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Vorrichtung für synchrones Öffnen der Teilunterbrecher eines Hochspannungsschalters
mit Vielfachunterbrechung Bei elektrischen Hochspannungsschaltern mit Vielfachunterbrechung
ist es in manchen Fällen von größter Wichtigkeit, daß sich beim Ausschaltvorgang
die Kontakte der Teilunterbrecher genau gleichzeitig öffnen.
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Die bekannten Konstruktionen der mechanischen Übertragungsorgane zwischen
dem Schalterantrieb und den einzelnen Teilunterbrechern haben den Nachteil, daß
die bei hoher Anfangsbeschleunigung entstehenden großen mechanischen Beanspruchungen
in den relativ langen Antriebsgestängen elastische Deformationen verursachen, welche
ein nicht absolut genau gleichzeitiges Öffnen der einzelnen Teilunterbrecher bewirken.
Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil, indem Vorkehrungen getroffen werden, welche
die vorübergehend in den Antriebsgestängen auftretenden Deformationen kompensieren.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung für synchrones Öffnen
der von einem gemeinsamen Antriebsgestänge betätigten Teilunterbrecher eines Hochspannungsschalters
mit Vielfachunterbrechung. Erfindungsgemäß ist bei einer solchen Vorrichtung ein
beim Ausschaltvorgang wirkendes Verzögerungselement zwischen mindestens je einem
der Teilunterbrecher und dem gemeinsamen Antriebsgestänge eingebaut.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Fig. 1 ist das Prinzipschema eines Schalterpoles mit vier Teilunterbrechern
mit den dazugehörigen Betätigungsorganen; Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung
des Antriebsgestänges eines Teilunterbrechers, wie es beispielsweise bei ölarmen
Schaltern zur Anwendung kommt; Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verzögerungselementes
im Schnitt.
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In Fig. 1 ist 1 der Hochspannungsschalterpol mit den vier in Reihe
geschalteten Teilunterbrechern 2a, 2 b, 2 c, 2 d, deren bewegliche Kontaktstifte
in der Einschaltstellung schematisch gezeichnet sind, 3 ist das gemeinsame Antriebsgestänge,
welches die einzelnen Teilunterbrecher betätigt und vom vereinfacht dargestellten
Schalterantriebsmechanismus 4 gesteuert wird. In der gezeichneten Einschaltstellung
ist das Antriebsgestänge 3 über den Antriebshebel 5 durch die Ausschaltklinke 6
gesperrt. Die gespannten Ausschaltfedern 7 wirken auf die um die Drehpunkte 8 schwenkbaren
Winkelhebel 9 und beanspruchen das Gestänge 3 auf Zug, so daß dieses dementsprechend
elastisch deformiert wird. Das Antriebsgestänge 3 kann deshalb als Feder mit sehr
hoher Federkonstante aufgefaßt werden. Daraus ist ersichtlich, daß in den einzelnen
Abschnitten des Antriebsgestänges, je nach dem Abstand vom Antriebsmechanismus,
verschieden große Dehnungen auftreten. Die schraffierten Partien 11 a, 11
b, 11 e, 11 d stellen in stark übertrieben gezeichnetem Maßstab diese Dehnungen
dar. Wenn man nun, um den Schalter auszuschalten, die Auslöseklinke 6 abhebt, so
wird der Antriebshebel 5 freigegeben. Dadurch setzt sich das Antriebsgestänge 3
in der Pfeilrichtung unter der Wirkung der gespannten Ausschaltfedern 7 in Bewegung
und die Dehnungen 11 heben sich auf, bevor die Ausschaltfedern 7 über die Hebel
9 und Stangen 10 die entsprechenden Teilunterbrecher zu betätigen beginnen. Da die
erwähnten Dehnungen zwischen den einzelnen Teilunterbrechern 2 a, 2 b, 2 c, 2
d und dem Antriebsmechanismus 4 verschieden groß sind, werden die Teilunterbrecher
auch dementsprechend gestaffelt geöffnet und der absolute Gleichlauf ist dadurch
gestört, d. h., der Teilunterbrecher 2 a öffnet vor Teilunterbrecher 2 b usw. Dieses
asynchrone Öffnen der Teilunterbrecher macht sich erst bei sehr hohen Ausschaltgeschwindigkeiten,
d. h. großen Beschleunigungskräften, schädlich bemerkbar. Die gestaffelte Verzögerung
beim Öffnen der einzelnen Teilunterbrecher wird nun erfindungsgemäß durch die Verwendung
von Verzögerungselementen 12 ausgeglichen.
