DE1105945B - Zweistuetzer-Leistungsschalter zum Anschluss an Hochspannungsschalt-anlagen und -netzteile, in denen die Spannung von zwei Seiten ansteht - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Zweistützer-Leistungsschalter, insbesondere Druckluftschalter mit Druckluftantrieb, der eine Leistungsschaltstelle mit zusätzlicher Lufttrennstrecke aufweist, die betriebsmäßig in Abhängigkeit voneinander betätigt werden und deren Schaltmittel auf zwei Stützisolatoren angebracht sind, zum Anschluß an Hochspannungsschaltanlagen und -netzteile, in denen die Spannung von zwei Seiten ansteht.

Die Erfindung bezweckt eine wesentliche Verbesserung derartiger Anlagen, indem sie die elektrische Verbindung zwischen dem aus einer Leistungsschaltstelle und einer zusätzlichen Lufttrennstrecke bestehenden Leistungsschalter und beispielsweise einer Freileitung cder den Doppelsammelschienen einer Schaltanlage mittels einer auszieh- oder ausspreizbaren Vorrichtung herstellt, welche auf jedem der beiden Isolatoren sitzt, die einen zwangläufigen Bestandteil jedes Pols des Leistungsschalters bilden. Dadurch wird die Aufstellung besonderer Isolatoren, wie sie bisher notwendig war, überflüssig.

Es sind Schalteinrichtungen bekannt, die aus einem als Stützerschalter ausgebildeten Leistungsschalter und einem Trennschalter bestehen, die unabhängig voneinander betätigt werden und bei denen der bewegliche Schaltteil des Trennschalters vom Leistungsschalter getrennt angeordnet ist. Auch kennt man Druckgasschalter mit Druckgasantrieb, die aus einer beblasenen Leistungsschaltstelle und einer Spannungslufttrennstelle in Reihenanordnung bestehen, wobei die beiden letzteren in Abhängigkeit voneinander nacheinander betätigt werden. Auch sind elektrische Schaltgeräte auf einem Stützisolator bekannt, der Träger der Leistungsschaltstelle und gleichzeitig des Schwenkarmes mindestens einer Trennschaltstelle ist.

Die Erfindung besteht darin, daß der Anschluß des Leistungsschalters durch mindestens zwei an sich bekannte ausziehbare oder aufspreizbare Leiter erfolgt, die auf den Stützisolatoren angebracht sind, welche die Schaltmittel tragen.

Dadurch daß man bei einer Schalteinrichtung mit einem Zweistützer-Leistungsschalter nach der Erfindung mit weniger Isolatoren als bei den bekannten Schaltern auskommt, wird es ermöglicht, die neue Schalteinrichtung in einem kleineren Raum, als er bisher für derartige Schalter notwendig war, unterzubringen. Zugleich wird durch die Erfindung das Auswechseln überholungsbedürftiger Schalter erleichtert. Die Verwendung zweier ausspreizbarer Leiter, deren Ausspreizung erfindungsgemäß in veränderlicher Bahn erfolgen kann, ergibt außerdem den Vorteil, daß der Schalter nach der Erfindung sich ohne weiteres und ohne Abänderung seiner Schalteinrich-Zweistützer-Leistungsschalter
zum Anschluß an Hochspannungsschaltanlagen und -netzteile,
in denen die Spannung von zwei Seiten ansteht

Anmelder:

Etablissements Merlin & Gerin
Societe Anonyme, Grenoble (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Neureiter, Patentanwalt,
Nürnberg, Pirkheimer Str. 94

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 16. Oktober und 31. Oktober 1953

tungen an verschiedene räumliche Gegebenheiten anpaßt.

