DE2731915C3

DE2731915C3 - Mehrphasiger Trennschalter

Info

Publication number: DE2731915C3
Application number: DE2731915A
Authority: DE
Inventors: Pieter De Meeren Marien
Original assignee: Coq Bv Utrecht Nl; Coq Utrecht BV
Current assignee: Holec Systemen en Componenten BV
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1977-07-14
Publication date: 1981-12-10
Also published as: IT1080278B; DE2731915A1; FR2359499B1; US4184058A; JPS5314376A; AU2707177A; BE856665A; SE7708418L; NL160973B; CH618540A5; FR2359499A1; NL7608236A; AU506943B2; CA1086362A; DE2731915B2; BR7704728A; DE7722150U1; JPS5443187B2; NL160973C; GB1540821A

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 in dem einen Raum und aas 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 aus einer Lage, in der es die beiden an Ort und 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 -iioli das bewegbare Kontaktstück durch einen eigenen, drehbaren Durchführungsisolator hindurch. Dadurch ergibt sich eine platzraubende und umständliche Bauart, die für metaligekapselte Schalter dieser Art ungünstig ist, die Leckgefahr vergrößert und einen teuren Kupplungsmechanismus 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

so billiger ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß 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 Kontaktstücke sind.

Ein erfindungsgemäß ausgeführter mehrphasiger Trennschalter ist für die Unterbringung in einem geschlossenen Gefäß, d. h. für metallgekapselte Schalter, besonders geeignet. Er besitzt nur einen einzigen drehbaren Durchführungsisolator, was nicht nur die Herstellungskosten des Schalters verringert, sondern auch die Gefahr eines Leckwerdens wesentlich herabsetzt. Dieser Durchführungsisolator bildet außerdem eine aus nur einem einzigen Teil bestehende billige,

zuverlässige mechanische Kupplung zwischen den bewegbaren Kontaktstücken aller Phasen des Schalters, so daß die Gleichzeitigkeit der Bewegungen dieser Kontaktstücke unter allen Umständen gesichert ist. Dadurch wird auch 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 Durchführungsschalters 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 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 Sammelschienensystem, können 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 in bezug aufeinander in der Richtung der Drehachse dieses Durchführungsisolators versetzt angeordnet sein. Die festen Kontaktstücke des Trennschalters können dann ohne zusätzliche Verbindungsleiter auf den Schienen des Sammelschienensystems befestigt werden. In diesem Falle können die festen Kontaktstücke und die damit zusammenarbeitenden bewegbaren Kontaktstücke aller Phasen erfindungsgemäß in geraden Linien liegen, die im eingeschalteten Zustand des Schalters zusammenfallen. Diese geraden Linien können gegebenenfalls parallel zur Drehachse des Durchführungsisolators gerichtet sein.

Der gemeinsame drehbare Durchführungsisolator kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung so ausgeführt sein, daß er mindestens teilweise die Gestalt oder 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 zeigt

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

F i g. 2 eine Variante des Trennschalters nach Fig. 1,

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

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

F i g. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V der Fig. 4,

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

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

F i g. 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 Kugeliger 7 vorgesehen. Zur gasdichten Trennung der zwei Räume 8,9 des Gefäßes dienen O-Ringe 10.

üemerkt 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 Paum 8 befinden sich drei exzentrisch zur Drehachse des Durchführungsisolators 5 angeordnete feste Kontaktstücke Jl_n H₅,11,,mit denen Anschlußleiter 12_n 12s, 12, fest verbunden sind. Mit diesen festen Kontaktstücken Ii_n H₅, 11, wirken dici ebenfalls exzentrisch zu dieser Drehachse angeordnete bewegbare Kontaktstücke 13_r, 13* 13,; 14„ 14* 14,; 15_n 15_S, 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, exzentrisch angebrachten, festen Kontaktstücken 16r. 16,, 16, zusammen, so daß der Schalter in jeder Phase den Stromkreis an zwei in Reihe geschalteten Stellen unterbl icht und schließt.

Der gemeinsame Durchführungsisolator 5 wird von einem Ring 18 mit einem Zahnkranz 19 umfaßt, in den ein Antriebsritzel 20 eingreift. Wird nun mit Hilfe des

Ritzels 20 des Isolators 5 gedreht, so wird das bewegbare Kontaktstück 13 in einem Kreisbogen um die Drehachse des Isolators bewegt. In bestimmten Winkclcntferntingcn, z. B. in Abständen von 60^Λ. von den festen Kontaktstücken 11_r. H₁. II, sind im Raum 8 zusätzliche feste Kontaktstücke 2l_r, 21,. 21, angeordnet, die mit Erde verbunden sind. Diese Kontaktstücke ermöglichen es. die bewegbaren Kontaktstücke 13, 14, \5(r.vt) im ausgeschalteten Zustand des Schalters mit Erde zu verbinden.

