DE19904931A1

DE19904931A1 - Switch drive for a circuit breaker

Info

Publication number: DE19904931A1
Application number: DE19904931A
Authority: DE
Inventors: Albert Bogner; Rolf Dirks
Original assignee: Felten and Guilleaume AG
Current assignee: Ormazabal Anlagentechnik GmbH
Priority date: 1999-02-06
Filing date: 1999-02-06
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2019-02-07
Also published as: EP1026711B1; EP1026711A2; DE19904931C2; ES2239947T3; NO20000567D0; DE50010068D1; EP1026711A3; NO319304B1; ATE293837T1; NO20000567L

Abstract

An arm (6a) of a switching shaft lever (6) on the switching carrier side is arranged at an obtuse angle to an arm (6b) on the earth carrier side, and is considerably longer. A guide member (8) for the switching carrier (2) extends from a catching element (7) in the OFF position (U) into an EARTHED position (R). The obtuse angle is between 120 and 150 degrees.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltantrieb für einen Leistungstrennschalter mit den Schaltstel lungen EIN-AUS-GEERDET, insbesondere zum Abschalten von hohen Strömen in gasisolier ten Mittelspannungsschaltanlagen.The invention relates to a switching drive for a circuit breaker with the switching position lungs ON-OFF-EARTHED, especially for switching off high currents in gas insulation medium voltage switchgear.

Schaltantriebe dienen der Kraftübertragung von der Außenseite einer Schaltanlage zu einem in dieser befindlichen Schaltgerät, beispielsweise zu einem Lasttrenn- oder Leistungstrenn schalter. In der EP 0 508 041 A ist ein solcher Federkraft-Schaltantrieb für ein Schaltgerät mit den Schaltstellungen EIN-AUS-GEERDET beschrieben. Dieser Schaltantrieb weist im wesent lichen eine Betätigungswelle zur Betätigung einer Schaltwelle und den mit dieser verbundenen Schaltmessern (Schalterbetätigungswelle) für die EIN- und AUS-Schaltung des mehrpoligen Schaltgerätes, eine Erderbetätigungswelle zur Betätigung der Schaltwelle zum Schalten der Schaltmesser in die GEERDET-Stellung und eine Einschaltfeder sowie eine Ausschaltfeder auf, die über getrennte mechanische Koppelglieder mit einer Antriebswelle für die Ein- und Ausschaltung des Schaltgerätes verbunden sind. Dabei ist an der Schaltwelle ein zweiarmiger Schaltwellenhebel drehfest angeordnet, dessen einer Arm mit einem mit der Schalterbetäti gungswelle verbundenen Schaltermitnehmer und dessen anderer Arm mit einem mit der Erderbetätigungswelle verbundenen Erdermitnehmer in Wirkverbindung steht. Die Mitnehmer sind quer zu den beiden parallel zueinander liegenden Betätigungswellen bewegbar angeord net und weisen jeweils eine Führungskulisse mit Freilauf für ein mit dem jeweiligen Arm des Schaltwellenhebels verbundenes Mitnahmeglied auf. Für die normale handbetätigte "EIN"- und "AUS"-Schaltung (ohne Ausschaltimpuls) wird durch Handdrehung der Schalterbetäti gungswelle über eine in diese von außen einführbare Kurbel in die eine oder in die andere Richtung die Einschaltfeder jeweils über den Totpunkt bewegt, wodurch ein Drehsprung erfolgt, der die Schaltwelle über den Schaltermitnehmer und den Schaltwellenhebel in die gewünschte Schaltstellung versetzt. Für kompakte Schaltanlagen besteht für einen derartigen Schaltantrieb die Forderung, diesen auf kleinstem Raum unterbringen zu können bzw. so zu gestalten, daß dieser erhöhten mechanischen und dynamischen Anforderungen gerecht wird, wobei auch die Feder-Antriebsenergien unter Berücksichtigung der zumutbaren Betätigungs energien erhöht sind.Switch drives are used for power transmission from the outside of a switchgear to one in this switchgear, for example to a load disconnect or power disconnect switch. EP 0 508 041 A includes such a spring-loaded switching drive for a switching device described the switch positions ON-OFF-GROUNDED. This switching drive essentially has Lichen an actuating shaft for actuating a control shaft and the associated with it Switch knives (switch actuation shaft) for switching the multi-pole ON and OFF Switching device, an earth actuating shaft for actuating the switching shaft for switching the Switch blade in the GROUNDED position and a closing spring and a closing spring on, via separate mechanical coupling links with a drive shaft for the inputs and Switching off the switching device are connected. There is a two-armed on the selector shaft Shift shaft lever arranged non-rotatably, one arm with one with the switch actuation Switch shaft connected to the drive shaft and its other arm with one with the Earthing shaft connected earth driver is in operative connection. The drivers are movably arranged transversely to the two parallel actuation shafts net and each have a guide link with freewheel for one with the respective arm of the Switching shaft lever connected driving link. For the normal manual "ON" - and "OFF" switching (without switch-off pulse) is done by turning the switch manually shaft in one or the other via a crank that can be inserted from the outside Direction the closing spring moves over the dead center, causing a rotation jump takes place, the shift shaft via the switch driver and the shift shaft lever in the desired switching position. For compact switchgear there is one Switch drive the requirement to be able to accommodate it in the smallest space or so design to meet these increased mechanical and dynamic requirements, the spring drive energies taking into account the reasonable actuation energies are increased.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schaltantrieb mit den Schaltstellungen EIN-AUS-GEER- DET nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß dieser bei gleichem Platzbedarf und im wesentlichen gleichen Betätigungsenergien, insbesondere für den norma len Schaltvorgang von Hand, mechanisch und dynamisch höher belastbar ist. The object of the invention is to provide a switching drive with the switching positions ON-OFF-GEER- To design DET according to the preamble of claim 1 so that it does the same Space requirements and essentially the same actuation energies, especially for the norma len switching process by hand, mechanically and dynamically more resilient.