In Schaltanlagen ist es vielfach gebräuchlich, die Leistungsschalter und die Meßwandler (Spannungs- und Stromwandler) zu einer einzigen Einheit zusammenzufassen. In diesem Falle kann als Träger für eine der ausspreizbaren Verbindungen ein Isolator des Meßwandlers, und zwar vorzugsweise derjenige des Stromwandlers, benutzt werden. Hierbei wird der Erfindungsgedanke baibehalten, nämlich einen der bereits zwangläufig vorhandenen Isolatoren durch einen Meßwandler zu ersetzen und diesen somit als Träger der Anschlußvorrichtung zu benutzen.

Ein weiterer wesentlicher Erfindungsgedanke ist, auf beiden oder auf einer der beiden Isolatorsäulen gleichzeitig nicht wie bisher zwei aufwärts schwenkbare Greifarme, sondern zwei ausspreizbare Verbindungsvorrichtungen anzubringen, und zwar vorzugsweise dann, wenn der Leistungsschalter wahlweise oder gleichzeitig an zwei verschiedene Netzteile, z. B. Freileitungen, angeschlossen werden soll. Dabei wird man zweckmäßigerweise mindestens eine der Verbindungsvorrichtungen sowie entsprechende Einrichtungen zu deren Betätigung so anordnen bzw. ausführen,

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daß die Bahn, die der bewegliche Kontakt eben dieser Vorrichtung beim Ausfahren an die Freileitung beschreibt, willkürlich, d. h. den Erfordernissen der beiden Netze entsprechend, variierbar ist. Die beiden Verbindungsvorrichtungen können somit als Kupplung oder Umschalter dienen, wenn der Leistungsschalter wahlweise oder gleichzeitig an zwei verschiedene Netze angeschlossen werden soll.

Der oder die ausspreizbaren Leiter bestehen vorzugsweise aus einem polygonalen, aus mehreren Gliedern zusammengesetzten Gebilde (Nürnberger Schere), das sich in einer Ebene nach zwei Richtungen ausspreizen kann, wobei die Bewegungsfreiheit in jeder Richtung so geregelt werden kann, daß der bewegliche Kontakt eine beliebige abänderbare Bahn beschreibt. Diese Anordnung besitzt mehrere Vorteile: Sie gestattet in erster Linie, den Leistungsschalter zu normalisieren und ihn weitgehend Unabhängig von den Abständen zu machen, die für die Leitungen vorgesehen sind, an die er angeschlossen werden soll. Sie gestattet ferner, für die Leistungsschalter eine gewisse Toleranz bezüglich ihrer Stellung zu den Leitungen zuzulassen. Da es des weiteren möglich ist, die Bahn des beweglichen Kontakts auf die eine oder andere Seite der Achse des den ausspreizbaren Leiter tragenden Stützisolators zu verlegen, so besteht, wie schon bemerkt, die Möglichkeit, die Anschlußvorrichtung zum wahlweisen Anschluß des Leistungsschalters an zwei verschiedene, annähernd symmetrisch zum Schalter angeordnete Leitungen- oder Sammel-Schienensysteme, d. h. als Umschalter zu benutzen. Schließlich kann in dem Falle, wo zwei ausspreizbare Leiter auf ein und demselben Stützisolator befestigt sind, der Winkel zwischen den von den beiden beweglichen Kontakten beschriebenen Bahnen willkürlich geändert werden.

In Ausführung des Erfindungsgedankens werden die beiden Antriebsglieder des polygonalen Leiters entweder symmetrisch oder unsymmetrisch betätigt.

Diese Betätigung kann z. B. durch eine unsymmetrisch wirkende Vorrichtung erfolgen, die auf das eine der beiden Antriebsglieder derart einwirkt, daß die Bewegung des letzteren auf das andere Antriebsglied durch eine starre Verbindung von regelbarer Länge oder durch eine veränderbare Zahnradübertragung übertragen wird.

Die beiden Antriebsglieder der polygonalen Anschlußvorrichtung können im übrigen auch durch gesonderte, aufeinander einstellbare Antriebsmittel, z. B. durch zwei getrennt arbeitende Kolben, betätigt werden, deren Zylinder über einen Verteiler gespeist werden, der so eingerichtet ist, daß er die jedem der Zylinder zugeführte Druckluft oder Druckflüssigkeitsmenge für sich zu regeln gestattet.

