DE1515585A1

DE1515585A1 - Multipole, low-oil high-voltage circuit breaker

Info

Publication number: DE1515585A1
Application number: DE19651515585
Authority: DE
Inventors: Karl Klump; Kurt Patzak
Original assignee: Continental Elektronidustrie AG
Current assignee: Continental Elektronidustrie AG
Priority date: 1965-10-02
Filing date: 1965-10-02
Publication date: 1969-08-14
Also published as: DE1515585C3; DE1515585B2

Description

Mehrpoliger ölarmer Hochspannungsleistungaschalter Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen, ölarmen Hochspannungsleistungsachalter: vorzugsweise in Gießharzisolation, bei dem jeder Pol aus zwei selbständigen, elektrisch parallel geschalteten Schaltereinheiten besteht, die zu verschiedenen Zeitpunkten betätigt werden, so daß eine der Schaltereinheiten als Stromtrennstelle und die andere als Leistungsschaltstelle dient.High Voltage Multipole Low Oil Circuit Breaker The invention relates to a multi-pole, low-oil high-voltage circuit breaker: preferably in cast resin insulation, in which each pole consists of two independent switch units connected electrically in parallel exists, which are operated at different times, so that one of the switch units serves as a power disconnection point and the other as a power switching point.

Bei elektrischen Leistungsschaltern, die einen hohen Dauerstrom zu führen haben, verfährt man in der Regel so, daß der Leistungsschaltstelle eine Stromtrennstelle in form von Parallelkontakten zugeschaltet wird, die unmittelbar vor der Leistungsunterbrechung, d.h., leistungslos geöffnet wird. Die zeitliche Aufeinanderfolge von Stromtrenn- und Leistungsschaltstelle stellt ganz bestimmte Anforderungen an den Antrieb des Schaltgerätes. Es muß dafür Sorge getragen werden, daß die Stromtrennstelle genügend weit geöffnet hat, bevor die Leistungsschaltstelle geöffnet wird. Beim Einschalten ist in umgekehrter Reihenfolge zu verfahren, so daß die Leistungsschaltatelle den gegebenenfalls auftretenden Einaehaitlientbogen übernimmt, und die Stromtrennetelle leistungslos schließt.With electrical circuit breakers that have a high continuous current lead, one proceeds as a rule in such a way that the power switching point has a current disconnection point is switched on in the form of parallel contacts, which immediately before the power interruption, i.e., is opened without power. The chronological sequence of power disconnectors and power switching point places very specific requirements on the drive of the Switching device. Care must be taken to ensure that the power disconnection point is sufficient has opened wide before the power switching point is opened. When switching is to be done in reverse order so that the power switch panel the possibly occurring Einaehaitlientbogen takes over, and the Stromtrennetelle closes without performance.

Die bisher bekannten Leistungsschalter mit Parallelkontakten be- sitzen einen solchen räumlichen Aufbau, daß die 2arallelxontakte sich unmittelbar hinter der ihr zugeordneten leistungeschaltstelle in. einem besonderen Gehäuse befinden. Die gleiche Anordnung wird für sämtliche nebeneinander befindlichen Schalterpole getroffen, so daß sich die Achsen von leistungs- und Parallelschaltstellen in zwei parallelen, hintereinanderliegenden Ebenen befinden.The previously known circuit breaker with a parallel loading contacts sit such a spatial structure that the 2arallelxontakte are located immediately behind its associated leistungeschaltstelle in. A particular housing. The same arrangement is made for all adjacent switch poles, so that the axes of power and parallel switching points are in two parallel, one behind the other planes.

