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Die
Erfindung betrifft eine elektrische Schaltanlage nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Es
sind Schaltanlagen bekannt, bei denen beispielsweise drei Leistungsschalterpole
auf einem Tragrahmen angeordnet sind. Jedem der Leistungsschalterpole
ist ein Erdungsschalter zugeordnet. Mit Hilfe der Erdungsschalter
kann der jeweils zugeordnete Leistungsschalterpol geerdet werden.
Die Erdungsschalter weisen zu diesem Zweck schwenkbare Kontaktarme
auf, die in einer Einschaltposition in elektrischem Kontakt zu einem
Anschluss des jeweils zugehörigen
Leistungsschalterpols stehen. In einer Ausschaltposition werden
die Kontaktarme um etwa 90 Grad um eine im Bereich des Tragrahmens
angeordnete Schwenkachse geschwenkt. In der Ausschaltposition stehen
einer oder mehrere der Kontaktarme nach außen von dem Tragrahmen ab.
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Dies
bringt den Nachteil mit sich, dass das Bauvolumen der elektrischen
Schaltanlage relativ groß ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine elektrische Schaltanlage mit einem verminderten
Bauvolumen zu schaffen.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch eine elektrische Schaltanlage nach dem Anspruch
1.
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Bei
der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltanlage
sind wenigstens zwei nebeneinander auf einem Tragrahmen angeordnete
Leistungsschalterpole vorgesehen. Weiterhin sind zwei über ein
Gestänge
angetriebene Erdungsschalter vorhanden, die den beiden Leistungsschalterpolen
zugeordnet und zu deren elektrischen Erdung vorgesehen sind. Jeder
der Erdungsschalter weist einen schwenkbaren Kontaktarm auf, dessen
Schwenkachse etwa lotrecht zur Hauptausdehnungsrichtung des Tragrahmens ausgerichtet
ist. Die beiden an den Enden des Tragrahmens angeordneten Kontaktarme
sind dabei von dem Gestänge
in einander entgegengesetzte Richtungen schwenkbar.
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Durch
die einander entgegengesetzte Schwenkbarkeit der beiden äußeren Kontaktarme wird
erreicht, dass die Kontaktarme zu keinem Zeitpunkt von dem Tragrahmen
nach außen
abstehen. Auch in der Ausschaltposition der Kontaktarme sind die
beiden an den Enden des Tragrahmens angeordneten Kontaktarme nach
innen in Richtung zu dem Tragrahmen geschwenkt und stehen damit
nicht wesentlich nach außen über den
Tragrahmen über.
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Das
erforderliche Bauvolumen der erfindungsgemäßen Schaltanlage ist damit
im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich geringer.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Schwenkachsen
der Kontaktarme etwa horizontal ausgerichtet. Damit sind die Kontaktarme
in der Einschaltstellung etwa vertikal angeordnet und in der Ausschaltstellung
etwa horizontal.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die
Kontaktarme in der Ausschaltstellung im wesentlichen vor dem Tragrahmen angeordnet.
Durch diese Maßnahme
wird das erforderliche Bauvolumen der erfindungsgemäßen Schaltanlage
weiter vermindert.
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Jeder
der Leistungsschalterpole weist zwei Anschlüsse auf. Bei weiteren vorteilhaften
Ausgestaltungen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass jedem der
Anschlüsse
ein separater Kontaktarm zur Erdung zugeordnet ist, oder dass den
beiden Anschlüssen
derselbe Kontaktarm zur Erdung zugeordnet ist.
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Weitere
Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten
und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind. Dabei bilden
alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination
den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung
in den Patentansprüchen
oder deren Rückbeziehung
sowie unabhängig von
ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in
den Figuren.
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1 zeigt
eine schematische Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen
Schaltanlage aus der Richtung V der 2, 2 zeigt
eine schematische Seitenansicht der Schaltanlage der 1 aus
der Richtung S der 1, 3 zeigt
eine schematische Draufsicht auf die Schaltanlage der 1 aus
der Richtung D der 1, und 4 zeigt
eine schematische Perspektivdarstellung eines Ausführungsbeispiels
des Gestänges
der Schaltanlage der 1.
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In
den 1, 2 und 3 ist eine
dreiphasige elektrische Schaltanlage 10 dargestellt, die für jede der
Phasen einen Leistungsschalterpol 11 und einen Erdungsschalter 12 aufweist.
Die drei Leistungsschalterpole 11 und die drei Erdungsschalter 12 sind
nebeneinander an einem Tragrahmen 13 gehalten, der mittels
zweier Tragfüße 14 auf
einem Boden aufstellbar ist.
