DE2731915A1

DE2731915A1 - Mehrphasiger trennschalter

Info

Publication number: DE2731915A1
Application number: DE19772731915
Authority: DE
Inventors: Van Wijnandsbergen Mari Fierst; Gijsbert Waldemar Irik; Pieter Marien
Original assignee: COQ BV
Current assignee: Holec Systemen en Componenten BV
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1977-07-14
Publication date: 1978-01-26
Also published as: CA1086362A; AU2707177A; FR2359499B1; GB1540821A; JPS5314376A; DE2731915B2; DE7722150U1; CH618540A5; DE2731915C3; US4184058A; BE856665A; IT1080278B; NL160973B; FR2359499A1; NL160973C; AU506943B2; NL7608236A; SE7708418L; JPS5443187B2; SE417030B

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrphasigen Trennschalter für hohe Spannung mit zwei durch eine Wand voneinander getrennten Räumen und für jede Phase mit zwei an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücken, von denen das eine sich im einen und das andere sich im anderen Raum befindet, und einem mit diesen an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücken zusammenarbeitenden bewegbaren Kontaktstück, das sich durch einen wie ein Durchführungsisolator ausgeführten, um eine quer zur Trennwand gerichtete Achse drehbaren Teil dieser Wand hindurch erstreckt und daran befestigt ist, von welchen zwei an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücken mindestens das eine ein exzentrisch zur Drehungsachse dieses Durchführungsisolators angeordnetes festes Kontaktstück ist und welches bewegbare Kontaktstück nur durch Drehung des Durchführungsisolators aus einer Lage, in der es die zwei an Ort und Stelle bleibenden KDntaktstücke elektrisch leitend miteinander verbindet, in eine Lage, in der die elektrisch leitende Verbindung zwischen diesen zwei Kontaktstücken unterbrochen ist, gebracht wird und umgekehrt.

Ein Schalter dieser Art ist aus der britischen Patentschrift 389,657 bekannt. Der bekannte mehrphasige Trennschalter besteht aus mehreren gesonderten einphasigen Schaltern, von jedem derselben das bewegbare Kontaktstück sich durch einen eigenen drehbaren Durchführungsisolator hindurch erstreckt. Diese Bauart erfordertverhältnismässig viel Raum, sodass sie für metallumschlossenes Schaltmaterial nicht geeignet ist, und weiter benötigt sie einen Kupplungsmechanismus zwischen den einphasigen Schaltern für den synchronen Antrieb derselben. Ausserdem muss jeder Durchführungsisolator eine gute Abdichtung zwischen den voneinander getrennten Räumen sichern. Die verhältnismässig grosse Isolatorzahl vergrössert die Gefahr eines Leckes. Der aus mehreren gesonderten einphasigen Schaltern zusammengesetzte mehrphasige Trennschalter ist umfangreich, kompliziert und teuer.

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Die Erfindung hat die Aufgabe, einen mehrphasigen Trennschalter zu verschaffen, der die genannten Nachteile des bekannten Schalters nicht besitzt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die bewegbaren Kontaktstücke aller Phasen des Schalters sich durch einen gemeinsamen drehbaren Durchführungsisolator hindurch erstrecken und an diesem Isolator befestigt sind und dass in beiden Räumen die an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücke exzentrisch zur Drehungsachse des gemeinsamen Durchführungsisolators angeordnete feste Kontaktstücke sind. Ein so ausgeführter mehrphasiger Trennschalter kann kompakt ausgeführt werden,und dadurch ist er für Anordnung in einem geschlossenen Gefäss, d.h. für metallumschlossenes Schaltmaterial, besonders geeignet. Er besitzt nur einen einzigen drehbaren Durchfuhrungsisolator, was nicht nur die Kosten des Schalters.sondern auch die Gefahr eines Leckes wesentlich herabsetzt. Der einzige Durchführungsisolator bildet ausserdem eine aus nur einem einzigen Teil bestehende, billige, zuverlässige, mechanische Kupplung zwischen den bewegbaren Kontaktstücken aller Phasen des Schalters, sodass die Gleichzeitigkeit der Bewegungen dieser Kontaktstücke unter allen Umständen gesichert ist. Schliesslich wird automatisch in jeder Phase eine doppelte Unterbrechung erhalten.