Bei einem bekannten Schalter dieser Ausführungsform ist die Schalt" welle eines jeden leistungsaehalterpolee auf Hochspannungspotential angeordnet und wira über ein Gestänge aus Isolierstoff betätigt. Von der jeweiligen Schaltwelle führt ein weiteres upea@äögfeenit Hebeln, Kurbeln, Geleitken und dgl. seitlich an den Yelke-r"-een vorbei zu den hinter dem Leistungsschalter liegenden 2arallelkontakten. Dieser Aufwand muß fur jeden Sohalterpol gesondert getrieaen werden, da ansonsten eine zweite Antriebswehe mit Isolierstorrgliedern für die rarallelkontakte erforderlich @:urde. In jedem Falle besitzt ein derartiges Antriebsgestänge eine erhebliche blasse, die die Schaltatiftgeschwindigkeit ungünstig beeinflußt. Ferner wird die Breite des Schalters infolge der notwendigen Spannungsabstände allein durch das Antriebsgestänge unnötig vergrößert.In a known switch of this embodiment, the switching shaft of each power supply pole is arranged on high voltage potential and is operated via a rod made of insulating material. Another upea @ äögfeenit leads from the respective shift shaft Levers, cranks, escorts and the like on the side of the Yelke-r "-een over to the 2 parallel contacts behind the circuit breaker. This effort must be carried out separately for each Sohalterpol, since otherwise a second drive woe with isolating elements for the parallel contacts would be necessary. In any case, such a drive linkage has a considerable pale, which has an unfavorable influence on the speed of the switching mechanism. Furthermore, the width of the switch is unnecessarily increased due to the necessary voltage spacings solely through the drive linkage.

Der Hauptnachteil dieses bekannten Schalters ist aber darin zu sehen, daß die Zellentiefe außerdem mit Rücksicht auf die Hintereinanderanordnung von Leistungsschalt- und Stromtrennatelle erheblich zunimmt, so daß eine solche Zelle nicht mit anderen, üblichen Zellen in einer Reihe angeordnet werden kann, da sie ansonsten in den Gang zwischen den Zellentüren hineinragen würde. Schließlich ergibt sich hierbei noch der Nachteil, daß Leistungsschalt- und Stromtrennetelle eines Poles über gemeinsame Anschlüsse mit den Sammelschienen verbunden sind, so daß eint einziger Sammelachienenanschluß den gesamten Strom zu führen hat. Bei ausfahrbaren Leistungsschaltern sind anstelle der Schraubverbindungen Steckkontakte vorhanden, die der Strombelastung sehr enge Grenzen setzen. Andernfalls müßten die Steckkontakte wesentlich vergrößert bzw. ihre Zahl vermehrt werden, wofür jedoch bei der gegebenen Anordnung kein Platz vorhanden ist.The main disadvantage of this known switch can be seen in the fact that the cell depth also increases considerably with regard to the series arrangement of power switching and power isolating cells, so that such a cell cannot be arranged in a row with other, conventional cells, as it would otherwise be in would extend into the corridor between the cell doors. Finally, there is the disadvantage that power switching and current disconnection points of a pole are connected to the busbars via common connections, so that a single busbar connection has to carry the entire current. With withdrawable circuit breakers, plug-in contacts are used instead of screw connections, which set very narrow limits on the current load. Otherwise the plug contacts would have to be significantly enlarged or their number increased, for which, however, there is no space for the given arrangement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter mit Parallelkontakten zu schaffen, der infolge seiner Abmessungen in Zellen der üblichen Tiefe einbaubar bzw. einfahrlar ist, der die weitgehende Verwendung üblicher Serienbauteile (Baukastensystem) gestattet, bei dem das Problem der Erwärmung der Einfahrkontakte. gelöst ist, und bei dem die Zahl und die Masse der bei einer Schalthandlung zu bewegenden Teile verringert ist. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Schaltereinheiten sämtlicher Pole in 'einer Reihe anieordnet Bind. 81n derartiger Aufbau erfüllt die .The invention is based on the object of a switch with parallel contacts to create, which can be built into cells of the usual depth due to its dimensions or is accessible, which allows the extensive use of standard series components (modular system) allowed, in which the problem of heating of the entry contacts. is solved, and where the number and mass of the parts to be moved during a switching operation is decreased. This is done according to the invention in that the switch units of all the poles in a row, Bind. 81n such a structure satisfies .

