DE2414200A1

DE2414200A1 - Metallumschlossene schaltanlage fuer hohe spannung mit in einem ring in reihe geschalteten schaltfeldern

Info

Publication number: DE2414200A1
Application number: DE2414200A
Authority: DE
Inventors: Rintje Boersma; Gijsbert Waldemar Irik
Original assignee: COQ BV
Current assignee: COQ BV
Priority date: 1974-03-18
Filing date: 1974-03-25
Publication date: 1975-10-02
Also published as: NL159830B; US3886336A; NL7403621A

Description

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PATENTANWALT

Dipl.-Ing. E. F. ElTNER

• chlotthauarstraa· 3 Tel. (0811) SS 23 21

COQ B.V.
Utrecht (die Niederlande)

"Metallumschlossene Schaltanlage für hohe Spannung mit in einem Ring in-Reihe geschalteten Sehaltfeldern"

Die Erfindung bezieht sich, auf ei.ne meta,l!umschlossene Schaltanlage für hohe Spannung mit phasenvreise gekuppelten, einpoligen Schaltfeldern, die sich in diesem Ring je zwischen zwei Knotenpunkten zum Anschluss von Kabeln odex- Netzleitern erstrecken und je mindestens zwei Trennschalter, einen dazwischen geschalteten Leistungsschalter und zwei je mit einem Trennschalter zusammenarbeitende Erdungsschalter aufweisen.

Sind die Schaltfelder in der genannten Weise in einem Ring geschaltet, so kann ein zweites SamraelSchienensystem mit den dazu geriörigen Trennschaltern,, und Kupplungsfeldern unterbleiben, da dann jedes abgehende Kabel oder jeder abgehende Netzleiter von einem Speisspunkt ab entweder in der einen Richtung, in der anderen Richtung oder in beiden Richtungen über den Ring gespeist werden kann. Eine Schaltanlage mit in einem Ring geschalteten Schaltfeldern, die in vielen Schaltstätionon ohne Schwierigkeiten verwendet werden kann, hat eine einfachero Konstruktion als eine Schaltanlage mit einem doppelten SaiTivaelschienensystora für dieselbe Anzahl von Anschlüssen.

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Um einen Teil zweier durch einen Trennschalter miteinander verbundener und voneinander trennbarer Teile einer metallumschlossenen Schaltanlage so spannungsfrei machen zu können, dass er ohne Gefahr geöffnet werden kann und man sicher -daran arbeiten kann, während der andere Teil unter Spannung bleibt, hat man bereits vorgeschlagen, diesen Trennschalter als Schalter mit gleichzeitiger doppelter Unterbrechung auszuführen und ihn mit durch eine isolierende Wand gasdicht voneinander getrennten Schaltkammern und einem mit den durch diese Wand getragenen Trennschalterkontakten zusammenarbeitenden Erdungsschalter zu versehen. Trennschalter dieser Art haben eine verwickelte Bauartj und sie sind teuer.

Die Erfindung hat die Aufgabe, die Verwendung solcher Trennschalter mit doppelter Unterbrechung in einer Schaltanlage mit in einem Ring geschalteten Schaltfeldern überflüssig und dadurch diese Schaltanlage wesentlich einfacher und billiger zu machen. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass jeder dieser Trennschalter ein Schalter mit einfacher Unterbrechung ist und einen festen Kontakt und einen damit zusammenarbeitenden, durch einen Antriebsmechanismus bewegbaren Schaltkontakt aufweist, von welchen zwei Trennschalterkontakten der eine mit einem solchen Knotenpunkt und der andere mit einem Anschlussleiter des Leistungsschalters dauernd elektrisch leitend verbunden ist, und dass die Antriebsmechanismen der zwei Trennschalter und der damit zusammenarbeitenden Erdungsschalter jedes Schaltfeldes miteinander gekuppelt sind, so, dass diese Trennschalter während der Ein- und der Ausschaltung des Schaltfeldes gleichzeitig vom geöffneten in den geschlossenen bzw. vom geschlossenen in den geöffneten Zustand und dass die Erdungsschalter zugleich vom geschlosssnen in den geöffneten bzw. vom geöffneten in den geschlossenen Zustand gebracht werden.

