DE1123731B - Hochspannungsschalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

S 64461 VHId/21c

ANMELDETAG: 17. A U G U S T 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER

AUSLEGESCHRiET: 15. F E B RU AR 1962

Hochspannungsschalter, insbesondere flüssigkeitsarme Leistungsschalter, sind zumeist so aufgebaut, daß die Schalteinrichtung von einem Stützisolator getragen wird, der die hochspannungführenden Teile gegen Erde isoliert. Zum Betätigen des beweglichen Schaltstückes der Schalteinrichtung dienen in verschiedener Weise ausgebildete Antriebe, z. B. Druckluftantriebe oder Motorantriebe, die üblicherweise auf Erdpotential angeordnet sind. Die Antriebskraft wird durch geeignete, aus Isolierstoff bestehende Verbindungsglieder von dem auf Erde angeordneten Antrieb zu dem beweglichen Schaltstück übertragen. Diese Bauweise von Hochspannungsschaltern bringt es mit sich, daß beim Schalten verhältnismäßig große Massen bewegt werden müssen. Es werden daher sehr starke Antriebe benötigt, um die gewünscht großen Schaltgeschwindigkeiten zu erreichen. (Die aufzubringende Energie ist bekanntlich dem Quadrat der Geschwindigkeit proportional.) Am Ende der Schaltbewegung müssen die großen Massen fast schlagartig abgebremst werden. Dabei treten starke Stöße auf. Die Verbindungsglieder müssen deshalb ebenfalls sehr kräftig ausgeführt sein. Der Schalter wird dadurch schwer und teuer.

Es ist bereits ein Leistungsschalter bekannt, bei dem eine zum Betätigen der Schalteinrichtung dienende Schubstange im Inneren des Stützisolators untergebracht ist. Zwischen dem beweglichen Schaltstück und dem diesem zugekehrten Ende der Schubstange ist eine Nürnberger Schere vorgesehen. Dadurch wird das bewegliche Schaltstück mit einer größeren Geschwindigkeit als die Schubstange bewegt, so daß nur geringe Massenkräfte auftreten. Dieser Vorteil des bekannten Schalters wird jedoch mit einem großen Aufwand erkauft, der durch die Verwendung einer Nürnberger Schere bedingt ist. Um z. B. dem beweglichen Schaltstück die doppelte Geschwindigkeit wie der Schubstange zu erteilen, sind sechs Scherenglieder erforderlich, die an sieben Gelenkstellen miteinander verbunden werden müssen. Für große Antriebskräfte oder große Übersetzungsverhältnisse zwischen der Geschwindigkeit der Schubstange und der des beweglichen Schaltstückes ist die bekannte Anordnung daher kaum geeignet.

Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Hochspannungsschalter mit einer auf einem Stützisolator isoliert gegen Erde angebrachten Schalteinrichtung, deren bewegliches Schaltstück von einem auf Erdpotential liegenden Antrieb über eine Schubstange mit einer größeren Geschwindigkeit als die der Schubstange betätigt wird. Erfindungsgemäß ist die Schubstange teilweise als Zahnstange ausgebildet. Sie wirkt mit Hochspannungsschalter

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Josef Behringer, Berlin-Spandau,

und Werner Kögler, Berlin-Siemensstadt,

sind als Erfinder genannt worden

einem Zahnrad zusammen, mit dem ein zum Betätigen des beweglichen Schaltstückes dienender Hebel verbunden ist. Dadurch erhält man die gewünscht große Geschwindigkeit des beweglichen Schaltstücks bei kleinerer Geschwindigkeit der Schubstange mit wesentlich einfacheren Mitteln als bei dem bekannten Schalter. Durch die Wahl der Zähnezahlen des Zahnrades und durch die Wahl der Hebellänge kann jedes gewünschte Übersetzungsverhältnis erreicht werden.

