-
Die Erfindung betrifft einen ölarmen Hochspannungsschalter mit Mehrfachunterbrechung
durch zwei in Reihe geschaltete Schalteinheiten, die je einen zum Teil als Zahnstange
ausgebildeten, über ein Zahnrad angetriebenen Schaltstift aufweisen.
-
Bei einem bekannten Schalter dieser Art (deutsche Patentschrift 716
032), bei dem ein einziges Zahnrad die beiden benachbarten Schaltstifte über deren
Verzahnungen antreibt, gleiten die Schaltstifte in festen Stromkontakten, die an
einem gemeinsamen Metallbauteil angebracht sind und die elektrische Verbindung zwischen
den Schaltstiften herstellen.
-
Gemäß einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag (deutsches
Patent 1203 857) dienen Zahnräder zur Stromübertragung zwischen einem Schaltstift
und einer ortsfesten Zahnstange. Diese Zahnräder dienen außerdem dazu, bei der Bewegung
des Schaltstifts ein weiteres Bauteil mit halber Schalt-, stiftgeschwindigkeit zu
bewegen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter der eingangs
genannten Art einfacher und kleiner zu bauen.
-
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungs--emäß die aus Metall
bestehenden Zahnräder der Schalteinheiten auf einer gemeinsamen leitenden Welle
angeordnet sind derart, daß die elektrische Verbindung zwischen den Schaltstiften
aus den Zahnrädern und der leitenden Welle besteht.
-
Dadurch können besondere Stromkontakte an den Schaltstiften wegfallen,
wodurch nicht nur der Schalter weniger aufwendig wird, sondern auch der Platz für
die Stromkontakte im Getriebegehäuse eingespart werden kann, was sich hauptsächlich
auf die Baulänge der Schalteinheiten auswirkt.
-
Unter einer leitenden Welle wird bei der Erfindung auch eine gegebenenfalls
isoliert angeordnete Welle verstanden, die durch eine leitende Hülse od. dgl. umgeben
ist, sowie auch eine Hohlwelle, innerhalb deren eine leitende Verbindung verläuft.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung soll jede Schalteinheit
ein eigenes Getriebe-_"ehäuse zur Aufnahme des Zahnrades und des als Zahnstange
ausgebildeten Teils des Schaltstiftes aufweisen. Dadurch wird es ermöglicht, die
einzelnen Schalteinheiten als in sich abgeschlossene, einheitliche Bauteile auszuführen,
die nach Bedarf baukastenartig zusammengefügt werden können.
-
Ferner ist es zweckmäßig, jeden Schaltstift mechanisch von mindestens
einem ortsfesten, federnd gelagerten Druckrollensystem zu führen, das die Zahnstange
an das Zahnrad andrückt. Eine solche Anordnung verbessert den Stromübergang von
der Zahnstange auf das Zahnrad.
-
Bei Benutzung einer Schrägverzahnung der Zahnstange und des Zahnrades
ergibt sich ein besonders guter Stromübergang.
-
Schließlich ist eine V-förmige Anordnung der beiden Schalteinheiten
besonders günstig, da sich dann einerseits auch außerhalb des Schalters leicht ein
ausreichender Abstand zwischen den beiden betreffenden Punkten hohen Spannungspotentials
verwirklichen läßt und andererseits das Aufsteigen von Gasblasen im öl erleichtert
wird.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
-
F i g. 1 ist eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Schalters, in der
Richtung der Achse der Antriebswelle gesehen; F i g. 2 ist, in etwas vergrößertem
Maßstab, ein Axialschnitt durch eine der bei diesem Schalter benutzten Schalteinheiten;
F i g. 3 ist, in noch weiter vergrößertem Maßstab, ein senkrecht zur Längsachse
der F i g. 2 geführter Schnitt durch Teile der F i g. 2.
-
Der dargestellte Schalter besteht im wesentlichen aus zwei schräg
angeordneten Schalteinheiten 1
und 2, die an einem Kasten 3 befestigt sind,
der von drei Stützisolatoren 4 getragen wird. Die Schalteinheiten besitzen je einen
Anschluß 5 bzw. 6. Wenn der Schalter geschlossen ist, sind die beiden Anschlüsse
5 und 6 über zwei in Reihe geschaltete Unterbrechungsstellen miteinander verbunden.