Bemerkt wird, dass beim mehrphasigen Trennschalter nach der genannten britischen Patentschrift 389,657 das sich im Gefäss des Leistungsschalters befindende Ende des bewegbaren KontaktStückes jedes einphasigen Trennschalters ein sich in der Drehungsachse des Durchfuhrungsschalters erstreckender drehbarer Stift ist, der nicht nur als ein mit diesem bewegbaren Kontaktstück dauernd verbundenes, an Ort und Stelle bleibendes Kontaktstuck des Trennschalters betrachtet werden muss, sondern auch ein an Ort und Stelle bleibendes Kontaktstück des Leistungsschalters bildet.

Einphasige Trennschalter, bei denen die beiden an Ort und

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Stelle bleibenden Kontaktstücke feste Kontaktstücke sind und exzentrisch zur Drehungsachse des Durchführungsisolators angeordnet sind/ sodass die Schalter doppelte Unterbrechung besitzen, sind aus der deutschen Patentschrift 289.501 und der schweizerischen Patentschrift 395.232 bekannt. Aus diesen Patentschriften geht aber nicht hervor, dass der mehrphasige Trennschalter nach der Erfindung, der für alle Phasen nur einen einzigen drehbaren Durchführungsisolator besitzt, gegenüber einem mehrphasigen Trennschalter, der in bekannter Weise aus mehreren einphasigen Trennschaltern zusammengesetzt ist, wichtige Vorteile aufweist.

Da im Durchführungsisolator kleinere isolierende Abstände zwischen den zu verschiedenen Phasen gehörenden Leitern als ausserhalb des Isolators zulässig sind, empfiehlt sich eine Ausführung, bei der die sich im gemeinsamen Durchführungsisolator erstreckenden Teile der zu verschiedenen Phasen gehörenden bewegbaren Kontaktstücke in kleineren Entfernungen voneinander liegen als die festen Kontaktstücke und die Teile der bev/egbaren Kontaktstücke ausserhalb des Durchführungsisolators. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass an der Stelle, wo die Kontaktstücke zusammenarbeiten, grosse isolierende Abstände und eine grosse Schaltbewegung verwendet werden können, aber der Durchmesser des Durchführungsisolators verhältnismässig klein gewählt werden kann, was den Isolator stärker, leichter montierbar und billiger macht und eine bessere Gasdichtheit sichert.

Für den unmittelbaren Anschluss des mehrphasigen Trennschalters an andere Teile der Schaltanlage, z.B. an ein quergerichtetes Samme1schienensystem, können in mindestens einem der beiden durch die Trennwand mit dem gemeinsamen drehbaren Durchführungsisolator voneinander getrennten Räume die festen Kontaktstücke aller Phasen in Bezug aufeinander in der Richtung der Drehungsachse dieses Isolators versetzt angeordnet sein. Die festen Kontaktstücke des Trennschalters

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können dann ohne zusätzliche Verbindungsleiter auf den Schienen des Sammelschienensysteraes befestigt werden. In diesem Falle können die festen Kontaktstücke und die damit zusammenarbeitenden Teile der bewegbaren Kontaktstücke aller Phasen in geraden Linien liegen, die im eingeschalteten Zustand des Schalters zusammenfallen. Diese gerade Linien können parallel zur Drehungsachse des Durchführungsisolators gerichtet sein, aber dies ist nicht eine Notwendigkeit.

Der gemeinsame drehbare Durchführungsisolator kann vorteilhaft so ausgeführt werden, dass er mindestens einen Teil in der Gestalt oder nahezu der Gestalt einer zu seiner Drehungsachse konzentrischen, die bewegbaren Kontaktstücke tragenden, hohlen Kugelkappe besitzt. Der Isolator kann dann leicht, aber doch stark genug, um die Druckdifferenzen zwischen den durch die Wand mit dem Isolator getrennten Räumen aufzunehmen, ausgeführt werden.

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

Fig. 1 teilweise einen Axialschnitt, teilweise eine Ansicht eines dreiphasigen Trennschalters mit doppeler Unterbrechung nach der Erfindung,
25

Fig. 2 eine Variante des Trennschalters nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt in der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 teilweise einen Axialschnitt, teilweise eine Ansicht eines dreiphasigen Sammelschienentrennschalters mit doppelter Unterbrechung,

Fig. 5 einen Querschnitt in der Linie V-V in Fig. 4, 35

Fig. 6 eine Seitenansicht einer Variante des Durchführungs-

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isolators für einen dreiphasigen Trennschalter mit doppelter Unterbrechung,

Fig. 7 eine Vorderansicht des Durchführungsisolators mit bewegbaren Kontaktstücken nach Fig. 6 und

Fig. 8 eine Seitenansicht eines wieder anders ausgeführten Durchführungsisolators mit Kontaktstücken für einen dreiphasigen Trennschalter mit doppelter Unterbrechung.

