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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erdungsvorrichtung
zu schaffen, welche eine leichte Handhabung auch schwerer und langer Stangen ermöglicht,
sofern die Stange sich während der Erdung nahe mechanisch belastbarer Konstruktionsteile,
beispielsweise einem Gerüst oder einem Ständer, befindet. Diese Aufgabe ist bei
einer Erdungsvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Kontaktvorrichtung einen den
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metallischen Abschnitt kontaktierenden und auf diesem längsverschiebbaren
Kontaktkörper aufweist, der mit einer eine stationäre Anordnung des Kontaktkörpers
gestattenden Befestigungseinrichtung verbunden ist.
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Durch die stationäre, an einem Gerüst od. dgl. abgestützte Anordnung
des Kontaktkörpers kann dieser nicht nur der elektrisch leitenden Verbindung der
Anschlußvorrichtung mit einer Erdungsleitung dienen, so daß ein zur Anschlußvorrichtung
führendes Erdungsseil entbehrlich ist, sondern auch das Gewicht der Stange aufnehmen
und für diese als Führung dienen. Der Monteur braucht dann nur die Stange im Kontaktkörper
zu verschieben, bis die Anschlußvorrichtung an den zu erdenden Leiter angeschlossen
ist. Hierdurch ist auch eine Handhabung sehr langer und schwerer Stangen ohne besondere
Schwierigkeiten möglich.
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Um im Falle eines Stromflusses über die Stange nicht auch das Konstruktionsteil
unter Strom zu setzen, auf dem sich der Kontaktkörper abstützt, ist bei einer vorteilhaften
Ausführungsform der Kontaktkörper gegenüber der Befestigungseinrichtung elektrisch
isoliert.
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Zumindest dann, wenn die Anschlußvorrichtung in Form einer Schraubklemme
mit einem Maul ausgebildet ist, das über den zu erdenden Leiter geführt werden muß,
ist es zweckmäßig, den Kontaktkörper als eine Führung für den metallischen Abschnitt
auszubilden, die außer einer Längsverschiebung auch eine begrenzte Kippbewegung
der Stange zuläßt. Sofern der Kippwinkel nur klein zu sein braucht, kann der Federweg
von Kontaktelementen des Kontaktkörpers, welche unter Federdruck an der Stange anliegen,
für die Ausführung der Kippbewegung der Stange ausreichend sein. Es ist aber auch
ohne Schwierigkeiten möglich, den Kontaktkörper um eine zur Längsachse der Stange
querliegende Achse schwenkbar zu lagern. Auf diese Weise lassen sich ohne nennenswerten
Aufwand beliebig große Schwenkwinkel erzielen.
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Sofern es aus Kostengründen oder wegen einer zu befürchtenden Korrosion
der Stange und ihrer Anschlußvorrichtung erwünscht ist, die Stange vom Kontaktkörper
trennen zu können, kann dies in einfacher Weise dadurch geschehen, daß man die Stange
und insbesondere die Anschlußvorrichtung so ausbildet, daß man sie aus dem Kontaktkörper
herausziehen kann. Dies ist ohne weiteres möglich, wenn die Abmessungen der Anschlußvorrichtung
in radialer Richtung höchstens gleich dem Durchmesser der Stange gewählt werden,
weil dann auch die Anschlußvorrichtung ohne Schwierigkeiten durch den Kontaktkörper
hindurchgeführt werden kann. Da es bei sehr langen Stangen unter Umständen unmöglich
ist, die Stange nach unten aus dem Kontaktkörper herauszuziehen oder von unten her
in ihn einzuführen, verwendet man in diesem Falle einen Kontaktkörper, der in ausreichendem
Maße um eine zur Längsachse der Stange querliegende Achse geschwenkt werden kann.
Die Stange kann dann in geneigter Lage aus dem Kontaktkörper herausgezogen oder
in diesen eingeführt werden.
