DE1765246A1

DE1765246A1 - Hochspannungsschalter

Info

Publication number: DE1765246A1
Application number: DE19681765246
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: 1968-04-24
Publication date: 1971-10-14
Also published as: NL6901863A; GB1255709A; DE1665510B2; DE1665510C3; DE1665510A1; SE363424B

Description

Ruhrtal-Elektrizitätsgesellschaft 22.April I960 Hartig & Co. Dr.Hg/Wt

43 Essen-Werden, Ruhrtalstr. 19

Tp-Nr. 67

Hochspannungsschalter

Zu den bekannten AusfUhrungsformen von Hochspannungsschaltern für Freiluftaufstellung gehören die,bei denen die Strombahn horizontal oder senkrecht geschwenkt wird, um den Schalter ein- oder auszuschalten. Die Betätigung erfolgt durch das Drehen oder Heben und Senken von Isolatoren,die zusätzlich zu den auf den Unterkonstruktionen montierten StUtzisolatoren vorgesehen sind.Diese Ausführungsformen eines Hochspannungsschalter werden gewöhnlich als Trennschalter eingesetzt, der nur im stromlosen Zustand ein- und ausgeschaltet werden darf. Für das Ein- und Ausschalten von Lastströen, sowohl von Betriebsströmen, als auch von Kurzschlusströmen werden üblicherweise Leistungsschalter verwendet, die jedoch erheblich aufwendiger und komplizierter und daher auch teurer sind als Trennschalter. Sehr häufig ist es dagegen nur erforderlich, vergleichsweise kleinere Ströme abzuschalten, wie sie bei leerlaufenden Transformatoren, leerlaufenden Kabeln und Freileitungen vorkommen, sowie auch die Auftrennung von Ringleitungen vorzunehmen. Hierfür reichen sogenannte Lasttrennschalter aus.

109842/0465

Ein Hochspannungslasttrennschalter für Spannungen von 60000 Volt und mehr, der für Freiluftaufe teilung geeignet ist, wurde bereits durch die Deutsche Patentschrift 1 015 895 bekannt und ist 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 Ausführungeform hat sich zwar bewährt, ist insofern jedoch nachteilig, als ein Gas unter Druck zu bevorraten ist, das während des Schaltvorgangs zur Löschung des Lichtbogens benötigt wird. Im übrigen sind Lasttrennschalter bekannt, bei denen an die Hauptstrombahn bildenden Paralellmeseern eine in Schaltrichtung steife Nebenstrombahn drehbar gelagert ist, die beim Drhen der Hauptstrombahn in Kontaktöffnungerichtung eine Feder spannt und kurz vor oder bei Erreichen der Endeteilung der Hauptstrombahn durch die Kraft der gespannten Feder ihr zugeordnete Nebenkontakte öffnet, wobei den Nebenkontakten Löschkammern zugeordnet sind. Diese AusfUhrungsform ist wegen der Notwendigkeit der Löschkammern für Freiluftaufstellung jedoch nicht geeignet.Es sind des weiteren Lasttrennschalter bekannt, bei denen an einer Hauptstrombahn eine elastische, federnde Nebenetrombahn befestigt ist, die beim Drehen der Hauptstrombahn in Kontaktöffnungsrichtung eich federartig spannt und kurz vor oder bei Erreichen der Endstellung der Hauptstrombahn aus einem ihr zugeordneten Nebenkontakt herausschnellt und dadurch die Löschung eines Lichtbogens bewirken soll. Diese AusfUhrungsform erreicht wegen der begrenzten Federkraft und großen Masse der als selbstfedernde Hilfsetrombahn verwendeten Metallstäbe nur geringe Schallgeschwindigkeiten und kann damit nur für die Abschaltung kleinster Ströme bei mittleren Spannungen Verwendung finden.

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 Lasttrennachalter, insbesondere für Freiluftaufstellung, verwendet werden kann.
Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsschalter, insbesondere für

109842/0 L65

-r-

Freiluftaufstellung, bestehend aus einer senkrecht oder waagerecht schwenkbaren Hauptstrombahn, deren Betätigung durch die axiale oder rotatorische Bewegung eines Hilfsisolators oder die Drehbewegung eines Tragisolators erfolgt. Die Erfindung besteht darin, daß an der Hauptstrombahn eine Nebenstrombahn drehbar gelagert ist, die beim Drehen der Hauptstrombahn in Kontaktöffnungsrichtung eine Feder spannt, sowie sich selbst federartig verformt und kurz vor oder bei Erreichen der Endstellung der Hauptstrombahn durch die Kraft der gepsannten Feder sowie ihre eigene Federkraft mit einer Geschwindigkeit von mehr als 15 m pro Sekunde ihr auf dem Isolator zugeordnete Hebenkontakte öffnet.