In einer Schaltanlage mit in einem Ring geschalteten Schaltfeldern haben die zwei durch den Leistungsschalter eines Schaltfeldes getrennten, gleichzeitig ein- und ausschaltenden, im ausgeschalteten Zustand an der Seite des Leistungsschaiters geerdeten Trennschalter mit einfacher Unterbrechung denselben Effekt wie die genannten Trennschalter mit doppelter Unterbrechung, da, wenn die beiden Trenn-

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schalter mit einfacher Unterbrechung eines Schaltfeldes sich im geöffneten Zustand befinden, der Leistungsschalter dieses Schaltfeldes geöffnet, inspiziert und gegebenenfalls repariert werden kann, während alle, daher auch die an diesem Schaltfeld grenzenden Knotenpunkte unter Spannung stehen,' und, wenn die beiden Trennschalter jedes der zwei über einen Knotenpunkt aneinander grenzenden Schaltfelder geöffnet sind und das an diesen Knotenpunkt angeschlossene Kabel oder der daran angeschlossene Netzleiter auch am von der Schaltanlage abgekehrten Ende vom Netz, von einem Transformator oder von einer anderen Spannungsquelle abgeschaltet ist, dieser Knotenpunkt, die zwei unmittelbar daran angeschlossenen Trennschalter und die Leistungsschalter der zwei betreffenden Schaltfelder für Inspizierung, Ausbesserung und/oder Ersetzung zugänglich sind, während alle übrigen Knotenpunkte im Betrieb bleiben. Alle Teile einer Schaltanlage der genannten Art mit Trennschaltern mit einfacher Unterbrechung lassen sich daher eben so gut und sicher spannungsfrei und zugänglich machen wie diejenigen einer solchen Schaltanlage mit Trennschaltern mit doppelter Unterbrechung.

Der Antrieb der Trennschalter mit den damit gekuppelten Erdungsschaltern kann sehr vereinfacht werden, wenn der bewegbare Schaltkontakt jedes Trennschalters eines Schaltfeldes mit dem Leistungsschalter dieses Schaltfeldes dauernd elektrisch leitend verbunden ist, da in diesem Falle die Erdungsschalter direkt durch die bewegbaren Schaltkontakte dieser Trennschalter angetrieben werden können.

Die Schaltanlage kann dann mit Vorteil so ausgeführt werden, dass der bewegbare Schaltkontakt jedes Trennschalters eines Schaltfeldes ein axial bewegbarer Schaltstift ist und dass der Erdungsschalter mindestens einen durch den Träger dieses Schaltstiftes getragenen, durch den Schaltstift angetriebenen und in seinen Endlagen verriegelten, um eine quer zur Längsachse dieses Schaltstiftes gerichtete Achse schwenkbaren Schaltkontakt und einen an der Umhüllung des Trennschalters befestigten, mit Erde zu verbindenden, festen Kontakt aufweist- Müssen die Erdungsschalter imstande sein, grosse Ströme zu führen, so- empfiehlt sich eine Bauart, wobei der axial bewegbare Schaltstift jedes Trennschalters in seinem einen End-

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•f.

stand mit seinem einen Ende mit dem festen Kontakt des Trennschalters und in seinem anderen Endstand mit seinem anderen Ende mit einem an der Umhüllung dieses Trennschalters befestigten, mit Erde zu verbindenden, festen Kontakt in Berührung ist, so dass der bewegbare Schaltstift des Trennschalters zugleich, den bewegbaren Schaltkontakt des damit zusammenarbeitenden Erdungsschalter bildet.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Schema einer Phase einer bereits verwendeten Schaltanlage mit in einem Ring geschalteten Schaltfeidern, die je Trennschalter mit doppelter Unterbrechung aufweisen,

Fig. 2 ein Schema einer Phase einer Schaltanlage nach der Erfindung mit in einem Ring geschalteten Schaltfeldern,

Fig. 3 eine Ansicht, eines Teiles einer Schaltanlage nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht eines Teiles einer Variante der Schaltanlage nach Fig. 2,

Fig. 5 in grösserem Masstabe einen Axialschnitt eines Trennschalters der Schaltanlage nach Fig. 3 und

Fig. 6 in grösserem Masstabe einen Axialschnitt eines Trennschalters· der Schaltanlage nach Fig. 4.