Es ist selbstverständlich möglich, die beiden Antriebsglieder des ausspreizbaren Leiters getrennt durch rein mechanische Antriebsmittel zu betätigen, die über ein regelbares Differentialgetriebe miteinander gekuppelt sind, so daß ihre Wirkungen aufeinander abgestimmt werden können.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird der bewegliche Kontakt der Anschlußvorrichtung mit deren feststehendem Fuß- und Anschlußpunkt in bekannter Weise durch ein biegsames Kabel verbunden, durch welches der Strom von der Leitung zum Schaltgerät fließt. Hierdurch werden die Schwierigkeiten behoben, die sich ergeben können.

Weitere Erfindungsgedanken sind in den im folgenden an Hand der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispielen enthalten.

Abb. 1 stellt schematisch einen Druckluftleistungsschalter mit einer Anschlußvorrichtung teleskopischer Bauart dar;

Abb. 2 stellt eine Teilansicht des gleichen Schalters, jedoch mit einer Anschlußvorrichtung dar, die aus mehreren Gelenken besteht;

Abb. 3 stellt eine nach mehreren Richtungen innerhalb einer Ebene ausspreizbare Anschlußvorrichtung dar;

Abb. 4 stellt das bewegliche Ende der Anschlußvorrichtung gemäß Abb. 3 dar, wobei der bewegliche Kontakt in den festen Kontakt eingeschoben ist, welcher auf der Leitung angebracht ist, an die das Schaltgerät angeschlossen werden soll;

Abb. 5 stellt eine Ausführungsform dar, in welcher zwei Anschlußvorrichtungen auf ein und demselben Stützisolator befestigt sind.

In Abb. 1 ist 11 der Druckluftbehälter des Leistungsschalters, auf welchem die die Betätigungsorgane des letzteren enthaltenden metallischen Gehäuse 12 und 13 aufgebaut sind. 14 und 15 sind die beiden Stützisolatoren, von denen der erstere die Leistungsschaltstelle 16 mit dem Sockel 19 und der letztere den festen Kontakt 17 der zusätzlichen Lufttrennstrecke 18 sowie den Sockel 20 enthält. Jeder Sockel trägt eine Verbindungs- oder Anschlußvorrichtung 21 bzw. 22, die in einer vertikalen Ebene ausziehbar und mit einem Kontakt 23 bzw. 24 versehen ist, der sich, wenn die Anschlußvorrichtung voll ausgespreizt ist, in bekannter Weise in einen festen Gegenkontakt 25 bzw. 26 der Freileitung oder Sammelschiene einschiebt. In der Abb. 1 ist beispielsweise der feste Kontakt 25 auf der ankommenden Leitung α und der Kontakt 26 auf der abgehenden Leitung d befestigt. Die Anschlußvorrichtungen 21 und

22 sind mittels der isolierten Rohrleitung 27 über ein im Kasten 12 befindliches, elektrisch betätigtes Ventil an den Druckluftkessel 11 angeschlossen.

Die Vorrichtung funktioniert wie folgt: Wenn der elektrische Kreis geschlossen ist, sind die Kontakte

23 und 24 in die entsprechenden Gegenkontakte 25 bzw. 26 eingeschoben, und der Strom fließt von a über 25, 23, 21, die nicht mit dargestellte Leistungsschaltstelle 16, die geschlossene zusätzliche Lufttrennstelle 18, den Kontakt 17, 20, 22, 24 und 26 nach d. Die Unterbrechung des Stromkreises erfolgt in bekannter Weise durch die Leistungsschaltstelle und die zusätzliche Lufttrennstelle 18 und schließlich durch das Herablassen der Vorrichtungen 21 und 22. Letzteres geschieht durch automatische öffnung eines in der Zeichnung nicht dargestellten Entlastungsventils, welches in der Druckleitung 27 sitzt.

