DE1098569B - Erdungsschalter hoher Einschaltleistung fuer Schnelleinschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Erdungsschalter hoher Einschaltleistung für Schnelleinschaltung.

In Übertragungsnetzen werden automatische Erdungsschalter benutzt, um Transformatoren zu schützen, die von einem Hochspannungsleistungsschalter weit entfernt aufgestellt sind. Beim Auftreten eines kleinen inneren Fehlers im Transformator wird dieser durch den Erdungsschalter so verstärkt, daß der in großer Entfernung vom Transformator gelegene Leistungsschalter ausgelöst wird. Der Fehlerstrom des Transformators ist nicht groß genug, um die in großer Entfernung vorgesehenen Relais zum Ansprechen zu bringen; in der Nähe des Transformators angeordnete Differentialrelais zeigen dagegen den Fehler an. Der Erdungsschalter wird dann betätigt und damit das Netz geerdet, so daß die Relais des in weiter Entfernung vom Transformator aufgestellten Leistungs-. schalters ansprechen und diesen auslösen. Der Transformator wird hierdurch entlastet, bevor eine erhebliche Beschädigung eingetreten ist.

Die bisher verwendeten selbsttätigen Erdungsschalter sind als Schwenktrenner ausgebildet und benötigen für ihre Betätigung fünfzehn bis dreißig Perioden. Erdungsschalter, die für 'ihre Betätigung fünfzehn bis dreißig Perioden benötigen, sind aber für die Zusammenarbeit mit schnellen Leistungsschaltern und Relais nicht geeignet.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Erdungsschalter für Hochspannung zu schaffen, dessen Betätigung nur fünf Perioden erfordert, der weiterhin in der Lage ist, bei einer verhältnismäßig hohen Stromstärke die Einschaltung vorzunehmen und dessen gesamter Schaltmechanismus ferner in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht ist. Außerdem soll dabei noch ein Zurückprellen des beweglichen Schaltstückes verhindert werden, und die Anordnung eines wesentlich aufwendigeren Leistungsschalters in der Nähe des Transformators soll eingespart werden.

Der erfindungsgemäße Erdungssohalter hoher Einschaltleistung für Schnelleinschaltung und Auslösung durch Fehlerrelais von Hochspannungstransformatoren zeichnet sich dadurch aus, daß die Kontaktgabe in einer geschlossenen, einesends mit dem Erdpoten-■tial verbundenen Schaltkammer erfolgt, wobei die folgenden, bei Leistungsschaltern bekannten Maßnahmen zur Anwendung kommen, um einen kurzen Schaltweg und eine schnelle Einschaltung zu erreichen :

a) Die aus Isolierstoff bestehende Schaltkammer ist mit einem Gas mit mindestens der l,4fachen elekirischen Festigkeit der Luft, insbesondere mit Schwefelhexafluorid, gefüllt,

b) das ortsfeste und das als verschiebbarer Schaltstift ausgebildete, mit dem Antriebsgestänge ver-Erdungsschalter hoher Einschaltleistung
für Schnelleinschaltung

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. ν. Amerika vom 31. Januar 1957

Chester W. Upton jun., Trafford, Pa.,

und Earl F. Beach, Pittsburg, Pa. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

bundene, vorzugsweise untere Schaltstück sind an den einander zugekehrten Enden mit Koronaschirmen versehen,

c) das bewegliche, in einer Hülse axial geführte Schaltstück steht in der Ausschaltstellung unter der Wirkung einer Einschaltfeder.
Der nach der Erfindung ausgebildete Schalter weist einen sehr geringen Abstand der Schaltstücke in der Ausschaltstellung auf. Dadurch wird die für die Einschaltung des Schalters benötigte Zeit zusätzlich verringert. Zugleich wird durch die Koronarschirme das elektrische Feld zwischen den Schaltstücken günstig gestaltet, wodurch ebenfalls der Abstand zwischen den Schaltstücken klein gehalten werden kann.

Die Schaltkammer wird zweckmäßig unmittelbar von einem den Antrieb enthaltenden Gehäuse getragen. In diesem Fall kann das bewegliche Schaltstück direkt mit dem auf Erdpotential liegenden Antrieb verbunden werden. Dabei kann es vorteilhaft sein, auch das die Schaltkammer tragende Gehäuse zum Teil gasdicht auszubilden und mit dem gleichen Gas wie die Schaltkammer zu füllen. Man kann dann die Abdichtung der Antriebsglieder nach außen innerhalb des Antriebsgehäuses vornehmen. Die Dichtung ist dann gegen Verschmutzung und Vereisung geschützt. Vorzugsweise erfolgt die Dichtung dort, wo die wellenförmigen Antriebsglieder eine hin- und hergehende Drehbewegung ausführen. An diesen Stellen kann eine Dichtung mit einer Membran sehr zuverlässig ausgebildet werden.