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Man kann aber auch eine teleskopisch verlängerbare Stange verwenden
und diese so dimensionieren, daß sie zumindest bei kleinster einstellbarer Länge
nach unten aus dem feststehenden Kontaktkörper herausgezogen und von unten her eingeführt
werden
kann. Nach dem Einführen wird dann die Stange, beispielsweise mit Preßluft,
ausgefahren, wobei sich der metallische Abschnitt so weit nach oben verschiebt,
bis der zu erdende Leiter von der Anschlußvorrichtung erfaßt werden kann. In dem
Bereich zwischen dem Kontaktkörper und dem zu erdenden Leiter kann für sehr lange
Stangen eine zusätzliche Führung vorgesehen werden. Die Vorteile einer solchen Stange
bestehen darin, daß das Einführen in den Kontaktkörper bei minimaler Länge erfolgen
kann und damit wesentlich einfacher als bei voller Länge ist, sowie eine schwenkbare
Lagerung des Kontaktkörpers auch für sehr lange Stangen nicht vorgesehen zu werden
braucht. Außerdem kann mit einer derartigen, eine teleskopisch verlängerbare Stange
aufweisenden Ausführungsform der Kontaktkörper verhältnismäßig hoch angeordnet werden,
wodurch auch noch Leiter in sehr großer Höhe über dem Standplatz des Monteurs für
eine Erdung erreichbar sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kontaktkörper entgegen
einer Rückstellkraft aus einer Ruhestellung, in der die Stange in ihn einführbar
ist, in eine Arbeitsstellung schwenkbar, in der die Stange auf den zu erdenden Leiter
ausgerichtet ist.
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Der Kontaktkörper stellt sich dann, wenn keine Stange in ihm geführt
ist, selbsttätig in seine geneigte Stellung ein, so daß auch dann, wenn er sich
in relativ großer Höhe befindet, die Stange jederzeit ohne weiteres eingeführt werden
kann.
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Um zu verhindern, daß ein unter Spannung stehender Leiter geerdet
wird, kann man dem Kontaktkörper eine vom Spannungszustand des zu erdenden Leiters
gesteuerte Verriegelungseinrichtung zuordnen, welche ihn in der Ruhestellung verriegelt
hält, solange der Leiter unter Spannung steht, und ihn erst nach dem Abschalten
der Spannung des zu erdenden Leiters für eine Schwenkung in die Arbeitsstellung
freigibt.
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Im folgenden ist die Erfindung an Hand von zwei in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen im einzelnen erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Ansicht
eines ersten Ausführungsbeispiels, F i g. 2 eine vergrößert dargestellte Ansicht
von unten des Kontaktkörpers des ersten Ausführungsbeispiels, F i g. 3 einen Schnitt
nach der Linie III-III der Fig. 2, Fig.4 eine vergrößert und unvollständig dargestellte
Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels bei nicht geerdetem Leiter, Fig.S einen
Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4, F i g. 6 eine unvollständig dargestellte
Ansicht entsprechend Fig.4 eines zweiten Ausführungsbeispiels, Fig.7 einen Schnitt
nach der Linie VII-VII der Fig. 6, F i g. 8 eine unvollständig dargestellte Ansicht
entsprechend F i g. 6 eines dritten Ausführungsbeispiels, Fig.9 eine Seitenansicht
des Kontaktkörpers des dritten Ausführungsbeispiels, F i g. 10 eine Seitenansicht
entsprechend F i g. 9 in der Arbeitsstellung des Kontaktkörpers.
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Eine Erdungsvorrichtung zum Erden einer Rohrsammelschiene 1, welche
von einem Stütze 2 getragen wird, der im wesentlichen aus einem säulenförmigen Unterteil
3 und einem auf diesem sitzenden
Isolator 4 für beispielsweise 150
kV besteht, weist eine Erdungsstange 5 auf. Die Erdungsstange 5 besitzt einen oberen
metallischen Abschnitt 6, der nicht isoliert ist, und einen isolierenden unteren
Abschnitt 7. Die Länge des unteren Abschnittes 7 ist so gewählt, daß ein Monteur,
der die Stange an diesem Abschnitt erfaßt, nicht gefährdet ist, wenn der metallische
Abschnitt 6 mit einem unter Spannung stehenden Leiter in Berührung kommt.