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten der konstruktiven Ausgestaltung des erfindungsgemäeeen Hochspannungsschalters. Eine bevorzugte AusfUhrungsform besteht nach der Lehre der Erfindung darin, daß die Nebenetrombahn in ihrer Längeauedehnung ein unterschiedliches Widerstandsmoment sowohl bezüglich einer Beanspruchung in Kontaktöffnungsrichtung, als auch quer dazu hat. Nach weiterer bevorzugter Ausführungsform ist die Nebenstrombahn ganz oder teilweise als Hohlkörper ausgebildet, wobei zur Erreichung einer mittleren Schaltgeschwindigkeit von 15 m pro Sekunde, die einer Endgeschwindigkeit der Spitze der Hilfastrombahn von mehr als 20 ra pro Sekunde entspricht, die Wandstärke des Hohlprofils weniger als 2,0mm beträgt und bezogen auf den Durchmesser der Maßquotient kleiner als 1/4 ist. Nach weiterer die Nebenstrombahn betreffender Lehre der Erfindung ist der Durchmesser des Hohlkörpers in der Nähe der Einspannstelle größer als im Endbereich, wodurch die Eigenfederung der HiIfestrombahn begünstigt und die Schaltgeschwindigkeit erhöht wird. Bezüglich der am Drehpunkt angeordneten Feder zur Beschleunigung der Hilfestrombahn können nach der Lehre der Erfindung neben auf Zug und/oder auf Druck beanspruchte Schraubenfedern und/ oder auf Torsion beanspruchte Federstäbe bevorzugt Spiralfedern verwendet werden. Um die Bremskräfte möglichst klein zu halten,soll nach der Lehre der Erfindung die Beschleunigungefeder gleichzeitig als Stronübergang zwischen Nebenstrom und Hauptstrombahn Verwendung finden. Schließlich lehrt die Erfindung auch, daß eine zumindest teilweise Isolierung der Nebenstrombahn sich für die Spannungefestigkeit zwischen den feststehenden und dem beweglichen Kontakt günstig

109842/0', 65 - 4 -

auswirkt. Ferner lehrt die Erfindung, auf der Hauptetrombahn einen oder mehrere Anschläge zum Abbremsen der Nebenstrorabahn anzuordnen, der gleichzeitig die richtige Lage der Hilfsstrombahn bei wiederholten Schaltvorgängen sicherstellt.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß der erfindungsgeraässe Hochspannungsschalter ohne Löschkammern und ohne andere Löschmittel als Lasttrennschalter für Freiluftaufβ teilung verwendet werden kann und Scheltgeschwindigkeiten von mehr als 20 m pro Sekunde erreicht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausf iihrungsbeispiel dar β teilenden Zeichnung ausführlicher erlXutert. Es zeigen:

Figur 1) eine Ansicht eines erfindungsgeraässen Hochspannungsschalter,

Figur 2) eine Draufsicht des Gegenstandes nach Figur 1) Figur 3) in gegenüber Figur 1 u. 2) vergrößerter Darstellung das obere Ende des Tragisolators mit der darauf angeordneten Hauptstrombahn und der an dieser drehbar gelagerten Nebenet rombahn,

Figur 4) eine Draufsicht des Gegenstandes nach Figur 3) Figur 5) den Gegenstand nach Figur 3), jedoch mit einer anderen Aueführungsform der Nebenstrombahn. Figur 6) zwei andere Bauformen des Gegenstandes nach Figur 1)

Der in den Figuren dargestellte Hochspannungsschalter 1 besteht aus einem Tragisolator 2, an den eine Hauptstrombahn 3 starr angeschlossen ist, und einen in einem Abstand von etwa der Länge der Hauptstrombahn 3 gleichfalls montierten Isolator 4, auf dem die der Hauptstrombahn 3zugeordneten Hauptkontakte 5 vorgesehen sind. Zur Drehung des Tragisolators 2 und damit zum öffnen bzw. Schließen des Hochspannungsschalters I ist eine Betätigungsvorrichtung 6 vorgesehen. Hauptkontakte S und Hauptetrombahn 3 sind so angeordnet, daß beim Einschalten hierüber zuerst die Kontaktgabe erfolgt und erst danach die Nebenstrombahn 7 und die Nebenkontakt· 9 mit einander in Eingriff kommen. Damit wird erreicht, daß bei einem versehentlichen Einschalten auf einen Kurzschluß oder einen Erdschluß nur die Haupt-* strombahn 3 und die entsprechend dimensionierten Hauptkontakte 5 be-