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Das bewegliche Schaltstück wird in bekannter werden. Tritt an der Transformatorwicklung ein Weise durch Federn in dieEinschaltstellung gebracht. Fehler auf, so bewirken die Differentialrelais DR die Dabei können die Federn direkt am Schaltstück an- Abschaltung des Leistungsschalters für niedrige greifen. Die Federn können aber auch über ein An- Spannungen, wodurch die Unterspannungsseite des tmebsgestänge wirken. Bei dem im folgenden be- 5 Transformators entlastet wird. Außerdem wird der schriebenen Ausführungsbeispiel wind von beiden Erdungsschalter geschlossen und damit die Übertra-Möglichkeiten Gebrauch gemacht. In der Ausschalt- gungsleitung L geerdet. Hierdurch wird erreicht, daß stellung wird das bewegliche Sahaltstück durch eine über die Übertragungsleitung ein so großer Strom Verriegelungsvorrichtung gehalten. Die Auslösung fließt, daß die Schutzrelais des Leistungsschalters für des Schalters kann durch eine Vorrichtung erfolgen, io hohe Spannungen ansprechen und die Abschaltung die durch eine horizontal angeordnete Drehwelle des Leistungsschalters bewirken, so daß die Überbetätigt wird und sowohl ein Zurückprellen des be- tragungsleitung von der Hochspannungssammelweglichen Schaltstückes verhindert als auch seine schiene getrennt wird. Auf diese Weise wird der Freigabe durchführt. Transformator vor Beschädigungen geschützt, wenn

Es ist bereits ein Erdungsschalter bekannt, bei dem 15 der Fehlerstrom selbst so gering ist, daß keine Abebenfalls eine direkt auf vertikal verschiebbare Kon- schaltung des Leistungsschalters erfolgen würde. Der taktstücke wirkende Kraftspeicher feder zum Ein- unter Umständen von einem Motor betätigte Trennschalten verwendet wird. Die Feder wird durch schalter kann, wenn erforderlich, unter bestimmten Lösen einer Verklinkung freigegeben und schiebt drei Bedingungen zum Schutz des Erdungssahalters gegen nebeneinander angeordnete, an einem Ende verbun- 20 Beschädigungen verwendet werden. Er kann, je nachdene bewegliche Schaltstücke gegen die zugeordneten dem, welche Bedingungen zu erfüllen sind, als Lastfeststehenden Schaltstücke. Bei der bekannten Anord- trennschalter ader als gewöhnlicher Trennschalter nung soll die Trennstrecke gleiah der Schlagweite ausgebildet wenden.

sein, die zwischen den Leitern der zu erdenden Lei- Wie Fig. 2 zeigt, ist der Erdungsschalter in einem

tung eingehalten werden muß. Deshalb fällt der be- 25 geschlossenen Gehäuse untergebracht. Das Gehäuse

kannte Schalter sehr groß aus. Für Hochspannung ist besteht aus einem Metallgehäuse 28, das ein zylin-

er praktisch nicht geeignet. Wegen seiner großen Ab- drisch.es Gehäuse 30 aus Isoliermaterial trägt, das im

mesKungen kann der bekannte Schalter auch keine vorliegenden Fall von drei Porzellanteilen 31, 32 und

großen Geschwindigkeiten erreichen. 33 gebildet wird. Das obere Anschluß stück 12 des

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im 30 Erdungsschalters ist an dem oberen Porzellanteil 33

folgenden an Hand der Figuren ein Ausführungsbei- befestigt und mit dem Transformator sowie dem

spiel beschrieben. Trennschalter leitend verbunden. Das untere An-

Fig. 1 zeigt ein einpoliges Schaltbild eines Über- schlußstück 15 (Fig. 5) des Erdungsschalters ist an

tragungssystems, bei dem der Erdungsschalter be- dem metallischen Gehäuse 28 angebracht und mit

nutzt wird; 35 Erde leitend verbunden.

Fig. 2 zeigt den Erdungsschalter gemäß der Erfin- Um die Abmessungen des Erdungsschalters für

dung, teilweise im Schnitt; hohe Spannungen zu verringern und die Schalt-

Fig. 3 zeigt einen Teil des Erdungsschalters im geschwindigkeit zu erhöhen, sind das Gehäuse 30 und

Schnitt; die Schaltstücke sind in der Einschaltstel- ein Teil des Gehäuses 28 mit einem Gas gefüllt, das

lung gezeichnet; 40 eine hohe dielektrische Festigkeit besitzt, z. B.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie IV-IV Schwefelhexafluoridgas. Die Verwendung solcher

der Fig. 2, und zwar die Verriegelungsvorrichtung; Gase, insbesondere von Schwefelhexafluoridgas, dessen

Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie V-V der dielektrische Festigkeit ungefähr zwei- bis dreimal so

Fig. 2, und zwar einen Teil der Antriebsvorrichtung; groß ist wie die der Luft, ist als Isoliermittel seit lan-