Für die Schließung des Kreises werden zunächst die Anschlußvorrichtungen 21 und 22 unter Druck gesetzt, worauf sich die Kontakte 23 und 24 in die Gegenkontakte 25 bzw. 26 bewegen. Darauf wird der Leistungsschalter eingeschaltet, wobei zunächst die Lufttrennstrecke 18 geschlossen und hierauf die Leistungsschaltstelle 16 eingeschaltet wird. Beim Herstellen der Schaltverbindung kehrt sich die Reihenfolge der Schließungen um. In dem dargestellten Beispiel sind die teleskopartig ausgebildeten Anschlußvorrichtungen durch Druckluft betätigt. Es ist dies eine einfache Lösung, da die Druckluft an Ort und Stelle vorhanden ist. Es ist aber selbstverständlich möglich, ohne aus dem Rahmen des Erfindungsgedankens herauszutreten, jede andere Betätigungsart, z. B. eine hydraulische oder mechanische oder eine kombinierte hydraulisch-mechanische Betätigung anzuwenden. Zur mechanischen Betätigung eignen sich

besonders die bekannten elastischen Metallkabel für Fernbetätigung nach der Art des Bowdenzuges, in denen eine metallische Seele (biegsame Flachschiene) auf Kugeln innerhalb eines biegsamen Rohres gleitet.

In Abb. 2 ist eine andere Lösung dargestellt, nach welcher die Anschlußvorrichtung aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen, durch einen Doppelkolben 30 bzw. 31 betätigten Gliedern besteht. Die Doppelkolben werden hier ebenfalls durch Druckluft betätigt, können aber selbstverständlich auch durch jedes andere geeignete Mittel betrieben werden.

In Abb. 3 ist 41 der Kopfteil eines (nicht dargestellten) Stützisolators, welcher die Konsole 42 trägt, die so ausgestattet ist, daß zwei Anschlußvorrichtungen auf ihr befestigt werden können. Der Einfachheit halber ist jedoch nur eine solche Vorrichtung dargestellt. Letztere besteht aus der Kurbel 43 und dem Winkelhebel 44, auf welchen die Scherenglieder 45 und 46 drehbar befestigt sind. Die Kurbel 43 ist auf einer Welle 7 verkeilt, die durch ein beliebiges pneumatisches oder hydraulisches Antriebsmittel gedreht werden kann, so daß die Kurbel 43 um einen gewissen Winkel ebenfalls gedreht werden kann. Der Winkelhebel 44 kann sich um den auf der Konsole 42 befestigten Zapfen 8 drehen. Kurbel 43 und Winkelhebel 44 sind durch ein Spannschloß 49 verbunden. Die Anschlußvorrichtung besteht im übrigen aus einer Anzahl von weiteren Gliedern 47 und 48, die in der bekannten Art der Nürnberger Schere gelenkig miteinander und mit den Gliedern 45 und 46 verbunden sind, und schließlich aus zwei Stangen 50 und 51, die auf ihrem gemeinsamen Gelenk einen Rollenkontakt

52 tragen. Auf den Stangen 50 und 51 sind Klemmen.

53 und 54 angebracht, an welche die stromleitend^Jen""35 flexiblen Kabel 55 und 56 angeklemmt sind. Diese enden auf den Anschlußklemmen 57 und 58, die miteinander durch das Kabel 60 verbunden sind. Die Anzahl der Scherenglieder 47 und 48 ist durch die Länge gegeben, die die Anschlußvorrichtung im ausgespreizten Zustand erreichen muß. Auf die polygonalen Leiter selbst und deren Überbrückung durch flexible Leiter erstreckt sich das Schutzbegehren nicht.

