DE19654120C1 - Erdungsschalter mit möglicher Geräteanordnung innerhalb des Erders - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Erdungsschalter/Kurzschließer gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Alle bisher bekanntgewordenen Erdungsschalter in der Elektrotechnik nahen einen vergleichbaren mechanischen Aufbau (Fig. 1+2).

Im wesentlichen bestehen sie aus mehreren Lagerwinkeln (1), in denen sich ei­ ne durchgehende Welle (2) drehen kann. An dieser Welle (2) sind die Kontakt­ messer (15) angebracht, die im eingeschalteten Zustand des Erdungsschalters eine metallische Verbindung zu den Primärleitern (16) herstellen. Diese Kon­ taktmesser (15) bewegen sich kreisförmig um die Lagerstellen (4) in Richtung der Primärleiter (16), dort treffen sie auf spezielle Gegenkontakte, oder sie be­ nutzen die eigentliche Primärstromschiene (16) als Gegenkontakt. Liegen alle Kontaktmesser (15) an den Primärleitern an, so ist diese Anordnung kurzge­ schlossen. Sind die Kontaktmesser (15) außerdem mit dem Erdpotential verbun­ den, so ist dieser Bereich der Primärleiter (16), bis zur nächsten Trennstelle, kurzgeschlossen und geerdet.

Der Antrieb solcher Erder erfolgt von Hand oder mit Motor ohne Federunterstüt­ zung. Die Schaltbewegung erfolgt also unbeschleunigt in nahezu gleicher Ge­ schwindigkeit wie die Antriebsbewegung.

Bei den sogenannten Schnellerdern oder einschaltfesten Erdungsschaltern wird die Einschaltbewegung stark beschleunigt ausgeführt. Die Beschleunigung wird bei fast allen Erdern durch Federkraft erzeugt. Die Antriebsbewegung erfolgt wieder von Hand oder durch einen Motor, sie wird nun aber nicht direkt übertra­ gen, sondern sie bewegt nun eine Feder (20) über einen Totpunkt, oder sie löst eine vorgespannte Feder aus, welche die Kontaktmesser (3) schlagartig in Richtung der Primärleiter (16) bewegt.

Als Beispiele dieses in mannigfaltiger Form verbrei­ teten, klassischen Typs der Erdungsschalter, seien hier nur die Erdungsschalter "Ek5" und "EK6" von ABB Calor Emag Schaltanlagen AG in Ratingen genannt. Für spezielle Einsatzfälle sind außerdem Erdungsschalter bekannt, die für jede Phase eine Drehwelle mit daran befestigten Kontaktmesser besitzen. Bei diesen sehr seltenen Erdungsschaltertypen verlaufen die Drehwellen parallel zu den einzelnen Phasen, so daß die Bewegungsrichtung der Kontaktmesser nicht in Richtung der Phasen, wie beim zuvor beschriebenen Erdungsschaltertyp, son­ dern quer zu den Phasen erfolgt. Alle Drehwellen bzw. Kontaktmesser sind me­ chanisch so verbunden, daß durch eine Antriebsbewegung eine synchrone Er­ dung aller Phasen erfolgt.

Durch den Zwang des Marktes immer weniger Raum für die gleiche Funktion zu tolerieren, oder mehr Funktionen auf dem gleichen Raum zu verlangen wird die Bauteil- und Gerätedichte in einem Schaltschrank immer größer.

Da ein Erdungsschalter dielektrisch fest sein muß, das heißt im ausgeschalteten Zustand dürfen bei festgelegten Prüfspannungen keine Überschläge von den Primärleitern auf den Erdungsschalter erfolgen, ist eine gewisse Mindestgröße des Erders erforderlich.

Die bekannten Ausführungen der Erdungsschalter erlauben nur eine Bauteil- oder Geräteanordnung in Reihe. So kann zum Beispiel nur nacheinander ein Stromwandler, ein Erdungsschalter und ein Spannungswandler eingebaut wer­ den. Die Abmessungen der Geräte addieren sich also, ein notwendiger kleiner Freiraum zwischen den Bauteilen kommt noch hinzu.

Nachteil aller bekannten Erdertypen ist, daß der Raum innerhalb der Bewe­ gungsbahn der Kontaktmesser durch Bauteilen des Erdungsschalters belegt ist und somit nicht zum Einbau anderer Geräte genutzt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es den zuvor genannten Nachteil der bekannten An­ ordnungen zu vermeiden und den Raum unterhalb der Kontaktmesser (15) für den Einbau von anderen Geräten (17) oder Bauteilen zu nutzen.

Der hier vorgestellte Erdungsschalter/Kurzschließer nutzt den aus dielektri­ schen, oder mechanischen Gründen notwendigen Einbauraum besser aus.

Der Aufbau ist ähnlich dem der bekannten Erdungsschalter/Kurzschließer, das Hauptunterscheidungsmerkmal ist, daß die durchgehende Lagerwelle (2) der heute üblichen Erder durch mehrere kurze, nicht durchgehende Wellen (14, 21) ersetzt wird.

Der neue Erdungsschalter/Kurzschließer besteht aus einer großzügig bemesse­ nen Grundplatte (10), auf der quasi "im Erdungsschalter" andere elektrische Ge­ räte oder Bauteile angeordnet werden können. Dies können zum Beispiel Span­ nungswandler (17), Stromwandler, kapazitive Stützer etc. sein.