Fig. 6 zeigt einen Schnitt längs der Linie VI-VI 45 gem bekannt. Gase, deren dielektrischfe Festigkeit unge-

der Fig. 5; fähr das 1,4-bis 3facheder Luft beträgt, sindferner z. B.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt längs der Linie VII-VII Bromtrifluormethan (CF₃Br), Perfkiorpropan (C₃F₈), der Fig. 6; die das Zurückprellen des beweglichen Freon 12 (CCl₂F₂) und Selenhexafluorid (SeFe). Schaltstückes verhindernde Vorrichtung ist in der Außerdem hat die Verwendung eines gute Licht-Lage dargestellt, die sie bei geöffnetem Schalter ein- 5° bogenlöscheigenschaften besitzenden Gases, wie nimmt. Schwefelhexafluorid, noch den Vorteil, daß der beim

Wie Fig. 1 zeigt, werden der Erdungsschalter Einschaltvorgang zwischen den Schaltstücken auf- BT und ein Trennschalter T in Verbindung mit tretende Lichtbogen erheblich verringert wird. Hiereinem Leistungsschalter für niedrige Spannungen LN durch wird der Abbrand der Schaltstücke beim Ein- und einem den Transformator TR schützenden 55 schaltvorgang erheblich vermindert, so daß mit einem Leistungsschalter für hohe Spannungen LH benutzt. Schaltstück ohne weiteres mehrere Schaltungen aus-Die Niederspannungsseite des Transformators TR ist geführt werden können. Der Schalter gemäß der Erüber den Leistungsschalter LiV mit einer Niederspan- findung ist in der Lage, einen Strom von 20 000 Amnungssammelschiene NS verbunden. Mit ST₁ ist der pere einzuschalten, ohne daß hierbei eine Beschädiauf der Hoch- und mit 5T₂ der auf der Niederspan- 60 gung der Schaltstücke eintritt. Bei 'den bisher bekannnungsseite des Transformators vorgesehene Strom- ten Erdungsschaltern ist es dagegen erforderlich, die wandler bezeichnet. Die Entfernung zwischen dem Schaltstücke nach einer Einschaltung mit großem Transformiator TR und dem Leistungsschalter LH für Strom auszuwechseln.

hohe Spannungen sowie der Hochspannungssammel- Der Aufbau des Isoliergehäuses 30 und der Schaltschiene HS ist sehr groß. Durch die Verwendung 65 stücke des Schalters ist aus den Fig. 2 und 3 im eineines Erdungsschalters hoher Schallgeschwindigkeit zelnen zu entnehmen. Die drei Teile des Isoliergehäu- und eines Trennschalters erübrigt es sich, in der ses 30 werden durch zwei Metallringe 34 und Nähe des Transformators auf seiner Hochspannungs- Flansche 35 zusammengehalten. Die Flansche 35 sind seite einen Leistungsschalter vorzusehen, so daß die an den Porzellanteilen mit Hilfe eines hierfür geeig-Gesamtkosten der Schaltanlage erheblich verringert 70 neten Zementes befestigt. Die Flansche 35 werden

durch Schrauben 37 zusammengehalten, wobei die Porzellanteile gegen Dichtungen 38 gepreßt werden, die zwischen den Porzellanteilen und den Metallringen 34 vorgesehen sind.

Der untere Porzellanteil 31 ist in einfacher Weise mit einer Platte 41 verbunden, die an einer Tragplatte 42 befestigt ist. Die Tragplatte 42 ist an dem oberen Ende des Metallgehäuses 28 angebracht. In der gleichen Weise ist der obere Porzellanteil 33 an einer Platte 43 befestigt, auf die eine Abdeckplatte 44 mit Hilfe der Schrauben 45 aufgeschraubt ist.

Das feststehende Schaltstück ist mit 46 bezeichnet und an dem unteren Ende eines Metallrohres 47 angeordnet. Das obere Ende des Metallrohres 47 ist an einem flachen Ring 48 befestigt, der gegen die untere Seite der Platte 43 durch eine Klemmplatte49 und Schrauben 51 gedrückt wird. Durch Versetzen des Ringes 48 kann das feststehende Schaltstück 46 zu einem beweglichen Schaltstück in eine solche Lage gebracht werden, daß beide Schaltstücke auf einer Linie liegen. Nach dem Ausrichten werden die Schrauben 51 angezogen, wodurch der Ring 48 durch die Platte 49 festgeklemmt und in seiner Lage gehalten wird. Um das feststehende Schaltstück 46 nach dem Ausrichten in seiner Lage festzuhalten, sind in den Ring 48 noch Schrauben 52 eingeschraubt.