Um eine von der Schwenkbewegung des Hebels abweichende geradlinige Bewegung des Schaltstückes zu erreichen, kann man in dem Hebel ein Langloch vorsehen, in das ein Bolzen des Schaltstückes greift. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Koppel vorzusehen, die an dem Hebel und am beweglichen Schaltstück gelenkig befestigt ist. Mit besonderem Vorteil kann man die Koppel so ausbilden, daß sie in bekannterWeise zusammen mit dem Hebel ein Doppeltotpunktgetriebe bildet. Dadurch kann der Schaltstückhub bei gleichem Schwenkwinkel des Hebels weiter vergrößert werden, ohne die seitlichen Abmessungen vergrößern zu müssen. Entsprechend kann der Hub und damit die Geschwindigkeit der Schubstange weiter verringert werden. Die für das Doppeltotpunktgetriebe erforderlichen Hebel wird man zweckmäßig doppelt ausführen und auf beiden Seiten der Schubstange symmetrisch anordnen.

Die Führung der Schubstange, die für das Zusammenwirken mit dem Zahnrad erforderlich ist, kann zugleich dazu dienen, auch das bewegliche Schaltstück zu führen. Die Schubstange bildet dabei eine Gleitbahn für das bewegliche Schaltstück. Ein beson-

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ders raumsparender Aufbau ergibt sieh, wenn das be- ist im Inneren des Stützisolators 12 angeordnet, der wegliche Schaltstück im Innern der Schubstange ver- das Getriebegehäuse 6 trägt. Auf dem Antriebsgehäuse läuft. Die Schubstange kann auch aus zwei Teilen be- sitzt die Schaltkammer 15, die von einem Porzellanstehen, von denen nur der eine Teil geradlinig geführt Überwurf 16 umgeben ist.

ist und der andere Teil mit diesem schwenkbar ver- 5 Um die gewünscht kleine Geschwindigkeit der bunden ist. Der schwenkbare Teil der Schubstange Schubstange2 bei größerer Geschwindigkeit des Schaltkann dann wie eine Pleuelstange mit einer Kurbel ge- Stiftes 1 zu erhalten, ist der rohrförmige Teil 5 der koppelt sein. Schubstange mit einer Zahnstange 18 versehen. Die

Den schwenkbaren Teil wird man aus Isolierstoff Zahnstange wirkt mit einem Zahnrad 19 zusammen, herstellen und in an sich bekannter Weise im Inneren io das mit einer Welle 20 im Getriebegehäuse 6 gelagert des Stützisolators anordnen. Den anderen Teil, der als ist. Mit der Welle 20 sind zwei Hebel 21 starr verZahnstange ausgebildet ist, stellt man zweckmäßig bunden, die die Schubstange symmetrisch auf beiden aus Metall her. Dieser Teil kann mit Vorteil in einem Seiten umfassen. An den Enden der Hebel 21 sind bei metallischen Getriebegehäuse untergebracht werden, 22 zwei Zwischenhebel 23 gelenkig angebracht, die das auch das Zahnrad und das Doppeltotpunktgetriebe 15 mit dem Schaltstift 1 bei 24 gekoppelt sind. Die Zwienthält. schenhebel23 besitzen eine Verlängerung 25, deren

Eine auch in elektrischer Hinsicht günstige Anord- Spitze 26 beim Schwenken des Hebels 21 in eine Abnung erhält man, wenn man den Stützisolator mit einer Stützung 27 des Getriebegehäuses 6 greift, so daß ein Isolierflüssigkeit, z. B. Öl, füllt, in die das Getriebe- Doppeltotpunktgetriebe gebildet wird, gehäuse hineinragt. Die große elektrische Festigkeit 20 Das Rohr 5 dient als Gleitbahn zur Führung des der Isolierflüssigkeit gestattet es, die hochspannung- Schaltstiftes 1. Eine zweite Führung, die mit Gleitführenden Teile des Getriebegehäuses verhältnismäßig kontakten zur Stromübertragung versehen ist, ist mit weit in den Stützisolator hineinzuziehen und damit an 30 bezeichnet.

