DE2336543C3 - Scherentrennschalter - Google Patents

Description

Ende der Kolbenstange läuft bei einem Kurzschluß auf den Auflauf auf, nach dem es einen zwischen dem freien Ende der Kolbenstange und dem Auflauf vorgesehenen, als Vorlauf dienenden Abstand überwunden h.;t

Vorteilhaft kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein Auflaufdämpfer vorgesehen sein. Dabei ist an einem der beiden Hebelgestänge ein Zylinder angebracht, in dessen Inneren am Zylinderboden ein elastischer Belag geringer Rückprallelastizität vorgese hen ist und in welchen eine am anderen Hebelgestänge befestigte, an ihrem freien Ende mit einer kugelförmigen Verdickung versehene Stange bei einem Kurzschluß einläuft. Dabei besteht der Belag vorteilhaft aus drei Schichten.

In weiterer Ausführung ist als Dämpfungseinrichtung eine stromabhängige, magnetische Dämpfung vorgesehen.

Der zusätzliche Anbau einer Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung der mechanischen Schwingrngen der Hebelgestänge bei einem Kurzschluß verhindert, daß die benachbarten, als Leiter dienenden Hebelgestänge unter dem Einfluß der bei einem dynamischen Kurzschluß auftretenden Kräfte in mechanische Schwingungen mit so großen Amplituden versetzt werden, daß dadurch an den Kontaktstellen eine Entlastung und ein Abheben eintritt.

Die Dämpfungseinrichtung läßt zu Beginn des Kurzschlusses ein Anziehen der benachbarten Leiter zu, soweit es zur Kontaktkraftverstärkung notwendig ist. Nach Zurücklegen dieses freien Weges setzt die Dämpfungswirkung ein. Dieser freie Weg ist als Vorlaut bezeichnet. Die benachbarten Leiter sind dann in der Dämpfungseinrichtung so festgehalten, daß weitere Schwingungshübe nur unter Vernichtung eines wesentlichen Anteiles der Schwingungsenergie ausgeführt werden können. Die benachbarten Leiter kommen unter diesem Einfluß zur Ruhe. Nach Abschalten des Stromes stellen sich die benachbarten Leiter aus jeder Lage durch ihre die Dämpfungskraft überwindende elastische Rückstellungskraft wieder in die ursprüngliehe Lage zurück.

An Hand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Trennschalter mit scherenförmig bewegbaren Hebelgestängen in Einschaltzustand, ohne Dämpfungseinrichtung

Fig. 2 einen Trennschalter gemäß der Fig. 1 mit einer Dämpfungsemrichtung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer mechanisch wirkenden Dämpfungseinrichtung,

Fig.4 eine schematische Darstellung einer hydraulischen Dämpfungseinrichtung,

Fig. 5 und 6 eine Aufschlagdämpfungseinrichtung vor und nach einem Zusammenziehen der Hebelgestänge.

Ein Scherentrennschalter besteht im Prinzip aus zwei Hebelgestängen 1 und 3, welche an den Punkten 7 und 8 ortsfest und gelenkig an einem nicht weiter dargestellten Lagerbock 8a befestigt sind. Das Hebelgestänge 1 besteht aus einem ersten Hebel \t> und einem zweiten Hebel ib, welche mittels eines Gelenkes 2 miteinander verbunden sind. Das untere Ende des Hebels ib ist an dem Punkt 8 mit dem Lagerbock 8a verbunden, während das nach oben weisende Ende des Hebels la unter einem stumpfen Winkel nach innen abgeknickt ist.

Das Hebelgestänge 3 besteht in gleicher Weise aus zwei Hebeln 3<i und 3b, die mittels eines Gelenkes 4 miteinander verbunden sind. Das Hebelgestänge 3 ist am Punkt 7 ebenfalls gelenkig mit dem Lagerbock 8a verbunden. Das obere Ende des Hebels 3a ist nach innen leicht abgeknickt. Die beiden Hebelgestänge 1 und 3 sind oberhalb der beiden Gelenke 2 und 4 am Verbindungspunkt 5 miteinander gelenkig verbunden, wobei sich die Hebel la und 3a kreuzen. Das derart gebildete, nach oben weisende, in der F i g. 1 V-förmig dargestellte Ende des Scherentrennsch?lters nimmt eir,en Leiter 6 auf, der sich in einem bestimmten Abstand oberhalb des Lagerbockes 8a befindet. Wenn nun auf Grund einer Schaltbewegung die Hebel ib und Sb jeweils in die mit den Pfeilen A und B bezeichneten Richtungen gedreht werden, bewegt sich der Verbindungspunkt 5 nach unten und die beiden Enden jedes Hebelgestänges bewegen sich seitlich und ebenfalls nach unten in Richtung Cund D.