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Jeder
der drei Leistungsschalterpole 11 ist vorzugsweise gleichartig
ausgebildet. Es kann sich dabei um einen bekannten Hochspannungsleistungsschalter
oder um einen bekannten Hochspannungsleistungsschalter mit Trennschalterfunktion insbesondere
nach IEC 62271-108 oder um einen bekannten Hochspannungs-Lastschalter
handeln. Jeder der drei Leistungsschalterpole 11 ist im
wesentlichen zylindrisch ausgebildet und steht von dem Tragrahmen 13 in
etwa vertikaler Richtung nach oben ab.
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Jeder
der drei Leistungsschalterpole 11 ist mit einem ersten
Anschluss 16 versehen, der etwa in der Mitte des Leistungsschalterpols 11 angeordnet
ist und der damit einen Abstand zu dem Tragrahmen 13 aufweist,
sowie mit einem zweiten Anschluss 17, der etwa am freien
Ende des Leistungsschalterpols 11 angeordnet ist und der
damit einen Abstand zu dem ersten Anschluss 16 besitzt.
Im Bereich der vorgenannten Abstände
sind Isolatoren 18 vorhanden, in deren Innenraum die weiteren
Bauteile des Leistungsschalterpols 11 untergebracht sind.
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Jedem
der drei Leistungsschalterpole 11 ist einer der Erdungsschalter 12 zugeordnet.
Alle drei Erdungsschalter 12 sind beispielsweise über den Tragrahmen 13 und
die Tragfüße 14 elektrisch
mit Erde bzw. Masse verbunden. Dabei ist es möglich, dass bewegliche Bauteile
der Erdungsschalter 12 mit Hilfe von flexiblen Erdseilen
oder mit Hilfe von Gleitkontakten elektrisch mit dem Tragrahmen 13 und/oder
den Tragfüßen 14 verbunden
sind. Die drei Erdungsschalter 12 sind gleichartig aufgebaut,
weshalb nachfolgend nur einer der drei Erdungsschalter 12 näher beschrieben
wird.
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Bei
dem Erdungsschalter 12 handelt es sich um einen schwenkbaren
Kontaktarm 21 bzw. 22, der zwischen einer Einschaltposition
und einer Ausschaltposition um etwa 90 Grad hin- und hergeschwenkt
werden kann. In der Einschaltposition ist der Anschluss 16 des
Leistungsschalterpols 11 über den zugehörigen Erdungsschalter 12 geerdet,
während
dies in der Ausschaltposition des Kontaktarms 21 bzw. 22 nicht
der Fall ist.
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Die
Schwenkachse des Kontaktarms 21 bzw. 22 ist etwa
am unteren Ende des zugehörigen
Leistungsschalterpols 11 und dort im Bereich des Tragrahmens 13 angeordnet.
Der Tragrahmen 13 weist eine Längsrichtung auf, in der er
sich hauptsächlich erstreckt.
Dies stellt die Hauptausdehnungsrichtung des Tragrahmens 13 dar.
Die Schwenkachse der drei Kontaktarme 21, 22 ist
einerseits etwa lotrecht zu dieser Längsrichtung bzw. Hauptausdehnungsrichtung ausgerichtet.
Andererseits ist die Schwenkachse der drei Kontaktarme 21, 22 im
wesentlichen lotrecht zur Zylinderachse des jeweils zugehörigen Leistungsschalterpols 11 ausgerichtet.
Sind die Leistungsschalterpole 11, wie beschrieben, im
wesentlichen vertikal ausgerichtet, so sind die Schwenkachsen der Kontaktarme 21, 22 im
wesentlichen horizontal angeordnet. In der 3 ist die
Schwenkachse eines der drei Kontaktarme 21 beispielhaft
als gestrichelte Linie dargestellt und mit der Bezugsziffer 20 gekennzeichnet.
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In
der Einschaltposition, die in der 1 mit gestrichelten
Linien dargestellt ist, ist der Kontaktarm 21 bzw. 22 in
eine etwa vertikale Richtung ausgerichtet. Das freie Ende des Kontaktarms 21 bzw. 22 steht in
elektrischem Kontakt mit dem ersten Anschluss 16 des zugehörigen Leistungsschalterpols 11.
In der Ausschaltposition, die in der 1 mit durchgezogenen
Linien dargestellt ist, ist der Kontaktarm 21 bzw. 22 etwa
vertikal angeordnet. Das freie Ende des Kontaktarms 21 bzw. 22 steht
mit keinem anderen Bauteil in elektrischem Kontakt.