Bauhöhe zu sparen. Durch die Wand des Getriebe- Im Inneren des Rohres 5 ist ein Kolben 31 vorge-

gehäuses, die in das öl hineintaucht, wird das den as sehen, über den der als Zylinder ausgebildete Teil 32 Stützisolator füEende Öl zweckmäßig von dem Inneren des Schaltstiftes 1 greift. Der Kolben 31 ist mit einem des Getriebegehäuses abgetrennt. Das Öl kann dann federbelasteten Überdruckventil 33 versehen. Im Zykaum verschmutzen und behält seine hohe elektrische linder 32 sind Ansaugventile 34 zum Füllen des Zy-Festigkeit. Das untere Ende des Stützisolators kann linders angeordnet. Mit 35 ist ein Rückschlagventil man mit einer Metallkappe abschließen, die zugleich 30 bezeichnet, das das Eindringen von Löschmittel durch die Kurbel zum Antrieb des Schalters aufnehmen kann. den Kanal 36 des Schaltstiftes in den Zylinder 32 ver-Gemäß der weiteren Erfindung dient die Relativ- hindert.

bewegung zwischen der Schubstange und dem beweg- Der dargestellte Teil des Schalters enthält drei von-

lichen Schaltstück zum Befestigen einer Pumpe, mit einander getrennte Räume, die mit einer IsoKerflüssigder Löschflüssigkeit z. B. in das Innere der von dem 35 keit, z. B. mit Öl, gefüllt sind, die Schaltkammer 15, Stützisolator getragenen Schalteinrichtung gefördert das Getriebegehäuse 6 und das Innere 40 des hohlen wird. Durch solche Pumpen, die z. B. beim Ausschal- Stützisolators 12. Die Isolierflüssigkeit in der Schaltten eine Löschmittelströmung erzielen, kann die kammer 15 und im Inneren des Getriebegehäuses 6, Schaltleistung vergrößert werden» Z. B. ist es bekannt, die über nicht dargestellte Ventile miteinander in Verdas bewegliche Schaltstück als Zylinder auszubilden, 40 bindung stehen, steht als Löschmittel zur Verfügung, der beim Ausschalten über einen feststehenden Kolben Das Innere· 40 des Stützisolators 12 ist gegen das gezogen wird. Bei der Anordnung nach der Erfindung Getriebegehäuse 6 abgedichtet, so daß im Stützisölamacht man davon in der Weise Gebrauch, daß der tor stets eine hohe elektrische Festigkeit durch die IsoKolben, über den das als Zylinder dienende beweg- lierflüssigkeit erreicht wird.

liehe Schaltstück gezogen wird, mit der Schubstange 45 Zum Einschalten wird die Schubstange 2 nach oben verbunden ist. Diese Pumpeinrichtung erfordert keinen bewegt. Über die Zahnstange 18 wird das Zahnrad 19 zusätzlichen Raum, da sie vollständig in der Schub- und damit die Welle 20 entgegen dem Uhrzeigersinn stange untergebracht werden kann. gedreht. Dabei nimmt der mit dem Hebel 21 verbun-

In den Fig. 1 und 2 ist der nach der Erfindung aus- dene Zwischenhebel 23 das Schaltstück mit. Durch das gebildete Antrieb eines flüssigkeitsarmen Leistungs- 5° Totpunktgetriebe wird erreicht, daß das bewegliche schalters vereinfacht dargestellt. Dabei zeigt die Fig. 1 Schaltstück bis zum Erreichen der horizontalen Lage die wesentlichen Teile in einem Längsschnitt. Die der Hebel 21 und 23 gezogen wird. Bei der weiteren Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1. Schwenkbewegung wird das Schaltstück vom Hebel 23

Mit 1 ist das als Schaltstift ausgebildete bewegliche nach oben gedrückt. Wie die Figur erkennen läßt, Schaltstück der Schalteinrichtung bezeichnet. Das mit 55 hängt die Bewegung des Schaltstiftes im wesentlichen ihm zusammenwirkende feststehende Schaltstück ist vom Übersetzungsverhältnis des Zahnrades 20 und der nicht dargestellt. Der Schaltstift 1 wird von einem Länge des Hebelarmes des Totpunktgetriebes ab. Mit nicht dargestellten Antrieb, der auf Erdpotential an- der Anordnung nach der Erfindung kann man ohne geordnet ist, über eine als Ganzes mit 2 bezeichnete weiteres Übersetzungsverhältnisse zwischen der BeSchubstange betätigt. Der Antrieb, z. B. ein Druck- 60 wegung der Schubstange 2 und der Bewegung des luftantrieb, kann die Schubstange 2 hin- und her- Schaltstiftes 1 von 1:5 bis 1:10 erreichen. Dadurch gehend bewegen, wie durch den Pfeil 3 angedeutet erhält man eine wesentliche Verringerung der Massenist, kräfte.