Die Hebelgestänge 1 und 3 selbst dienen als elektrische Verbindungsleiter vom Leiter 6 bis zu einem Anschluß im Lagerbock 8a. Die Stromrichtung verläuft also parallel. Wenn nun ein Kurzschluß auftritt, ziehen sich die beiden Hebelgestänge 1 und 3 an; dabei werden sie in Schwingungen versetzt, deren Amplituden bei dem linken Hebelgestänge 3 dargestellt sind (Fig. 1). Die am weitesten innen liegende Stellung des Hebelgestänges 3 ist mit 10 und die am weitesten außen liegende mit 9 bezeichnet. Die mit 9 und 10 bezeichneten Stellungen entstehen durch elastische Verformung aufgrund des Überschwingens. Hierbei wird sich das obere Ende der Hebelgestänge vom Leiter 6 um den Betrag dabheben. Dabei tritt zwischen dem Leiter 6 und den Kontaktstücken am oberen Ende jedes Hebelgestänges ein Lichtbogen auf, welcher dann zur Verschweißung von Kontaktstücken und Leiter führt.

Die Fig. 2 zeigt nun einen Trennschalter, bei dem zwischen den Verbindungspunkten 2 und 4 eine Dämpfungseinrichtung 11 vorgesehen ist. Wenn nun ein Kurzschluß auftritt, dann bewegt sich das Hebelgestänge aus der mit 12 bezeichneten Ausgangsstellung nach innen und schwingt dann auf Grund der Dämpfungseinrichtung 11 um eine mit 13 bezeichnete mittlere Lage jeweils in die Maximallage 13a bzw. 13i>. Dabei überfährt jedes Hebelgestänge 1 oder 3 die in der Zeichnung mit F bezeichnete schraffierte Fläche. Auf diese Weise wird ein Abheben praktisch völlig vermieden.

Die Fig. 3 bis 6 zeigt nun einige Beispiele einer solchen Dämpfungseinrichtung. An dem Gelenk 2 des Hebelgestänges 1 ist eine Gabel 14 angebracht, deren öffnung durch zwei Gabelzinken 15 gebildet wird. Dabei besitzt die Gabelöffnung einen ersten Abschnitt

16 mit einer Öffnungsweite A 1 und einen zweiten Abschnitt 17 mit einer Öffnungsweite A 2. Die Öffnungsweite A 1 ist nun um ein geringes größer als der Durchmesser E des gegenüberliegenden Hebelgestänges 3, während die öffnungsweite A 2 im Abschnitt

17 um ein geringes kleiner ist als der Durchmesser Edes Hebelgestänges 3. Zur Erreichung einer gewissen Elastizität der Gabel ist ein Schlitz 18 mit einer eine Kerbwirkung vermeidende Ausbohrung 19 am Grunde des Schlitzes 18 vorgesehen. Die Entfernung von der Nullstellung bis zum Ende des ersten Abschnittes 16 ist mit V bezeichnet und die Strecke vom Ende des Abschnittes 16 bis zum Ende des Abschnittes 17, mit Ho bezeichnet, dabei ist V als Vorlauf und Ho als Dämpfungsweg bezeichnet.

Wenn nun das Hebelgestänge 3 in die Gabelöffnung einläuft, dann läuft es die Strecke V völlig frei durch und trifft auf die Verengung des Abschnittes 17. Erst dann

wird die Bewegung der beiden Hebelgestänge 1 und 3 zueinander gedämpft.