In Fig. 1 sind sechs Schaltfelder I, II, III, IV, V, VI in einem Ring in Reihe geschaltet. In den Verbindungen zwischen diesen Schaltfeldern befinden sich Knotenpunkte la, Ib, lc, ld, le, If zum Anschluss von Kabeln oder oberirdischen. Netzleitem2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f. Jedes Schaltfeld besteht aus einem Leistungsschalter 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, einem an das eine Ende desselben angeschlossenen Trennschalter mit doppelter Unterbrechung 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f und einem an das andere Ende desselben angeschlossenen Trennschalter mit doppelter Unterbrechung 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f. Die bewegbaren Schaltkontakte aller Trennschalter sind im geöffneten Zustand dieser Schalter durch einen im Schema nicht dargestellten Erdungsschalter mit

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einem geerdeten Kontakt 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f verbunden oder damit in Berührung.

•Von jedem speisenden Knotenpunkt ab können durch die Ringschaltung der Schaltfelder jeder andere Knotenpunkt und das daran angeschlossene Kabel bzw. der Netzleiter auf zwei Wegen gespeist werden. So kann zum Beispiel das Kabel oder der Netzleiter 2c vom speisenden Knotenpunkt la ab sowohl über die Schaltfelder I und II als auch über die Schaltfelder VI, V, IV, III gespeist werden.

Jeder Schalter kann so von den übrigen Teilen der Schaltanlage isoliert werden, dass daran mit Sicherheit gearbeitet werden kann. Muss zum Beispiel der Leistungsschalter 3b des Schaltfeldes II für Inspizierung und Ausbesserung zugänglich gemacht werden, so werden die Trennschalter 4b und 5b geöffnet. In diesem Falle ist nur das Schaltfeld II ausser Betrieb. Will man am Knotenpunkt Ib oder am Kabel bzw. Netzleiter 2b arbeiten, so muss man· dieses Kabel bzw. diesen Netzleiter am von der Schaltanlage abgekehrten Ende desselben vom Netz abschalten sowie die Trennschalter 5a und 4b öffnen. Dieser Fall erfordert die Ausserbetriebsetzung der zwei Schaltfelder I und II. Zum Isolieren z.B. .des Trennschalters 4b' muss man sowohl den Knotenpunkt Ib und das Kabel bzw. den Netzleiter 2b spannungsfrei machen als auch die Trennschalter 5a und 5b öffnen. Auch dann sind die Schaltfelder I und II ausser Betrieb gesetzt.

Es hat sich gezeigt, dass dieselben Möglichkeiten der Ausserbetriebsetzung der Teile der Schaltanlage und dieselbe Sicherheit für die Person, die an einen solchen Teil arbeiten muss, erreicht werden, wenn nach der Erfindung jedes Schaltfeld der Schaltanlage mit in einem Ring in Reihe geschalteten Schaltfeldern mit Trennschaltern mit einfacher Unterbrechung anstatt mit Trennschaltern mit doppelter Unterbrechung versehen wird. Aber in diesem Falle müssen die zwei Trennschalter jedes Schaltfeldes so miteinander gekuppelt sein, dass sie gleichzeitig geöffnet und geschlossen werden, und weiter ist es dann notwendig, dass der dauernd elektrisch leitend mit dem Leistungsschalter verbundene Kontakt jedes Trennschalters mit dem Erdungsschal-

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ter zusairanenarbeitet oder einen Teil desselben bildet. Eine Schaltanlage mit Trennschaltern mit einfacher Unterbrechung, die diesen Bedingungen entspricht/ ist in Fig. 2 schematisch dargestellt worden.

