DE2145786A1

DE2145786A1 - Herausziehbarer Leistungsschalter für gekapselte Anlagen

Info

Publication number: DE2145786A1
Application number: DE19712145786
Authority: DE
Inventors: Cesar Montfleury; Henry Georges St. Martin-le-Vignoux; Henry Jean-Claude Grenoble; Castelli (Frankreich)
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1970-09-17
Filing date: 1971-09-14
Publication date: 1972-03-23
Also published as: FR2105721A5; JPS5512690B1; US3737836A; DE2145786B2; IT942596B; GB1309527A

Description

HEkLIN GELIN, Grenoble (Frankreich)

He r au sz ieh bare r Lei s tung s schalt e,r für.. „g_:gkap.sel t. β, .AnIägen »

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter für hohe Spannung mit einem geerdeten Gehäuse, in, dem sich ein isolierendes Gas, insbesondere Schwefelhexafiuörid befindet und in dem eine Schalt- und LichtbogenlöschvorriGhtung so anjeordnet ist, daß sie als einheitlicher Block durch feinen der Gehäuseböden herausgenommen werden kann, und mit elektrischen Anschlußleitern, die das Gehäuse durchsetzen und elek«· trisch mit dem Eingang und mit dem Ausgang des Leistungsschal~ teis durch Verbindungselemente verbunden sind»

In der amerikanischen Patentschrift 3 00 7 021 ist ein Leistungs schalter dieser Art beschrieben, bei dem die herausziehbare /or£ichLurig ßefestigungsklammern aufweist, die auf den entsprechenden, das Gehäuse durchsetzenden Leistern so angeschraubt oina, daß :;ie die elektrischen und mechanischen Verbindungen zui Untei.Stützung der Vorrichtung gewährleisten« Um den aktiven "if-.-il ^rie;-. LeisLung.ischcilbets aus seinerfi Gehäuse herausnehmen zu können, roussen die Lefes tigungsschr auben an einer schwer zu-■j'irt'jiiciien oder ::ojar. Linerxrelchbar.en Stelle losgeschraubt wei-'jfcn, wenn aas Gehäuse nur einen einzigen abnehmbaren Boden aufweist.

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Es sind Steckvorrichtungen, bekannt, die eine elektrische Verbindung siehern, die durch ein einfaches Zurückziehen oder Herausziehen eines der Elemente unterbrochen werden kann, aber diese bekannten Vorrichtungen ermöglichen kein genaues Einsetzen und keine Unterstützung größräumigör und schwerer" Vorrichtungen im Innern eines geerdeten Gehäuses_} insbesondere von gekapselten Anlagen*

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde_y unter Vermeidung dieser Nachteile einen Leisbungsschalter zu schaffen? dessen innere Vorrichtung herausnehmbar ist und einen einfachen Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelost, daß jedes der,Verbindungselemente ein Steckereiemeht und ein Buchsenelement aufweist, von denen das eine Element mit der herausnehmbaren Schältvorrichtung und das andere mit dem zugeordneten Anschlußleiter verbunden ist, wobei die Stecker- und Buchsenelemente elektrische und mechanische Kontaktorgane aufweisen, die so angeordnet sind, daß die mechanischen Kontaktorgane., die die Schaltvorrichtung beim Einsetzen und Herausnehmen aus dem Gehäuse führen und unterstützen, vorher in Kontakt mit den anderen Organen gelangen und sich später von'den anderen 0> ganen trennen.