Die Fig.4 zeigt nun eine hydraulische Dämpfungseinrichtung, die wieder zwischen den Hebelgestängen 1 und 3 angebrach· ist. Sie besitzt einen Stoßdämpfer 20, der einen Zylinc^r 21 aufweist, in welchem ein Kolben 22 hin- und herläuft. Nach außen hin setzt sich der Kolben 22 in einer Kolbenstange 23 fort, welche durch den Zylinderkopf 24 durch eine Öffnung 25 hindurchgeführt wird. Am freien Ende der Kolbenstange 23 befindet sich ein Aufprallkopf 26; der Zylinderkopf 24 und der Aufprallkopf 26 ist durch eine Feder 27 miteinander federnd verbunden. An dem Hebelgestänge t ist eine Stange 28 angebracht, welche eine Auflaufschale 29 zur Aufnahme des Aufprallkopfes 26 aufweist. Die Distanz zwischen der Auflaufschale 29 und dem Kopf ist wieder mit V bezeichnet und stellt den Vorlauf dar, während die Entfernung zwischen den beiden Lagen des Kolbens (22) (in der gezeichneten Darstellung dick ausgezogen) und in der gestrichelt angedeuteten Lage 30 mit Hd bezeichnet ist. Sie ist der Dämpfungsweg.

Die F i g. 5 und 6 zeigt nun die Dämpfungseinrichtung welche als Anschlagdämpfung ausgebildet ist. Hierzi ist ein Zylinder 31 wieder mit dem Hebelgestänge ; verbunden. Der Zylinder 31 weist mit seiner öffnung ii Richtung zum Hebelgestänge 1. An dem Ende de: Zylinders 31 ist eine kegelförmige Erweiterung 3; vorgeschoben. Am Boden innerhalb des Zylinders 3 befinden sich drei Schichten 33, 34, 35 eines Material mit geringer Rückprallelastizität. An dem Hebelgestän

ίο ge 1 ist eine Stange 37 angebracht, welche an ihren freien Ende eine kugelförmige Verdickung 36 aufweis! Die F i g. 6 zeigt nun die Einrichtung der F i g. 5 bein Aufprall. Dabei werden die Schichten 33, 34, 35 nacl links verformt. Die Strecke, die die Verdickung 3< braucht, um auf die Oberfläche der Schicht 3! aufzulaufen, wird mit V bezeichnet und ist wieder de Vorlauf. Die Strecke zwischen dem Ort, an dem dii Verdickung 36 die Oberfläche der Schicht 35 berühr und der endgültigen Stellung von Verdickung 36 um Zylinder 31 zueinander, d. h. der Stellung, in der di< Schichten 33—35 maximal verfornn sind (Fig. 6), wire als Dämpfungsweg Hobezeichnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Scherentrennschalter mit zwei durch ein Verbindungsgelenk verbundenen und scherenförmig zueinander bewegbaren Hebelgestängen, welche als elektrische Verbindungsleiter zwischen zwei Leiterbahnen dienen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Hebelgestängen (1,3) eine Dämpfungseinrichtung (11) vorgesehen ist, die die in einem Kurzschlußfall auftretenden mechanischen Schwingungen der Hebelgestänge dämpft.

2. Scherentrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (11) unterhalb des Verbindungsgelenkes (5) der beiden Hebelgestänge vorgesehen ist.

3. Scherentrennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungseinrichtung eine mechanisch wirkende Einrichtung vorgesehen ist.

4. Scherentrennschalter nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der beiden Hebelgestänge (1) eine das andere Hebelgestänge (3) aufnehmende Gabel (14) vorgesehen ist, deren Öffnungsweite gestuft ist, wobei der außen liegende Abschnitt (16) um ein geringes größer und der inner, liegende Abschnitt (17) um ein geringes kleiner ist als der Durchmesser (E) des in die Gabelöffnung einlaufenden Hebelgestänges.

5. Scherentrennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungseinrichtung (11) eine hydraulisch oder pneumatisch wirkende Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist.

6. Scherentrennschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungseinrichtung ein an sich bekannter Stoßdämpfer (20) vorgesehen ist.

7. Scherentrennschalter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der beiden Hebelgestänge (3) ein Zylinder (21) mit Kolben (22) und Kolbenstange (23) und an dem andereo (1) eine Auflaufschale (29) für die Kolbenstange vorgesehen ist, wobei Kolben (22) und Zylinder (21) federnd miteinander verbunden sind.

8. Scherentrennschalter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem freien Ende der Kolbenstange (23) und der Auflaufschale (29) ein Abstand (V) vorgesehen ist.

9. Scherentrennschalter nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungseinrichtung ein Auflaufdämpfer vorgesehen ist.

10. Scherentrennschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an einem (3) der beiden Hebelgestänge (1,3) ein Zylinder (31) angebracht ist, in dessen Innern am Zylinderboden ein Belag (33—35) geringer Rückprallelastizität vorgesehen ist und in welchen eine am anderen Hcbelgestänge befestigte, an ihrem freien Ende mit einer kugelförmigen Verdickung (36) versehene Stange (37) bei einem Kurzschluß einläuft.

11. Scherentrennschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag (33—35) aus drei Schichten besteht.

12. Scherentrennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungseinrichtung eine stromabhängige, magnetische Dämpfung vorgesehen ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Scherentrennschalter mit zwei durch ein Verbindungsgelenk verbundenen und scherenförmig zueinander bewegbaren Hebelgestängen, welche als elektrische Verbindu.ngsleiter zwischen zwei Leiterbahnen dienen.

Hochspannungstrennschalter, die die Trennstrecke mit einer scherenartig bewegbaren Hebelgestängeanordnung überbrücken und den an der Trennstrecke zur Stromführung notwendigen Anpreßdruck der Kontaktstücke durch elastische Verbiegungen der als Stromleiter dienenden Hebel eines jeden Hebelgestänges erzeugen, sind im Gebiet der benachbarten, in gleicher Richtung vom Strom durchflossenen Leiter den anziehenden Kräften des Stromes ausgesetzt. Die benachbarten Stromleiter ziehen sich unter Einwirkung der bei einem dynamischen Kurzschluß auftretenden Kräfte während der erster. Stromhalbwellen sehr stark an. Mit dem Abklingen des Gleichstromgliedes und der damit verbundenen Verringerung der anziehenden Kräfte federn die Stromleiter, also die einzelnen Hebel eines jeden Hebelgestänges, zurück, überschwingen ihre Ausgangslage und verringern damit die Kontaktkraft bzw. verursachen unter Umständen an der Kontaktstel Ie ein Abheben der Kontaktstücke.

Jedes Öffnen des Trennschalterkontaktes während des Stromflußes erzeugt einen Lichtbogen, der mit seiner großen Wärmeentwicklung das Material an der Kontaktstelle verflüssigt. Nach dem Abschalten des Stromes ist der Trennschalter dann an der Kontaktstelle entweder verschweißt, also nicht mehr normal zu schalten, oder die Kontaktstelle ist durch den Abbrand soweit gestört, daß das Gerät seinen Nennstrom nicht mehr führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Scherentrenner zu schaffen, bei dem die Nachteile der bekannten Trenner vermieden werden. Insbesondere sollen Zerstörungen an der Kontaktstelle vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den beiden Hebelgestängen eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, welche die mechanischen Schwingungen der Hebelgestänge dämpft.

Dadurch, daß die Dämpfungseinrichtung zwischen den beiden Hebelgestängen angeordnet ist, und zwar zwischen der Befestigung der Hebelgestänge an einem Lagerkörper und der gelenkigen Verbindung beider, wird sie nur ddnn wirksam, wenn die benachbarten, in gleicher Richtung vom Strom durchflossenen, als Leiter dienenden Hebelgestänge unter dem Einfluß eines Kurzschlußstromes zusammengezogen werden.

Vorteilhaft wird als Dämpfungseinrichtung eine mechanisch wirkende Dämpfungseinrichtung vorgesehen. Dabei ist an dem einen Hebelgestänge eine das andere Hebelgestänge aufnehmende Gabel vorgesehen, deren öffnungsweite gestuft ist, wobei der außen liegende Abschnitt um ein geringeres größer, und der innere Abschnitt um ein geringeres kleiner als der Durchmesser des in di? Gabelöffnung einlaufenden Hebelgeslänges ist.

Anstatt einer mechanisch wirkenden Dämpfungseinrichtung kann vorteilhaft auch eine hydraulische oder pneumatische Dämpfungseinrichtung vorgesehen sein. Als hydraulische oder pneumatische Dämplungscinrichtung werden dabei an sich bekannte Stoßdämpfer vorgesehen. Dabei ist vorteilhaft an einem der beiden Hebelgestänge ein Zylinder mit Kolben und Kolben-St..,ige und an dem anderen ein Auflauf für die Kolbenstange vorgesehen, wobei der Kolben und der Zylinder federnd miteinander verbunden sind. Das freie