Auch die Schaltanlage nach Fig. 2 besteht aus sechs in einem Ring in Reihe geschalteten Schaltfeldern I, II, III, IV, V, VI, die je einen Leistungsschalter 3a-f enthalten. Die Leistungsschalter sind aber je zwischen zwei Trennschaltern 8a-f, 9a-f mit einfacher Unterbrechung geschaltet, von jedem derselben der dauernd mit dem Leistungsschalter verbundene Kontakt im geöffneten Zustand des Trennschalters mit Erde verbunden ist. Die zwei Trennschalter jedes Schaltfeldes sind durch Mittel 10a-f so miteinander gekuppelt, dass sie zugleich angetrieben werden.

Sind zum Beispiel bei dieser Schaltanlage im Schaltfeld II die Trennschalter 8b und 9b geöffnet, so ist der Leistungsschalter 3b an beiden Enden über die Kontakte 6b und 7b mit Erde verbunden, so dass man ohne Gefahr an diesen Leistungsschalter arbeiten kann. Der Knotenpunkt Ib oder der daran grenzende Trennschalter 9a bzw. 8b ist mit Sicherheit zugänglich, wenn das Kabel bzw. der Netzleiter 2b am anderen Ende vom Netz getrennt und einerseits das Paar von Trennschaltern 8a, 9a, anderseits das Paar von Trennschaltern 8b, 9b geöffnet ist. Die Teile der Schaltfelder I und II sind dann über die Kontakte 6a und 7b mit Erde verbunden.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht der, Schaltfelder V und VI der Schaltanlage nach Fig. 2, wobei die Trennschalter je als Schalter mit einem axial bewegbaren vertikalen Schaltstift ausgeführt sind, und in Fig. 4 ist eine Ansicht der Schaltfelder V und VI der Schaltanlage nach Fig. 2 dargestellt worden, wobei jeder Trennschalter einen axial bewegbaren horizontalen Schaltstift aufweist. Die Trennschalter 8e und 9e bzw. 8f und 9f werden über drehbare Antriebswellen He, 12e bzw. Hf, I2f durch einen gemeinsamen Antriebsinechanismus 13e bzw. 13f angetrieben. Die Trennschalter und der Antriebsmechanismus jedes Schaltfeldes sind auf dem Leistungsschalter des betreffenden

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Feldes angeordnet.

Die -Konstruktion der in Fig. 3 dargestellten Trennschalter geht aus Fig. 5 hervor. Diese Schalter weisen je einen kugelförmigen Kontaktträger 14 auf, der durch einen Stützisolator 15 an einem wie ein entfernbarer Deckel ausgeführten Teil 16 der metallenen Umhüllung des Schalters befestigt ist und den festen Kontakt 17 des Trennschalters sowie einen Kontakt 18 für den Verbindungsleiter 19 nach einem Knotenpunkt (nicht sichtbar) für den Anschluss eines Kabels bzw. Netzleiters trägt. Weiter enthält dieser Schalter einen zweiten Kontaktträger 20 in äer Gestalt eines vertikalen Rohres, das durch einen Isolator 21 getragen wird und den ebenfalls als Rohr ausgeführten, mit dem festen Kontakt 17 zusammenarbeitenden, vertikal bewegbaren Schaltstift 22 enthält. Im Schaltstift 22 ist eine Mutter 23 fest angeordnet, die auf einer sich in der Achse des Schaltstiftes erstreckenden Schraubenstange 24 sitzt. Diese Schraubenstange ist im Kontaktträger 20 drehbar gelagert und wird über Kegelzahnräder 25, 26, einen Isolator 27 und eine Antriebswelle

28 durch einen Antriebsmechanismus (nicht gezeichnet) angetrieben. Stellt der Trennschalter nach Fig. 5 den Trennschalter 9e in Fig.

3 vor, so entspricht die Antriebswelle 28 der Antriebswelle 12e in Fig. 3.

