DE2731915B2

DE2731915B2 - Mehrphasiger Trennschalter

Info

Publication number: DE2731915B2
Application number: DE2731915A
Authority: DE
Inventors: Marius Frederik Breukelen Fierst van Wijnandsbergen; Gijsbert Waldemar Bilthoven Irik; Pieter De Meeren Marien
Original assignee: Holec Systemen En Componenten B.V., Hengelo
Current assignee: Holec Systemen en Componenten BV
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1977-07-14
Publication date: 1981-03-26
Also published as: FR2359499B1; JPS5443187B2; NL7608236A; BR7704728A; CA1086362A; SE7708418L; AU506943B2; FR2359499A1; DE2731915C3; BE856665A; IT1080278B; DE2731915A1; NL160973C; DE7722150U1; SE417030B; AU2707177A; GB1540821A; CH618540A5; US4184058A; NL160973B

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrphasigen Trenn- ;s schalter für hohe Spannung mit zwei durch eine Wand voneinander getrennten Räumen und für jede Phase mil zwei an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücken, von denen das eine sich in dem einen Raum und das andere sich in dem anderen Raum befindet, und mit 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 Drehachse dieses Durchführungsisolators angeordnete festes Kontaktstück ist und welches bewegbare Kontaktstück nur durch Drehung des

M Durchführungsisolators aus einer Lage, in der es die beiden an Ort «nd Stelle bleibenden Kontaktstücke elektrisch leitend miteinander verbindet, in eine Lage, in der die elektrisch leitende Verbindung zwischen diesen beiden Kontaktstücken unterbrochen ist, gebracht wird und umgekehrt.

Ein mehrphasiger Trennschalter dieser Art ist aus der GB-PS 3 89 657 bekannt. Dieser Trennschalter hat mehrere gesonderte, einphasige Schalter, und von jedem dieser Schalter erstreckt sich das bewegbare Kontaktstück durch einen eigene ,i, drehbaren Durchführungsisolator hindurch. Dadurch ergibt sich eine platzraubende und umständliche Bauart, die für metallgekapselte Schalter dieser Art ungünstig ist, die Leckgefahr vergrößert und einen teuren Kupplungsme chanismus für den synchronen Antrieb der einzelnen einphasigen Schalter erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehrphasigen Trennschalter der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß er kompakter, einfacher und

V) billiger ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäU dadurch gelöst, daß sich die bewegbaren Kontaktstücke aller Phasen des Schalters durch einen gemeinsamen drehbaren Durchführungsisolator hindurch erstrecken und an diesem Isolator befestigt sind, und daß in beiden Räumen des Schalters die an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücke exzentrisch zur Drehachse des gemeinsamen Durchführungsisolators angeordnete feste KontaktstUcke sind,

Ein erfindungsgemäß ausgeführter mehrphasiger Trennschalter ist für die Unterbringung in einem geschlossenen Gefäß, d. ti. für metallgekapselte .Schalter, besonders geeignet. Er besiizt nur einen einzigen drehbaren Durchführungsisolator, was nicht nur die

fi5 Herstellungskosten des Schallers verringert, sondern auch die Gefahr eines Leckwerdens wesentlich herab setzt. Dieser Durchführungsisolator bildet außerdem eine aus nur einem einzigen Teil bestehende billige.

zuverlässige mechanische Kupplung zwischen den bewegbaren Kontakistücken aller Phasen des Schalters, so daß die Gleichzeitigkeil der Bewegungen dieser Kontaktstücke unter allen Umständen gesichert ist. Dadurch wird aui:h automatisch in jeder Phase eine doppelte Unterbrechung erzielt.