Die Schubstange 2 besteht aus einem metallischen, Beim Ausschalten wird die Schaltstange nach unten

im wesentlichen rohrförmigen Teil 5, der in einem 65 gezogen und entsprechend das Zahnrad 19 im Uhr-Getriebegehäuse 6 bei 7 und 8 geradlinig geführt ist, zeigersinn gedreht. Bei der Abwärtsbewegung des und einem aus Isolierstoff bestehenden Teil 10, der mit Schaltstiftes 1, die dadurch erreicht wird, wird der dem Teil 5 bei 11 gelenkig verbunden ist. Der Teil 10 Zylinder 32 über den Kolben 31 gezogen, so daß aus

dem Zylinder Löschflüssigkeit in die Schaltkammer 15 gefördert wird. Die dargestellte Pumpeinrichtung erfordert keinen zusätzlichen Raum. Sie ist vollständig im Inneren des Rohres 5 der Schubstange untergebracht.

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Hochspannungsschalter, insbesondere flüssigkeitsarmer Leistungsschalter, mit einer auf einem Stützisolator isoliert gegen Erde angebrachten Schalteinrichtung, deren bewegliches Schaltstück von einem auf Erdpotential liegenden Antrieb über eine Schubstange mit einer größeren Geschwindigkeit als die der Schubstange betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange teilweise als Zahnstange ausgebildet ist und mit einem Zahnrad zusammenwirkt, mit dem ein zum Betätigen des beweglichen Schaltstückes dienender Hebel verbunden ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel mit dem beweglichen Schaltstück über einen Zwischenhebel derart gekoppelt ist, daß ein Doppeltotpunktgetriebe gebildet ist.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Hebel und Zwischenhebel doppelt ausgeführt und auf beiden Seiten der Schubstange vorzugsweise symmetrisch angeordnet sind.

4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange geradlinig ist und selbst als Führung für das bewegliche Schaltstück dient.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange zweiteilig ausgeführt ist, wobei der dem beweglichen Schaltstück zugekehrte, als Zahnstange ausgebildete Teil geradlinig geführt ist, und daß mit diesem Teil der andere Teil schwenkbar verbunden ist.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dem beweglichen Schaltstück zugekehrte Teil aus Metall, der andere im wesentlichen aus Isolierstoff besteht.

7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Isolierstoff bestehende Teil der Schubstange in an sich bekannter Weise im Inneren des Stützisolators angeordnet ist, wogegen der aus Metall bestehende Teil im wesentlichen in einem von dem Stützisolator getragenen metallischen Getriebegehäuse untergebracht ist.

8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützisolator mit einer Isolierflüssigkeit, vorzugsweise öl, gefüllt ist, in die das Getriebegehäuse hineinragt.

9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Stützisolator zugekehrte Wand des Getriebegehäuses flüssigkeitsdicht ausgebildet ist.

10. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Teil der Schubstange mit einer Kurbel gekoppelt ist und als Pleuelstange dient.

11. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel in einer Metallkappe untergebracht ist, die den Stützisolator an dem der Schalteinrichtung abgekehrten Ende abschließt.

12. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Relativbewegung zwischen der Schubstange und dem beweglichen Schaltstück eine Pumpe zum Fördern von Löschflüssigkeit betätigt wird.

13. Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Teil des beweglichen Schaltstückes in an sich bekannter Weise als Zylinder ausgebildet ist, der beim Ausschalten über einen mit der Schubstange verbundenen Kolben gezogen wird.

14. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Schaltstück koaxial zur Schubstange angeordnet ist,.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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