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Schub-Trennschalter mit zusätzlicher Lastabschaltung Die Erfindung
befaßt sich mit einem Schub-Trennschalter, der durch eine zusätzliche Löscheinrichtung
für Lastabschaltungen, z. B. für die Abschaltung von leer laufenden Transformatoren,
Kabeln u. dgl., geeignet ist. Derartige Last-Schub-Trennschalter sind zwar bekannt,
ihnen haftet aber der Nachteil an, daß die Löscheinrichtung, z. B. in Form eines
nacheilenden Hilfskontaktes, der den Lichtbogen innerhalb eines unter dem Einfluß
des Lichtbogens gasabgebenden Rohres zieht, xnlit den die Abschaltung bewirkenden.
Konstruktionsteilen des Schub-Trennschalters fest verbunden ist. Ein derartiger
Sehalter kann jedoch nur eine bestimmte, von der Höhe des Absahaltstromes abhängige
Anzahl von Schaltungen durchführen. Dann besteht die Notwendigkeit, die gasabgebenden
Bauteile zu erneuern, was nur im spannungslosen Zustand des Schub-Trennschalters
erfolgen kann, da der Schalter zum mindesten teilweise demontiert werden ruß. Somit
ist eine Abschaltung des abhängigen A,nlageteiles während der Reparatur unvermeidlich.
Aber auch eine bloße Kontrolle der gasabgebenden Rohre führt zu unliebsamen Abschaltungen.
Eine häufige Kontrolle ist jedoch unumgänglich, da die erwähnten Teile nicht erst
ausgebaut und durch neue ersetzt werden dürfen, wenn sich durch eine Fehlschaltung
ihre weitere Unbrauchbarkeitherausgestellt hat.
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Es ist bereits bekannt, bei Last-Trennschaltern mit schwenkbaren Messemeine
auseinanderziehbare Löschpatrone zu verwenden, die beim Öffnen des Schalters eine
Kippbewegung ausführt, während innerhalb der Patrone der Schnellabschaltvorgang
durch eine Hilfskontakttrennung vor sich geht. Die Erfindung befaßt sich nun damit,
derartige Schaltpatronen auch in Schaltstationen einzuführen, die mit Schub-Trennschaltern
ausgestattet sind.
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Es handelt sich um einen Schub-Trennschalter mit zusätzlicher Lastabschaltung,
bei dem der Lichtbogen ,innerhalb einer gasabgebenden Löschvorrichtung durch einen
dem Hauptkontakt nacheilenden Hilfskontakt gezogen wird, der sich erfindungsgemäß
dadurch auszeichnet, daß die Abschaltung des Lichtbogens innerhalb einer an sich
bekannten, auseinanderziehbaren Löschpatrone erfolgt, die nahe dem rückseitigen
Ende des beweglichen Hauptkontaktrohres des Schalters durch eine lösbare Sperre
auswechselbar gehaltert und gegen die Kraft einer Rückholfeder längsverschiebbar
angeordnet ist. Insbesondere kann die Löschpatrone mit der Rückholfeder eine bauliche
Einheit bilden, die in das Kontaktrohr eingeschoben und in diesem arretiert wird.
Durch geeignete Wahl der Arretierung wird :erreicht, daß die Löschpatrone, auch
wenn der Schub-Trennschalter unter Spannung steht, mit einer Schaltstange herausgenommen
und durch eine neue ersetzt werden kann.
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Die damit sich ergebenden Vorteile sind bedeutend. Erstens braucht
der Schub-Last-Trennschalter baulich nicht größer ausgelegt zu werden als ein normaler
Schub-Trennschalter, und zweitens tritt der Abschaltlichtbogen nach außen hin nicht
in Erscheinung. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß in einer Anlage, in der
Trennschalter mit schwenkbaren Messem und Schub-Trennschalter eingebaut sind, die
gleiche Schaltpatronentype verwendet werden kann.
