DE1665510A1

DE1665510A1 - Hochspannungsschalter

Info

Publication number: DE1665510A1
Application number: DE1968R0047978
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr-Ing Hartig
Original assignee: Ruhrtal Elektrizitatsgesellschaft Hartig GmbH and Co
Current assignee: Ruhrtal Elektrizitatsgesellschaft Hartig GmbH and Co
Priority date: 1968-02-09
Filing date: 1968-02-09
Publication date: 1971-02-25
Also published as: DE1665510C3; GB1255709A; SE363424B; DE1665510B2; DE1765246A1; NL6901863A

Description

Essen, den 7· Pebr. I968 (29 A)

Patentanmeldung

Ruhrtal-Elektrizitätsgesellschaft
Hartig & Co.

45 Essen-Werden, Ruhrtalstraße I9

Hochspannungsschalter

Hochspannungsschalter sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, insbes. sind solche für Freiluftaufstellung bekannt, die aus einem senkrecht montierten, um seine Achse drehbaren Tragisolator mit starr angeschlossener Hauptstrombahn, einem in einem Abstand gleich der Länge der Hauptstrombahn gleichfalls senkrecht montierten Isolator, auf dem der Hauptstrombahn zugeordnete Hauptkontakte vorgesehen sind, sowie einer Betätigungsvorrichtung zur Drehung des Tragisolators bestehen. Diese bekannte Ausführungsform eines Hochspannungsschalters wird als sog. Trennschalter eingesetzt, der nur im stromlosen Zustand ein- und ausgeschaltet werden darf. Pur Ein- und Ausschaltungen unter Strombelastung werden üblicherweise Hochspannungsschalter Verwendet, die als Leistungsschalter bekannt sind und erheblich aufwendiger und komplizierter und daher auch teurer sind als die Trennschalter. Bei den meisten betrieb-

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'lichen Schaltvorgängen handelt es sich jedoch nicht um das Abschalten bei Vollast, bzw. nach ausgetretenen Erdschlüssen oder Kurzschlüssen, wofür die Leistungsschalter ausgelegt sind, sondern um das Schalten leerlaufender Transformatoren, Kabel und Freileitungen, sowie um das Auftrennen von Stich- und Ringleitungen und das Abschalten einzelner nur scnwach belasteter Abzweige. Pur diese Schaltaufgaben reichen sog. Lasttrennschalter völlig aus. Ein solcher Lasttrennschalter, der für Freiluftaufstellung geeignet ist, ist bekannt (vgl. deutsche Patentschrift 1 öl5 895) und dadurch gekennzeichnet, daß neben den beiden senkrecht montierten Isolatoren, an denen die Schaltglieder angebracht sind und an die auch die ankommende und abgehende Freileitung angeschlossen ist, auf einem besonderen Tragisolator quer zur Trennstrecke blasende Düsen vorgesehen sind. Diese Ausführungsform hat sich an sich bewährt, ist insofern jedoch nachteilig, als ein Gas unter Druck zu bevorraten ist, das während des Schaltvorganges zur Löschung des Lichtbogens benötigt wird. Im übrigen sind Lasttrennschalter bekannt, die horizontal montierte Isolatoren übereinander angeordnet aufweisen und bei denen an eine Hauptstrombahn bildenden Parallelmessern eine Nebenstrombahn drehbar gelagert ist, die beim Drehen der Hauptstrombahn in Kontaktöffnungsrichtung eine Feder spannt und kurz vor oder bei Erreichen der Endstellung der Hauptstrombahn durch die Kraft der gespannten Feder ihr auf dem oberen Isolator zugeordnete Nebenkontakte öffnet, wobei den Nebenkontakten Löschkammern zugeordnet sind. Diese Ausführungsform ist wegen der Notwendigkeit der Löschkammern für Freiluftaufstellung jedoch nicht geeignet.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungsschalter der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß er ohne Löschkammern und ohne andere Löschmittel wie Druckluft oder ähnliche, als Lasttrennschalter, Insbes. für Preiluftaufstellung, verwendet werden kann.

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsschalter, insbes. für FrelluftaufstellunR, bestehend aus einem senkrecht montierten, um seine Achse drehbaren Tragisolator mit starr angeschlossener Hauptstrombahn, zumindest einem in einem Abstand gleich der Länge der Hauptstrombahn gleichfalls senkrecht montierten Isolator, auf dem der Hauptstrombahn zugeordnete Hauptkontakte vorgesehen sind, sowie einer Betätigungsvorrichtung zur Drehung des Tragisolators. Die Erfindung betrifft so sowohl "ZweistUtzer-Schalter" als auch "DreistUtzer-Schalter", wobei im letzteren Falle der mittlere Tragisolator drehbar und beidseits die Hauptstrombahn angeschlossen ist. Die Erfindung besteht darin, daß an der Hauptstrombahn eine Nebenstrombahn drehbar gelagert ist, die beim Drehen der Haupt strombahn in Kontaktöffnung-srichtung eine Feder spannt und kurz vor oder bei Erreichen der Endsteilung der Hauptstrombahn durch die Kraft der gespannten Feder mit einer Geschwindigkeit von mehr als 2,0 m/sec. ihr auf dem Isolator zugeordnete Nebenkontakte öffnet.