Diese Aufgabe wird bei einem Schaltantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.This object is achieved in a switching drive according to the preamble of claim 1 its characteristic features solved.

Die Erfindung besteht darin, daß der zweiarmige Schaltwellenhebel, der mit seinem einen Arm mit einem Schaltermitnehmer und mit seinem anderen Arm mit einem Erdermitnehmer über jeweils eine an diesen ausgebildete Führungskulisse und ein an dem jeweiligen Arm angeord netes Mitnahmeelement in Wirkverbindung steht, so gestaltet ist, daß der schaltermitnehmer seitige Arm des Schaltwellenhebels auf der den beiden Betätigungswellen abgewandten Seite in einem stumpfen Winkel zum erdermitnehmerseitigen Arm angeordnet und gegenüber die sem erheblich verlängert ist, und daß die Führungskulisse des Schaltermitnehmers schaltwel lenhebelseitig im Abstand von dem in der AUS-Schaltstellung befindlichem Mitnahmeelement für ein Schwenken desselben in die GEERDET-Stellung erweitert ist. Der abgewinkelte und verlängerte Schaltwellenhebel ermöglicht die Übertragung eines wesentlich höheren Drehmo mentes bei einer sonst unveränderten räumlichen Zuordnung der Kopplungselemente. Zur Sicherstellung einer Schaltung von der Schaltstellung AUS in GEERDET und zurück, für die das am Schaltwellenhebel angeordnete Mitnahmeelement infolge der Abwinklung und Verlän gerung des Schaltwellenhebels einen entsprechend größeren Schwenkraum benötigt, ist die Führungskulisse des Schaltermitnehmers im Bereich der Schwenkbahn des Mitnahmeelemen tes erweitert. Im engeren Bereich, der für eine Schaltung des Schalters von AUS nach EIN und zurück relevant ist, ist die Führungskulisse so gestaltet, daß sie das Mitnahmeelement in bei den Bewegungsrichtungen quer zu den Betätigungswellen erfaßt. Dabei bleibt der Schaltwel lenhebel mit seinem Mitnahmeelement in seiner freien Beweglichkeit im Erdermitnehmer im wesentlichen unbeeinträchtigt.The invention is that the two-armed gearshift lever with one arm with a switch driver and with his other arm with an earth driver over one each on a trained guide and arranged on the respective arm netes driving element is operatively connected, is designed so that the switch driver side arm of the shift shaft lever on the side facing away from the two actuating shafts arranged at an obtuse angle to the arm on the earth driver side and opposite the sem is significantly lengthened, and that the guide link of the switch driver schaltwel on the lever side at a distance from the driving element in the OFF switch position for swiveling it into the GROUNDED position. The angled and Extended shift shaft lever enables the transmission of a much higher torque mentes with an otherwise unchanged spatial assignment of the coupling elements. For Ensuring a circuit from the switch position OFF to GROUNDED and back for which the driving element arranged on the selector shaft lever as a result of the bend and extension tion of the shift shaft lever requires a correspondingly larger swivel space, is the Guide link of the switch driver in the area of the swivel path of the driving element tes expanded. In the narrower range, which is used to switch the switch from OFF to ON and is relevant again, the management backdrop is designed so that it takes the driving element in the directions of movement across the actuating shafts. The circuit remains lenhebel with its driving element in its free mobility in the earth driver in essentially unaffected.