Das bewegliche Schaltstück 53 ist an dem oberen Ende einer Kontaktstange 54 angeordnet, die in einem Rohr 55 aus Metall bewegt wird. Die Kontaktstange

54 wird zweckmäßig aus Leichtmetall hergestellt, z. B. aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, damit sie beim Einschaltvorgang schnell beschleunigt wird. Das Rohr 55 besitzt an seinem unteren Ende einen Flansch 56, der an der Platte 41 mit Hilfe der Schrauben 57 angeschraubt ist. An dem unteren Ende des Rohres 47 ist zur Vermeidung von Glimmentladungen ein Schirm 58 und an dem oberen Ende des Rohres 55 ein Schirm 59 vorgesehen. Der Schirm 59 besitzt eine Bohrung 61 für den Durchtritt des beweglichen Schaltstückes 53 und der Kontaktstange54. Wie Fig. 3 zeigt, ist im Schirm 58 eine Bohrung 62 für den Durchtritt des beweglichen Schaltstückes 53 vorgesehen.

Die Kontaktstange 54 führt in dem Rohr 55 eine geradlinige Bewegung aus. Durch einen Bolzen 64 ist an der Kontaktstange 54 ein Kol'ben 63 befestigt (Fig. 2 und 3). Der Kolben 63 gleitet im Inneren des Rohres 55 und kann mit Ringen 65 versehen werden. An dem oberen Ende des Rohres 55 ist ein Teil 66 vorgesehen, der sowohl zum Verschließen des Rohres

55 als auch als Führungsstück für die Kontaktstange

54 dient. Der Teil 66 besteht aus einem Material, dessen Reibungskoeffizient gering ist, und wird durch den Schirm 59 gehalten, der an der Außenseite des Rohres 55 aufgeschraubt ist.

Wie Fig. 3 zeigt, sind in der Nähe des oberen Endes des Rohres 55 mehrere Entlüftungsöffnungen 67 vorgesehen. Hierdurch wird erreicht, daß das im Inneren des Rohres 55 befindliche Gas ausströmen kann, wenn der Kolben 63 nach oben bewegt wird, und zwar so lange, bis dieser die öffnungen 67 passiert hat. Bei der noch anhaltenden, nach oben gerichteten Bewegung des Kolbens 63 wird das in dem Rohr 55 befindliche Gas zusammengedrückt, wodurch die nach oben gerichtete Bewegung der Kontakts tange 54 und des beweglichen Schaltstückes 53 abgebremst wird. Aus der Ausschaltstellung wird 'die Kontaktstange 54 durch eine sie umgebende Feder 68 nach oben gedruckt. Die Feder 68 ist also im Inneren des Rohres

55 angeordnet und liegt zwischen einem Anschlag 69

und der Platte 41. Die Feder 68 ist, wenn sich die Kontaktstange54 in ihrer untersten Lage- befindet, gespannt, sie ist sehr kräftig und erteilt der Kontaktstange 54 zu Beginn der Einschaltbewegung die Beschleunigung. Die endgültige Einschaltung des Schalters wird von einer Feder des Antriebes durchgeführt.

Wie die Fig. 2 und 5 zeigen, ist das untere Ende der Kontaktstange 54 in das obere Ende einer Hülse 71 eingeschraubt. Durch die Hülse 71 erstreckt sich senkrecht zu ihrer Achse eine Welle 72, an deren Enden Rollen 73 vorgesehen sind, die während des Schaltvorganges in Nuten 74 eines Führungsstückes 75 geführt werden. Das obere Ende des Führungsstückes 75 ist an einer Halterung 76 befestigt, die an die Tragplatte 42 mit Hilfe der Schrauben 77 angeschraubt ist. Das untere Ende des Führungsstückes 75 ist an einer flachen Scheibe 78 befestigt, die in einem Führungsrohr 79 angeordnet ist. Das Führungsrohr 79 äst am Boden des Gehäuses 28 angebracht.

Ein Betätigungshebel 81 (Fig. 5), der an einer Antriebswelle 82 befestigt ist, besitzt ein gabelförmiges Ende 83, in das die Welle 72 hineinragt. Auf der Welle 72 ist ein zwischen dem gabelförmigen Ende 83 des Betätigungshebels 81 gelegenes Rollenlager 84 vorgesehen. Die Kontaktstange 54 wird -daher, wenn der Betätigungshebel 81 im Uhrzeigersinn gedreht wird, senkrecht nach unten bewegt. Der Betätigungshebel 81 wird durch eine Antriebswelle 82 in einer noch zu beschreibenden Weise betätigt. Wie bereits ausgeführt wurde, wird die Kontaktstange 54, nachdem die Verriegelung aufgehoben ist, durch die Feder 68 nach oben bewegt.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist die Welle 72 gegen die Hülse 71 durch ein Isolierrohr 85 isoliert. Hierdurch wird ein Stromfluß über die Welle 72 verhindert. An dem unteren Ende der Hülse 71, deren oberes Ende in die Kontaktstange 54 eingeschraubt ist, ist eine flexible Leitung 86 (Fig. 5) befestigt. Das obere Ende der flexiblen Leitung 86 ist an der Tragplatte 42 mit Hilfe der Schrauben 87 angeschraubt. Das an der Abdeckplatte 88 des Gehäuses 28 vorgesehene Anschlußstück 15 ist mit Erde leitend verbunden. In der Einschaltstellung des Schalters fließt der Strom von dem oberen Anschlußstück 12 über die Abdeckplatte 44, das Rohr 47, das feststehende Schaltstück 46, das bewegliche Schaltstück 53, die Kontaktstange 54, die Hülse 71, die flexible Leitung 86, die Tragplatte 42 und die obere Platte 88 des Gehäuses 28 zu dem unteren Anschlußstück 15. Da es sich bei dem Schalter um einen Erdungsschalter handelt, fließt im Normalfall über diesen kein großer Strom. Beim Ausschaltvorgang wird daher kein Lichtbogen gezogen, so daß keine Lichtbogenlöscheinrichtung benötigt wird.