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Der
in der 1 links am Tragrahmen 13 angeordnete
Kontaktarm 21 schwenkt in der Darstellung der 1 von
der Einschaltstellung im Uhrzeigersinn nach rechts in die Ausschaltposition.
Dies ist in der 1 durch einen gestrichelten
Viertelkreis 24 angedeutet. Entsprechendes gilt für den in
der 1 in der Mitte angeordneten Kontaktarm 21.
Auch dieser mittlere Kontaktarm 21 schwenkt in der Darstellung
der 1 von der Einschaltposition im Uhrzeigersinn nach
rechts in die Ausschaltposition.
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Der
in der 1 rechts am Tragrahmen 13 angeordnete
Kontaktarm 22 schwenkt jedoch in der Darstellung der 1 von
der Einschaltstellung im Gegenuhrzeigersinn nach links in die Ausschaltstellung.
Dies ist in der 1 durch einen gestrichelten Viertelkreis 25 angedeutet.
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Von
den drei Kontaktarmen 21 bzw. 22 schwenken also
die beiden außen
am Tragrahmen 13 bzw. an den beiden Enden des Tragrahmens 13 angeordneten
Kontaktarme 21, 22 bei demselben Schaltübergang
in einander entgegengesetzte Richtungen, und zwar jeweils in Richtung
zu dem Tragrahmen 13 hin. Der mittlere Kontaktarm 21 kann
optional in beide Richtungen schwenken.
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Zur
Ausführung
der vorgenannten Schwenkbewegungen der Kontaktarme 21,
bzw. 22 ist im Bereich des Tragrahmens 13 ein
Gestänge 27 vorhanden,
das von einem Antrieb 28 angetrieben werden kann. Mit Hilfe
dieses Gestänges 27 können die
drei Kontaktarme 21 bzw. 22 im wesentlichen gleichzeitig von
dem Antrieb 28 von der Einschaltposition in die Ausschaltposition
oder umgekehrt bewegt werden. Das Gestänge ist dabei derart ausgebildet,
dass die beiden an den Enden des Tragrahmens 13 angeordneten
Kontaktarme 21, 22 in einander entgegengesetzte
Richtungen schwenken.
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Durch
das beschriebene einander entgegengesetzt Schwenken der beiden äußeren Kontaktarme 21, 22 wird
erreicht, dass in keinem Zeitpunkt, insbesondere auch nicht in der Ausschaltposition
der Kontaktarme 21 bzw. 22, irgend einer der Kontaktarme 21 bzw. 22 wesentlich
von der Schaltanlage 10 absteht. Statt dessen sind sämtliche
Kontaktarme 21 bzw. 22 auch in der Ausschaltposition
im wesentlichen vor dem Tragrahmen 13 und damit im wesentlichen
im Bereich der Schaltanlage 10 angeordnet.
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In
der 4 sind der Tragrahmen 13, die Kontaktarme 21, 22,
das Gestänge 27 und
der Antrieb 28 nochmals im Detail dargestellt.
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Der
Antrieb 28 weist eine drehbare Antriebswelle 31 auf,
die etwa in vertikaler Richtung ausgerichtet ist. Am freien Ende
der Welle 31 ist ein Verbindungshebel 32 vorhanden,
der in einer etwa horizontalen Ebene schwenkbar ist. Dieser Verbindungshebel 32 ist über eine
Verbindungsstange 33 mit einem Hebel 34 gekoppelt,
der dem mittleren Kontaktarm 21 zugeordnet ist, und der
in einer etwa vertikalen Ebene schwenkbar ist. Dieser Hebel 34 ist über zwei Stangen 35, 36 mit
zwei weiteren Hebeln 37, 38 gekoppelt, die den
beiden äußeren Kontaktarmen 21, 22 zugeordnet
sind, und die ebenfalls in einer etwa vertikalen Ebene schwenkbar
sind. Die drei vorgenannten Hebel 34, 37, 38 sind über jeweils
zugehörige
Wellen 39 mit den Kontaktarmen 21, 22 verbunden.
Die Wellen 39 sind dabei innerhalb des Tragrahmens 13 gelagert
und etwa horizontal ausgerichtet.
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Eine
Drehbewegung 41 der Antriebswelle 31 im Uhrzeigersinn
führt zu
einer Schubbewegung 42 der Verbindungsstange 33 in
der in der 4 gezeigten Richtung. Die in
einer etwa horizontalen Ebene erfolgende Schwenkbewegung des Verbindungshebels 32 wird
dabei in eine Schwenkbewegung 43 des Hebels 34 in
einer etwa vertikalen Ebene umgesetzt. Über die Stangen 35, 36 wird
diese Schwenkbewegung 43 auf die Hebel 37, 38 übertragen.