Der stumpfe Winkel beträgt vorzugsweise 135°. Dieser Winkel gestattet es, den Schaltwellen hebel erheblich, d. h. um 50% zu verlängern, ohne daß die Position des Schaltermitnehmers wesentlich geändert werden muß.The obtuse angle is preferably 135 °. This angle allows the shift shafts lever significantly, d. H. extend by 50% without changing the position of the switch driver must be changed significantly.

Von Vorteil ist es, den erweiterten Bereich des Schaltermitnehmers durch eine auf der den Betätigungswellen abgewandten Seite angeordnete Schräge zu bilden und den so erweiterten Bereich schaltwellenhebelseitig zu öffnen. Dadurch behält der Schaltermitnehmer im wesentli chen seine äußere Größe, kann seine Funktion beim Schalten von AUS nach EIN und zurück erfüllen und ermöglicht dem Mitnahmeelement beim Schalten von AUS in GEERDET und zurück eine weite Schwenkbahn, die teilweise außerhalb des Schaltermitnehmers verläuft. Die Schräge kann im wesentlichen tangential zur Schwenkbahn des in der AUS-Schaltstellung befindlichen Betätigungselementes und in unmittelbarer Nähe zur Schwenkbahn ausgebildet sein.It is advantageous to extend the area of the switch driver by one on the To form actuating shafts facing away from the bevel and the extended Open area on the selector shaft lever side. This essentially keeps the switch driver Chen its outer size, its function when switching from OFF to ON and back and enables the driving element when switching from OFF to GROUNDED and back a wide swivel path that runs partly outside the switch driver. The Slant can be essentially tangential to the swivel path of the in the OFF switch position located actuator and in close proximity to the swivel path his.

Um eine einwandfreie Querbewegung des geöffneten Schaltermitnehmers zu den Betäti gungswellen und damit dessen Mitnahmefunktion für den Schaltwellenhebel bei einer Schal tung von der Schaltstellung EIN in die Schaltstellung AUS und zurück sicherzustellen, ist es zweckmäßig, eine Führungsschiene anzuordnen, an der der Schaltermitnehmer geführt ist. Der Schalterantrieb kann auch mit einem schaltwellenseitig geöffneten Erdermitnehmer ausge rüstet sein.To ensure that the open switch driver moves perfectly to the actuators supply shafts and thus its driving function for the gearshift lever in a scarf it must be ensured from the ON switch position to the OFF switch position and back again expedient to arrange a guide rail on which the switch driver is guided. The switch drive can also be operated with an earth driver open on the switching shaft side be prepared.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die zugehörigen Zeichnun gen zeigen schematisch:The invention is explained using an exemplary embodiment. The associated drawing gen show schematically:

Fig. 1 einen Schaltantrieb in der Schaltstellung AUS, Fig. 1 is a circuit driving in the OFF position,

Fig. 2 den Schaltantrieb in der Schaltstellung EIN und Fig. 2 shows the switching drive in the ON position and

Fig. 3 den Schaltantrieb in der Schaltstellung GEERDET. Fig. 3 the switching drive in the switch position EARTHED.