-
In F i g. 2 ist die Schalteinheit 2 im Axialschnitt dargestellt. Die
Schalteinheit 1 ist bis auf einen kleinen Unterschied in ähnlicher Weise
ausgeführt; dieser Unterschied wird nachher besprochen werden.
-
Die Einheit 2 besteht aus einem Gehäuse 7, einem Isolator 8 und einem
Ölgefäß 9 mit darin vorgesehener Löschkammer 10. Das Ölgefäß 9 ist
zum Teil mit Öl gefüllt; der Ölspiegel ist eingezeichnet worden.
-
Als beweglicher Kontakt ist ein hohler Schaltstift 11 aus Metall vorgesehen,
der mit einem festen Kontakt 21 zusammenarbeitet. Der untere Teil des Schaltstiftes
11 ist als eine hohle Zahnstange 12 ausgeführt, die mit einem Zahnrad
13 aus Metall im Eingriff ist, das auf einer leitenden Welle 14 angebracht ist.
Die Zahnstange 12, das Zahnrad 13 und die Welle 14 dienen zum Antrieb des beweglichen
Schaltstiftes 11
und zur Herstellung der elektrischen Verbindung. Dieser Schaltstift
11 wird einerseits von dem freien Ende eines Rohres 15 geführt, das an- der
Stirnwand des Gehäuses 7 befestigt ist, und andererseits von einem später noch zu
beschreibenden Druckrollensystem 25. Die obere Führung des Schaltstiftes
11 ist abgedichtet. Zwecks Befestigung des Isolators 8 und des Ölgefäßes
9 am Gehäuse 7 befindet sich zwischen dem Rohr 15 und dem Isolator 8 ein Isolierrohr
16 hoher Festigkeit, z. B. aus Glasfasermaterial. Dieses Rohr 16 wird unten von
einem Flansch des dort verstärkten Rohres 15 gehalten, wobei dieser verstärkte Teil
durch Verbindungsbolzen mit dem Gehäuse 7 verbunden ist. Das obere Ende des Rohres
16 durchsetzt eine Öffnung im Boden 23 des Ölgefäßes 9 und umschließt das untere
Ende der Löschkammer 10.
Der feste Kontakt 21 erstreckt sich durch einen als
Kontaktbrücke dienenden Teil 22 der Löschkammer 10 und ist in axialer Richtung
begrenzt beweglich, wobei er unter dem Einfiuß einer Druckfeder 17
steht.
Das obere Ende dieser Feder 17 ist gegen einen festen Teil 18 abgestützt,
der starr mit der Kontaktbrücke 22 verbunden ist. Das untere Ende der Feder 17 drückt
auf einen ringförmigen Teil 17a, der an dem oberen Ende des festen Kontaktes 21
anliegt. Eine leitende Verbindung 19 besteht aus einer Mehrzahl von radial angeordneten
biegsamen Streifen, die einerseits (innen) an den festen Kontakt 21 angeschlossen
und andererseits (außen) an der Kontaktbrücke 22 befestigt sind.
-
Das Ölgefäß besteht aus dem Boden 23 aus Gußharz oder ähnlichem Material
und einer Kappe 24. In den Boden 23 ist ein Stromleiter eingegossen, der den an
Hand der F i g. 1 schon erwähnten Anschluß 6 bildet. Dieser Stromleiter ist durch
einen Bolzen mit der Kontaktbrücke 22 verbunden.
-
In F i g. 2 ist der Schaltstift 11 in seiner unteren, geöffneten
Lage gezeichnet. Wird die Welle 14 im
Ulirzeigersinne gedreht,
so wird sich der Schaltstift Il durch die Einwirkung des Zahnrades 13 -auf die Zahnstange
12 nach oben bewe@cen, wodurch sein freies Ende mit dem festen Kontakt 21 in Berührung
kommt. Der feste Kontakt 21 weicht etwas zurück, wobei die Feder 17 gespannt wird,
so daß sie im geschlossenen Zustand der Schalteinheit den Kontaktdruck zwischen
dem beweglichen Kontakt 11 und dem festen Kontakt 21 liefert.
-
Bei der Schalteinheit 1 in F i g. 1 ist das öl(Yefäß derart auf dem
zugehörigen Isolator 8 aufgesetzt, daß die Anschlüsse 5 und 6 im wesentlichen parallel
verlaufen und in entgegengesetzte Richtungen zeigen. Im übrigen ist die Schalteinheit
1 in dergleichen Weise ausgeführt wie die Schalteinheit 2.