Der Kontaktträger 20 ist an seinem unteren Ende mit einem Kontakt

29 für den Verbindungsleiter 30 nach dem Leistungsschalter (nicht sichtbar) versehen. Ausserdem trägt er den um die Achse 31 schwenkbarejfc durch den Schaltstift 22 gesteuerten Schaltkontakt 32 eines Erdungsschalters, dessen feste*¹·Kontakt 33 am Teil 34 der Umhüllung des Schaltersbefestigt und mit Erde verbunden ist. Der Erdungsschalter 32, 33 wird so durch den Schaltstift 22 des Trennschalters gesteuert, dass im geschlossenen Zustand des Trennschalters der Erdungsschalter geöffnet und im geöffneten Zustand des Trennschalters der Erdungsschalter geschlossen ist. Der Bedingung, dass der Trennschalterkontakt, der dauernd elektrisch leitend mit dem Leistungsschalter verbunden ist, im geöffneten Zustand des Trennschalters mit Erde verbunden ist, ist durch diese Konstruktion des Trennschalters Folge geleistet.

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Fig. 6 zeigt die Konstruktion jedes Trennschalters der Schaltanlage

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nach Fig. 4. Dabei befindet7der feste Kontakt 35 des Trennschalters sip«fe im vom Isolator 36 getragenen, kugelförmigen Kontaktträger 37. Dieser Kontaktträger trägt auch den festen Kontakt 35 des entsprechenden Trennschalters eines benachbarten Schaltfeldes und einen Kontakt 38 für einen Verbindungsleiter 39 nach Anschlussorganen (nicht gezeichnet) für ein Kabel oder einen Netzleiter. Der kugelförmige Kontaktträger 37 bildet daher gleichzeitig den zwischen zwei Schaltfeldern vorhandenen Knotenpunkt zum Anschluss eines Kabels oder Netzleiters.

Der zweite Kontaktträger dieses Trennschalters hat die Gestalt eines horizontalen Rohres 40, in dem ein axial bewegbarer, horizontaler Schaltstift 41 hin und her geschoben werden kann..Zu seiner Bewegung ist der Schaltstift 41 mit einem Arm 42 mit einem/Muttergewinde aufweisenden Loch versehen, in dem sich eine horizontale Gewindestange 43 erstreckt. Diese Stange ist drehbar in einem am Tragrohr 40 gebildeten Teil 40' gelagert, der mit einem durch einen zum Tragen des Kontaktträgers bestimmten Isolator 44 hindurch geführten Stift 45 versehen ist, der an seinem unteren Ende einen Kontakt 46 für einen Verbindungsleiter 47 nach dem Leistungsschalter (nicht gezeichnet) trägt. Die Gewindestange 43 wird über einen Isolator 48 durch eine mit den Antriebswellen I2e und 12f in Fig. 4 zu vergleichende Antriebswelle (nicht sichtbar) angetrieben.

Der Schaltstift 41 wirkt mit seinem linken Endteil mit dem festen Kontakt 35 zusammen und ·§? bildet damit den Trennschalter und dieser Stift arbeitet mit seinem rechten Endteil mit einem durch einen Enddeckel 49 der Umhüllung 50 des Schalters getragenen und mit Erde verbundenen festen Kontakt 51 zusammen und «f bildet damit einen Erdungsschalter, der den Leistungsschalter im ausgeschalteten Zustand des Trennschalters mit Erde verbindet.

Auf der Gewindestange 43 sitzt ein Kegelzahnrad 52, das mit dem gestrichelt gezeichneten Zahnrad 53 zusammenarbeiten kann. Mittels dieses oder, mit Hilfe eines vor der Zeichnungsebene angeordneten Zahnrades kann die Gewindestange 43 von der einen oder der anderen Längsseite des kombinierten Trennschalter-Erdungsschalters ab angetrieben werden,.was nötig ist, wenn die Längsachse des Schalters senk-

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dits recht zur Zeichnungsebene gerichtet ist, wielbeim Trennschalter 9f

in Fig. 4 der Fall ist.