Der dreiphasige Trennschalter nach Fig. 1 ist mit einem aus zwei rohrförmigen Teilen 1 und 2 gebildeten Gefäss versehen, welche Gefässteile durch eine zusammengesetzte Scheibe 3,4 voneinander getrennt sind, in der ein einziger scheibenförmiger Durchführungsisolator 5 drehbar gelagert ist. Für die Lagerung dieses Isolators sind ein Rollenlager 6 und zwei Kugellager 7 angeordnet. Für die gasdichte Trennung der zwei Abteilungen 8,9 des Gefässes sind O-Ringe 10 vorhanden.

Bemerkt wird, dass Mittel angeordnet werden können, die im eingeschalteten Zustand des Schalters dafür sorgen, dass zum Ausgleichen der an beiden Seiten des Durchführungsisolators herrschenden Gasdrücke die Abteilungen 8,9 durch eine Lecköffnung hindurch miteinander in Verbindung stehen. Diese Lecköffnung muss dann aber im ausgeschalteten Zustand des Schalters geschlossen sein, sodass eine Abteilung 8 bzw. 9 geöffnet werden kann, ohne dass der Ueberdruck in der anderen Abteilung verloren geht.

In der Abteilung 8 befinden sich drei exzentrisch zur Drehungsachse des Durchführungsisolators 5 angeordnete feste Kontaktstücke 11_, 11 / H₊./ mit denen Anschlussleiter 12 .

XT S L. JC

12_s, 12_t fest verbunden sind. Mit diesen festen Kontaktstücken 11_, 11 11. wirken drei ebenfalls exzentrisch zu dieser Drehungsachse angeordnete bewegbare Kontaktstücke zusammen, die aus den Teilen 13 , 13 , 13 ; 14 , 14 . 14. ;

JT S t· Γ 5 t

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15 , 15 , 15. bestehen, vom gemeinsamen Durchführungsisola-

X. S t.

tor 5 getragen werden und fest mit diesem Isolator verbunden sind. Die bewegbaren Kontaktstücke wirken in der Abteilung 9 mit den die Anschlussleiter 17 , 17 , 17. aufweisen-

r s t

den, exzentrisch angebrachten, festen Kontaktstücken 16 ,

16 , 16 zusammen, sodass der Schalter in jeder Phase den Stromkreis an zwei in Reihe geschalteten Stellen unterbricht und schliesst.

Der gemeinsame Durchführungsisolator 5 ist in einem Ring mit einem Zahnkranz 19 gefasst, in den ein Antriebsritzel 20 hineingreift. Wird nun mit Hilfe des Ritzels 20 der Isolator 5 gedreht, so wird das bewegbare Kontaktstuck 13 in einem Kreisbogen um die Drehungsachse des Isolators bewegt. In bestimmten Winkelentfernungen, z.B. Abstände von 60 , von den festen Kontakt stücken 11_» H > H₊. sind in der Abteilung 8 zusätzliche feste Kontaktstücke 21 , 21 ,

XT S

21. angeordnet, die mit Erde verbunden sind. Diese Kontaktstücke machen es möglich, die bewegbaren Kontaktstücke 13,14,15. .. im ausgeschalteten Zustand des Schalters vr, s, ζ.)

mit Erde zu verbinden.

Fig. 2 und 3 zeigen eine Variante des dreiphasigen Trennschalter mit doppelter Unterbrechung nach Fig. 1. Die bewegbaren Kontaktstücke beider Schalter werden durch den gemeinsamen Durchführungsisolator 5,5a getragen und während der Verdrehung dieses Isolators in Kreisbogen um die Drehungsachse des Isolators bewegt. Der Antrieb der bewegbaren Kontaktstücke des dreiphasigen Schalters ist sehr einfach, da besondere Mittel für die gegenseitige mechanische Kupplung dieser Kontaktstücke und ihrer Antriebe unterbleiben. Weiter ist für die drehende Bewegung der bewegbaren Kontaktstücke wenig zusätzlicher Raum erforderlich, sodass bei der metallumschlossenen Ausführung des Schalters das Gefäss verhältnismässig klein gemacht werden kann.