.vorstehend genannten Forderungen und besitzt folgende zusätzlichen Vorteile: Aufgrund der Reihenanordnung liegen die äntriebekurbeln sämtlicher Schaltwellen in einer Ebene. Es ist hierdurch möglioh, die gleichzeitig zu betätigenden Schaltstellen auf einfachste Weise, d.h., durch Kurbelstangen miteinander zu kuppeln. Dies gilt sowohl für die Leistungs- wie auch für die Parallel chaltstellen, so daB auf diese Weise zwei Gruppen von synchron angetriebenen Schaltstellen entstehen..above mentioned requirements and has the following additional advantages: Due to the series arrangement, the drive cranks of all control shafts are in one plane. This makes it possible to couple the switching points to be operated simultaneously in the simplest possible way, that is to say by means of connecting rods. This applies both to the performance as well chaltstellen for parallel, so that arise in this way two groups of synchronously driven switching points.

Beide Gruppen werden von der gleichen Antriebewelle betätigt, mit der sie über nur einen zweiarmigen Hebel und zwei Schubstangen in Verbindung stehen. Diese Antriebsteile können ebenfalls praktisch in einer Ebene angeordnet werden, so-daß dieser Antrieb nicht mehr Platz beansprucht als der Antrieb für einen leiatungesehalter ohne Stromtrennstellen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die jeweiligen Kurbelstangen geschickt ineinandergeschaohteit werden. Selbst eine Vervielfachung der Schalterpole z. B. bei einer Reihenanordnung mehrerer Schaltstellen pro Phase, würde hieran nichts ändern. $s wäre lediglich erforaerlich, auch die Schaltwellen der zusätzlichen Schalterpole über Kurbelstangen mit den gleichzeitig betätigbaren Polen zu verbinden.Both groups are operated by the same drive shaft, with which they are connected via just a two-armed lever and two push rods. These drive parts can also be arranged practically in one plane, so that this drive does not take up more space than the drive for a cable holder without power disconnection points. This is especially true when the respective connecting rods are cleverly interlocked . Even a multiplication of the switch poles z. B. with a series arrangement of several switching points per phase, this would not change anything. It would only be necessary to also connect the switching shafts of the additional switch poles to the poles that can be operated at the same time via connecting rods.

Die Längen der einzelnen Gestängeverbindungen sind sehr gering, wodurch sich eine merkliche Gewichtsersparnis ergibt. Geringe Massen ermöglichen bekanntlich hohe Schaltgeschwindigkeiten, wie sie insbesondere bei der heute geforderten Eignung den bchalters'für eine Kurzunterbrechung bzw. Sehnellwiedereinachaltung Voraussetzung sind.The lengths of the individual rod connections are very short, which results in a noticeable saving in weight. Small masses allow known, high switching speeds, as they are the bchalters'für a brief interruption or Sehnellwiedereinachaltung requirement especially when required today suitability.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist jede der Schaltstellen über eigene Schraubanschlüsse bzw. Einfahrkontakte mit den Sammelschienen verbunden, so daß die Aufteilung des Stromes auf parallele Leiter bereits mit den Sammelschienenanschlüssen beginnt. Die Stromverteilung auf die parallelen Schaltstellen erfolgt in bekannter Weise durch in den Sammelschienen bzw. Sammelschienenabzweigen angeordnete Drosselspulen.According to a particularly advantageous embodiment of the invention each of the switching points has its own screw connections or retraction contacts connected to the busbars, so that the division of the current on parallel conductors starts with the busbar connections. The power distribution to the parallel Switching points are made in a known manner by in the busbars or busbar branches arranged choke coils.

Die Erfindung sei anhand der Figur 1, die eine Seitenansicht der Schaltstellen mit Antriebsgestänge zeigt, und der Figur 2, in der ein Querschnitt durch die Polrohre und ein Grundriß den Antriebsgestänges dargestellt ist, näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to FIG. 1, which shows a side view of the switching points with drive linkage, and FIG. 2, in which a cross section through the pole tubes and a plan view of the drive linkage is shown.