-
Das Zahnrad 13 der Schalteinheit 1 sitzt auf derselben Welle 14 wie
dasjenige der Schalteinheit 2. Wird diese Welle 14 gedreht, so nähern sich die beiden
Schaltstifte gleichzeitig den entsprechenden festen Kontakten 21 bzw. entfernen
sich von denselben. Im ; geschlossenen Zustand der beiden Schalteinheiten (sowie
des ganzen Schalters) sind die beiden Anschlüsse 5 und 6 über die Kontaktbrücken
22, die festen Kontakte. 21, die Schaltstifte 11, die Zahnstangen 12, die Zahnräder
13 und die Welle 14 elektrisch miteinander verbunden.
-
Um in jeder Schalteinheit einen guten Stromübergang zwischen der Zahnstange
12 und dem Zahnrad 13 zu gewährleisten, ist ein fest angeordnetes Druckrollensystem
25 in der Wand des Gehäuses 7 vorgesehen, und zwar an derjenigen Stelle, an der
die Achse des Schaltstiftes 11 senkrecht von der Verbindungslinie zwischen dem Druckrollensystem
und dem Mittelpunkt des Zahnrades 13 geschnitten wird. Das Druckrollensystem ist
in F i g. 3 in größerem Maßstab dargestellt, und zwar in einem Axialschnitt senkrecht
zur Zeichenebene der F i g. 2. Das Druckrollensystem besteht im wesentlichen aus
einem Gehäuse 26, innerhalb dessen sich ein unter Einwirkung einer Feder 27 stehender
Körper 28 verschieben kann, der zwei Rollen 29 und 30 trägt, die (siehe F i g. 2)
beim Zahnrad 13 gegenüber auf beiden Seite der Zahnstange 12 liegen und diese Zahnstange
kräftig an das Zahnrad 13 andrücken. Ein besonders guter Stromübergang wird dann
erreicht, wenn die Zahnstange 12 und das Zahnrad 13 mit schräger Verzahnung versehen
sind.
-
Beim Öffnen des Schalters, d. h. der beiden Schalteinheiten 1 und
2, entsteht ein Ölausgleich. Der Raum im Ölgefäß 9 steht bei der Ausführungsforni
nach F i g. 2 über die Löschkammer 10 und den Innenraum des Rohres 16 mit dem Gehäuse
7 in Verbindung, dessen obere Wand mit einer Öffnung versehen ist, in der ein Kugelventil
31 vorgesehen ist. Dieses Ventil 31 läßt nur nach unten Flüssigkeit durch.
Falls der hohle Schaltstift 11, ausgehend von seiner geschlossenen Lage, in der
er mit dem festen Kontakt 21 in Berührung ist, nach unten bewegt wird, dringt der
untere Teil des Schaltstiftes 11 tiefer in das Gehäuse 7 vor, wodurch
öl aus diesem Gehäuse i durch den hohlen Schaltstift 11 nach oben getrieben
wird und in der Löschkammer 10 einen Ölausgleich verursacht. Bewegt sich der Schaltstift
nach oben, so kann durch das Ventil 31 wieder Öl dem Gehäuse 7 zufließen.
-
Aus der Zeichnung sieht man, daß die Organe für den Antrieb des bewe-lichen
Kontaktes, die Organe für den Stromübergang zu diesem Kontakt und die Organe für
den Ölausgleich in derselben Baulänge jeder der beiden Schalteinheiten untergebracht
sind. In dieser Weise wird eine einfache und kurze Konstruktion erzielt.
-
Es ist für die Erfindung ohne Bedeutung, in welcher Weise die Bedienung
der gemeinsamen leitenden Welle 14 zum Öffnen und Schließen des Schalters erfolgt.
Dafür bestehen bekannte Mittel, z. B. Öldruck, ein Betätigungsstab, eine Betätigungswelle
USW.
-
Die Löschkammern der V-förmig an£-eordneten Schalteinheiten 1 und
2 sind an ihren einander zugewendeten Seiten mit seitlichen Löschöffnungen versehen,
durch die eventuelle Gasblasen leicht im Öl aufsteigen können und dann von dem oberhalb
des Öls vorhandenen Gaspolster aufgenommen werden, das in der Kappe 24 Volumenänderungen
unterliegen kann, ohne mit der Außenluft in Berührung zu sein und dadurch verunreinigt
werden zu können.