Der in Fig. 1 dargestellte Schaltantrieb weist eine Schalterbetätigungswelle 1, einen mit dieser gelenkig verbundenen Schaltermitnehmer 2, eine Erderbetätigungswelle 3, einen an dieser angelenkten Erdermitnehmer 4, eine mit den Schaltmessern der Phasen über eine Pleuel stange (nicht dargestellt) gekoppelte Schaltwelle 5 und einen mit dieser drehfest verbundenen zweiarmigen Schaltwellenhebel 6 auf. An dessen beiden Armen 6a und 6b ist jeweils ein Mit nahmezapfen 7 angeordnet, der mit einer an dem jeweiligen Mitnehmer 2 und 4 ausgebildete ten Führungskulisse 8 und 9 in Eingriff steht. Die Mitnehmer 2 und 4 sind quer zu den Betäti gungswellen 1 und 3 bewegbar angeordnet und durch eine Drehung derselben in dieser Querrichtung bewegbar. An der Schalterbetätigungswelle 1 greift an einem zwischen zwei Schaltfederhebeln angeordneten Federaufhängebolzen 10 eine an einer Federführungsstange 11 geführte Schaltfeder 12 an. Der Schaltermitnehmer 2 ist an einer an der der Schal terbetätigungswelle 1 angeordneten Laufbuchse 13 angelenkt und steht auch mit einer Aus schaltfeder AF in Wirkverbindung, über die ein Ausschaltimpuls auf die Schalterbetätigungs welle 1 gebracht werden kann. Der Schaltwellenhebel 6 ist zwischen dem Schaltermitnehmer 2 und dem Erdermitnehmer 4 angeordnet und durch diese Mitnehmer um die Achse A der Schaltwelle 5 schwenkbar. Der schaltermitnehmerseitige Arm 6a des Schaltwellenhebels 6 ist auf der den beiden Betätigungswellen 1 und 3 abgewandten Seite in einem stumpfen Winkel α von 135° zum erdermitnehmerseitigen Arm 6b abgewinkelt und um 50% länger als dieser aus gebildet. The switching drive shown in Fig. 1 has a switch actuating shaft 1 , an articulated with this switch driver 2 , an earth actuating shaft 3 , an articulated to this earth driver 4 , a rod with the switching blades of the phases via a connecting rod (not shown) coupled switching shaft 5 and one with this rotatably connected two-armed shift shaft lever 6 . On the two arms 6 a and 6 b each with a receiving pin 7 is arranged, which is in engagement with a trained on the respective driver 2 and 4 th guide link 8 and 9 . The drivers 2 and 4 are arranged transversely to the actuation supply shafts 1 and 3 and are movable by rotation of the same in this transverse direction. A switching spring 12 guided on a spring guide rod 11 engages on the switch actuating shaft 1 on a spring suspension bolt 10 arranged between two switching spring levers. The switch driver 2 is articulated to a bushing 13 arranged on the scarf actuation shaft 1 and is also operatively connected to a switch spring AF via which a switch-off pulse can be brought to the switch actuation shaft 1 . The selector shaft lever 6 is arranged between the switch driver 2 and the earth driver 4 and can be pivoted about the axis A of the selector shaft 5 by these drivers. The schaltermitnehmerseitige arm 6 a of the switching shaft lever 6 is located on the two actuating shafts 1 and 3, opposite side at an obtuse angle α of 135 ° to erdermitnehmerseitigen b angled arm 6 and 50% longer than that of formed.