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An dem dem unteren Abschnitt 7 abgekehrten Ende des metallischen
Abschnittes 6 ist eine in bekannter Weise ausgebildete Schraubklemme 8 vorgesehen,
die an einen Erdungsfestpunkt 9 angesetzt werden kann, der fest im Bereich des oberen
Endes des Stützers montiert und elektrisch leitend mit der Rohrsammelschiene 1 verbunden
ist.
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Auf dem metallischen Abschnitt 6 der Erdungsstange 5 sitzt ein als
Ganzes mit 10 bezeichneter Kontaktkörper, welcher im Ausführungsbeispiel ein im
Querschnitt quadratisches, rohrförmiges Gehäuse 11 aus einem elektrisch gut leitenden
Material hat, das oben durch eine Lagerplatte 12 abgeschlossen ist, die mit einer
zentralen Bohrung 13 versehen ist.
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Der Durchmesser der Bohrung 13 ist so gewählt, daß das Spiel der Stange
an ihr möglichst gering ist, daß die Stange aber in dem zum Ansetzen der Schraubklemme
8 an den Erdungsfestpunkt 9 und zum Abnehmen erforderlichen Maße gekippt werden
kann.
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Wie F i g. 3 zeigt, ist an jeder der vier Wände des Gehäuses 11 im
Bereich des der Lagerplatte 12- abgekehrten Endes je eine langgestreckte, federelastische
Kontaktzunge 14 befestigt. Diese Kontaktzungen nähern sich von ihrem am Gehäuse
befestigten Ende gleichmäßig der Längsachse des Gehäuses 12 und liegen mit ihrem
freien, parallel zur Symmetrieachse verlaufenden Ende 14' unter Druck am metallischen
Abschnitt 6 der Erdungsstange 5 an. Der Kontaktdruck ist so gewählt, daß ein eventuell
über die Stange fließender Strom ohne Beschädigung der Stange und der Kontaktzungen
an das Gehäuse 11 abgeleitet werden kann, andererseits aber eine Verschiebung der
Erdungsstange 5 in axialer Richtung und ein Drehen zum Schließen und Öffnen der
Schraubklemme8 noch ohne Schwierigkeiten möglich ist.
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An der einen Seite des Gehäuses 11 sind im Abstand übereinander zwei
Winkelschienen 15 und 16 angeschweißt, deren freier Schenkel mit je zwei IUemmkörpern
17 fest verbunden ist. Diese Klemmkörper 17 sitzen auf zwei zylindrischen Isolierstäben
18, die parallel nebeneinander mit vertikaler Längsachse angeordnet sind und sowohl
an ihrem unteren Ende als auch an ihrem oberen Ende mittels Verbindungsklemmen 19
im Bereich des oberen Endes des Unterteils 3 des Stützers 2 befestigt sind. Die
Klemmkörper 17 gestatten es, das Gehäuse 11 in vertikaler Richtung zu verschieben
und in wählbarer Lage festzulegen. Neben der Wahl einer geeigneten Länge des metallischen
Abschnittes 6 und des unteren Abschnittes 7 der Erdungsstange 5 ist es hierdurch
möglich, den Verschiebebereich der Erdungsstange 5 so festzulegen, daß bei Nichtgebrauch
die Schraubklemme 8 einen ausreichend großen Abstand vom Erdungsfestpunkt 9 hat
und daß der Monteur bei angesetzter Schraubklemme das untere Ende der Erdungsstange
noch erreichen kann und seine Hände einen ausreichend großen Abstand vom Kontaktkörper
10 haben.
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Das Gehäuse 11 oder, wie im Ausführungsbeispiel, die obere Winkelschiene
15, ist mit einer Anschlußvorrichtung für ein nicht dargestelltes Erdungsseil versehen,
über welches außer dem Kontaktkörper 10 der metallische Abschnitt 6 der Erdungsstange
und die Schraubkiemme 8 geerdet sind.