109842/0465

ansprucht werden. Beim Ausschalten öffnen sich zuerst Hauptetrombahn 3 und Hauptkontakte 5 lichtbogenfrei, da die Stroraführung von der Nebenstrombahn 7 und den Nebenkontakten 9 weiter aufrecht erhalten wird. Die Nebenstrombahn 7 wird dabei noch in ihrer Schließstellung gehalten unf federnd gespannt. Bei der Drehung der Hauptstrombahn 3 in Kontaktöffnungsrichtung spannt sich auch 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 und ihrer eigenen Federkraft mit einer Geschwindigkeit von mehr als 15 m pro Sekunde von den Nebenkontakten 9 wegbewegt. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter AusfUhrungsform der Erfindung ist die Feder eine Spiralfeder.Durch die hohe Kontaktöffnungegeschwindigkeit wird erreicht, daß auch ohne zur Hilfe nähme von Löschkammern oder anderen Löschmitteln der entstehende Lichtbogen schnell und sicher abreißt. Auf der Hauptstrombahn 3 sind Anschläge 10 vorgesehen, die die Nebenstrombahn abbremsen.

Xn der Figur 5 ist eineAusfUhrungsform eines erfindungsgemäßen Hochspannungsschalter β 1 gezeigt, bei der die Nebenstrombahn 7 zu etwa 4/5 ihrer Länge mit einer silierenden Umhüllung versehen ist.

Figur 6 zeigt die baukastenförmige Erweiterung des Hochspannungeschalters nach Figur 1 mit zwei in Reihe liegenden Schaltstrecken. Auseerdem ist die Hilfsstrombahn in etwas größerer Entfernung von der Hauptstrombahn angeordnet und auf den feststehenden Stützisolatoren 4 oberhalb der Gegenkontakte 5 ist jeweils ein Widerstand 11 vorgesehen, der bei Öffnung der Hauptetrombahn 3 in den Stromkreis eingeschaltet wird. Die der Hilfsetrombahn 7 zugeordneten Kontakte 9 sind hierbei am oberen Ende der Wideretandssäulen 11 montiert·

Man erkennt aus den Figuren, daß die Hauptkontakte jede beliebige Gestalt aufweisen können. Insbesondere können sie so gestaltet werden, daß bei Freiluftaufstellung unvermeidliche Eisansätze abgesprengt werden und günstiges Einechaltverhalten sichergestellt ist.

109842/CKR5

Claims

Ansprüche:Γ

1.) Hochspannungsschalter insbesondere für Freilufteufstellung bestehend aus einer senkrecht- oder waagerecht schwenkbaren Hauptstrorabahn, deren Betätigung durch die axiale oder rotatörieche Bewegung eines Antriebs isolators oder die Drehbewegung des Tragisolators erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Hauptstrombahn eine Neben«trombahn angeordnet ist, die kurz vor oder bei Erreichen der Ausschalt-' endstellung der Hauptstrombahn durch eine ihr zugeordnete Feder sowie ihre eigene Federspannung ihr zugeordnete Nebenkontakte in schneller Bewegung öffnet.

2.)Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenstrombahn an der Hauptstrombahn befestigt ist.

3.) Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Verformung der Nebenstrombahn einem Schaltwinkel der Hauptstrombahn von mehr als 5 und weniger als 35 entspricht.

4.) Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die der Nebenstrombahn zugeordnete Feder bei der öffnung der Nebenkontakte einen Verdrehwinkel von 5 bis 45° hat.

5.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgeschwindigkeit einen Wert von mehr als 15 m pro Sekunde erreicht.

6.) Hochspannungsschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Nebenstrombahn ein zur Schaltspitze hin abnehmendes Widerstandsmoment besitzt.

7.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenstrombahn ein Hohlkörper mit einem Verhältnis der Wandstäkk· sun Aussendurchmesser von weniger als 1:4 ist.

1098A2/0A65

8.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenetrombahn teilweise zylindrisch und teilweise konisch ausgebildet ist.

9.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenstrombahn mehrere Teilbereiche mit unterschiedlicher Formgebung und Wandstärke hat.

10.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenetrombahn in einzelnen Teilbereichen federnd, in anderen Bereichen steif ausgebildet ist.

11.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Nebenetrombahn mindestens teilweise nicht leitend ist.

12.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Oberfläche der Nebenstrombahn einen isolierenden Auftrag hat.

13.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenetrombahn mindestens zum Teil eine isolierende Umhüllung hat.

14.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche daudrch gekennzeichnet, daß der Stromkreis der Nebenstrombahn hochohmig ausgeführt ist.

15.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der Ncbenstrombahn raindeetens ein Zusatzwideretand vorgesehen ist.

16.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaltatrecken in Reihe geschaltet sind.

109842/0465

Leerseite