Die beiden Stangen 37, 38 führen dabei Schubbewegungen 44, 45 aus,
die einander entgegengesetzt sind, wie dies in der 4 dargestellt
ist. Dies hat zur Folge, dass die den beiden äußeren Kontaktarmen 21, 22 zugeordneten
Wellen 39 einander entgegengesetzte Schwenkbewegungen ausführen. In
der 4 führt die
auf der linken Seite angeordnete Welle 39 dieselbe Schwenkbewegung 43 wie
die mittlere Welle im Gegenuhrzeigersinn aus, die auf der rechten
Seite vorhandene Welle 39 jedoch eine entgegengesetzte Schwenkbewegung 46 im
Uhrzeigersinn. Über
die Wellen 39 werden die Schwenkbewegungen 43, 46 auf
die jeweiligen Kontaktarme 21, 22 übertragen. Dies
hat zur Folge, das die beiden äußeren Kontaktarme 21, 22 in
einander entgegengesetzte Richtungen schwenken.
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Wird
die Antriebswelle 31 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so
hat dies entsprechend gegensinnige Bewegungen der erläuterten
Bauteile zur Folge.
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Die
Erdungsschalter 12 der 1 bis 4 können auch
als sogenannte Schwenk-Schub-Erdungsschalter ausgebildet sein.
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Dies
bedeutet, dass die Erdungsschalter zuerst in der beschriebenen Weise
in eine etwa vertikale Richtung geschwenkt werden, um danach eine Schubbewegung
etwa in dieser vertikalen Richtung auszuführen. Mit dieser Schubbewegung
tauchen die Kontaktarme 21, 22 der Erdungsschalter 12 in
ringförmige
oder ähnlich
ausgebildete Kontaktstücke
ein, die von den Anschlüssen 16 abstehen.
Auf diese Weise wird eine sichere elektrische Verbindung zwischen
den Kontaktarmen 21, 22 und den Anschlüssen 16 erreicht,
die auch bei den bei höheren
Strömen
auftretenden Kräften
bestehen bleibt.
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Weiterhin
ist es möglich,
dass auch die zweiten Anschlüsse 17 der
Leistungsschalterpole 11 geerdet werden. Hierzu kann auf
der Rückseite
des Tragrahmens 13 ein weiteres Gestänge vorgesehen sein, das mit
zusätzlichen
Kontaktarmen gekoppelt ist. Diese Kontaktarme können dann in eine Einschaltposition
geschwenkt werden, in der die zweiten Anschlüsse 17 separat und
unabhängig
von den ersten Anschlüssen 16 geerdet
sind. Ebenfalls können die
anhand der 1 bis 4 erläuterten
Kontaktarme 21, 22 länger als dargestellt ausgebildet
sein, so dass sie nicht nur die ersten Anschlüsse 16, sondern gleichzeitig
auch die zweiten Anschlüsse 17 erden
können.
In beiden Fällen
kann durch eine entsprechende Wahl des horizontalen Abstands und
der vertikalen Höhe
der Leistungsschalterpole 11 erreicht werden, dass der
mittlere Kontaktarm 21 auch in der Ausschaltposition im
wesentlichen vor dem Tragrahmen 13 und damit im wesentlichen
im Bereich der Schaltanlage 10 angeordnet ist.
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Weiterhin
ist es möglich,
dass eine mechanische Verriegelung zwischen den Leistungsschalterpolen 11 und
den Erdungsschaltern 12 vorgesehen ist. Diese Verriegelung
kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die Erdungsschalter 12 nur dann
in die Einschaltposition bewegt werden können, wenn die Leistungsschalterpole 11 elektrisch
geöffnet
sind, und/oder dass die Leistungsschalterpole 11 nur dann
elektrisch geschlossen werden können, wenn
die Erdungsschalter 12 sich in ihrer Ausschaltposition
befinden.
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Alternativ
ist es möglich,
dass der in den 1 bis 4 gezeigte
gemeinsame Antrieb 28 für alle
drei Erdungsschalter 12 durch drei separate Antriebe ersetzt
ist, die den jeweiligen Erdungsschaltern 12 zugeordnet
sind. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass auch die Leistungsschalterpole 11 mit
einem Antrieb gekoppelt sind, der dem Tragrahmen 13 zugeordnet
ist. Dabei kann es sich um einen gemeinsamen Antrieb für alle drei
Leistungsschalterpole 12 oder um Einzelantriebe für die jeweiligen
Leistungsschalterpole 12 handeln.