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten der konstruktiven Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hochspannungsschalters. Eine bevorzugte Ausfünrungsform besteht nach Lehre der Erfindung darin, daß die Nebenstrombahn in ihrer Längsaus-

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dehnung ein stark unterschiedliches Widerstandsmoment bzgl. einer Beanspruchung in Kontaktöffnungsrichtung hat. Insbes. ist vorgesehen, daß im Bereich nahe der drehbaren Lagerung ein großes und im Endbereich ein kleines Widerstandsmoment bzgl. einer Beanspruchung in Kontaktöffnungsrichtung vorhanden ist. Dadurch wird erreicht, daß im Bereich des Drehpunktes eine große, eisbrechende Stabilität gewährleistet ist, während in der Nähe des Endes eine der Verrastung beim Einschaltvorgang dienende elastische Verformung der Nebenstrombahn möglich ist. Nach weiterer bevorzugter Ausführungsform ist die Nebenstrombahn ganz oder teilweise als Hohlkörper ausgebildet, wobei zur Erreichung des unterschiedlichen Widerstandsmomentes der Hohlkörper einen veränderlichen Querschnitt aufweisen kann, und zwar derart, daß im Bereich nahe der drehbaren Lagerung der Hohlkörper den größten und im Endbereich den kleinsten Querschnitt aufweist. Dadurch wird ein optimales Verhältnis Widerstandsmoment zu Masse erreicht. Nach weiterer, die Nebenstrombahn betreffender Lehre der Erfindung ist diese nur zu etwa 2/5 ihrer Länge als Hohlkörper ausgeführt, dem sich zum Ende hin ein Flachmesser anschließt. Dadurch wird erreicht, daß die Nebenstrombahn im Bereich des Drehpunkts das erforderliche große Widerstandsmoment hat, gleichzeitig aber an der Stelle der größten Geschwindigkeit der Luftwiderstand klein gehalten wird. Bzgl. der Verbindung zwischen der Hauptstrombahn und der Nebenstrombahn schlägt die Erfindung vor, daß als Feder auf Zug und/oder auf Druck beanspruchte Schraubenfedern und/oder auf Torsion beanspruchte Pederstäbe vorgesehen sind. Dadurch läßt sich die für die Erreichung der notwendigen

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Geschwindigkeit von mehr als 2,0 m/sec. erforderliche Beschleunigungskraft verwirklichen. Schließlich lehrt die Erfindung auch, auf der Hauptstrombahn Anschläge zum Abbremsen der Nebenstrombahn anzuordnen.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß der erfindungsgemäße Hochspannungsschalter ohne Löschkammern und ohne andere Löschmittel als Lasttrennschalter für Freiluftaufstellung verwendet werden

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert} es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Hochspannungsschalters,

Fig. 2 in gegenüber Fig. 1 vergrößerter Darstellung das obere Ende des Tragisolators mit der darauf angeordneten Hauptstrombahn und der an dieser drehbar gelagerten Nebenstrombahn,

Fig. 3 eine Draufsicht des Gegenstandes nach Fig. 2 und

Fig. 4 den Gegenstand nach Fig. 2, jedoch mit einer anderen Ausführungsform der Nebenstrombahn.

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.Der in den Fig. dargestellte Hochspannungsschalter 1 besteht aus einem senkrecht montierten Tragisolator 2, an den eine Hauptstrombahn 3 starr angeschlossen ist, und einen in einem Abstand gleich der Länge der Hauptstrombahn 3 gleichfalls senkrecht montierten Isolator 4, auf dem die der Hauptstrombahn 3 zugeordneten Hauptkontakte 5 vorgesehen sind. Zur Drehung des Tragisolators 2 und damit zum öffnen bzw. Schließen des Hochspannungsschalters 1 1st eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen. An der Hauptstrombahn 3 1st eine Nebenstrombahn drehbar gelagert, wobei zwischen Hauptstrombahn 3 und Nebenstrombahn 7 eine Feder 8 derart angeordnet ist, daß sie beim Drehen der Hauptstrombahn 3 in Kontaktöffnungsrichtung, während die Nebenstrombahn 7 noch in der Schließstellung verweilt, gespannt wird und kurz vor oder bei Erreichen der Endstellung der Hauptstrombahn 3 die Nebenstrombahn 7 mit einer Geschwindig· keit von mehr als 2,0 m/sec. von den auf dem Isolator 4 angeordneten Nebenkontakten 9 wegbewegt. Hauptkontakte 5 und Hauptstrombahn 3 sind so angeordnet, daß beim Einschalten hierüber zuerst die Kontaktgabe erfolgt und erst danach die Nebenstrombahn 7 und die Nebenkontakte 9 miteinander in Eingriff kommen. Damit wird erreicht, daß bei einem versehentlichen Einschalten auf einen Kurzschluß oder einen Erdschluß nur die Hauptstrombahn 3 und die entsprechend dimensionierten Hauptkontakte 5 beansprucht werden. Beim Ausschalten öffnen sich zuerst Hauptstrombahn 3 und Hauptkontakte 5 lichtbogenfrei, daß die Stromführung von der Nebenstrombahn 7 und den Nebenkontakten 9 weiter aufrechterhalten wird. Die Nebenstrombahn wird zunächst noch in ihrer Schließstellung gehalten. Bei