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Die bewegbaren Kontaktstücke 13,14,15, » des Schalters

ν r, s, t)

nach Fig. 1 erstrecken sich parallel zur Drehungsachse des gemeinsamen Isolators 5. Die bewegbaren Kontaktstücke 13,

22,15, .v des Schalters nach Fig. 2 und 3 sind so gebo- \ r, s, t)

gen, dass ihre radiale Entfernung von der Drehungsachse an der Stelle, wo sie sich im gemeinsamen Durchführungsisolator erstrecken, wesentlich kleiner als die radiale Entfernung ihrer mit den festen Kontaktstücken zusammenarbeitenden Teile 13 und 15, , ist. Dies hat den Vorteil, dass der Durchführungsisolator 5a einen kleineren Durchmesser haben kann, sodass er einem höheren einseitigen Gasdruck gewachsen ist oder für dieselbe Belastung dünner und billiger ausgeführt und leichter gasdicht in der Trennwand zwischen den Abteilungen 8 und 9 gefasst werden kann.

Die geerdeten festen Kontaktstücke 21 , 21 , 21. befinden

Jl S C

sich in der Abteilung 8. Ihre Stelluno auf dem Bewegungskreis geht aus Fig. 3 hervor.

Der dreiphasige Trennschalter mit doppelter Unterbrechung nach Fig. 4 und 5 ist in der Abteilung 8 in derselben Weise wie der Schalter nach Fig. 1 ausgeführt. Dabei liegen daher die festen Kontaktstücke 11 , H , 11. in einer gemeinsamen,

Ju S Tl

quer zur Drehungsachse des Durchführungsisolators gerichteten Ebene und die bewegbaren Kontaktstücke werden in Bogen eines gemeinsamen, zu dieser Achse konzentrischen Kreises bewegt. Die zweite Abteilung 23 bildet gleichzeitig einen Teil eines Sammelschienenrohres 24, in dem sich ein dreiphasiges Sammelschienensystem 25 , 25 , 25. befindet. Die festen Kontaktstücke 26„, 26 , 26. liegen in der Abteilung

*. S XZ

23 versetzt in der Richtung der Drehungsachse des Durchführungsisolators 5 in einer geraden Linie und sie sind unmittelbar an den betreffenden Sammelschienen 25 , 25 ,

Jl S

25. befestigt. Auch die mit den festen Kontaktstücken zusammenarbeitenden Teile 27, 27 , 27 der bewegbaren

i S XZ

Kontaktstücke liegen in einer zur Drehungsachse parallelen

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Linie und sie werden daher in gesonderten aber gleichen Kreisbogen um diese Achse bewegt.

Bemerkt wird, dass die Sammelschienen auch in anderer Weise im Schienenrohr 24 angeordnet sein können. Die zusammenarbeitenden Kontaktteile 26 und 27, . . kommen dann an

ν r , s, t j

anderen Stellen zu liegen bzw. werden dann in anderen Bahnen bewegt.

Der Durchführungsisolator 28 und die von diesem getragenen Kontaktstücke 29 , 29 , 29. und 30 , 30 , 30 nach Fig. 6 und 7 können im Trennschalter nach Fig. 2 und 3 angeordnet werden. Dabei erstrecken sich die geraden bewegbaren Kontaktstücke 29,30,31. » in geraden Linien, die sich und

Ir, s, x.)

die Drehungsachse des Isolators 28 unter spitzen Winkeln kreuzen. Auch dann liegen die Stellen, wo die bewegbaren Kontaktteile sich im gemeinsamen Isolator erstrecken, in einer kleineren Entfernung von der Drehungsachse als die bewegbaren Kontaktteile ausserhalb dieses Isolators und die damit zusammenarbeitenden festen Kontaktstücke des Schalters. Bei dieser Ausführung des Schalters soll man daran denken, dass die gleichnamigen Phasen in den zwei Abteilungen des Schaltergefässes eine Verdrehung um die Drehungsachse des Durchführungsisolators aufweisen.

Fig. 8 zeigt einen Durchführungsisolator 32 mit bewegbaren Kontaktstücken 13,22,15, . *, die ohne Aenderung im drei-

\ r, s, t)

phasigen Trennschalter mit doppelter Unterbrechung nach Fig. 2 und 3 verwendet werden kann. Eine Verdrehung der Phasen ist dabei nicht vorhanden, wie bei der Ausführung nach Fig. 6 und 7. Der einzige Unterschied iVoa dem erstbeschriebenen Schalter ist, dass der Isolator 32 einen zur Drehungsachse konzentrischen Teil 32a in der Form einer hohlen Kugelkappe aufweist. Durch diese Form wird der Isolator noch weiter verstärkt. Die Wand des kugelkappenförmigen Teiles32a kann ziemlich dünn sein. Weiter werden die Kriechstrecken auf

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der Oberfläche des Isolators zwischen Erde und den unter Spannung kommenden Leitern durch die Kugelgestalt vergrossert.