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Damit die Rückholfeder unverlierbar mit der Löschpatrone verbunden
ist, wird vorgeschlagen, sie als Schraubenfeder auszubilden, die die Patrone umgibt
und sich einerseits gegen einen festen Bund der Patrone und andererseits gegen einen
auf derselben verschiebbaren Ring abstützt. Sieht man innerhalb des Kontaktrohres,
z. B. in Form dreier nach innen vorstehender Niete, ein festes Widerlager für den
verschiebbaren Ring vor, so erfolgt beim (Offnen des Schalters ein Zusammendrücken
der Rückholfeder, bis sie auf Block steht, da die Patrone während des Zurückweichens
des Kontaktrohres durch den an der Patrone befestigten Kontaktknopf festgehalten
wird, der m einem Hilfskontaktbügel des feststehenden Kontaktes eingeklemmt ist.
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Es ist .nun gemäß der weiteren Erfindung die Kraft der Rückholfeder
so klein gegenüber der Kraft der Hilfskontaktverrastung und der Schaltfedern innerhalb
der Patrone, daß die Patrone bei dem innerhalb der Patrone in bekannter Weise stattfindenden
Abschalt- und Löschvorgang gegen die Kraft der Rückholfeder aus dem Kontaktrohr
herausziehbar ist und erst nach dem Löschvorgang durch die Rückholfeder in das Kontaktrohr
zurückgeschoben wird. Dadurch
kehrt die Löschpatrone in die für
den folgenden Einschaltvorgang erforderliche Ausgangslage zurück.
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Für die einwandfreie Wirkungsweise der Schaltpatrone ist eine genaue
Führung des Kontaktrohres, in dem die Patrone hin.- und hergleitet, äußerst wichtig.
Zu diesem Zweck wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, daß zwei auf dem
einen Isolator mit Abstand angebrachte . Rollenführungen des Kontaktrohres je aus
drei Führungsrollen bestehen, von denen zwei auf der dem Isolator zugekehrten- Seite
starr und die dritte auf der dem Isolator abgewandten Seite in einem abgefederten
Bügel gelagert sind. Insbesondere können erfindungsgemäß die fest gelagerten Führungsrollen
als Zylinder- oder Kegelrollen ausgebildet und gegebenenfalls auf einer gemeinsamen
Achse angeordnet sein, und die nachgiebig gelagerte Führungsrolle kann der Krümmung
des Kontaktrohres entsprechend konkav oder als Doppelkegel ausgebildet sein. Hierdurch
wird eine unveränderliche Axialführung des Kontaktrohres erreicht, die :erstens
ein genaues Einrasten d.-s Kugelkontaktknopfes der Patrone in die ortsfeste Einrastvorrichtung
sicherstellt und zweitens die Einwirkung von seitlichen Schubkräften auf die im
Kontaktrohr geführte Löschpatrone verhindert, d. h. einwandfreie Schaltvorgänge
gewährleistet.
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Erfindungsgemäß soll weiterhin die Löschpatrone auf der dem festen
Kontakt abgewandten Seite einen Halteknopf für die Befestigung der Schaltstange
zum Herausnehmen oder Einsetzen der Patrone besitzen.
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In den Fig. 1 bis 8 ist der Schub-Last-Trennschalter gemäß der Erfindung
in bezug auf seine Ausgestaltung und Wirkungsweise beispielsweise dargestellt.
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Fig.1 zeigt eine Seitenansicht des Schub-Last-Trennschalters im eingeschalteten
Zustand. Auf dem Grundrahmen 1 sind die Isolierstutzer 2 und 3 angebracht. Der Stutzer
2 trägt den ortsfesten. Hauptkontakt 4, den ortsfesten Hilfskontakt 5 und die Anschlußfahne
6. Auf dem Stutzer 3 sind das als Doppelführung ausgebildete Rollenlager 7 und die
Anschlußfahne 8 befestigt. Von dem Rollenlager 7 wird das Kontaktrohr 9 geführt,
das mittels Schaltwelle 10, Schaltschwinge 11 und Lenker 12 in axialer Richtung
von der EIN-Stellung in die AUS-Stellung und umgekehrt bewegt wird, wenn die Schaltwelle
10 entsprechend gedreht wird.