Bemerkt wird, daß bei dem mehrphasigen Trennschalter nach der GB-PS 3 89 657 das sich im Gefäß des Schalters befindende Ende des bewegbaren Kontaktstückes jedes einphasigen Trennschalters ein sich in der Drehachse des Durchfühmngsschalters erstreckender drehbarer Stift ist, der nicht nur als ein mit diesem bewegbaren Kontaktstück dauernd verbundenes, an Ort und Stelle bleibendes Kontaktstück des Trennschalters betrachtet werden muß, sondern auch ein an Ort und Stelle bleibendes Kontaktstück des Schalters bildet.

Einphasige Trennschalter, bei denen die beiden an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücke feste Kontaktstükke bilden und exzentrisch zur Drehachse des Durchführungsisolators angeordnet sind, so daß die Schalter eine doppelte Unterbrechung haben, sind aus der DE-PS 2 89 501 und der CH-PS 3 95 232 bekannt. Aus diesen Patentschriften geht aber nicht hervor, daß durch einen mehrphasigen 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, wesentliche Vorteile gewonnen werden.

Da im Durchführungsisolator kleinere isolierende Abstände zwischen den zu verschiedenen Phasen gehörenden Leitern als außerhalb des Isolators zulässig sind, empfiehlt sich eine weitere Ausbildung der Erfindung, 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 bewegbaren 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, während der Durchmesser des Durchführungsisolators verhältnismäßig klein gewählt werden kann, was den Isolator stärken leichter montierbar und billiger macht und eine bessere Gasdichtheit sichert.

Für den unmittelbaren Anschluß des mehrphasigen Trennschalters an andere Teile der Schaltanlage/. B. an ein quergerichtetes Sammelschienensystem, können w gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in mindestens einem Raum der beiden durch die Trennwand mit dem gemeinsamen drehbaren Durchführungsisolator voneinander getrennten Räume die festen Kontaktstücke aller Phasen ir. bezug aufeinander « in der Richtung der Drehachse dieses Durchführungsisolators versetzt angeordnet sein. Die festen Kontaktslücke des Trennschalters können dann ohne zusätzliche Verbindungsleiter auf den Schienen des Sammelschienensystems befestigt werden. In diesem Falle m> können die festen Kontaktstücke und die damit zusammenarbeitenden bewegbaren Kontaktstückc aller Phasen erfindungsgemäß in geraden linien liegen, die im eingeschalteten Zustand ties Schalters zusammenfallen. Diese geraden Linien können gegebenenfalls ·■! parallel zur Drehachse des Durchfiihrungsisolators gerichtet sein.

Der icincinsjiitc d; jhbare Durchführungsisolator kann gemäß einer weiicren Ausgestaltung der Erfindung so ausgeführt sein, daß er mindestens teilweise die Gestalt cder nahezu die Gestalt einer zu seiner Drehachse konzentrischen, die bewegbaren Kontaktstücke tragenden, hohlen Kugelkappe aufweist. Der Isolator kann dann leicht, aber doch stark genug ausgeführt werden, um die Druckdifferenzen zwischen den durch die Wand mit dem Isolator getrennten Räumen aufzunehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zetgt

Fig. 1 teilweise einen Axialschnitt, teilweise eine Ansicht eines dreiphasigen Trennschalters mit doppelter Unterbrechung,

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

Fig.3 einen Querschnitt nach der Linie HI-III der Fig.2,

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

Fig.5 einen Querschnitt nach -„er Linie V-V der F ig. 4,

Fig.6 eine Seitenansicht einer Variante des Durchführungsisolators für einen dreiphasigen Trennschalter mit doppelter Unterbrechung,

F i g. 7 eine Vorderansicht des Durchführungsisolators mit bewegbaren Kontaktstücken nach F i g. 6 und

Fig.8 eine Seitenansicht einer Variante des Durchführungsisolators mit Kontaktstücken für einen dreiphasigen Trennschalter mit doppelter Unterbrechung.