Mit 1 sind die Leistungsschaltstellen und mit 2 die Stromtrennstellen bezeichnet. Beide können im Sinne einer Fertigungsvereinfachung völlig gleichartig aufgebaut sein. Die Schaltstellen sind sämtlich in einer Reihe angeordnet und besitzen an ihrem Unterteil je ein metallisches, geerdetes Gehäuse 3, welches den nicht dargestellten Antriebsmechanismus für den Schaltstift enthält. Eine Schalthandlung wird über die Schaltwellen 4 bzw. 5 und die auf ihnen befestigten Kurbeln 6 bzw. 7 bewirkt. Die Schaltwellen 4 mit den Kurbeln 6 betätigen die Leistungsschaltstellen, die Wellen 5 mit den Kurbeln 7 die Stromtrennstellen. Sämtliche Kurbeln 6 sind durch eine ein- oder mehrteilige Kurbelatange 8 miteinander verbunden; entsprechend sind die Kurbeln 7 durch ein Gestänge 9 miteinander gekuppelt. Die Teile 4, 6, 8 und 5, 7, 9 bilden zwei in sich geschlossene Antriebssysteme, die zunächst frei gegeneinander beweglich sind. Die Kurbelstangen 8 für das System der Leistungsschalter 1 sind in dem Zwischenraum der doppelt ausgeführten Kurbelstangen 9 für die Trennschalter 2 angeordnet, wie Figur 2 zeigt, so daß sich trotz großer Steifigkeit des Gestänges ein raumsparender Aufbau ergibt.1 with the power switching points and 2 with the power disconnection points. Both can have a completely identical structure in order to simplify production. The switching points are all arranged in a row and each have a metallic, grounded housing 3 on their lower part, which contains the drive mechanism, not shown, for the switching pin. A switching action is effected via the switching shafts 4 and 5 and the cranks 6 and 7 attached to them. The switching shafts 4 with the cranks 6 actuate the power switching points, the shafts 5 with the cranks 7 the power disconnection points. All the cranks 6 are connected to one another by a one-part or multi-part crank rod 8; the cranks 7 are correspondingly coupled to one another by a linkage 9. The parts 4, 6, 8 and 5, 7, 9 form two self-contained drive systems that are initially freely movable against each other. The connecting rods 8 for the system of circuit breakers 1 are arranged in the space between the double-designed connecting rods 9 for the disconnector 2, as shown in FIG.

Die Koppelung der Betätigung beider Antriebssysteme geschieht auf folgende Weise: Auf je einer (beliebigen) Schaltwelle 4 und 5 sitzt je eine zweite Kurbel 10 bzw. 11 mit den Kurbelzapfen 12 und 13. Auf diese Zapfen wirkt je eine Schubstange 14 bzw. 15 ein. Die beiden anderen Enden der Schubstangen sind auf den Kurbelzapfen 16 bzw. 17 angeordnet, welche wiederum Teile eines zweiarmigen Hebels 18 sind. Auf diesen Hebel 18 wird die Drehbewegung der einzigen Antriebswelle 19 übertra,#en, welche zu dem -nicht dargestellten- Schalterantrieb führt.The actuation of both drive systems is coupled in the following way: A second crank 10 or 11 with the crank pins 12 and 13 is seated on each (any) switching shaft 4 and 5. A push rod 14 or 15 acts on each of these pins. The other two ends of the push rods are arranged on the crank pins 16 and 17, which in turn are parts of a two-armed lever 18. The rotary movement of the single drive shaft 19, which leads to the switch drive, not shown, is transmitted to this lever 18.