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Die Nachgiebigkeit der Kontaktzungen 14 reicht aus, um beim Ansetzen
der Schraubklemme 8 an den Erdungsfestpunkt 9 die Erdungsstange 5 in der Bohrung
der Lagerplatte 12 im erforderlichen Maße zu kippen. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig,
die Kontaktzungen 14 in relativ kleinem Abstand von der Lagerplatte 12 enden zu
lassen und den mittleren Abschnitt der Kontaktzungen in die Mantelfläche eines sich
nach oben verjüngenden Kegels zu legen.
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Das in den F i g. 6 und 7 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von demjenigen gemäß den F i g. 1 bis 5 zum einen dadurch, daß die am oberen
Ende des metallischen Abschnitts 106 vorgesehene Anschlußvorrichtung 108 aus einem
sich zum freien Ende hin verjüngenden konischen Kontaktstück 120 und einem sich
daran anschließenden Schraubbolzen 121 besteht. Hierdurch ist es möglich, die Erdungsstange
105 nach unten aus dem Kontaktkörper 110 herauszuziehen und in diesen von unten
her wieder einzuschieben, obwohl der Kontaktkörper 110 wie der Kontaktkörper 10
des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist. Die Erdungsstange 105 kann deshalb
ohne Schwierigkeiten während des Nichtgebrauchs aus dem Kontaktkörper herausgenommen
werden.
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An Stelle eines bügelförmigen Erdungsfestpunktes, wie er bei dem
ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, weist hier der am oberen Ende des Stützers
102 angeordnete Erdungsfestpunkt 109 ein Gegenkontaktstück mit einem an das Kontaktstück
120 angepaßten Innenkonus und einer sich an diesen anschließenden, gleichachsigen
Gewindebohrung auf, in welche der Schraubbolzen 121 eingeschraubt werden kann. Beim
Festziehen des Schraubbolzens werden die beiden Kontaktstücke aneinandergepreßt.
Eine auf dem Erdungsfestpunkt 109 sitzende, nach unten offene Schutzglocke 122 schützt
den Gegenkontakt vor Regen u. dgl.
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Da die Erdungsstange 105 wegen ihrer Länge aus dem Kontaktkörper
110 nur herausgezogen und in ihn eingeführt werden kann, wenn die Längsachse des
Gehäuses 111 gegenüber der Vertikalen geneigt ist, ist im Ausführungsbeispiel das
Gehäuse 111 mittels eines Schwenklagers 123, das an einer metallischen Trägerplatte
124 vorgesehen ist, um eine horizontale Achse 130 schwenkbar gelagert, wobei die
Schwenkachse so liegt, daß die Stange am Stützer 102 vorbeigeschwenkt werden kann.
Ferner ist, wie F i g. 7 zeigt, die Schwenkachse außerhalb der Mitte des Gehäuses
111 angeordnet. Hierdurch schwenkt sich das Gehäuse 111 selbsttätig in eine Ruhestellung,
in welcher seine Längsachse so stark gegenüber der Vertikalen geneigt ist, daß die
Erdungsstange 105 ohne Schwierigkeiten von unten her eingeführt werden kann. Selbstverständlich
könnte das selbsttätige Schwenken des Gehäuses in seine Ruhestellung auch anders,
beispielsweise mittels einer Feder, bewirkt werden.
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Die Trägerplatte 124 ist an Klemmkörpern 117 befestigt, welche wie
die Klemmkörper 17 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet sind und auf Isolierstäben
118 verschiebbar und feststellbar gelagert
sind, und weist eine
Befestigungsvorrichtung 134 für ein Erdseil 133' auf. Ein flexibles Band 133 verbindet
die Trägerplatte elektrisch leitend mit dem Kontaktkörper.
