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Hochspannungs-Trennschalter Die Erfindung bezieht sich auf Hochspannungs-Trennschalter
mit zwei auf einem Grundgestell drehbar gelagerten, Trennkontakte tragenden Stützisolatoren.
Bei bekannten Trennschaltern dieser Gattung stehen die Stützisolatoren senkrecht
auf dem Grundgestell. Am oberen Ende der Stützisolatoren sind seitlich angeordnete
Kontaktarme größerer Länge angebracht. Durch Drehen der Stützer um 90° werden die
Kontaktarme in die Ein- oder Ausschaltstellung geschwenkt. Diese Bauart weist gewisse
Nachteile auf, die an Hand .der F i g. 1 und 2 nachstehend erläutert werden.
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F i g. 1 zeigt den Trennschalter im Aufriß und F i g. 2 die Anordnung
von drei Trennschaltern im Grundriß in einer Schaltanlage.
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Auf dem Grundgestell 1 sind die Stützisolatoren 2 drehbar gelagert.
Mit den Kopfarmaturen 3 der Stützisolatoren sind die Kontaktarme 4 verbunden, deren
Kontaktenden nicht näher dargestellt sind. An die Bolzen 5 sind die mit 6 angedeuteten
Leitungsseile angeschlossen. Die Schalter sind in der Ausschaltstellung dargestellt.
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Der Abstand a zwischen den beiden Stützisolatoren eines Schalters
und damit auch die Länge des Grundgestells ist gegeben durch die Trennstrecke. Der
Polmittenabstand b (s. F i g. 2) setzt sich zusammen aus der erforderlichen Mindestschlagweite
c zwischen zwei Phasen und der Länge d der Kontaktarme 4 und dem Maß e. Man erkennt
daraus, daß die bekannten Schalter einen verhältnismäßig großen Platzbedarf haben.
Die erforderliche Grundfläche ist schraffiert gezeichnet.
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Bei Trennschaltern mit aufeinander zu kippbaren Isolatoren, die kurze
Trennkontaktstücke tragen und in der »Ein«-Stellung um den gleichen Winkelbetrag
zueinander geneigt sind, kann die Grundfläche eines dreipoligen Schalters zwar wesentlich
kleiner gehalten werden, jedoch ist dort ein wesentlich stärkerer Antrieb notwendig,
je nach dem Gewicht der Isolatoren, die außerdem bei Erreichen der Endstellungen
am Fußende starken Biegebeanspruchungen ausgesetzt sind. Es ist auch bekannt, einen
ortsfesten Isolator und einen von einem Querarm getragenen Isolator vorzusehen;
bei Verschwenken des Querarmes liegen beide Isolatoren entweder dicht beieinander
oder mit großem Abstand parallel zueinander. Auch hier ist der Platzbedarf relativ
gering. Der Bogenweg des beweglichen Kontaktstückes beeinträchtigt jedoch die Schlagweite
zum benachbarten Festkontaktstück.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Trennschalter mit geringem
Platzbedarf, geringer mechanischer Beanspruchung der Isolatoren und geringem Kraftbedarf
für den Antrieb zu entwickeln, wobei ein möglichst einfacher Schalteraufbau für
Schalter mit zwei drehbaren Isolatoren angestrebt wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die kurze Trennkontaktstücke
tragenden Stützisolatoren in bekannter Weise in der »Ein«-Stellung des Trennschalters
um den gleichen Winkelbetrag schräg zueinander stehen und daß sie auf je einem Drehlager
ruhen, dessen Drehachse sich in bekannter Weise mit der Längsachse der Stützisolatoren
derart schneidet, daß beim Drehen der Sützisolatoren um 180° sich ihre Längsachsen
auf der Mantelfläche eines auf der Spitze stehenden Kegels bewegen.
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Bei Trennschaltern für die Umschaltung eines Mittelpoles auf einen
von zwei äußeren Polen ist es bekannt, einem mittleren Isolator eine kegelmantelförmige
Bewegungsbahn zuzuordnen, wobei die Kegelachse senkrecht auf der Schalterbasis steht.
Die äußeren Pole werden dabei von ortsfesten Isolatoren getragen, während der mittlere
Isolator um 180° gedreht wird.
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Die Schaltbewegung des erfindungsgemäßen Trennschalters erfolgt durch
Drehen beider Stützisolatoren um jeweils 180°, wobei vorzugsweise die Drehrichtung
der Stützisolatoren für die eine Schaltbewegung, z. B. Einschaltung, umgekehrt der
Drehrichtung für die andere Schaltbewegung ist.
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Die Verwendung von längeren Kontaktarmen ist in bekannter Weise nicht
mehr erforderlich, weil der von der Drehachse und der Längsachse der Stützisolatoren
gebildete Winkel so bemessen ist, daß sich in der »Ein«-Stellung des Trennschalters
die oberen Enden der Stützisolatoren so weit nähern, daß die Trennkontakte unmittelbar
an den Kopfarmaturen der Stützisolatoren oder an auf den Kopfarmaturen angebrachten
Trägern befestigt werden können.
