DE1991005U - Trennschalter und Trennumkehrschalter für Schienen von hoher Stromstärke - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft Schubtrennschalter mit einem als Hohlkörper ausgebildeten Trennmesser, das durch einen Spindelmechanismus in Achsrichtung elektrisch leitender Hohlschienen prismatischen Querschnittes verschiebbar und in diese hinein schiebbar ist und durch ortsfest an den Hohlschienenenden angebrachte federnde Vielfachkontaktstücke leitend mit den Hohlschienen verbindbar ist.

Derartige Trennvorrichtungen wurden besonders entwickelt, um in Stromkreise eingeführt zu werden, die im allgemeinen prismatisch verlaufen und deren rechtwinkliger Querschnitt im allgemeinen einen polygonalen Umriß aufweist, wobei dieser Umriß in einen, zwei oder mehrere Bereiche zur Bildung von Lüftungsschlitzen unterteilt sein kann.

Dieser polygonale Umriß kann insbesondere rechtwinklig sein und aus zwei nicht fugendichten U-Elementen gebildet sein oder sechseckig sein oder achteckig, um sich einer Kreislinie zu nähern.

Die Einrichtungen, auf die die Neuerung angewendet werden kann, sind insbesondere Schienensätze von mittlerer Spannung (3 bis 36 kV), welche die Hochleistungs-Wechselstromerzeuger mit den Aufwärtstransformatoren verbinden, wobei die in Frage stehenden elektrischen Trennschalter von folgenden drei Arten sein können:

- einfache Trennschalter, beispielsweise zur Isolierung eines Wechselstromerzeugers von seinem Transformator,

- Trenn-Umkehrschalter ohne Ruhestellung, beispielsweise zur Trennung eines Wechselstromerzeugers von einem Transformator, um ihn mit einem anderen Stromkreis zu verbinden,

- Trenn-Umkehrschalter mit Zwischenruhestellung.

Die elektrodynamischen Belastungen, die sich in den oben erwähnten Schienensätzen im Falle eines Kurzschlusses aufbauen können, sind im allgemeinen hoch und bei bestimmten Ausführungsformen werden besondere Maßnahmen ergriffen, um diese Beanspruchungen zu vermindern, insbesondere indem den Schienen eine gewisse Bewegungsfreiheit durch elastische Anordnung der Trägerisolatoren zugestanden wird.

Die Trennvorrichtungen, die Gegenstand der Neuerung sind, sind als neuartiges Industrieerzeugnis gekennzeichnet durch das Vorhandensein eines beweglichen leitenden Kastens von im allgemeinen prismatischer Form, im Folgenden mit "Kontaktspindel" bezeichnet, von einem demjenigen der zu trennenden Schienen ähnlichen Umriß, wobei diese Kontaktspindel auf der Achse der genannten Schienen zentriert ist und durch Verstellung im Inneren dieser Schienen verstellt werden kann, wobei die elektrischen Kontakte zwischen der Kontaktspindel und den Schienenteilen durch polygonale Kränze aus elektrischen Kontakten ausgeführt sind, die vorzugsweise von den zu trennenden Schienen entweder direkt oder über Träger getragen werden, wobei sich diese elektrischen Kontakte an der Zentrierung der Kontaktspindel beteiligen und eine ausreichende Fähigkeit zur elastischen Verformung aufweisen, um an jeder Stelle einen geeigneten elektrischen Kontaktdruck zu gewährleisten, wobei die elektrischen Kontakte selbst in eine Vielzahl von elektrischen Elementarkontakten unterteilt werden können, die die Lamellenkontakte darstellen.

In einer besonderen Ausführungsform der Neuerung nimmt die Betätigungsvorrichtung der Kontaktspindel dieselbe über einen elektrisch isolierten Arm mit, der durch Schub auf die Kontaktspindel vorzugsweise in ihrem Axialbereich in der einen oder anderen Richtung und mit oder ohne eine mechanische Verbindung wirkt, wobei diese Anordnung den Vorteil aufweist, es der Kontaktspindel frei zu überlassen, sich in der besten Art und Weise in den von den Schienen getragenen Kontaktkränzen zu zentrieren und außerdem eine gewisse Querverschiebung der Einheit Schienen-Kontaktspindel in Bezug auf den Mitnehmerarm zu ermöglichen, ohne daß mechanische Einschnürungen auf der Kontaktspindel entstehen, was für das gute Verhalten der elektrischen Kontakte bei Kurzschluß von Vorteil ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung mehrerer in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht in Längsschnitt eines einfachen Trennschalters nach der Neuerung.

Fig. 2 ist eine Queransicht des gleichen Trennschalters.

Fig. 3 und 4 sind Darstellungen von zwei Modellen elektrischer Lamellenkontakte.

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht in Längsschnitt eines Trenn-Umkehrschalters ohne Ruhestellung.

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht in Längsschnitt eines Trenn-Umkehrschalters mit Ruhestellung.

