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Blockierungsfreie Verriegelung von Hochspannungs-Schaltgeräten Die
Erfindung befaßt sich mit einer blockierungsfreien Verriegelung von Schaltgeräten,
insbesondere von solchen ohne oder mit nur geringer Abschaltleistung, z. B. von
Trennschaltern, wobei also unzulässige Schaltvorgänge verhindert werden sollen,
ohne daß von einer bisher üblichen Sperrung des Schalterantriebes, d. h.
einer Verhinderung der Antriebsbewegungen Gebrauch gemacht wird.
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üblicherweise werden zur Verhinderung von Schaltvorgängen Verriegelungen
angewendet, die die Antriebsbewegungen der Schaltgeräte blockieren. Zu diesem Zweck
dienen Einrichtungen, die die Hilfskräfte, wie Hilfsspannungen oder Druckluft, für
die Antriebe sperren und für den Handantrieb oder Handnotantrieb mechanische Blockierungen
in Form eines Bolzenriegels od. dgl. als Sperren enthalten. In erster Linie werden
derartige Blockierungen des Antriebes bei Trennschaltern angewendet, die unter Stromlast
nicht gezogen werden dürfen. Da sich Trennschalter unter Umständen schwer schalten
lassen, ist sich das Bedienungspersonal bei einer mit erheblichem Kraftaufwand verbundenen
Betätigung nicht bewußt, ob es den normalen Reibungswiderstand überwindet oder ob
es gegen eine mechanische Sperre arbeitet. So kann es vorkommen, daß diese Sperren,
insbesondere bei Katastrophenfällen, zerstört oder wirkungslos gemacht werden. Aus
diesem Grunde wird an vielen Stellen überhaupt auf eine Verriegelung der Trennschalter
verzichtet und vom Personal eine ordnungsgemäße Bedienung der Schaltgeräte verlangt.
Die Unfallstatistiken beweisen jedoch, daß mit menschlichem Versagen zu rechnen
ist, und so hat man auf anderem Wege versucht, letzteres unwirksam zu machen.
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Man kann z. B. eine indirekte blockierungsfreie Verriegelung eines
Trennschalters in der Weise durchführen, daß man den Trennschalterantrieb mechanisch
mit der Auslösevorrichtung des zugehörigen Leistungsschalters koppelt, so daß bei
Betätigung des Trennschalterantriebes ein AUS-Impuls für den Leistungsschalter gegeben
wird. Diese bekannte Anordnung gibt Gewähr dafür, daß der Leistungsschalter stets
ausgeschaltet ist, bevor sich die Trennmesser für den beabsichtigten Schaltvorgang
bewegen können. Diesem an und für sich idealen Verfahren stehen insofern Bedenken
entgegen, als man mit der Bequemlichkeit des Bedienungspersonals rechnen muß. Dieses
könnte sich daran gewöhnen, jede Strornunterbrechung mit nur einem Handgriff über
den Trennschalterantrieb durchzuführen, und diese Gewohnheit kann schweren Schaden
hervorrufen, wenn aus ihr heraus in noch unverriegelten Anlageteilen der Trennschalter
ohne vorherige Ausschaltung des Leistungsschalters betätigt wird.
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Es ist weiterhin bekannt, bei ölschaltern mit Hilfe eines Klinkwerkes,
das in der Regel als Freilaufkupplung ausgebildet ist, die drei Pole des Schalters
vom Antriebshebel abzukuppeln, um einen notwendigen Schaltvorgang durch Auslösen
eines Kraftspeichers durchzuführen. Dabei ist der ölschalter, weil es sich um einen
entsprechend den vorkommenden Beanspruchungen bemessenen Leistungsschalter handelt,
in der Lage, stets die Ein- oder Ausschaltung durchzuführen.