Links und rechts, außerhalb dieser Geräte (17) besitzt dieser Schalter seine La­ gerwinkel (11) in denen die Hauptlagerstellen (18) liegen, die, wenn es die Grö­ ße des Erdungsschalters/Kurzschließers oder die von ihm geforderte Leistung bedingt durch weitere Hilfslagerstellen (22) ergänzt werden können. Diese zu­ sätzlichen Lager (22) sind zwischen der Polteilung, also auch zwischen den Ge­ räten (17) angeordnet und besitzen ebenfalls nur eine kurze Lagerwelle (21) die den Einbau der Geräte (17) nicht behindert.

Die beiden Hauptlager werden mit einem Bügel verbunden, dessen quer zu den Polen verlaufender Steg (12) beim Betätigen des Schalters, außerhalb der ein­ gebauten Geräte (17) schwenken kann.

An diesem Steg sind die eigentlichen Kontaktmesser (15) angebracht, welche beim Einlegen des Schalters an den Primärleitern (16) kontaktieren. Mindestens einer der beiden von den Hauptlagerstellen (18) in Richtung des Quersteges (12) verlaufenden Schenkel (13) wird mit einer Antriebsvorrichtung (nicht darge­ stellt, da mit Stand der Technik identisch), wie einer Drehwelle oder einem Betä­ tigungshebel verbunden. Durch betätigen dieses Antriebes kann der Erder-/Kurzschlußbügel von seiner AUS-Stellung (Fig. 3+4) in die EIN-Stellung (Fig. 5+6) und umgekehrt, geschwenkt werden.

Wird der Erdungsschalter/Kurzschließer als einschaltfester Schnellerder ausge­ führt (Fig. 7+8), so muß die Einschaltbewegung zum Beispiel durch Federkraft unterstützt werden. Dazu kann der Erder-/Kurzschlußbügel zum Beispiel mit Druckfedern (20) ausgerüstet werden.

Wenn es konstruktiv besser oder kostengünstiger ist, kann die Grundplatte (10) entfallen. In diesem Fall müssen die Lagerbleche (11) an anderen geeigneten Stellen im Schaltschrank direkt befestigt werden.

Werden die Lagerbleche (11) und alle anderen Befestigungsteile des Erders-/Kurz­ schließers isoliert vom Erdpotential befestigt, so können durch Einlegen des Erders-/Kurzschließers die Primärleiter (16) kurzgeschlossen werden, ohne eine Verbindung zum Erdpotential herzustellen.

Ist dies nicht der Fall und werden, je nach geforderter Leistung, die Kontaktmes­ ser (15) zusätzlich z. B. durch flexiblen Leitungen mit dem Erdpotential verbun­ den, so wird zu dem kurzschließen noch eine Erdverbindung hergestellt. Dies ist beim Großteil der Einsatzfälle üblich.

Es zeigen in vereinfachter Darstellung:

Fig. 1 die Vorderansicht eines heute üblichen Erdungsschalters.

Fig. 2 die Seitenansicht eines heute üblichen Erdungsschalters.

Fig. 3 die Vorderansicht des neuen Erdungsschalters/Kurzschließers in ausgeschalteter Stellung, ohne federunterstützte Einschaltbewegung.

Fig. 4 die Seitenansicht des Erdungsschalters/Kurzschließers aus Fig. 3.

Fig. 5 die Vorderansicht wie in Fig. 3, jedoch in eingeschalteter Stellung.

Fig. 6 die Seitenansicht wie in Fig. 4, jedoch in eingeschalteter Stellung.

Fig. 7 die Vorderansicht wie in Fig. 3, jedoch mit federunterstützter Einschaltbewegung.

Fig. 8 die Seitenansicht wie in Fig. 4, jedoch mit federunterstützter Einschaltbewegung.

Claims (4)

1. Erdungsschalter oder Kurzschließer mit einer Einpoligen oder der Polzahl entsprechenden Anzahl von drehbar gelagerten Kontaktmessern (15), die beim Schaltvorgang in parallelen Ebenen zueinander, in Richtung der Primär­ leiter (16) verschwenken und mit diesen kontaktieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmesser (15) an dem quer zu den Polen verlaufenden Steg (12) eines u-förmigen Bügels (12, 13) angeordnet und dessen Schenkel (13) am vom Steg (12) beabstandeten Ende mittels Lagerzapfen (14, 21) in La­ gerstellen (18, 21) gelagert sind, so daß der Raum innerhalb des Schwenkbe­ reiches des u-förmigen Bügels (12, 13) für den Einbau von Geräten (17) nutz­ bar ist.

2. Erdungsschalter oder Kurzschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Grundplatte (10), zwischen den Primärleitern (16) weitere La­ gerstellen (22) zur Abstützung der Kontaktmesser (15) angeordnet werden können.

3. Erdungsschalter oder Kurzschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Erdungsschalter/Kurzschließer eine Grundplatte (10) zugeordnet werden kann, die durch ihre Größe und Befestigungsmöglichkeiten die Auf­ nahme weiterer Bauteile oder Geräte (17) ermöglicht.

4. Erdungsschalter oder Kurzschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß es aufgrund seiner Bauart möglich ist sowohl langsame wie auch durch zusätzliche Bauteile (20) beschleunigte Schaltbewe­ gungen auszuführen.