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Indem man gemäß der Erfindung die Funktionen der mechanischen Abstützung und Fühlung von den Funktionen der elektrischen Kontaktierung trennt, kann jedes der Elemente vollständig seiner Funktion entsprechend ausgebildet und angepaßt sein, und die vorhergehende Betätigung der mechanischen Führungsorgane befreit die elektrischen Kontaktorgane von jeder mechanischen Beanspruchung oder jeder Kraft, durch die die elektrischen Kontaktorgane beschädigt oder beeinträchtigt werden könnten.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Leistungsschalter für gekapselte Anlagen mit einem gasförmigen Idolationsmittel, z.B. Schwefelhexafluorid (SFg), bei denen die Schaltvorrichtung, die im allgemeinen aus zwei in Reihe miteinander verbundenen Schaltkammern besteht, in einem zylindrischen Behälter angeordnet ist, der sich in horizontaler oder vertikaler Lage befindet, um eine Herausnahme der aktiven Teile des Leistungsschalters zwecks Kontrolle und Austaus:h zu ermöglichen. Die Einsteckvorrichtung gemäß der Erfindung erleichtert eine solche Herausnahme, wobei gleichzeitig eine Trennung der Kontakt- und Stützelemente vermieden wird und die Führung des beweglichen ,.eils im Laufe der Herausnahme oder des Einsetzens des beweglichen zeils gewährleistet ist. Die vollständige Zentrierung der Schaltvorrichtung im Innern des Gehäuses oder Behälters wij'd durch die Verbindungselemente gemäß der Erfindung erleich-

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tert, die nur eine einzige Bewegungsfreiheit im Falle einer Drehung um die Achse erlaubt, die durch das Paar der mechanischen Kontaktorgäne bestimmt ist. Im Falle einer horizontalen Anordnung des Gehäuses wird der herausnehmbare Teil durch die Verbindungsvorrichtung getragen und die Verriegelung kann durch Befestigungsglieder oder andere ähnliche Mittel gesichert sein. Bei vertikaler Anordnung ist es vorteilhaft, zusätzliche Stützorgane vorzusehen, die sich am inneren Boden des Gehäuses so abstützen, daß die Beanspruchungen begrenzt werden, die sich aus einer fehlerhaften türähnlichen Aufhängung durch die Anschlußleiter ergeben.

Die steckbare Befestigung gemäß der Erfindung ist besonders für die Befestigung einer kompakten Vorrichtung geeignet, die den Gegenstand der Patentanmeldung P 21 25 721.6 bildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Leistungsschalters gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt, und

Fig.2 einen Schnitt durch die Verbindungsvorrichtung gemäß Fig.l in vergrößerter Darstellung.

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Gernäß Fig.l steht ain zylindrisches Gehäuse 10 mit seinem LoJen 12 senkrecht aui einem Sockel 14, in dem sich. z.B, die Hilfsinechanisraen und Hilfsgeräte aur Steuerung befinden können. JJao Gehäuse 10 ist geerdet und an seiner Oberseite durch einen Deckel 16 dicht verschlossen. Zwei seitliche Vorsprünge 18 und 20 an den Enden des zylindrischen Gehäuses 10 umschließen je einen Eingangs- und /lusgangsleiter 22 und 24, die von konzentrisehen, kegelstumpfförmigen Isolierwänden 26 vorzugsweise dicht gehalten werden. Der äußere Teil der Leiter 22 und 24 ist mit nicht dargestellten Stangen einer gekapselten AnLaje oder mit einem Gerät einer solchen Anlage verbunden, während der innere Teil ein lösbares Verbindungselement 25 crägt, welches irn folgenden im Zusammenhang mit Fig.2 näher erläutert werden wird«

Im Inneren des Gehäuses 10 ist eine Schaltvorrichtung 28 angeordnet, die aus zwei koaxialen Schaltkammern 30 und 32 Desteht, \/on denen jede nicht dargestellte trennbare Kontaktstücke aufweist, die in bezug auf die zugehörige Schaltkammer axial verschoben und elektrisch in keine geschaltet sind. Die Schaltkaminern 30 und 32 sind als Behälter eines isolierenden Lieh tbofjenlösch'jcises hohen Druckes, insbesondere Schwerelhexaf1 lorid (οΙ·,^;), ausgebildet, das in das Gehäuse 10 durch iilcisöffnurrj'iri iür den Lichtbogen während einer Auslösung de:; Leistungr^chalters und einer Trennung der Kontaktstücke abströmen kcinn. Die Schaltvorrichtung ist vorteilhafterweise