Auf Fig. 1 sind die Umrißlinien 1 und 2 der achteckigen Schienenteile zu sehen, auf denen mittels Trägerplatten 3 schematisch in Fig. 4 dargestellte elektrische Lamellenkontakte angebracht sind. Auf der gleichen Figur sind auch Umrißlinien 5 von zwei der Lamellen der achteckigen Kontaktspindel zu sehen, deren acht Lamellen auf den Querwandungen 6, 7 und 8 zusammengestellt sind. Ebenfalls dargestellt sind die Enden der Lamellen 5, die zur Erleichterung ihres Eindringens unter die Lamellenkontakte 4 auf Gehrung geschnitten sind. Außerdem sind die Paßstücke 10 sichtbar, die zur Führung der Verschiebung der Kontaktspindel dienen, die durch die Lamelle 11 über Gleitschuhe 12 mitgenommen wird und in Anlage mit der Querwandung 7 bzw. 8 kommen kann, um die Kontaktspindel in Richtung auf den geschlossenen Trennschalter (im Falle der Figur), bzw. in die Stellung des offenen Trennschalters zu bringen, die die Kontaktspindel nach einer Verschiebung T erreicht.

Außerdem ist in Fig. 1 die Mitnehmervorrichtung der Lamelle 11 dargestellt, bestehend aus der Platte 13, den beiden, auf einem schematisch mit der Platte 17 dargestellten Schlitten angeordneten Isolatoren 14, wobei dieser Schlitten eine Einheit mit der Mutter 15 und der Führung 16 bildet und letztere auf einer Spindel 18 angeordnet sind, die auf zwei von dem Bett 22 getragenen Achslagern 19 angebracht sind.

Die Spindel 18 soll mittels Winkelritzeln 20 über eine Welle angetrieben werden, deren Umrißlinie 21 dargestellt ist. Es ist ersichtlich, daß mehrere Trennschalter und insbesondere die drei einpoligen Trennschalter eines Drehstromkreises gleichzeitig betätigt werden können, und zwar mittels einer mechanischen Kupplung ihrer Betätigungswellen wie beispielsweise 21.

Fig. 2 zeigt klar die Umrißlinie der achteckigen Schienen mit den acht Trägern 3, die jeweils vier Lamellenkontakte 4 tragen. Ebenfalls sind hier die Umrißlinien 5 der acht Lamellen der Kontaktspindel mit ihrer Zusammenbauwandung 6 sichtbar. Ebenfalls ist dort die Umrißlinie des in den achteckigen Umriß der Schienen angeordneten Schlitzes 23 dargestellt. In einem Schlitz dieser Art verschiebt sich die Mitnehmerlamelle 11. Außerdem sind dort die Umrißlinien der Mitnehmerplatte 13 und der Isolatoren 14 dargestellt.

Fig. 3 zeigt ein Schienenelement 25, die Umrißlinie eines Kontakthalters 26, worauf der Lamellenkontakt 27 mittels zwei in den Stäben 30 befestigten Schrauben 29 angeordnet ist, wobei der Lamellenkontakt 27 mittels einer Schraube, deren Kopf 28 sichtbar ist, auf den Stäben 30 befestigt ist. Dieser Lamellenkontakt ist asymmetrisch. Von der Seite des Trägers 26 weist er kurze Lamellen 31 auf, über die sich sein Festkontakt mit dem Träger 26 herstellt; auf der anderen Seite weist er lange Kontaktlamellen 32 auf, die den Gleitkontakt auf der nicht dargestellten Kontaktspindel herstellen. Die Lamelle 33 gewährt einen gewissen Schutz der Kontaktlamellen. Diese Ausführungsart des Lamellenkontakts weist den Vorteil auf, die beste natürliche Stromverteilung auf seinen verschiedenen Lamellen, insbesondere bei Kurzschluß, zu gewährleisten.

Fig. 4 stellt ein weiteres Modell eines Lamellenkontaktes dar. Auf dieser Figur ist ein Schienenstück 25 zu sehen, ein im rechten Winkel gebogener Kontaktträger 34, auf dem sich der Lamellenkontakt 38 bei 35 abstützt. Der Lamellenkontakt 38 ist mittels der Schraube 36 über dem mit Innengewinde versehenen Stab 37 befestigt, der den verschiedenen von dem gleichen Träger getragenen Kontakten gemeinsam ist; die weichen Kontaktlamellen 39 sind mit den in Fig. 3 dargestellten Kontaktlamellen gleichartig.

Fig. 5 zeigt bei 40 die Kontaktspindel, die den elektrischen Kontakt zwischen den achteckigen Kränzen der Lamellenkontakte 41 und 44 herstellt, die jeweils auf den Schienenstücken 43 und 46 mittels Trägern, wie beispielsweise 42 und 45, befestigt sind.

Ebenfalls befinden sich dort die Führungsstücke 52 der Kontaktspindel in dem Schienenstück 46, sowie dem Kranz der Lamellenkontakte 47, der mittels der Träger 48 auf dem Schienenstück 49 befestigt ist. Dieser mit dem Kranz 44 verbundene Kontaktkranz stellt die Zwischenverbindung zwischen den Schienenstücken 46 und 49 her, wenn die Kontaktspindel, die mit dem Pfeil T dargestellte Bewegung durchgeführt hat. Es wird angenommen, daß die Kontaktspindel über ihre Wandungen 50 und 51 mittels einer schematisch mit 11 bezeichneten Mitnehmervorrichtung betätigt wurde, die derjenigen in Fig. 1 ähnlich ist.