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In. den Fig. 2 bis 6 sind die einzelnen Schaltphasen eines Schub-Last-Trennschalters
mit Kontaktrohr und in ihm gleitender Löschpatrone dargestellt. Fig. 2 zeigt halbschematisch
einen Längsschnitt durch das Kontaktrohr 9 im eingeschalteten Zustand des Schub-Last-Trennschalters.
Hierbei besteht eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den ortsfesten Hauptkontakten
4 und 7 (als Rollenlager ausgebildet) über das Kontaktrohr 9. Die in das
Kontaktrohr eingelegte Löschpatrone 13 ist mit ihrem Kugelkontaktknopf 14 in den
ortsfesten Hilfskontakt 5 eingerastet und wird dort mit einer gewissen Federkraft
gehalten. Es besteht somit eine zweite elektrische Verbindung der festen Kontakte
4 und 7 parallel zum Kontaktrohr 9 über den Verstärkungswulst 15 der Löschpatrone,
über die Löschpatrone selbst zum Hilfskontakt 5. Der Wulst 15 dient gleichzeitig
als Widerlager für die Rückholfeder 16, die sich am anderen Ende an dem Widerlager
17 abstützt, das in dem Kontaktrohr 9 fest angebracht ist. Das Kontaktrohr
9 ist über den Bolzen 18 kraftschlüssig mit dem Lenker 12 und somit
mit dem Schaltmechanismus verbunden. Auf der dem festen Kontakt abgewandten Seite
besitzt die Löschpatrone 13 einen Halteknopf 19, der zum Befestigen der Schaltstange
dient, wenn die Patrone eingesetzt werden soll, was auch unter Spannung möglich
ist.
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Das Widerlager 17 kann auch beispielsweise aus drei nach innen vorstehenden
Nieten bestehen und der das Widerlager für die Schraubenfeder 16 bildende Ring auf
der Patrone 13 verschiebbar angeordnet sein. Dann bilden bei eingesetzter Patrone
die Niete ein festes Widerlager für den verschiebbaren Ring.
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Das Kontaktrohr muß natürlich auf dem dem festen Kontakt abgewandten
Ende 20 einen Verschlußring erhalten, in dem beispielsweise ein Sperrbolzen
angeordnet sein kann, der die Schaltpatrone am Verlassen des Schaltrohres hindert,
wenn der Schalter in Betrieb ist. Während des Einsetzens oder des Herausnehmens
einer Patrone muß natürlich die Wirkung des Sperrbolzens aufgehoben werden können.
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Die zweite Phase des Ausschaltvorganges .ist in Fig.3 dargestellt.
Durch die Abwärtsbewegung des Kontaktrohres 9 werden die Hauptkontakte 4 und 7 voneinander
getrennt, und es besteht nur noch eine elektrische Verbindung über die Schaltpatrone
zum Hilfskontakt 5. Da die Patrone vom Hilfskontakt festgehalten wird, schiebt sich
die Schraubenfeder 16 auf Block zusammen.
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Bei Weiterbewegung des Kontaktrohres 9 (Fig. 4 und 5) wird die Löschpatrone
13 in bekannter Weise teleskopartig auseinandergezogen. Damit werden die beiden
in der Löschpatrone gelagerten Federn gespannt, deren eine, wie bekannt, denn arretierten,
beweglichen, im Innern der Patrone befindlichen Abbrandkontakt betätigen soll und
deren andere nach Freigabe der Patrone durch den Hilfskontakt 5 letztere wieder
zusammenschiebt. In der Stellung nach Fig. 4 ist die zuerst genannte Feder auf Block
zusammengedrückt, so daß nunmehr bei weiterem Auseinanderziehen der Patrone die
Arretierung des beweglichen Abbrandkontaktes in bekannter Weise gelöst wird und
dieser nach oben schnellt, wobei der entstehende Lichtbogen in einen Ringspalt mit
gasabgebenden Wänden unter vollständigem Abschluß innerhalb der Patrone gezogen
und gelöscht wird.