In Abb. 3 ist eine Anschlußvorrichtung dargestellt, in welcher die Welle 7 die Kurbel 43 und durch diese und das Spannschloß 49 den Winkelhebel 44 betätigt. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, auf das Spannschloß 49 zu verzichten und den Zapfen 8 durch eine Welle zu ersetzen. Die beiden Wellen 7 und 8 können dann einzeln oder gleichzeitig z. B. durch zwei pneumatisch oder hydraulisch fernbetätigte Zylinder angetrieben werden, gegebenenfalls mit verschiedener Geschwindigkeit, so daß das freie Ende der Anschlußvorrichtung eine von der Geraden abweichende, in gewissen Grenzen beliebige Bahn beschreiben kann. In Abb. 3 ist im übrigen die Anschlußvorrichtung in völlig ausgespreizter Stellung strichpunktiert angedeutet.

In Abb. 4 ist der feststehende Kontakt dargestellt, in den sich der Rollenkontakt 52 am freien Ende der Anschlußvorrichtung einschiebt. Dieser feste Kontakt ist in einer Glocke 74 untergebracht, die an ihrem oberen Ende den mit der Freileitung oder der Sammelschiene zu verbindenden Anschlußbolzen 75 trägt. Im Innern der Glocke befindet sich eine Feder 61, die über einen Gelenkmechanismus 62 auf eine Kontaktzange 63, 63' wirkt, deren beide Glieder sich um die in der Glocke 74 befestigte Achse 76 drehen können. Die beiden Glieder 63 und 63' sind durch Kabel 59 und 59' mit dem Anschlußbolzen 75 verbunden.

Mittels der Feder 61 kann der Druck geregelt werden, den die Kontaktzange 63, 63' auf den Rollenkontakt 52 ausübt, sobald der letztere sich völlig in die Zange eingeschoben und seine Endstellung, erreicht hat. Die Zangenglieder 63 und 63' sind mit Verlängerungen 80 bzw. 80' versehen, die das sichere Einführen des Kontaktes 52 in die Zange gewährleisten.

Die Vorrichtung funktioniert wie folgt: Wenn durch die Betätigungsvorrichtung die Welle 7 (Fig. 3) im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers gedreht wird, dreht sich die Kurbel 43 ebenfalls nach links und bewirkt durch Vermittlung des Spannschlosses 49 eine Rechtsdrehung des Winkelhebels 44. Die Drehung der Glieder 43 und 44 bewirkt die Spreizung der Anschlußvorrichtung, wie in Abb. 3 dargestellt. Gegen Ende der Spreizbewegung schiebt sich der Rollenkontakt 52 in den festen Kontakt (Abb. 4) ein, der mit der Leitung verbunden ist, an die der Pol des Leistungsschalters angeschlossen werden soll. Die Kabel, von denen in Abb. 4 nur ein einziges, 56, dargestellt ist, strecken sich und stützen sich auf die Gelenkzapfen der Glieder 47 und 48. Je nach der Länge, auf die das Spannschloß 49 geregelt wird, deckt sich die vom Rollenkontakt 52 beschriebene Bahn mit der Symmetrieachse der Anschlußvorrichtungen öder weicht um einen gewissen Winkel von dieser nach rechts oder nach links ab. Durch entsprechende Ausbildung der Glieder 43 und 44 kann diese Abweichung sehr weit erzielt werden.

In Abb. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, in welcher zwei ausspreizbare Anschlußvorrichtungen auf ein und demselben Stützisolator aufgebaut sind. 64 ist ein Sockel, der z. B. eine metallische Säule sein kann, die auf demjenigen Stützisolator des Leistungsschalter aufgebaut ist, der den Kontakt trägt, in den sich das Messer des Spannungstrenners 18 einschaltet, der in bekannter Weise mit den Hauptkontakten 16 des Leistungsschalters zusammenarbeitet. Die Säule

64 trägt den Sockel 81, auf dem die Anschluß vorrichtungen 65 und 67 mit ihren Betätigungsvorrichtungen 66 und 68 befestigt sind. Die beiden Anschlußvorrichtungen können ihr freies Ende in die entsprechenden festen Kontakte 69 und 71 einschieben, die auf den Isolatoren 70 und 72 befestigt und mit der entsprechenden Phase zweier verschiedener Freileitungen Ci₁ und C₂ verbunden sind. In Abb. 5 ist die Vorrichtung

65 in offener, die Vorrichtung 67 in geschlossener Stellung veranschaulicht. Der Rollenkontakt der letzteren ist in den festen Kontakt 71 eingeschoben und der Schalter mit der Leitung a₂ verbunden. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, kann der Schalter mit der einen oder der anderen Freileitung oder mit beiden gleichzeitig verbunden werden.