An der unteren Seite der Platte41 sind mehrere Scheiben 91 aus federndem Material, z. B. Gummi, vorgesehen (Fig. 5). Diese Scheiben sind mit Hilfe der Schrauben 57, die gleichzeitig zur Befestigung des Rohres 55 auf der oberen Seite der Platte 41 dienen, an dieser befestigt. Unterhalb der federnden Scheiben 91 ist eine Platte 92 aus Metall vorgesehen, die gleichfalls von den Schrauben 57 gehalten wird. Wird die Kontaktstange 54 nach oben bewegt, so legt sich das obere Ende der Hülse 71 gegen die Metallplatte 92, wobei die federnden Scheiben 91 zusammengedrückt werden. Die federnden Scheiben 91 dienen also als Puffer für die sich nach oben bewegende Kontakteinrichtung. Wie bereits ausgeführt wurde, wird die Bewegung der Kontakteinrichtung gegen Ende des Einschaltvorganges auch dadurch abgebremst, daß das in dem oberen Ende des Rohres 55

befindliche Gas durch den Kolben 63 zusammengedrückt wird.

Die Verriegelungsvorrichtung (Fig. 4), die die Kontaktstange 54 in ihrer untersten Lage hält, in der die Feder 68 gespannt ist, besteht aus einer Klinke 95, die durch einen Bolzen 96 an einem Kniehebel 97 angelenkt ist. Der Kniehebel 97 ist mit Hilfe eines Bolzens 98 an einem Rahmen 99 drehbar befestigt. Der Kniehebel 97 trägt eine Rolle 101, die einen Auslösehebel 102 berührt. Der Auslösehebel 102 ist um einen Bolzenl03 drehbar. Die Klinke 95 und der Kniehebel 97 bilden ein Kniehebelgelenk, das durch eine Feder 104 in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird. Das Kniehebelgelenk ist durch den Hebel 102 so verriegelt, daß es durch die Kraft der Feder 68 nicht durchgedrückt werden kann. Die Klinke 95 ist mit einem Anschlag 106 versehen, der für gewöhnlich einen Anschlag 107 einer Klinke 105 berührt, wodurch die Klinke 105 in der in Fig. 5 dargestellten Lage gehalten wird.

Wird ein Elektromagnet 108 durch Betätigung eines Differentialrelais erregt, so wird eine Stange 109 nach oben bewegt, wodurch die Anlage des Auslösehebels 102 an der Rolle 101 aufgehoben wird. Hierdurch wird der Kniehebel 97 freigegeben und führt unter dem Druck der über die Klinke 105 und Welle 82 wirkenden Kraftspeicherfedern um den Bolzen 98 eine dem Uhrzeigersinn entgegengerichtete Bewegung aus. Die Bewegung des Kniehebels 97 wird durch einen Anschlag 111 begrenzt. Während der Kniehebel 97 in einer dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung bewegt wird, berührt eine am Ende der Klinke 95 vorgesehene Nase 112 den Teil 113 der Klinke 105, wodurch die Klinke 95 und die Klinke 105 außer Eingriff gebracht werden. Nachdem die Klinke 95 die Klinke 105 freigegeben hat, kann die gespannte Feder 68 das !bewegliche Schaltstück 53 in die Einschaltstellung bringen, wobei die Antriebswelle 82 gedreht wind.

Sobald die Klinke 95 und die Klinke 105 außer Eingriff stehen, wird der Kniehebel 97 durch die Feder 104 im Uhrzeigersinn so lange gedreht, bis er sich gegen den Anschlag 111 legt. Der Auslösehebel 102 wird durch eine Feder 114 in Richtung des Uhrzeigersinnes gedreht. Die Verriegelungsvorrichtung befindet sich nunmehr in einer Lage, in der die Klinke 105 und der Antrieb zurückgeführt werden können.