Bei beiden Trennschaltern nach Fig. 5 und 6 ist es möglich/ den Antrieb in der Verlängerung der oder unter Winkeln von 90 mit der Richtung, in der der Schalter mit dem Knotenpunkt für die Verbindung eines Kabels oder eines Netzleiters verbunden ist, auszuführen. Dies vereinfacht den Antrieb der Trennschalter eines Schaltfeldes durch einen gemeinsamen Antriebsmechanismus, auch wenn die Leistungsschalter einer Reihe nicht in ihrer Verlängerungysondern nebeneinander angeordnet sind. Weiter ist Bei diesen zwei verschiedenen Trennschaltemder bewegbare Schaltstift dauernd elektrisch leitend mit dem Leistungsschalter verbunden, so dass die Bewegung des bewegbaren Erdungskontaktes des Schalters leicht von diesem Schaltstift abgeleitet oder der Erdungskontakt mit dem Trennschalterstift kombiniert werden kann. Dies bedeutet eine Vereinfachung des Antriebs des Erdungsschalters, der sonet gesondert angetrieben werden müsste.

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Claims

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PATENTANSP R.U ECHE

./Metallumschlossene Schaltanlage für hohe Spannung mit phasenweise gekuppelten, in jeder Phase in einem geschlossenen Ring in Reihe geschalteten, einpoligen Schaltfeldern, die sich in diesem Ring je zwischen zwei Knotenpunkten zum Anschluss von Kabeln oder Netzleitern erstrecken und je mindestens zwei Trennschalter, einen dazwischen geschalteten Leistungsschalter und zwei je mit einem Trennschalter zusammenarbeitende Erdungsschalter aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder dieser Trennschalter ein Schalter mit einfacher Unterbrechung ist und einen festen Kontakt und einen damit zusammenarbeitenden, durch einen Antriebsmechanismus bewegbaren Schaltkontakt aufweist, von welchen zwei Trennschalterkontakten der eine mit einem solchen Knotenpunkt und der andere mit einem Anschlussleiter des Leistungsschalters sowie mit einem Kontakt eines solchen Erdungsschalters dauernd elektrisch leitend verbunden ist, und dass die Antriebsmechanismen der zwei Trennschalter und der damit zusammenwirkenden Erdungsschalter jedes Schaltfeldes miteinander gekuppelt sind, so, dass diese Trennschalter während der Ein- und der Ausschaltung des Schaltfeldes gleichzeitig vom geöffneten in den geschlossenen bzw. vom geschlossenen in den geöffneten Zustand und dass die Erdungsschalter zugleich vom geschlossenen in den geöffneten bzw. vom geöffneten in den geschlossenen Zustand gebracht werden.
2. Metallumschlossene Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Schaltkontakt, jedes Trennschalters eines Schaltfeldes mit dem Leistungsschalter dieses Schaltfeldes dauernd elektrisch leitend verbunden ist.
3. Metallumschlossene Schaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Schaltkontakt jedes Trennschalters eines Schaltfeldes ein axial bewegbarer Schaltstift ist und dass der Erdungsschalter mindestens einen durch den Träger dieses

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Schaltstiftes getragenen, durch den Schaltstift angetriebenen und in seinen Endlagen verrriegelten, um eine quer zur Längsachse dieses Schaltstiftes gerichtete Achse schwenkbaren
Schaltkontakt und einen an der Umhüllung des Trennschalters
befestigten, mit Erde zu verbindenden, festen Kontakt aufweist.
4. Metallumschlossene Schaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass der bewegbare Schaltkontakt jedes Trennschalters eines Schaltfeldes ein axial bewegbarer Schaltätift ist, der in seinem einen Endstand mit seinem einen Ende mit dem festen Kontakt des Trennschalters und in seinem anderen Endstand mit seinem anderen Ende mit einem an der Umhüllung dieses Trennschalters befestigten, mit Erde zu verbindenden, festen Kontakt in Berührung ist, so dass der bewegbare Schaltstift des Trennschalters zugleich den bewegbaren Schaltkontakt des damit zusammenarbeitenden Erdungsschalters bildet.

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