, was durch das Einlegen eines Handschalters 141 bewirkt werden kann, wird der Anker 133 nach oben gezogen, wobei die Schaltstücke 123 und 125 schließen und die Einschaltspule 53 erregen. Wenn sich der Anker 51 nach oben bewegt, nimmt der Arm 137 den Arm 139 mit und zieht die Klinke 131 vom Bolzen 129 weg, so daß die Kontakte 123 und 125 öffnen und die Entregung der Einschaltspule 135 ergeben. Ein Hilfsschalter 143, der in der Einschaltlage des Streckentrenners ausgeschaltet ist und einschaltet, wenn der Streckentrenner ausschaltet, dient zur Erregung des Relais 117 in der Ausschaltlage des Streckentrenners. Der Hilfsschalter verhindert ferner eine Erregung der Einschaltspule, wenn der Schalter eingeschaltet ist. Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, wird durch die Erfindung eine für mehrere Pole des Streckentrenners gemeinsame Zählwerksanordnung geschaffen, die jeweils um einen Schritt in Abhängigkeit von dem Auftreten und der Unterbrechung eines Fehlerstromes weitergeschaltet wird. Das Zählwerk wird weiter- geschaltet, wenn ein Fehler in irgendeinem Pol des Schalters auftritt. Es wird auch beim gleichzeitigen Auftreten eines Fehlers in zwei oder mehr Phasen des Schalters nur um einen Schritt weitergeschaltet. Nach der Unterbrechung einer vorbestimmten Zahl von Fehlerströmen in irgendeinem der Pole wird die Ausschaltung des Streckentrenners ausgelöst. Patentansprüche:

1. Mehrpolige, insbesondere dreiphasige Schalteranordnung mit einem Kurzunterbrecher, der beim Auftreten eines Überstromes eine Leitung mehrmals unterbricht, d. h. aus- und einschaltet, und mit diesem in Reihe liegenden Streckentrennern, die nach einer vorbestimmten Anzahl Unterbrechungen während einer Unterbrechung, ausgelöst durch ein Zählwerk, Leitungsabschnitte abtrennen, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Zählwerk für mehrere Pole vorgesehen ist, das die Unterbrechungen in den einzelnen Polen summiert.

2. Schalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählwerk bei gleichzeitigen Unterbrechungen in mehreren Polen nur einmal betätigt wird.

3. Schalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählwerk einen Kolben und einen Zylinder aufweist, in den bei einer Unterbrechung eine bestimmte Flüssigkeitsmenge gedrückt wird.

4. Schalteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pol eine Flüssigkeitspumpe aufweist, die mit dem Zylinder verbunden ist.

5. Schalteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitspumpe als Magnetsystem ausgebildet ist, dessen Anker in einem mit Flüssigkeit gefüllten Rohr verschiebbar angeordnet und mit einem Rückschlagventil versehen ist.

6. Schalteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Rückschlagventil vorgesehen ist, das ein Zurückfließen der beim Arbeitshub geförderten Flüssigkeitsmenge verhindert.

7. Schalteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitspumpen aller Pole in Reihe geschaltet sind.

8. Schalteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Isolierflüssigkeit, vorzugsweise öl, verwendet wird und daß die Magnetpumpen durch Isolierstofileitungen miteinander verbunden sind.

9. Schalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Zählwerk ausgelöste Streckentrenner allpolig ausschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© m 647/315 1 0.59