Wie Fig. 6 zeigt, sind im Innern des Metallgehäuses 28 zwei Rollenlager 115, 116 für die Antriebswelle 82 vorgesehen. Der Betätigungshebel 81 ist an der Antriebswelle 82 mit Hilfe eines Bolzens 117 befestigt. Das Rollenlager 115 ist in einer Lagerschale 118 gelagert, die an einem Teil 119 mit Hilfe von Schrauben 121 und 122 befestigt ist. Der Teil 119 ragt in eine Öffnung einer im Innern des Gehäuses 28 angeordneten Wand 123 hinein. Zwischen der Lagerschale 118 und dem Teil 119. ist eine Dichtung 124 vorgesehen.

Das Rollenlager 116 wird von einer Lagerschale 125 getragen, die im Innern einer Hülse 126 angeordnet ist, die in einer Öffnung einer im Innern des Gehäuses 28 vorgesehenen W^rand 127 befestigt ist. Eine Dichtung 128, die sich über die Lagerschale 125 und die Hülse 126 erstreckt, wird durch einen Klemmring 129 gehalten, der an der Hülse 126 mit Hilfe der Schrauben 131 befestigt ist. Das Rollenlager 116 wird in der Lagerschale 125 mit .Hilfe.einer mit Gewinde, versehenen Buchse 132 .gehalten, die in die Lagerschale 125 eingeschraubt ist.

Um ein Ausströmen des unter Druck stehenden Gases aus dem Raum 133 des Gehäuses 28 zu verhindern, sind elastische, als Hülsen ausgebildete Dichtungen 134 vorgesehen. Jede elastische Hülse 134 -ist mit einem Ende auf den sich gegenüberliegenden Seiten der Nabe des Betätigungshebels 81 durch Klemmringe 135 und Schrauben 136 festgeklemmt. Das andere Ende der einen flexiblen Hülse 134 ist an der Lagerschale 125 und das andere Ende der zweiten flexiblen Hülse 134 an der Lagerschale 118 mit Hilfe der Klemmringe 135 und der Schrauben 136 festgeklemmt. Zwischen den elastischen Hülsen 134 und der Lagerschale 125 sowie der Lagerschale 118 ist je ein elastischer Ring 137 vorgesehen.

Zwischen den elastischen Hülsen 134 und der Nabe des Betätigungshebels 81 sind elastische Ringe 138 vorgesehen. Auf diese Weise wird mit Sicherheit ein Ausströmen des Gases entlang der Antriebswelle 82 verhindert. Der Schalter gemäß der Erfindung ist also gasdicht verschlossen, so daß keine ständige Verbindung mit einem das unter Druck stehende Gas enthaltenden Behälter vorgesehen werden muß, wie dies bei Druckluftschaltern der Fall ist.

Das linke Ende der Antriebswelle 82 wird von einem Bolzenl42 in einer Hülsel41 gehalten (Fig.6). An der Hülse 141 ist eine Verriegelungsscheibe 143 befestigt. Eine Hohlwelle 144 ist in einer Hülse 145 drehbar gelagert, die in die Bohrung eines Teiles 146 hineinragt, der an der Außenwand des Gehäuses 28 mit Hilfe der Schrauben 147 befestigt ist. In das an dem Gehäuse 28 gelegene Ende der Hohlwelle 144 ist die Hülse 141 hineingesteckt. Zwischen der Hohlwelle 144 und der Hülse 141 ist eine weitere Hülse 148 vorgesehen. Ein Antriebshebel 149 ist an dem außerhalb des Gehäuses 28 gelegenen Teil der Hohlwelle aufgesteckt.

Durch die Bohrung der Hohlwelle 144 erstreckt sich eine Zeigerwelle 151. Zur Lagerung der Zeigerwelle 151 sind Hülsen 152 und 153 vorgesehen. Die Hülse 153 ist in das linke Ende der Antriebswelle 82 und die Hülse 152 in das äußere Ende der Hohlwelle 144 eingesetzt. An dem äußeren Ende der Zeigerwelle 151 ist ein Zeiger 154 befestigt. Wie aus Fig. 2 und 6 zu entnehmen ist, ist an der Außenwand des Gehäuses 28 eine mit den Worten »Ein« und »Aus« versehene Platte 155 angebracht. Aus der jeweiligen Stellung des Zeigers 154 kann man ersehen, ob der Erdungsschalter ein- oder ausgeschaltet ist. Wie Fig. 7 zeigt, ist eine Feder 156 vorgesehen, durch die sich eine Führungsstange 157 erstreckt. Das obere Ende der Führungsstange ist an der Verriegelungsscheibe 143 befestigt. Befinden sich die Schaltstücke des Schalters in der Ausschaltstellung, so ist die Feder 156 gespannt. Wie bereits ausgeführt wurde, ist in diesem Fall auch die Feder.68 gespannt. .Die Feder 68 hat einen verhältnismäßig kurzen Hüb und beschleunigt .das bewegliche Schaltstück sehr schnell. Die Kraft der Feder 156 wirkt während des ganzen Emsohaltvorganges auf 'das bewegliche Schaltstück 53. Die Kraft der Feder 156 kommt, sobald die Verriegelung aufgehoben ist, zur Wirkung.