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ebenso, ausgebildet wie die in der erwähnten französischen Patentanmeldung beschriebene, bei der die Hilfsbehälter 3i und 36 der Schartkammern 30 und 32 teilweise gegeneinander versetzt und durch nicht dargestellte; Verankerungsrnittel so miteinander verbunden sind, daß sie eine, blockartige Baueinheit bilden, die insgesamt aus de.m Gehäuse IQ durch die durch den Deckel 16 verschlossene Öffnung herausgenommen werden kann. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten, betreffsnd die Schaltvorrichtung 28 wird vorteilhaft auf die erwähnte, fran^ zösische Patentanmeldung hingewiesen. Mit der herausnehmbaren Schaltvorrichtung 28 verbundene Stützer 38 und 40 sind am Boden des Gehäuses 10 durch z.B. von außerhalb des Gehäuses 10 zugängliche Schrauben 41 befestigt. Die Schaltvorrichtunj weist Eingangs- und Ausgangsanschlüsse 42 und 44 auf, die elektrisch mit den zugehörigen Kontaktstücken der Spaltkammerη 30 und 32 verbunden sowie starr befestigt sind und seitliche Ansätze an den Wänden der Schaltkammern 30 und 32 bilden. Jeder Anschluß 42,44 endet in einem lösbaren Kontaktstück 46, das mit einem zugeordneten Element 25 zusammenarbeitet, das die Leiter 22 und 24 derart begrenzt, daß eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Elementen 46 und 25 hergestellt wird, die zur Führung und zur Unterstützung der Schaltvorrichtung 28 beiträgt:und eine Lösung.und eine Herausnahme der"Schartvorrichtung 28 ermöglicht. =

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An Hand der Fig.2 soll eine Verbindungsvorrichtung, z.B. zwischen dem Anschluß 42 und dem Leiter 22 beschrieben werden, wobei die andere Verbindungsvorrichtung mit dieser vollständig identisch ist. Der Anschluß 42 endet in einem Steckkontaictelement, das insgesamt mit'46 bezeichnet ist und das ein zylindrisches elektrisches Kontaktstück 48 aufweist, das in einem Bund 49 endet und durch einen koaxialen Führuhgsfinger 50 mit einem kegelstumpfförmigen Ansatzstück 5 2 verlängert ist. Der Finger 50 ist im Anschluß 42 z.B. durch Einschrauben eines mit Gewinde versehenen, gegenüber dem Ansatzstück 52 gelegenen Endes 54 in eine entsprechende Gewindebohrung des Anschlusses 42 befestigt, wobei der Querschnitt des Fingers 50 kleiner ist als der des Kontaktstückes 48. Der zylindrische veil des Fingers 50 ist von einer Isolierhülse 56 umgeben, die aus einem Material geringen Reibungskoeffizienten besteht und auf dem Finger 50 durch eine Schulter 58 des Ansatzstückes 5 festgehalten wird. Die axiale Lange der Isolierhülse 56 des zylindrischen Teiles des Fingers 50 überschreitet die Lange des Kontaktstückes 48 aus Gründen, die aus den folgenden Ausführungen klar ersichtlich sind.

Dr.s Steckkontaktelement 4& arbeitet mit einem zugeordneten Buchsenelement zusammen, das insgesamt mit 25 bezeichnet und an dem Leiter 22 z.B. durch Einschrauben eines Zapfens 60 einer Buchse 62 in eine Gewindebohrung des Leiters 22 befestigt ist.