Die Führungskulisse 8 des Schaltermitnehmers 2 ist in einem dem Schaltwellenhebel 6 abge wandten Bereich U-förmig gestaltet und stellt zwei gegenüberliegende Anschlagflächen 8a und 8b für den Mitnahmezapfen 7. In dem dem Schaltwellenhebel 6 zugewandten Bereich ist der Schaltermitnehmer 2 offen, die Führungskulisse 8 ist zur Öffnung zu erweitert und weist auf der den Betätigungswellen 1 und 3 abgewandten Seite eine Schräge 14 auf. Diese ist im wesentlichen tangential zur Schwenkbahn R des in der AUS-Schaltstellung befindlichen Mit nahmezapfens 7 und in unmittelbarer Nähe - Spiel S - zu dieser ausgebildet, wobei die Schräge 14 in einem Abstand B von der durch den in dieser Stellung befindlichen Mitnahme zapfen 7 bestimmten Senkrechten zu den Betätigungswellen 1 und 3 beginnt. Zur Einhaltung der vorbestimmten Bewegungsrichtung ist eine Führungsschiene 15 angeordnet, mit der der Schaltermitnehmer 2 in Eingriff steht.The guide link 8 of the switch driver 2 is U-shaped in an area facing the selector shaft lever 6 and provides two opposite stop surfaces 8 a and 8 b for the driving pin 7 . In the area facing the selector shaft lever 6 , the switch driver 2 is open, the guide link 8 is expanded to open and has a bevel 14 on the side facing away from the actuating shafts 1 and 3 . This is essentially tangential to the swivel path R of the located in the OFF switch position with receiving pin 7 and in close proximity - game S - to this, the bevel 14 at a distance B from the pin located in this position 7 pin determined Vertical to actuation shafts 1 and 3 begins. To maintain the predetermined direction of movement, a guide rail 15 is arranged, with which the switch driver 2 is in engagement.

Zur Schaltung in die EIN-Schaltstellung wird die Schalterbetätigungswelle 1 durch eine Hand drehung über eine in diese von außen einführbare Kurbel so weit verdreht, daß die Schaltfe der 12 über den Totpunkt bewegt und dadurch ein Drehsprung der Schalterbetätigungswelle 1 ausgelöst wird. Der Schaltermitnehmer 2 wird dabei quer zur Schalterbetätigungswelle 1 in die in Fig. 2 dargestellte EIN-Schaltposition verschoben (Hub H1), wobei der in der Führungsku lisse 8 befindliche Mitnahmezapfen 7 von der Anschlagfläche 8b erfaßt wird und den Schalt wellenhebel 6, die Schaltwelle 5 und die Schaltmesser im Uhrzeigersinn in die Schaltstellung EIN verschwenkt. Durch eine entgegengesetzte Drehung der Schalterbetätigungswelle 1 kann der Schalter wieder in die Schaltstellung AUS gebracht werden, wobei der Schaltermitnehmer 2 den Mitnahmezapfen 7 mit seiner Anschlagfläche 8a erfaßt und den Schaltwellenhebel 6 und damit die Schaltwelle 5 gegen den Uhrzeigersinn verdreht.To switch to the ON switch position, the switch actuation shaft 1 is rotated by a hand rotation via a crank that can be inserted from the outside to such an extent that the Schaltfe 12 moves past the dead center, thereby triggering a rotary jump of the switch actuation shaft 1 . The Schaltermitnehmer 2 is thereby transversely moved to the switch operating shaft 1 to the position shown in Fig. 2, a shift position (stroke H1), wherein the lisse in the Führungsku 8 driving pegs located 7 is detected b from the stop surface 8 and the switching shaft lever 6, the control shaft 5 and the switching knives swiveled clockwise to the ON position. By an opposite rotation of the switch operating shaft 1, the switch may again into the switching position OFF to be brought, the Schaltermitnehmer 2 detects the driving pins 7 with its abutment surface 8 a and rotates the switch shaft lever 6 and thus the operating shaft 5 counterclockwise.