Um beim Einschaltvorgang des Schalters ein Zurückprellen des beweglichen Schaltstückes in die Ausschaltstellung zu verhindern, ist eine Klinke 158 vorgesehen, die an einem Teil 159 drehbar befestigt ist. Der Teil 159 ist an der in der Wand 127 des Gehäuses 28 vorgesehenen Hülse 126 angebracht. Die das Zurückprellen des beweglichen Sahaltstückes 53 verhindernde Klinke 158 wird durch eine Feder 162 um einen Bolzen 161 in Richtung des Uhrzeigersinnes ge-

dreht. Ein Anschlag 164 der Klinke 158 legt sich gegen einen Anschlag 163 der Verriegelungsscheibe 143, wodurch das bewegliche Schaltstück in der Einschaltstellung gehalten und ein Zurückprellen desselben vermieden wird.

Die Ausschaltung des Schalters einschließlich der Neuspannung der Federn erfolgt, wenn sich dieser nach seiner Auslösung in der Einschaltstellung befindet, durch den Antriebshebel 149, der an der Hohlwelle 144 befestigt ist. An der Außenseite der Hohlwelle 144 ist ein Bund 165 angebracht (Fig. 6). In dem Bund 165 ist ein Bolzen 166 gelagert, der sich parallel zur Hohlwelle 144 erstreckt. Wie die Fig. 7 zeigt, ist das eine Ende des Bolzen 166 verjüngt, ragt durch die Verriegelungsscheibe 143 und ist so angeordnet, daß es sich gegen die an der Verriegelungsscheibe vorgesehenen Anschläge legt. Der Bolzen 166 ist außerdem so angeordnet, daß er das Ende eines Ansatzes 167 der Klinke 158 berührt, die ein Zurückprellen des beweglichen Schaltstückes 53 mit Ansatz 164 λ-erhinidert. Wird also die Hohlwelle 144 mit Hilfe des Antriebshebels 149 gedreht, um die Ausschaltstellung wiederherzustellen, so berührt der Bolzen 166 den Ansatz 167 'der Klinke 158, wodurch diese gehoben und ihre Berührung mit dem Anschlag 163 der Verriegelungsscheibe aufgehoben wird. Hat der Bolzen 166 die in Fig. 7 gestrichelt eingezeichneten Lagen eingenommen, so ist die Klinke 158 ausgeklinkt, der Bolzen 166 legt sich dann gegen einen Anschlag 168 der Verriegelungsscheibe 143. Dadurch wird die Verriegelungsscheibe 143 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und nimmt die in Fig. 7 dargestellte Ausschaltstellung ein, die durch die Klinken 105, 95 (Fig. 4) gesichert wird. Die Feder 68 und die Feder 156 werden beide während der Ausschaltbewegunig wieder gespannt.

Nachdem der Schalter in die Ausschaltstellung zurückgebracht ist, wird der Antriebshebel 149 in eine Lage gebracht, in der sich der Bolzen 166 in der in Fig. 7 dargestellten Lage befindet, d. h. sich gegen den Anschlag 169 der Verriegelungsscheibe 143 legt. Auf diese Weise wird die Berührung des Bolzens 166 mit idem Anschlag 168 aufgehoben und 'die Verriegelungsscheibe 143 freigegeben, so daß sie, wenn der Auslösemechanismus des Schalters erneut betätigt wird, in ihre Einschaltstellung geführt werden kann. Die Hohlwelle 144 und der Bolzen 166 stellen also eine mit Spiel versehene Verbindung zwischen dem Antriebshebel 149 und der an der Antriebswelle 82 befestigten Verriegelungsscheibe 143 dar.

Wie die Fig. 6 und 7 zeigen, ist in die Verriegelungsscheibe 143 ein Bolzen 171 eingesetzt, der so angeordnet ist, daß er sich gegen einen an der Zeigerwelle 151 befestigten Hebel 172 legt. Durch den Bolzen 171 werden die Zeigerwelle 151 und der an ihr befestigte Zeiger 154 in der gleichen Richtung wie die Verriegelungsscheibe 143 gedreht. Mit Hilfe des Zeigers 154 wird auf der Platte 155 die jeweilige Lage der Schaltstücke des Erdungsschalters angegeben. Durch eine Feder 173, deren eines Ende an dem Hebel 172 befestigt ist (Fig. 6), wird die Zeigerwelle 151 in der anderen Richtung gedreht.