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In der Stellung nach Fig. 5 ist der Lichtbogenlöschvorgang bereits
abgeschlossen, die Patrone 13 läßt sich nicht weiter auseinanderziehen, und
der Kugelkontaktknopf 14 wird nunmehr aus dem festen, federnden IHilfskontakt
5 herausgezogen.
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In Fig. 6 ist die letzte Phase der Abschaltung dargestellt, in der
der Kugelkontaktknopf 14 den Hilfskontakt 5 bereits verlassen hat. Die zweite
in der Löschpatrone 13 untergebrachte Feder sorgt dafür, daß die Patrone sich wieder
zusammenschiebt. Die Feder 16 zieht die Löschpatrone in das Kontaktrohr 9 hinein,
so daß die Ausgangslage zwischen Kontaktrohr und Patrone, wie in Fig. 2 dargestellt,
wieder erreicht wird, nur daß das Kontaktrohr selbst sich in der AUS-Stellung befindet.
Damit ist eine freie, sichtbare Trennstrecke zwischen den Hauptkontakten
4 und 7 hergestellt und der Abschaltvorgang beendet. Es ist ersichtlich,
daß für eine einwandfreie Wirkungsweise der Schaltpatrone 13 eine genaue Führung
derselben im Kontaktrohr 9 und eine genaue Führung des Kontaktrohres selbst unerläßlich
sind.
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Zu diesem Zweck wird, wie in Fig. 7 dargestellt, ein Rollenlager besonderer
Art verwendet. Letzteres besteht aus dem Rollenträger 21 und der Anschlußfahne
8,
die mittels Schrauben auf dem Stützer 3 befestigt sind. In dem Rollenträger
21 sind in zwei Führungen hintereinander je ein Paar Kontaktrollen 23 gelagert,
die in ihrer Lage durch das Kontaktrohr 9 gehalten werden. Die beiden hintereinander
angeordneten Wellen 22 tragen Spannbolzen 24, die den Lagerbügel
26 halten. Dieser ist mittels Tellerfedern 27
abgefedert, so daß die
konkav, als Doppelkegel oder in Form von zwei Einzelrollen ausgebildete Laufrolle
29 -einen Druck auf das Kontaktrohr 9 ausübt. Der Lagerbolzen für die Laufrolle
29 ist mit 28 bezeichnet. Da die Rollenführung der vier Laufrollen 23 starr
angeordnet ist, wird eine unveränderliche Axialführung des Kontaktrohres 9 erzielt.
Wenn die beiden hintereinanderliegenden Laufrollen 29 aus Isolierstoff hergestellt
werden, erfolgt die Stromführung von der Anschlußfahne 8 über den Rollenträger 21,
die Wellen 22 und die Rollen 23 oder direkt vom Rollenträger
21
über die Rollen 23 unter dem von den Laufrollen 29
erzeugten
Kontaktdruck auf das Kontaktrohr 9.
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In Fig. 8 ist der ortsfeste Kontakt des Isoherstützers 2 dargestellt.
Er besteht aus der Anschlußfahne 6, die zusammen mit dem Kontaktbügel 30 mittels
Schrauben 31 auf dem Stützer 2 befestigt ist. An den Kontaktbügel
30 werden die Kontaktstücke 32
mittels Tellerfedern 33 gepreßt, die
sich gegen die Köpfe der Schraubenbolzen 34 abstützen. Weitere Schraubenbolzen
35 und Tellerfedern 36 erzeugen den Kontaktdruck der Kontaktstücke 32 auf
das Kontaktrohr 9, wobei das Distanzrohr 37 ein Zusammenfallen der Kontaktstücke
32 im ausgeschalteten Zustand des Schub-Last-Trennschalters verhindert. Die
Ausbildung des festen Kontaktes auf dem Stützer 2 ist selbstverständlich
auch in anderer Weise möglich, ohne daß die Einrichtung gemäß der Erfindung beeinflußt
wird.