Der dreiphasige Trennschalter nach F i g. 1 der Zeichnung ist in einem aus zwei rohrförmigen Teilen 1 und 2 gebildeten Gefäß angeordnet Die Teile 1 und 2 sind durch eine als zweiteiligen Flanschring ausgebildete Trennwand 3, 4 voneinander getrennt, in dem ein einziger scheibenförmiger Durchführungsisolator 5 drehbar gelagert ist. Für die Lagerung dieses Isolators sind ein Rollenlager 6 und zwei Kugellager 7 vorgesehen. Zur gasdichten Trennung der zwei Räume 8,9 des Gefäßes dienen O-Ringe 10.

Bemerkt wird, daß Mittel angeordnet werden können, die im eingeschalteten Zustand des Schalters dafür sorgen, daß zum Ausgleich der an beiden Seiten des Durchführungsisolators herrschenden Gasdrücke die Räume 8, 9 durch eine Lecköffnung hindurch miteinander in Verbindung stehen. Diese Lecköffnung muß dann aber im ausgeschalteten Zustand des Schalters geschlossen sein, so daß der eine Raum 8 bzw. 9 geöffnet werden kann, ohne daß der Überdruck im anderen Raum verlorengeht.

Im Raum 8 befinden sich drei exzentrisch zur Drehachse des Durchführungsisolators 5 angeordnete feste Kontaktstücke 11, 1I₅,11,. mit denen Anschlußleiter f.n 12«, 12, fest verbunden sind. Mit diesen festen Kontaktstücken ll_r. Ils, H, wirken drei ebenfalls exzentrisch zu dieser Drehachse angeordnete bewegbare Kontaktstücke 13_r, 13» 13,; 14_r, 14* 14,; 15_r, 15* 15, zusammen, die vom gemeinsamen Durchführungsisolator 5 getragen werden und fest mit diesem Isolator verbunden sind. Die bewegbaren Kontaktstücke wirken im Raum 9 mit den die Anschlußleiter 17_r, 17„ 17, aufweisenden, cxzcnirisch angebrachten, festen Kontakistücken ffir. 16,. 16, zusammen, so daß der Schalter in jeder Phase den Stromkreis an zwei in Reihe geschalteten Stellen unterbricht und schließt.

Der gemeinsame Durchführungsisolator 5 wird von einem Ring 18 mit einem Zahnkran/ 19 umfaßt, in den ein Antricbsrit/el 20 einereift. Wird nun mit MiKe des

Ritzels 20 des Isolators 5 gedreht, so wird das bewegbare Kontaktsiin k 13 in einem Kreisbogen um die Drehachse ties Isolators bewegt. In bestimmten Winkelenifernungen. z.B. in Abstanden von bO . von den festen Kontakistücken II,. IL. II, sind im Raum 8 zusätzliche feste Kontaktsiiicke 21,. 21,. 21, angeordnet, die mit Erde verbunden sind. Diese Kontaktsiiicke ermöglichen es. die bewegbaren Kontaktstückc 13, 14, \5_(ry,) im ausgeschalteten Zustand des Schalters mit Erde zu verbinden.

Fig. 2 und 3 der Zeichnung zeigen eine Variante des dreiphasigen Trennschalters mil doppelter Unterbrechung nach I'ig. 1 Die bewegbaren Kontaktsiiicke beider Schalter werden durch den gemeinsamen Durchführungsisolator 5, 5;) getragen und wahrend der Verdrehung dieses Isolators in Kreisbögen um die Drehachse des Isolators bewegt. Der Antrieb der bewegbaren Kontaktstückc des dreiphasigen Schallers ist sehr einfach, da besondere Mittel für die gegenseitige mechanische Kupplung dieser Kontaktstückc und ihrer Antriebe nicht erforderlich sind. Ferner ist für die Drehbewegung der bewegbaren Koniaktstückc nur wenig zusätzlicher Raum notwendig, so daß bei der metallgekapsclten Ausführung des Schalters das Gefäß verhältnismäßig klein gemacht werden kann.