Aus der AUS-Schaltstellung heraus kann der Schalter in die GEERDET-Schaltstellung geschaltet werden. Dazu wird die Erderbetätigungswelle 3 betätigt und der an dieser ange lenkte Erdermitnehmer 4 bewegt (Hub H₂), der den mit diesem in Eingriff stehenden Mitnah mezapfen 7 und damit den Schaltwellenhebel 6, die Schaltwelle 5 und die Schaltmesser im Gegenuhrzeigersinn in die GEERDET-Position schwenkt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Dabei wird der schaltermitnehmerseitige Mitnahmezapfen 7 aus der schaltwellenhebelseitig offenen Füh rungskulisse 8 des Schaltermitnehmers 2 entlang der dort ausgebildeten Schräge 14 ausge schwenkt. Der Schaltermitnehmer 2 bleibt in seiner AUS-Position. Ein Zurückschalten des Schalters in die AUS-Schaltstellung wird durch eine umgekehrte Bewegung des Erdermitneh mers 4 veranlaßt. Der schaltermitnehmerseitige Mitnahmezapfen 7 tritt dabei wieder in die Führungskulisse 8 ein.From the OFF switch position, the switch can be switched to the GROUNDED switch position. For this purpose, the earth actuating shaft 3 is actuated and the earth driver 4 , which is steered at this, moves (stroke H ₂ ), the mezapfen the engaging with it engaging 7 and thus the selector shaft lever 6 , the selector shaft 5 and the switching knife counterclockwise into the EARTHED position pivots as shown in Fig. 3. Here, the drive driver-side driving pin 7 from the shift shaft lever open Füh approximately 8 of the switch driver 2 along the slope 14 formed there pivots. The switch driver 2 remains in its OFF position. A switch back of the switch to the OFF switch position is caused by a reverse movement of the Erdermitneh mers 4 . The driver pin 7 on the switch driver side enters the guide link 8 again.

Claims

1.Switching drive for a circuit breaker, each with a fixed contact and an actuatable switch blade per phase and a switch shaft which can be driven both by a switch actuation shaft and by an earth actuation shaft via a two-armed switch shaft lever and coupled to the switch knives of the phases, one arm ( 6 a) of the Switching shaft lever ( 6 ) with a switch driver connected to the switch actuating shaft and the other arm ( 6 b) is operatively connected to an earth driver connected to the earth actuating shaft and the drivers are movable transversely to the two parallel actuating shafts and a guide link ( 8 ) having a connected to the jewei time arm carrier element (7), characterized in that the schaltermitnehmerseitige arm (6 a) of the switch shaft lever (6) on the two Actuate the supply shafts (1; 3) side facing away at an obtuse angle (α) to earth ehmersei term arm ( 6 b) is arranged and significantly extended compared to this, and that the Füh approximately backdrop ( 8 ) of the switch driver ( 2 ) on the switching shaft lever side at a distance (B) from the driving element in the OFF switch position for pivoting the same in the GEARDET Position is expanded.

2. Switching drive according to claim 1, characterized in that the obtuse angle (α) 120 ° to 150 °, preferably 135 °.

3. Switching drive according to claim 1, characterized in that the switch driver ( 2 ) on the selector shaft lever side is open and the extended area is formed by a bevel ( 14 ) on the supply shaft ( 1 ; 3 ) facing away from the side.

4. Switching drive according to claim 3, characterized in that the bevel ( 14 ) is substantially tangential to the swivel path (R) of the in the OFF switching position with taking element ( 7 ) and at a short distance (S) to this.

5. Switching drive according to claim 1 or 3, characterized in that the Schaltmitneh mer ( 2 ) on a transverse to the actuating shafts ( 1 ; 3 ) formed guide rail ( 15 ) is guided.

6. Switching drive according to claim 1, characterized in that the guide link ( 9 ) of the earth driver ( 4 ) on the switching shaft lever side is open.