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Drehung der Hauptstrombahn 3 in Kontaktöffnungsrichtung spannt sich die sich zwischen der Hauptstrombahn 3 und der Nebenstrombahn 7 befindende Feder 8 und erst kurz vor oder bei Erreichen der Endstellung der Hauptstrombahn 3 wird die Nebenstrombahn 7 durch die Kraft der gespannten Feder 8 mit einer Geschwindigkeit von mehr als 2,0 m/sec. von den Nebenkontakten 9 wegbewegt. Im Ausführungebeispiel und nach bevorzugter Ausführungsfonn der Erfindung ist die Feder eine Spiralfeder. Durch die hohe Kontaktöffnungsgeschwindigkeit wird ™ erreicht, daß auch ohne Zuhilfenahme von Löschkammern oder anderen Löschmitteln der entstehende Lichtbogen schnell und sicher abreißt. Auf der Hauptstrombahn 3 sind Anschläge Io vorgesehen, die die Nebenstrombahn abbremsen.

In der Fig. 4 ist eine Ausführungsfonn eines erfindungsgemäßen Hochspannungsschalters 1 gezeigt, bei der die Nebenstrombahn 7 nur zu etwa 2/3 ihrer länge als Hohlkörper 11 ausgeführt ist, an den sich zum Ende hin ein Flachmeseer 12 anschließt.

Man erkennt aus den Figuren, daß die H&uptkontakte jede beliebige Qestalt aufweisen können. Insbes. können sie so ^ gestaltet werden, daß bei Freiluftaufstellung unvermeidliche Eisansätze abgesprengt werden und günstiges Einsehaltverhalten sichergestellt ist.

Ansprüche;

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Claims

Ansprüche

1) Hochspannungsschalter, insbes. für Preiluftaufstellung, bestehend aus einem senkrecht montierten, um seine Achse drehbaren Tragisolator mit starr angeschlossener Hauptstrombahn, zumindest einem in einem Abstand gleich der Länge der Hauptstrombahn gleichfalls senkrecht montierten Isolator, auf dem der Hauptstrombahn zugeordnete Hauptkontakte vorgesehen sind, sowie einer Betätigungsvorrichtung zur Drehung des Tragisolators, dadurch gekennzeichnet, daß an der Hauptstrombahn (j5) eine Nebenstrombahn (7) drehbar gelagert ist, die beim Drehen der Hauptstrombahn (J) in Kontaktöffnungsrichtung eine Feder (8) spannt und kurz vor oder bei Erreichen der Endstellung der Hauptstrombahn (3) durch die Kraft der gespannten Feder (8) mit einer Geschwindigkeit von mehr als 2,0 m/sec. ihr auf dem Isolator (4) zugeordnete Nebenkontakte (9) öffnet.

2) Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenstrombahn (7) in ihrer Längsausdehnung ein stark unterschiedliches Widerstandsmoment bzgl. einer Beanspruchung in Kontaktöffnungsrichtung hat.

3) Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenstrombahn (7) im Bereich nahe der drehbaren Lagerung ein großes und im Endbereich ein kleines Widerstandsmoment bzgl. einer Beanspruchung in Kontaktöffnungsrichtung hat.

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4) Hochspannungsschalter nach den Ansprüchen 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenstrombahn ganz oder teilweise als Hohlkörper (11) ausgebildet ist.

5) Hochspannungsschalter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Nebenstrombahn bildende Hohlkörper (11) einen veränderlichen Querschnitt hat.

6) Hochspannungsschalter nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (11) im Bereich nahe der drehbaren Lagerung den größten und im Endbereich den kleinsten Querschnitt aufweist.

7) Hochspannungsschalter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenstrombahn nur zu etwa 2/3 ihrer Länge als Hohlkörper (11) ausgeführt ist und sich zum Ende hin ein Flachmesser (12) anschließt.

8) Hochspannungsschalter nach den Ansprüchen 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß als Feder (8) zwischen Hauptstrombahn (3) und Nebenstrombahn (7) Spiralfedern, auf Zug und/oder auf Druck beanspruchte Schraubenfedern und/oder auf Torsion beanspruchte Federstäbe vorgesehen sind.

9) Hochspannungsschalter nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptstrombahn (3) Anschläge (Io) zum Abbremsen der Nebenstrombahn (7) aufweist.

PAe Dr. Andrejewski, Dr. Honke

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