Die zeitliche Aufeinanderfolge wird durch eine geeignete räumliche Lage der beiden auf der Antriebswelle angeordneten Hebelarme zu den an ihnen angreifenden Schubstangen erreicht, und zwar ist die Ausbildung des zweiarmigeh Hebels 18 zweckentsprechend 0o vorzunehmen, daß die beiden Geraden durch Antriebswelle 19 und 16 und 12 einen sehr kleinen Winkel einschließen, während die beiden Geraden durch Antriebswelle 19 und Kurbelzapfen 17 sowie durch die Kurbelzapfen 17 und 13 einen größeren Winkel, vorzugsweise von 90 o± 45o, einschließen. Durch diese Malinahme wird erreicht daß die Schubstange 14 bei Beginn der Drehbewegung des Hebels 18 in Pfeilrichtung im wesentlichen nur eine Schwenkbewegung, die Schubstange 15 im gleichen Augenblick dagegen überwiegend eine Längsbewegung ausführt, Damit stehen die Schaltwellen 4 zunächst praktisch still, während die Wellen 5 (der Stromtrennstellen) sofort eine Drehbewegung ausführen. Beim weiteren Verlauf der Schalthandlung kehrt sich das Verhältnis um, wie leicht zu ersehen ist. The chronological sequence is achieved by a suitable spatial position of the two lever arms arranged on the drive shaft to the push rods engaging them, namely the formation of the two-armed lever 18 is to be carried out appropriately so that the two straight lines through drive shaft 19 and 16 and 12 enclose a very small angle, while the two straight lines through the drive shaft 19 and crank pin 17 and through the crank pin 17 and 13 enclose a larger angle, preferably of 90 ° ± 45 °. By taking this step it is achieved that the push rod 14 at the beginning of the rotary movement of the lever 18 in the direction of the arrow essentially only swings, while the push rod 15 at the same moment, on the other hand, executes a predominantly longitudinal movement. the power disconnection points) immediately perform a rotary movement. As the switching operation continues, the relationship is reversed, as can be easily seen .

Durch diese einfache, und iür die gesamte benaltereinheit nur einmal vorhandene Übertragungsvorrichtung wird erreicht, daß die Antriebe der beiden Schaltsttecxensysteme zu verschiedenen Zeiten ihr Geschwindigkeizemaximum durchlaufen. Es ist dabei möglich, die Kurbelzapfen 16 und 17 zu vereinigen, wobei dann lediglich die räumliche Lage der beiden Schubstangen 14 und 15 zueinanaer verändert werden muß.With this simple one, and only once for the entire senior unit existing transmission device is achieved that the drives of the two Schaltsttecxensysteme run through their maximum speed at different times. It is possible to unite the crank pins 16 and 17, in which case only the spatial position the two push rods 14 and 15 zueinanaer must be changed.

Wie in den Piguren 1 und 2 dargestellt, sind die Leistungsschaltstellen 1 und die Parallelschaltstellen z abwechselnd angeordnet. Dies hat gegenüber einer völligen räumlichen Trennung der Schalt-bzw. Trennstellen den Vorteil einer vereinfachten Stromzuführung und bringt geringere Schalterabmessungen mit sich, da der Spannungsabstand zur Nachbarphase nur einmal je Schaltstellengruppe 1/2 eingehalten zu werden braucht.As shown in Figures 1 and 2, the power switching points are 1 and the parallel switching points z arranged alternately. This has towards one complete spatial separation of the switching or. Separation points have the advantage of a simplified Power supply and brings smaller switch dimensions with it, since the voltage gap to the neighboring phase only needs to be observed once per switching point group 1/2.

Claims

Claims 1. Multi-pole, low-oil high-voltage circuit breaker, preferably in cast resin insulation, in which each pole consists of two independent, electrically parallel-connected switch units, which are actuated at different times, so that one of the switch units serves as a power disconnection unit and the other as a circuit breaker, characterized in , da.ß the switch units (1, 2) of all poles are arranged in a single row.

2. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that both the Leiatungaschalt- (1) as well as the power disconnection points (2) via separate screw or retraction contacts are electrically connected directly to the busbars.

3. Circuit breaker according to claim 1 and 2, characterized by an alternating arrangement of power switch t- (1) and current separation points (2) 4. power $ switch according to claim 1 to 3, characterized in that the switching shafts (5) of the current separation points (2) and the switching shafts (4) of the power switching points (1) are each coupled to one another by cranks (6, 7) and connecting rods (8, 9). 5. Circuit breaker according to claim 1 to 4, characterized in that the connecting rods (9) of the power disconnection points (2) are arranged twice and at a "distance from one another and contain the connecting rods (8) of the power switching points (1) in their space between them Claims 1 to 5, characterized in that the rod drives (6, 7, 8, 9) of the current disconnection (2) and the power switching points (1) via push rods (.14, 15) with the two-armed lever (18) of a single common 7. Leiatungsachalter according to claim 6, characterized in that the relative Zage of the crank pin (16, 17) and the associated push rod (14, 15) to each other for current disconnection (2) and power switching points (1) @ shows different degrees of angle in each end position.