Die bewegbaren Kontaktstücke 13, 14, 15 _(r , ,; des Schalters nach F i g. I erstrecken sich parallel zur Drehachse des gemeinsamen Isolators 5. Die bewegbaren Kontaktstücke 13, 22, 15,_rl,;des Schalters nach Fig. 2 und 3 sind so gebogen, daß ihre radiale Entfernung von der Drehachse an der Stelle, wo sie im gemeinsamen Durchführungsisolator liegen, wesentlich kleiner als die radiale Entfernung ihrer mit den festen Kontaktstücken zusammenarbeitenden Kontaktslücke 13 und i5(r.yi) ist. Dies hat den Vorteil, daß der Durchführungsisolator 5;) einen kleineren Durchmesser haben kann, so daß er einem höheren einseitigen Gasdruck gewaschen ist oder für dieselbe Belastung dünner und billiger ausgeführt und leichter gasdicht in der Trennwand zwischen den Räumen 8 und 9 gefaßt werden kann.

Die geerdeten festen Kontaktstücke 21,, 2k 21, befinden sich im Raum 8. Ihre Stellung auf dem Bewegungskreis geht aus F i g. 3 hervor.

Der dreiphasige Trennschalter mit doppelter Unterbrechung nach F i g. 4 und 5 der Zeichnung ist im Raum 8 in derselben Weise wie der Schalter nach Fig. 1 ausgeführt. Dabei liegen die festen Kontaktstücke 11_r. 11,. 11, in einer gemeinsamen, quer zur Drehachse des Durchführungsisolators gerichteten Ebene, und die bewegbaren Kontaktstücke werden in Bögen eines gemeinsamen, zu dieser Achse konzentrischen Kreises bewegt. Der zweite Raum 23 bildet gleichzeitig einen Teil eines Sammclschiencnrohres 24, in dem sich ein dreiphasiges Sammelschienensystem 25_r. 25,. 25, befinclet. Die festen Kontaktsiiicke 26_r. 26,. 26, liegen im Raum 23 versetzt in der Richtung der Drehachse des Durchfiihrungsisolators 5 in einer geraden Linie, und sie sind unmittelbar an den betreffenden Sammelschicncn 25_r, 25„ 25, befestigt. Auch die mil den festen Kontakistücken zusammenarbeitenden bewegbaren Kontaktstücke 27_r, 27,. 27, liegen in einer zur Drehachse parallelen Linie und werden daher in gesonderten, aber gleichen Kreisbeigen um diese Achse bewegt.

Bemerkt wird, daß die Sammelschienen auch in anderer Weise im Sammelschienenrohr 24 angeordnet sein können. Die zusammenarbeitenden Koniaktstücke 26 und 27 _f, , _;) kommen dann an anderen .Stellen zu liegen bzw. werden dann in anderen Bahnen bewegt.

Der Durchführungsisolator 28 und die von diesem getragenen kontaktstücke Λ,, 24„ M₁ und Jl),. Jü, JU, nach I ι g. 6 und 7 können im Trennschalter nach f i g. 2 und 3 angeordnet werden. Dabei erstrecken sich die bewegbaren Koniaktstücke 29, 30, 31 _fI., _tl in geraden Linien, die sich und die Drehachse des Isolators 28 unter spitzen Winkeln kreuzen. Auch dann liegen die Stellen, wo sich die bewegbaren Kontaktteile im gemeinsamen Isolator erstrecken, in einer kleineren Entfernung von der Drehachse als die bewegbaren Kontaktstücke außerhalb dieses Isolators und die damit zusammenarbeitenden festen Kontaklstücke des Schalters. Bei dieser Ausführung des Schallers weisen die gleichnamigen Phasen in den beiden Räumet· des Schaltergefäßes eine Verdrehung um die Drehachse des Durchführungsisolators auf.