Diese Verzögerungselemente
12 sind in den einzelnen Teilantriebsstangen 10 eingebaut und wirken schließlich
beim Ausschaltvorgang. Der Verzögerungsgrad der einzelnen Elemente wird dann so
gewählt, daß alle Teilunterbrecher genau synchron öffnen, d. h. im Beispiel nach
Fig. 1 würde das zwischen dem Teilunterbrecher 2 a und dem gemeinsamen Gestänge
3 eingebaute Element 12 für eine größere Verzögerung bemessen als das entsprechende
Element am Teilunterbrecher 2 b usf., wobei dann bei dem am weitesten vom Antrieb
4 entfernten Teilunterbrecher auf eine Verzögerung verzichtet werden kann.
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Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Antriebsmechanismus eines
Teilunterbrechers 2 bei einem ölarmen Hochspannungsschalter. 3 ist das gemeinsame
Antriebsgestänge aller Teilunterbrecher des nicht dargestellten ganzen Schalterpoles,
7 die Ausschaltfeder, 12 ist das Verzögerungselement, das zwischen der elektrisch
isolierenden Drehsäule 13 und dem spannungsführenden Betätigungsmechanismus 14 und
15 des Teilunterbrechers eingebaut ist. 16 ist der Hebel, welcher die Drehsäule
mit dem Antriebsgestänge 3 kuppelt.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung sei an Hand des in Fig. 3 gezeigten
Ausführungsbeispieles des Verzögerungselementes näher erläutert, Jas ein nur in
der Zugrichtung elastisch wirkendes Kupplungsglied ist und das die vorgespannte
Feder 21 enthält, welche zu Beginn der Ausschaltbewegung bei der großen Anfangsbeschleunigung
des antreibenden Gestänges so weit komprimiert wird, bis der auf dem Bolzen 22 befestigte
Federteller 23 den freien Weg 24 zurückgelegt hat und auf der Stirnseite des Nippels
25 zum Anschlag kommt. Erst dann wird der Teilunterbrecher mitbewegt. Durch die
Zurücklegung der freien Wegstrecke 24 entsteht die gewünschte kleine Bewegungsverzögerung:
Die freie Wegstrecke läßt sich durch mehr oder weniger tiefes Hineinschrauben des
Nippels 25 in die Gewindehülse 26 einstellen und durch die in der Hülse 26 vorgesehenen
öfffnung 27 bequem kontrollieren, so daß die Verzögerung für jeden einzelnen Teilunterbrecher
entsprechend dem elastischen und dynamischen Verhalten des Antriebsgestänges genau
angepaßt werden kann und ein absolut synchrones öffnen aller Teilunterbrecher gewährleistet
ist. Spätestens am Ende der Ausschaltbewegung gelangt der Bolzen 22 unter der Wirkung
der Feder 21 wieder in seine ursprüngliche Stellung zurück, wodurch ein Schalthubverlust
verhindert wird. Beim Einschalten des Hochspannungsschalters wirkt das Verzögerungselement
als starres Kupplungsglied, indem der Bolzen mit dem Federteller 23 die Einschaltbewegung
direkt auf die Gewindehülse 26 und weiter auf den Teil unterbrecher überträgt. Die
Charakteristik und Vorspannurig der Feder 21 wird vorzugsweise so gewählt, daß bei
langsamer Ausschaltbewegung und beispielsweise auch beim Einstellen des Schalthubes
anläßlich der Schaltermontage der Teilunterbrecher mitbewegt wird, ohne daß die
Feder komprimiert wird.
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Es ist ferner von besonderem Vorteil, die Verzögerungselemente möglichst
nahe bei den Teilunterbrechern, d. h. unmittelbar davor, einzubauen, um auch die
verschiedenen Lagerspiele kompensieren zu können.
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Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, die Verzögerungselemente
in die beweglichen Schaltstücke der Teilunterbrecher einzubauen.
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Die Konstruktion des Verzögerungselementes ist nicht an das Beispiel
nach Fig. 3 gebunden, es könnte auch an Stelle der Druckfeder eine Zugfeder oder
ein anderer geeigneter elastischer Körper zur Verwendung kommen.