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Die Buchse 62 weist eine zylindrische Bohrung 64 auf, die dem äußeren (querschnitt der Isolierhülse 56 entspricht und zu beiden Seiten trichterförmige Aussparungen 66 und 68 aufweist, die insbesondere zur Führung dienen. Die Buchse 62 weist außerdem einen äußeren zylindrischen Ansatz 70 auf, der einen ähnlichen Querschnitt wie der des Kontaktstückes 48 besitzt und der dann, wenn das Steckerelement 46 in die Buchse 62 eingeführt worden ist, in Verlängerung des Kontaktstückes 48 liegt. Eine Vielzahl von Kontaktfihgern 72 sind um die Buchse 62 herum verteilt, wobei eine sie umgebende Feder 74 die unteren Enden der Kontaktfinger 72 in Kontakt mit dem ringförmigen Ansatz 70 hält. Jeder Finger 72 weist an seinem unteren Ende eine Auskehlung 76 auf, in die ein Flansch 78 eines Verriegelungsringes 80 eingreift, der z.B. durch Verschraubung an der Buchse 62 befestigt ist. Der ringförmige Ansatz 70 und die Kontaktfinger 72 bilden eine Tulpenkontaktklemme, die an sich bekannt ist und bei der die freien oberen Enden der Kontaktfinger 72 an dem Kontaktstück 48 unter der Wirkung einer zweiten, sie umfassenden Feder 81 anliegen.

Die Verbindungsvorrichtung besteht aus dem Steckerelement 16 und dem Buchsenelement 25 und wird in der BetriebrsteHung γόη einer Kapsel aus leitendem Material umgeben, die aus zwei halbkugelförmigen Teilen 82 und 84 besteht, die durch Schrauben 86 zusammengehalten und mit dem Leiter 22 durch Eingreiieii

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ihrer Ränder in eine umlaufende Rille 88 des Leiters 22 verbunden sind. Die Kapsel teile 82,84 weisen im Bereich der Kcntakhfinjar 72 eine öffnung 90 für den Durchgang des Steckere lernen te s -IG auf.

Die Einstechvorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet in folgender Weise:

um die Schaltvorrichtung 28 aus dem Gehäuse 10 herauszunehmen, genügt es, selbstverständlich nach Entfernen des Deckels 16 und der Schrauben 41 und Unterbrechung der nicht dargestellten und beschriebenen Steuerungs- und/oder Stromversorgungsleitungen, die Schaltvorrichtung 28 anzuheben. Im Verlaufe dieses Anhebens der Schaltvorrichtung 28 werden die Steckerkontaktelemente 46 der Anschlüsse 42 und 44 aus den zugehörigen Buchsenelernenten 25 herausgezogen und von den zugehörigen Buch- -;enelementen 25 getrennt, wodurch die elektrische und mechanische Verbindung ohne manuelles Eingreifen in diesem Bereich unterbrochen wird.

DmS Einsetzen orfolgb durch einen umgekehrten Vorgang, in dessern Verlaufe der kegeistumpfförmige Ansatz 52 zuerst in Kontakt mit der Buchse 62 gelangt, wodurch die Zentrierung des Fingers 50 erfolgt, der im. folgenden in.-, die zylindrische Bohrung 64 der Buchse 62 eindringt. Das Kontaktstück 48 schiebt

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sich dann zwischen die Kentaktfinger .72., die nach ^ois einander pressen durch den Bund 49 mit diesem in Kontakt gelangen und so die elektrische Verbindung herstellen-r In eingesteckter Stellung fließt der Strom vom Leiter 22 zur Buchse 62, durch die Kontaktfinger 72 zum Kontaktstück 48 und zum Anschluß Eine feste mechanische Verbindung zwischen dem Anschluß 42 und dem Leiter 22 ergibt sich aus der Einführung des Fingers 50 in die Buchse 62, wobei die Isolierhülse 56 das Gleiten während des Einsetzens erleichtert. Die Anschlüsse 4 2 und sind in gleicher Weise mit den Leitern 22 und 24 verbunden, wobei die elektrischen Kontalctstücke vollständig von jeder mechanischen Beanspruchung entlastet und fähig sind, ihre Funktion zu erfüllen, insbesondere hinsichtlich der durch die Stromschleife hervorgerufenen elektrodynamischen Kräfte.

Im Falle einer horizontalen Anordnung des Gehäuses 10 kann ψ die Schaltvorrichtung 28 vollständig von den in die Leiter 22 und 24 eingesteckten Anschlüssen 42 und 44 getragen werden, wobei durch irgendeine Verbindung die Pendelbewegung der durch die Finger 50 bestimmten Achse verhindert wird.