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines Trenn-Umkehrschalters, der in der Lage ist, die Schienenstücke 56 und 59 oder aber die Schienenstücke 59 und 65 miteinander zu verkuppeln, jedoch mit einer Zwischenruhestellung, in der sich die Kontaktspindel 53 mit ihren Enden genau unter den Kränzen der Lamellenkontakte 57 und 61 in Eingriff befindet. Diese Geräteausführung weicht von dem Trenn-Umkehrschalter nach Fig. 5 durch die Verlängerung des mittleren Schienenstückes 59 und das Vorhandensein eines vierten Kontaktkranzes ab. Die Betätigung der Kontaktspindel umfaßt eine mit dem Pfeil T angegebene Bewegung, um die Ruhestellung einzunehmen, sowie eine zusätzliche Bewegung in gleicher Richtung, um die Umkehrstellung zu bewerkstelligen. In Fig. 6 sind die Führungsstücke 60 der Kontaktspindel in dem Schienenstück 59 sichtbar sowie die Mitnehmertrennwandungen 66 und 67 dieser Spindel mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung.

Wie ersichtlich, können in den Trennschaltern und Trenn-Umkehrschaltern nach der Neuerung die elektrischen Lamellenkontakte durch vieleckige Kränze von steifen Kontaktfingern ersetzt werden, die elastisch mittels Federn an die Kontaktspindel angelegt und elektrisch mit dem in Frage kommenden Schienenstück verbunden werden, entweder durch elastischen Druck oder mittels eines weichen Leiters, beispielsweise einer Litze.

Im Falle der Trenn-Umkehrschalter nach der Neuerung kann die Verbindung des mittleren Stückes der vieleckigen Schienen mit dem jeweiligen Stromkreis auf verschiedene Art und Weise erfolgen, insbesondere mittels halbflacher leitender Schienen, die durch eine Schweißstelle entlang der Erzeugenden des Schienenstückes verbunden ist.

Die neuerungsgemäßen Trennschalter und Trenn-Umkehrschalter können ohne weiteres mit Aluminiumschienen verwendet werden, wofür vorzugsweise Kontaktträgerplatten aus geschütztem, beispielsweise verzinntem, Kupfer in ihrer Kontaktzone mit den Trägerplatten verwendet werden können.

Selbstverständlich können die Kontaktträgerplatten wegfallen, wenn die elektrischen Kontakte zwischen den vieleckigen Schienen und den eigentlichen Kontakten, die lamellenartig sein können oder nicht, direkt erfolgen können, und zwar ohne weiteres, gleichgültig ob es sich um Kupferschienen oder Aluminiumschienen mit einer geeigneten Oberflächenbehandlung handelt.

Claims (7)

1. Schubtrennvorrichtung mit einem als Hohlkörper ausgebildeten Trennmesser, das durch einen Spindelmechanismus in Achsrichtung elektrisch leitender Hohlschienen prismatischen Querschnittes verschiebbar und in diese hineinschiebbar ist und durch ortsfest an den Hohlschienenenden angebrachte, federnde Vielfachkontaktstücke leitend mit den Hohlschienen verbindbar ist, gekennzeichnet durch ein kastenförmiges Trennmesser (5-8) mit einem den Hohlschienen (1, 2) entsprechenden prismatischen, um den Platzbedarf für die Festkontaktstücke (4) kleineren Querschnitt und durch Festkontaktstücke, die je Kontaktstelle als entsprechender prismatischer Kranz ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kastenförmige Spindel durch Zusammenfügen der Lamellen (5) auf den Querwandungen (6, 7, 8) gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktspindel mittels eines elektrisch isolierten Armes betätigt wird, der durch Schub auf die Kontaktspindel einwirkt, vorzugsweise in ihrem Axialteil, ohne mechanisch mit der genannten Spindel verbunden zu sein, um einen gewissen Grad an Freiheit quer zu der Einheit Schienen-Kontaktspindeln in Bezug auf den Mitnehmerarm zu lassen.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Schienen aus Aluminium bestehen, während die feststehenden elektrischen Kontakte sowie die Lamellen der Kontaktspindel aus Kupfer sind, wobei die Verbindung auf den Schienen durch Verschrauben oder durch Hartlöten oder beides von Trägerplatten aus geschütztem, beispielsweise verzinntem Kupfer erfolgt, wobei die jeweiligen Bereiche der Schienen selbst eine geeignete Oberflächenbehandlung erfahren haben.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontakte von den zu trennenden Schienen getragen werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Zwischenplattenträgers zwischen den Kontakten und den Schienen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte unmittelbar auf den Schienen angebracht sind, wobei diese Befestigung entweder durch die Eigenart des Metalles der Schienen ermöglicht wird oder durch eine örtliche Oberflächenbehandlung der Schienen.