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Im vorliegenden Falle handelt es sich jedoch um eine Schutzmaßnahme
für Trennschalter, Lasttrennschalter und Leistungstrennschalter, die verhindern
soll, daß diese Geräte zum Ein- oder Ausschalten unzulässig hoher Stromstärken verwendet
und dabei beschädigt werden, ein Problem, das bei einem ordnungsgemäß eingebauten
Leistungsschalter nicht auftritt, denn für einen solchen darf es keine überspannungen
in dem vorerwähnten Sinne geben.
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Es wird daher eine blockierungsfreie Verriegelung von Hochspannungstrennschaltern
ohne oder mit geringer Abschaltleistung zur Verhinderung von Fehlschaltungen vorgeschlagen,
bei der erfindungsgemäß zur Ausschließung unzulässiger Schalthandlungen an einem
in der EIN- bzw. AUS-Stellung befindlichen Trennschalter entweder in Abhängigkeit
von dem den Trennschalter durchfließenden Strom oder von der EIN-Schaltstellung
eines im Stromkreis des Trennschalters angeordneten Schaltgerätes, z. B.
eines
Leistungsschalters, die niechanische Verbindung zwischen dem Antrieb des Trennschalters
und den beweglichen Kontakten, z. B. den Treimmessern, unterbrochen wird. Der Vorteil
dieser Anordnung liegt darin, daß der Schalterantrieb zwar vom Bedienungspersonal
direkt oder indirekt betätigt werden kann, wobei mit den beweglichen Kontakten,
z. B. den Schahmessern, aber keine Schalthandlung durchgeführt wird, so daß der..
Trennschalter in seiner EIN-oder AUS-Stellung verbleibt. Somit führt der an einem
gemäß der Erfindung ausgerüsteten Trennschalter vorgenommene Versuch einer unzulässigen
Schalthandlung zu keinem Schaltvorgang, Für die Lösung der im Antrieb eingebauten
Kupplung wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen, daß diese durch den Anzug
eines Tauchankers durch eine vom Betriebsstrom durchflossene Magnetspule erfolgt,
wobei eine mit dem Anker verbundene Isoherstange die Unterbrechung der mechanischen
Verbindung zwischen dem Trennschalterantrieb und dem beweglichen Kontakt bewirkt.
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Die bisher vorgeschlagenen Ausführungsformen führen eine Unterbrechung
der mechanischen Verbindung nur durch, solange der Schalter selbst einen Strom führt.
Will man eine Verhinderung von Fehlschaltungen durchführen, solange für den Trennschalter
nur die Möglichkeit besteht, einen Strom zu führen, d. h. also solange der
ihm zugeordnete Leistungsschalter eingeschaltet ist, so wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
die Unterbrechung der mechanischen Verbindung zwischen dem Trennschalterantrieb
und dem beweglichen Kontakt, z. B. dem Trenninesser bei Einschaltung des zugeordneten
Leistungsschalters auf rein mechanischem Wege herbeizuführen. Bei einer derartigen
Anordnung wird erstens dafür gesorgt, daß, wenn die Einschaltung des Leistungsschalters
erst erfolgt, wenn der zugeordnete Trennschalter bereits geschlossen ist, das Trennmesser
vom Antrieb gelöst wird und keine unzulässige AUS-Schaltung des Trennschalters erfolgen
kann. Zweitens ist aber eine Trennung des Trennschalterantriebes vom Schaltmesser
auch gewährleistet, wenn der Leistungsschalter bei geöffnetem Trennschalter geschlossen
wird. Es ist dann eine unzulässige Schließung des Trennschalters unter Spannung
nicht möglich, da das Trennmesser der Betätigung des Schalterantriebes nicht Folge
leistet.
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Gemäß der weiteren Erfindung kann aber die Unterbrechung der mechanischen
Verbindung zwischen dem Trennschalterantrieb und dem beweglichen Kontakt auch während
des Ausschaltvorganges über einen Hilfskontakt auf elektroniechanischein Wege erfolgen.