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Leerseite

Claims

Fall 161.

PATttH TANWALT

DipUlng. E. F. EITNER

8OOO München 90 2731915

• ehlotthauarstra·· ft

; COQ B-V.,

; Utrecht, die Niederlande.

"Mehrphasiger Trennschalter"

PATENTANSPRÜCHE

1J Mehrphasiger Trennschalter für hohe Spannung mit zwei , <iurch eine Wand voneinander getrennten Räumen und für jede Phase mit zwei an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücken, ^; von denen das eine sich im einen und das andere sich im anderen Raum befindet, und einem mit diesen an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücken zusammenarbeitenden bewegbaren Kontaktstück, das sich durch einen wie ein Durchführungsisolator ausgeführten, um eine quer zur Trennwand gerichtete Achse drehbaren Teil dieser Wand hindurch erstreckt und daran befestigt ist, von welchen zwei an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücken mindestens das eine ein exzentrisch zur Drehungsachse dieses Durchführungsisolators angeordnetes festes Kontaktstück ist und welches bewegbare Kontaktstück nur durch Drehung des Durchführungsisolators aus einer Lage, in der es die zwei an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücke elektrisch leitend miteinander verbindet, in eine Lage, in der die elektrisch leitende Verbindung zwischen diesen zwei Kontakt stücken unter-r brochen ist, gebracht wird und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbaren Kontaktstücke (13,14,15 bzw. 29,31,30 bzw. 13,27), .» aller Phasen (r,s,t) des Schalters sich durch einen gemeinsamen drehbaren Durchführungsisolator (5 bzw. 5a bzw. 28 bzw. 32,32a) hindurch erstrecken

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und an diesem Isolator befestigt sind und dass in beiden Räumen (8,9 bzw. 8,23) die an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücke exzentrisch zur Drehungsachse des gemeinsamen Durchführungsisolators angeordnete feste Kontaktstücke (11,16 bzw. 11,26), . sind.

(r, s, t)
2. Mehrphasiger Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sich im gemeinsamen Durchführungsisolator (5a bzw. 28 bzw. 32,32a) erstreckenden Teile der zu verschiedenen Phasen. (r,s,t) gehörenden bewegbaren Kontaktstücke (13,22,15 bzw. 29,31,30), . in kleineren

(r, s, t;

Entfernungen voneinander liegen als die festen Kontaktstücke (11,16), .. und die Teile (13,15 bzw. 29,30), _β ir,s,tj ir,s,u;

der bewegbaren Kontaktstücke ausserhalb des Durchführungsisolators.
3. Mehrphasiger Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem (23) der beiden durch die Trennwand (3,4,5) mit dem gemeinsamen drehbaren Durchführungsisolator (5) voneinander getrennten Räume (8,23) die festen Kontaktstücke (26) , . aller Phasen

(JL , S , X.)

(r,s,t) in Bezug aufeinander in der Richtung der Drehungsachse dieses Isolators (5) versetzt angeordnet sind.
4. Mehrphasiger Trennschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem (23) dieser Räume (8,23) die festen Kontaktstücke (26), . und die

\ r, s , u j

damit zusammenarbeitenden Teile (27) , . . der bewegbaren

(L _r S ,L.)

Kontaktstücke (13,27) » . aller Phasen in geraden Linien liegen, die im eingeschalteten Zustand des Schalters zusammenfallen.
5. Mehrphasiger Trennschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Raum (23) die festen Kontaktstücke (26), .. und die damit zusammenarbeitenden

(r,s,t)

Teile (27). . der bewegbaren Kontaktstücke aller Phasen

\Γ ,S jt/

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(r,s,t) in zur Drehungsachse des Durchführungsisolators (5) parallelen Linien liegen.
6. Mehrphasiger Trennschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame drehbare Durchführungsisolator (32,32a) mindestens einen Teil (32a) in der Gestalt oder nahezu der Gestalt einer zu seiner Drehungsachse konzentrischen, die bewegbaren Kontaktstücke (13,22,15). . tragenden, hohlen Kugelkappe besitzt.

ir, s, t /

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