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Ebenso wie in F i g. 1 und 2 sind in F i g. 3 und 4 ein Schalter im
Aufriß und drei Trennschalter im Grundriß dargestellt. Der Einfachheit halber sind
übereinstimmende
Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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F i g. 5 zeigt in vergrößertem Maßstab ein Drehlager der Stützer und
F i g. 6 den Schnitt 1-1.
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In F i g. 3 sind die auf dem Grundgestell 1 drehbar gelagerten Stützisolatoren
2 in der Ausschaltstellung ausgezogen und in der Einschaltstellung strichpunktiert
gezeichnet. Die aus zwei parallel zueinander angeordneten federnden Kontaktstücken
7 und dem messerartigen Kontaktstück 8 bestehenden Trennkontakte sind mit je einem
Träger 9 verbunden, der auf den Kopfarmaturen 10 der Stützisolatoren befestigt ist.
Selbstverständlich kann auch eine andere Art von Trennkontakten verwendet werden.
Auch lassen sich die Trennkontakte unmittelbar an den Kopfarmaturen anbringen. Die
Anschlußbolzen 5 für die Leiterseile 6 sind drehbar.
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Um den Trennschalter ein- oder auszuschalten, werden die beiden Stützisolatoren
um je 180° in einander entgegengesetztem Drehsinn gedreht. Da die Drehachse
11 sich mit der Längsachse 12 schneidet, beschreiben die Längsachsen
beim Drehen der Stützisolatoren um 180° den halben Umfang der Mantelfläche eines
auf der Spitze stehenden Kegels. Diese Maßnahme bringt eine Reihe von Vorteilen
mit sich.
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Der Abstand a1 zwischen den beiden Stützisolatoren des Trennschalters
kann erheblich kleiner gehalten werden als die Länge der Trennstrecke. Dadurch vermindern
sich auch die Abmessungen des Grundgestelles. Sowohl in der Ein- als auch in der
Ausschaltstellung befinden sich die spannungsführenden Teile des Trennschalters
in einer senkrecht auf der Mittellinie des Grundgestelles stehenden Ebene. Da außerdem
während der Drehbewegung der Stützisolatoren der Spannungsabstand zwischen den Phasen
unverändert bleibt, ist für den Polmittenabstand b1 lediglich die Mindestschlagweite
maßgebend. Die dadurch erzielte Platzersparnis zeigt deutlich der Vergleich der
F i g. 2 mit der F i g. 4. Die etwas größere Breite der Grundfläche nach F i g.
4 gegenüber derjenigen von F i g. 2 ist unerheblich. Der in der Ausschaltstellung
des Trennschalters von den Trennkontakten beanspruchte Raum wird sowieso für die
in Richtung der Trennkontakte abgehenden Leiterseile benötigt.
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Ein weiterer ins Gewicht fallender Vorteil ist die geringere Biegebeanspruchung
der Stützisolatoren in der »Ein«-Stellung. Infolge ihrer Schrägstellung in diesem
Zustand höchster Belastung durch die Seilkräfte teilen sich die seitlich angreifenden
Seilkräfte in eine quer zum Isolator angreifende Biegekraft und eine in Richtung
der Isolatorachse angreifende Druckkraft. Naturgemäß lassen sich auch die im Kurzschlußfall
von den Leiterseilen ausgeübten starken Kräfte besser beherrschen. Die Kontakte
öffnenden Momente werden nicht wirksam. Etwa vorhandener Eisbelag wird durch das
sich zu Beginn der Ausschaltbewegung aus dem Gegenkontakt herausschiebendeTrennmesser
8 mit Sicherheit abgesprengt. Die bekannten Schalter mit kippbaren Isolatoren
weisen zwar die gleichen Vorteile auf, jedoch sind dort bei Erreichen der jeweiligen
Endstellungen im allgemeinen höhere Biegebeanspruchungen am Fußende der Isolatoren
zu erwarten. Ein Ausführungsbeispiel des Drehlagers ist in F i g. 5 und 6 wiedergegeben.
An den Stirnseiten des z. B. aus U-Eisen 13 bestehenden Grundgestells ist der Lagerbock
14 befestigt, der die senkrecht zur Basis des Grundgestells stehende Welle 15 trägt.
Auf dieser Welle ist in seinen Schenkeln der U-förmige Drehfuß 16 gelagert. Mit
17 und 18 sind die Lager des Drehfußes bezeichnet, der mit einer schrägen Auflagefläche
19 für die Befestigung der Fußarmatur 20 des Stützisolators versehen ist.
Der von der Drehachse 11 und der Längsachse 12 des Stützisolators eingeschlossene
Winkel bestimmt den Grad der Schrägstellung der Stützisolatoren. Der zur Ausführung
der Drehbewegungen der Stützisolatoren gehörende Antrieb ist in der Zeichnung nicht
dargestellt.