Insbesondere muß dann nach erfolgter Unterbrechung der mechanischen Verbindung der
bewegliche Kontakt mittels einer Einschaltfeder sofort wieder in die Einschaltstellung
gebracht werden. Auf diese Weise kann eine Dauerbelastung der Magne,tspule vermieden
werden. Das Schaltmesser leistet dabei der Betätigung des Antriebes nur bedingt
Folge, d. h., vor der Unterbrechung der mechanischen Verbindung zwischen dem Schalterantrieb
und dem beweglichen Kontakt, d. h. dem Schaltniessex, erfolgt eine kurzfristige
und selbsttätig rückläufige Kontaktbewegung.
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Erfindungsgemäß können weiterhin die vorstehend beschriebenen Ausführungsfonnen
einer Betätigung der Unterbrechung der mechanischen Verbindung zwischen dem Schalterantrieb
und dem beweglichen Kontakt auch für Last- und Leistungstrennschalter angewendet
werden, wenn die Unterbrechung von der Höhe des Stromes abhängig gemacht wird, der
das Abschaltvermögen des Last- oder Leistungstrennschalters übersteigt.
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An Hand der Zeichnungen wird der Erfindungsgegenstand im Prinzip näher
erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Trennschalter 1 mit seiner Isolierschaltstange
2, dem Schalthebel 3 und der Schaltwelle 4. Ferner liegt im Stromkreis eine
Magnetspule 5, die einen Tauchanker 6 in sich hineinziehen kann, der
über eine Isolierstange 7 dann die mechanische Verbindung der Schaltstange
2 mit dem Schalthebel 3 aufhebt ' wenn der Trennschalter strombelastet
ist (s. Fig. 2). Nunmehr kann die Schaltwelle 4 beliebige Schaltbewegungen ausführen,
ohne daß das Trennmesser 1 der Betätigung des Schalterantriebes Folge leistet.
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Ist die Größe des Betriebsstromes für die Betätigung des Dauermagneten
5 ungeeignet dann läßt sich nach Figur 3 der Stromwandler
8 einbauen, der entweder im Hochspannungsteil in einfachster Ausführung oder
gegebenenfalls in Verbindung mit einem Meßwandler in geerdeten Teilen der Anlage
seine Aufstellung findet.
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Besitzt der Trennschalter ein gewisses Abschaltvermögen,
d. h., ist er als Last- oder Leistungstrennschalter ausgebildet, dann kann
der Tauchanker eine Verriegelung erhalten, die ihn erst dann zum Eintritt in die
Magnetspule freigibt, wenn der Strom eine für das Schaltgerät unzulässige Höhe erreicht.
Die Verriegelung des Tauchankers ist in Fig. 3 beispielsweise durch die Feder
9 dargestellt.
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In Fig. 4 wird der Trennschalter 1 mit dem Leistungsschalter
12 verriegelt, so daß die Schaltwelle 4 über den Schalthebel 3 nur dann in
mechanischer Verbindung mit der Schaltstange 2 steht, wenn die Isolierstange
13 in der unteren Stellung ist, d. h., wenn die Schubstange 14 sich
in der Rechtsstellung befindet, wobei der Leistungsschalter ausgeschaltet ist. Wird
der Leistungsschalter eingeschaltet, so schiebt sich die Stange 14 nach links, die
Isolierstange 13 wird nach oben geschoben und trennt die Schaltstange 2 vom
Antriebshebel 3.
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Will man auf eine Dauerbelastung der Magnetspule verzichten,
dann kann man nach Fig. 5 einen Hilfskontakt 10 vorsehen, der während
des Abschaltvorganges kurzfristig dem Strom den Weg durch die Magnetspule freigibt,
wobei allerdings im Falle, daß ein Strom fließt und eine Entkupplung eintritt, eine
Einschaltfeder 11 die Schaltmesser wieder in die ordnungsgemäße Einschaltstellung
bringen muß.