Fig. 8 der Zeichnung zeigt einen Durchführungsisolator 32 mit bewegbaren Kontaktstücken 13,22, 15 _lr , ,> der ohne Änderung im dreiphasigen Trennschalter mit doppelter Unterbrechung nach F i g. 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 von dem erstbeschriebenen Schalter ist, daß der Durchführungsisolator 32 bei 32a zur Drehachse konzentrisch in der Form einer hohlen Kugelkappe ausgebildet ist. Durch diese Form wird der Isolator noch weiter verstärkt. Die Wand des kugelkappenförmigen Durchführungsisolators 32<i kann ziemlich dünn sein. Weiter werden die Kriechstrecken auf der Oberfläche des Isolators zwischen Erde und den unter Spannung kommenden Leitern durch die Kugelgestalt vergrößert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. MehrphasigerTrennschalter 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 in dem einen Raum und das andere sich in dem anderen Raum befindet, und mit 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 Drehachse dieses Durchführungsisolators angeordnetes festes Kontaktstück ist und welches bewegbare Kontaktstück nur durch Drehung des Durchführungsisolators am einer Lage, in der es die beiden an Ort und Steile bleibenden Kontaktstücke elektrisch leitend miteinander verbindet, in eine Lage, in der die elektrisch leitende Verbindung zwischen diesen beiden Kontaktstücken unterbrochen ist, gebracht wird und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß sich die bewegbaren Kontaktstücke (13, 14,15 bzw.29,31,30 bzw. 13,27) _rr._A„aller Phasen (r, s, t) des Schalters durch einen gemeinsamen drehbaren Durchführungsisolator (5 bzw. 5a bzw. 28 bzw. 32, 32a) hindurch erstrecken und an diesem Isolator bi "istigt sind, und daß in beiden Räumen (8, 9 bzw. 8, 23) des Schalter* die an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücke exzentrisch zur Drehachse des gemeinsamen Durcb'ührungsisolators angeordnete feste Kontaktstück (11, 16 bzw. U, 26) _rr. t») sind.

2. Mehrphasiger Trennschalter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die sich im gemeinsamen Durchführungsisolator (5a bzw. 28 bzw. 32,32a,) erstreckenden Teile der zu verschiedenen Phasen (r, s, ^gehörenden bewegbaren Kontaktstücke (13,22, 15 bzw. 29, 31, 30)^.,,,,ι in kleineren Entfernungen voneinander liegen als die festen Kontaktstücke (11, 16) (r.s.i) und die Teile der bewegbaren Kontaktstükke (13,15 bzw. 29,30) /_Γιί. ,> außerhalb des Durchführungsisolators.

3. Mehrphasiger Trennschalter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Raum (23) der beiden durch die Trennwand (3,4) mit dem gemeinsamen drehbaren Durchführungsisolator (5) voneinander getrennten Räume (8, 23) die festen Kontaktstücke (26) _(r.*,; aller Phasen (r, s, t) in bezug aufeinander in der Richtung der Drehachse dieses Durchführungsisolators (5) versetzt angeordnet sind.

4. Mehrphasiger Trennschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Raum (23) dieser Räume (8, 23) die festen Kontaktstücke (26) f_r,_s.,;und die damit zusammenarbeitenden KontaktstUcke (27) (,, _y,/ der bewegbaren Kontaktstücke (13, 27) c_r.,.,; alter Phasen in geraden Linien liegen, die im eingeschalteten Zustand des Schalters zusammenfallen.

5. Mehrphasiger Trennschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dal! in diesem Raum (23) die festen Kontaktstücke (26) _ίΓ,. ₍₎ und die damn zusammenarbeitenden bewcpbaren Kontaktstückc (27)fr.»,»; aller Phasen (r, s, ή in zur Drehachse des Durchführungsisolators (5) parallelen Linien liegen,

6. Mehrphasiger Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame drehbare Durchführungsisolator (32, 32a) mindestens teilweise (32a) die Gestalt oder nahezu die Gestalt einer zu seiner Drehachse konzentrischen, die bewegbaren Kontaktstücke (13, 22,15) (r. s.,; tragenden, hohlen Kugelkappe besitzt.