In dem Gehäuse 28 sind ferner noch zwei druckempfindliche Relais oder Schalter 176 und 177 vorgesehen (Fig. 4). Die Relais sind mit Hilfe der Leitungen 178 und 179 mit dem in der Mitte des Gehäuses 28 gelegenen Teil, der mit Schwefelhexafluoridgas gefüllt ist, verbunden. Die Relais stehen also unter dem Einfluß des im Innern des Gehäuses herrschenden Gasdruckes. Der Gasdruck beträgt für gewöhnlieh ungefähr 2,1 at. Der Schalter kann aber auch ohne Schwierigkeiten bei einem Gasdruck von ungefähr 1 at betrieben werden.

Um unnötige Kurzschlüsse auf dem Übertragungssystem zu vermeiden, d. h., wenn kein Fehler am Transformator T vorliegt, sondern nur infolge der Diffusion des Gases der Gasdruck im Inneren des Schaltergehäuses zu gering ist, wird nur ein Relais, z. B. das Relais 176, betätigt. Die Kontakteinrichtung dieses Relais ist durch Anschlüsse 181 mit der Auslösevorrichtung des in Fig. 1 dargestellten Leistungsschalters LN für niedrige Spannungen verbunden, so daß dieser Schalter abgeschaltet wird. Das Relais 176 ist außerdem mit dem Antriebsmotor des in Fig. 1 eingezeichneten Trennschalters T leitend verbunden, so daß dieser ebenfalls abgeschaltet wird, nachdem der Leistungsschalter für niedrige Spannungen geöffnet ist. Der Transformator ist nun entlastet.

Wie bereits ausgeführt wurde, ist der Trennschalter T so ausgebildet, daß er den Ladestrom der Übertragungsleitung L abschalten kann. Auf diese Weise wird der Erdungsschalter ET von der Übertragungsleitung L getrennt. In das Gehäuse des Erdungsschalters kann nun Gas nachgefüllt und damit der erforderliche Gasdruck wiederhergestellt werden. Es ist zu bemerken, daß es in diesem Fall nicht erforderlich ist, den Erdungsschalter ET einzuschalten, um die Übertragungsleitung L zu erden. Außerdem ist noch darauf hinzuweisen, daß eine Betätigung des Relais 176, solange der Druck im Gehäuse des Erdungsschalters ET die entsprechende Höhe besitzt, nicht möglich ist. Der Erdungsschalter ET wird also, wenn an dem Transformator T ein Fehler auftritt, in der normalen Weise betätigt, um die Übertragungsleitung L zu erden und das Abschalten des Leistungsschalters LH zu bewirken.

Für den Fall, daß eine schnelle Abnahme des Gasdruckes im Gehäuse des Erdungsschalters ET auftritt, wird das Relais 177 ausgelöst, das erst bei einem niedrigeren Druck als das Relais 176 anspricht. Hierdurch wird der Elektromagnet 108 erregt und die Auslösevorrichtung des Erdungsschalters ET betätigt, so daß dieser eingeschaltet und die Übertragungsleitung L geerdet wird. Der schnellschaltende Leistungsschalter LH wird dann in der bereits beschriebenen Weise ausgeschaltet. Auf diese Weise wird der Erdungsschalter ET vor Beschädigungen geschützt, die durch eine Betätigung desselben bei zu niedrigem Gasdruck eintreten können. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß nur ein druckempfindliches Relais benötigt wird, um den Erdungsschalter ET zu schützen. Wenn erforderlich, kann also das mit dem Motor des Trennschalters T verbundene Relais fortgelassen werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Erdungsschalter hoher Einschaltleistung für Schnelleinschaltung und Auslösung durch Fehlerrelais von Hochspannungstransformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktgabe in einer geschlossenen, einesends mit dem Erdpotential verbundenen Schaltkammer erfolgt, wobei die folgenden, bei Leistungsschaltern bekannten Maßnahmen zur Anwendung kommen, um einen kurzen Schaltweg und eine schnelle Einschaltung zuerreichen :

a) Die aus Isolierstoff bestehende Schaltkammer ist mit einem Gas mit mindestens der l,4fachen elektrischen Festigkeit der Luft, insbesondere mit Schwefelhexafluorid, gefüllt,

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b) das ortsfeste und das als verschiebbarer Schaltstift ausgebildete, mit dem Antriebsgestänge verbundene, vorzugsweise untere Schaltstück sind an den einander zugekehrten Enden mit Koronaschirmen versehen,

c) das bewegliche, in einer Hülse axial geführte Schaltstück steht in der Ausschaltstellung unter der Wirkung einer Einschaltfeder.

2. Erdungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch ein Teil des die Schaltkammer tragenden Antriebsgehäuses mit demglei-

chen Gas wie die Schaltkammer gefüllt ist, wobei die gasdichte Durchführung der Antriebsglieder nach außen innerhalb des Antriebsgehäuses dort erfolgt, wo die Antriebsglieder wellenförmig ausgebildet sind und eine hin- und hergehende Drehbewegung ausführen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 739 305, 886 936;
belgische Patentschrift Nr. 512 921;
USA.-Patentschriften Nr. 1 867 293, 2 541 788.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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