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Claims

Patentansprüche: - - ·

1.; Gekapselter Leistungsschalter für Hochspannung mit einem .dichten, länglichen, geerdeten Gehäuse, das ein isolierendes Gas, insbesondere Schwefelhexafluorid enthält, mit einer länglichen Schalt- und Lichtbogenlöschvorrichtung mit in Längsrichtung versetztem Ein- und Ausgang, die in dem Gehäuse so angeordnet ist, daß sie durch eine Verschiebung in Längsrichtung des Gehäuses als blockförmige Baueinheit durch einen lösbaren Deckel herausgenommen werden kann, und mit Leiterdurchführungen, die senkrecht zur Längsrichtung an axial verschobenen Stellen in das Gehäuse eindringen und elektrisch mit dem Eingang und dem Ausgang des Leistungsschalters durch Verbindungselemente verbunden sind, mit Stützisolatoren, die mechanisch jede Durchführung mit dem Gehäuse verbinden, da- · durch gekennzeichnet, daß jedes der ,Verbindungselemente ein Steckerelement und ein Buchsenelement aufweist, die durch eine relative Verschiebung in Längsrichtung ineinandersteckbar und fest verbindbar sind und von denen das eine Element mit der herausnehmbaren Schaltvorrichtung und das andere mit dem zugeordneten Anschlußleiter verbunden ist, wobei die Stecker- und Buchsenelemente elektrische und mechanische Kontaktorgane aufweisen, die so angeordnet sind, daß die mechanischen Kontaktorgane, die die Schaltvorrichtung beim Einsetzen und Herausnehmen aus dem Gehäuse führen und unter-

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stützen, vorher in Kontakt mit den .anderen Organen gelangen und sich später von den anderen Organen trennen, und daß Befestigungs- und Verriegelungsmittel- der herausnehmbaren Schaltvorrichtung so angeordnet sind, daß sie von außerhalb des Gehäuses gesteuert werden können.

2ο Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische zapfenförmige Steckerelement ein kegelstumpf förmiges Ansatzstück aufweist, das sich in einem mechanischen Kontaktteil und einem elektrischen Kontaktteil nit größerem Querschnitt fortsetzt, und daß das Buchsenclement mit einer ringförmigen Öffnung versehen ist, die dem mechanischen Kontaktteil entspricht und in die dieser eingec-teckr werden kann, und daß entsprechende elektrische Kontaktorgane im zusammengesteckten Zustande den Teil größeren ^uo: schnittes umgeben, wobei die gesamte Anordnung derart getroffen ist, daß die mechanischen Kontaktteile vor den elektrischen Kontaktteilen zusammengesteckt werden.

3. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement eine.Euchse mit einer Bohruno aulweist, in die das Steckerelement mit seinem mechanisch on J'eil eingesteckt werden kann, wobei zwischen den Kontaktstücken eine Isolierhülse auf einem der Kontaktstücke befestigt ist und der äußere Teil der Buchse elektrische Kontaktfinger trägt, die als Tulpenkontakt angeordnet sind.

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4. Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche mib einem horizontal angeordneten Gehäuse und mit einer durch eine horizontale .fu-:i al bewegung herausnehmbaren Schaltvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleiter in senkrechten Ebenen oberhalb der Schaltvorrichtung angeordnet sind ur.'i -J aß die Schaltvorrichtung durch die Verbindungselemente -;ti d::-n Anschlußleitern aufgehängt ist.

5. Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die herausnehmbare Schaltvorrichcunj z/.ei ichaltkammern mit in Reihe geschalteten Schaltkontakts tücicen aufweisb und aus koaxialen zylindrischen Behältern hohen Druckes besteht, die mechanisch so miteinander verbinden sind, daß sie eine blockförmige zylindrische Baueinheit bilden, die an ihren äußersten Enden/je ein Verbindungselement trägt, das in einen zugehörigen Anschlußleiter einsteckbar int.

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