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Unterhalb des Schwenklagers 123 ist auf der Trägerplatte 124 eine
Verriegelungsvorrichtung 125 befestigt, die abhängig vom Spannungszustand der Rohrsammelschiene
101 gesteuert wird und das Gehäuse 111 in der Ruhestellung verriegelt hält, wenn
die Rohrsammelschiene unter Spannung steht. Nur wenn die Rohrsammelschiene spannungsfrei
ist, ist ein magnetisch betätigter Riegel 126 zurückgezogen und gibt damit das Gehäuse
110 für eine Schwenkung in die Arbeitsstellung frei, in der seine Längsachse auf
den Erdungsfestpunkt 109 ausgerichtet ist.
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Das in den Fig.8 bis 10 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 6 und 7 im wesentlichen dadurch,
daß der Kontaktkörper 210 eine zylindrische Metallhülse ist, deren zentrale Bohrung
227 im Durchmesser nur wenig größer als die Erdungsstange 205 ist, welche wie bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6 und 7 ausgebildet ist. In der zentralen
Bohrung 227 sind zwei Ringkontaktzonen 228 vorgesehen, welche aus federnden Viellinienkontaktelementen
bestehen.
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Im Bereich der oberen Hälfte der Hülse weist der Kontaktkörper 210
ein radial abstehendes Auge 229 auf, mittels dessen der Kontaktkörper schwenkbar
auf einer horizontalliegenden Achse 230 gelagert ist, die an ihrem einen Ende fest
mit einer Trägerplatte 224 verbunden ist, welche wie die Trägerplatte 124 ausgebildet
und befestigt ist. Die Länge der Achse 230 ist so gewählt, daß der Kontaktkörper
210 in Längsrichtung der Achse so weit verschoben werden kann, als dies zur Ausrichtung
auf den nicht dargestellten Erdungsfestpunkt notwendig ist, der wie der Erdungsfestpunkt
109 ausgebildet ist. Stellringe 231
halten den Kontaktkörper im gewählten Abstand
von der Trägerplatte 224.
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Infolge der Lagerung des Kontaktkörpers 210 außerhalb seiner Längsmittelachse
sucht die Schwerkraft ihn in die in F i g. 9 dargestellte Schwenklage zu schwenken,
die seine Ruhestellung darstellt. In dieser Schwenklage kann die Erdungsstange 205
auch dann, wenn sie sehr lang ist, ohne Schwierigkeiten eingeführt werden. Zur Erleichterung
des Einführens dient ein trichterförmiger Fortsatz 232 am unteren Ende des Kontaktkörpers
210. tYber ein flexibles Band 233 ist der Kontaktkörper 210 leitend mit der Trägerplatte
224 und mit der an dieser vorgesehenen Befestigungsvorrichtung 234 für ein Erdungsseil
233' verbunden.
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Das obere Ende des Kontaktkörpers 210 ist mittels eines schwenkbar
gelagerten Deckels 235 verschlossen, den eine Feder 236 in der Schließstellung zu
halten sucht. Eine diametral zum Schwenklager des Deckels 235 angeordnete Verriegelungsvorrichtung
225 wird in Abhängigkeit vom Spannungszustand des zu erdenden Leiters gesteuert
und hält den Deckel verriegelt, solange der zu erdende Leiter unter Spannung steht.
Erst dann, wenn der zu erdende Leiter spannungsfrei ist, bewegt ein Elektromagnet
den Riegel 225' in die Freigabestellung, in der beim Durchschieben der Erdungsstange
205 durch den Kontaktkörper 210 der Deckel 235 zur Seite geklappt werden kann. Beim
Herausziehen der Erdungsstange zieht die Feder 236 den Deckel 235 wieder in die
Schließstellung, in der der Riegel 225' den Deckel selbsttätig wieder verriegelt.
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Ein Anschlag in Form eines von der Trägerplatte 224 abstehenden und
in die Schwenkbahn des Kontaktkörpers ragenden Stabes 237 begrenzt den Schwenkbereich
des Kontaktkörpers derart, daß er auf den Erdungsfestpunkt ausgerichtet ist, wenn
er am Stab 237 anliegt.