Selbstverständlich können die beiden Anschlußvorrichtungen 65 und 67 mit ihrem gemeinsamen Sockel 81 und ihren Betätigungsvorrichtungen 66 und 68 auf einem beliebigen anderen Isolator, z. B. demjenigen eines Spannungswandlers, befestigt werden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Zweistützer-Leistungsschalter, insbesondere Druckluftschalter mit Druckluftantrieb, der eine Leistungsschaltstelle mit zusätzlicher Lufttrennstrecke aufweist, die betriebsmäßig in Abhängigkeit voneinander betätigt werden und deren Schaltmittel auf zwei Stützisolatoren angebracht sind, zum Anschluß an Hochspannungsschaltanlagen und -netzteile, in denen die Spannung von zwei Seiten ansteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des Leistungsschalters durch minde-

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stens zwei an sich bekannte ausziehbare oder ausspreizbare Leiter erfolgtj die auf den Stützisolatoren angebracht sind, welche die Schaltmittel tragen.

2. Leistungsschalter nach. Anspruch 1 in Kombination mit Stützmeßwandlern, dadurch gekennzeichnet, daß der ausziehbare oder aufspreizbare Leiter auf dem Meßwandler, vorzugsweise auf einem Spannungswandler, aufgebaut ist.

3. Vorrichtung am Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere an Leitungen oder spannungsführenden Teilen, die zwei verschiedenen Netzen angehören, mindestens ein den beweglichen Kontakt (52) tragender aufspreizbarer Leiter (45 bis 51) sowie Mittel zu dessen Betätigung (43, 44, 49) angewendet sind, um die vom beweglichen Kontakt (52) beschriebene Bahn willkürlich zu verändern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein und demselben Isolator ao (64) zwei ausspreizbare Leiter (65, 67) mit veränderlicher Bahn aufgebaut sind, so daß die Vorrichtung als Umschalter verwendbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ausspreizbare Leiter durch as gelenkig miteinander verbundene, ein oder vorzugsweise mehrere Polygone bildende Glieder (47, 48) gebildet ist und eine zweidimensionale Bewegungsfreiheit hat, wobei die beiden Bewegungen regelbar derart gekuppelt sind, daß die vom beweglichen Kontakt (52) beschriebene Bahn variiert werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden richtungsbestimmenden Glieder (43, 44) des polygonalen Gebildes (45 bis 51) in unsymmetrischer Weise betätigt werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das eine richtungsbestimmende Glied (43) betätigt wird und daß dessen Bewegung auf das andere richtungsbestimmende Glied (44) mittels einer starren Verbindung (49) übertragen wird, die so ausgebildet ist, daß das Übertragungsverhältnis geregelt werden kann.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden richtungsbestimmenden Glieder (43, 44) des polygonalen Gebildes (45 bis 51) durch zwei getrennte Antriebsvorrichtungen betätigt werden, die regelbar miteinander gerkuppelt sind.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der ausspreizbare Leiter in bekannter Weise lediglich als tragende Hebevorrichtung wirkt, wobei die elektrische Verbindung durch ein flexibles Kabel (56) erzielt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 693 808, 706 063,
950, 737 727;

deutsche Patentanmeldungen ρ 44257 VIIIb/21cD (bekanntgemacht am 25.10.1951); L 6053 VIIIb/21c (bekanntgemacht am 8. 5.1952) ;

schweizerische Patentschrift Nr. 258114;

französische Patentschrift Nr. 813 635.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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