Fi g. 2 und 3 der Zeichnung zeigen eine Variante des dreiphasigen Trennschalters mit doppelter Unterbrechung nach Fig. I. Die bewegbaren Kontaktstücke beider Schalter werden durch den gemeinsamen Durchführungsisolator 5, 5;ι getragen und während der Verdrehung dieses Isolators in Kreisbögen um die Drehachse des Isolators bewegt. Der Antrieb der bewegbaren Kontaktstücke des dreiphasigen Schalters

mechanische Kupplung dieser Kontaktstücke und ihrer Antriebe nicht erforderlich sind. Ferner ist für die Drehbewegung der bewegbaren Kontaktstücke nur wenig zusätzlicher Raum notwendig, so daß bei der metallgekapselten Ausführung des Schalters das Gefäß verhältnismäßig klein gemacht werden kann.

Die bewegbaren Kontaktstücke 13, 14, 15 ^. ..o des Schalters nach Fig. I erstrecken sich parallel zur Drehachse des gemeinsamen Isolators 5. Die bewegbaren Kontaktstücke 13, 22, I5,_r.,. ,j des Schalters nach F i g. 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 Kontaktstücke 13 und 15 _ίΛ,. _lt ist. Dies hat den Vorteil, daß der Durchführungsisolator 5a 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 _r. 21* 21, befinden sich im Raum 8. Ihre Stellung auf dem Bewegungskreis geht aus F ί 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 ll_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 Sammelschienenrohres 24. in dem sich ein dreiphasiges Sammelschienensystem 25_r, 25,. 25, befin-' > det. Die festen Kontaktstücke 26_f, 26,. 26, liegen im Raum 23 versetzt in der Richtung der Drehachse des Durchführungsisolators 5 in einer geraden Linie, und sie sind unmittelbar an den betreffenden Sammelschienen 25_r, 25,. 25, befestigt. Auch die mit den festen

κι Kontaktstücken zusammenarbeitenden bewegbaren Kontaktstücke 27_r. 27,. 27, liegen in einer zur Drehachse parallelen Linie und werden daher in gesonderten, über gleichen Kreisbögen um diese Achse bewegt.

Bemerkt wird, daß die .Sammelschienen auch in anderer Weise im Sammelschienenrohr 24 angeordnet sein können. Die zusammenarbeitenden Kontaktstücke 26 und 27 /r.yi) kommen dann an anderen Stellen /u liegen bzw. werden dann in anderen Bahnen bewegt.

Der Durchfiihri!n^ijs!so!3^|.or 28 lind die von diesem getragenen Koniaktstücke 29_r. 29,. 29, und 30_r. 30,. 30, nach F i g. 6 und 7 können im Trennschalter nach F i g. 2 und 3 angeordnet werden. Dabei erstrecken sich die bewegbaren Kontaktstücke 29, 30, 31 (_r,,,,) in geraden Linien, die sich und die Drehachse des Isolators 28 unter

:ί 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 zusammenar-

jn beitenden festen Kontaktstücke des Schalters. Bei dieser Ausführung des Schalters weisen die gleichnamigen Phasen in den beiden Räumen des Schaltergefäßes eine Verdrehung um die Drehachse des Durchführungsisolators auf.

F i g. 8 der Zeichnung zeigt einen Durchführungsisolator 32 mit bewegbaren Kontaktstücken 13, 22, 15 _lr ,. ,> der ohne Änderung im dreiphasigen Trennschalter mit doppelter Unterbrechung nach Fig. 2 und 3 verwendet werden kann. Eine Verdrehung der Phasen is; dabei nicht vorhanden, wie bei der Ausführung nach F i g. 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 32a 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. Mehrphasiger 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 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 tiurch Drehung des Durchführungsisolators aus einer Lage, in der es die beiden an Ort und 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, dadurch gekennzeichnet, daß sich die bewegbaren Kontaktstücke (13, 14,15 bzw. 29,31,30bzw. 13,27) ^₅. ,,aller Phasen (r, s, t) des Schalters durcn einen gemeinsamen drehbaren Durchführungsisolator (5 bzw. 5a bzw. 28 bzw. 32, 32 ν hindurch erstrecken und an diesem Isolator befestigt sind_r und daß in beiden Räumen (8, 9 bzw. 8, 23) des Schalters die an Ort und Stelle bleibenden Kontaktstücke exzentrisch zur Drehachse des gemeinsamen Durchtuhrungsisolators angeordnete feste Kontaktstücke (11, 16 bzw. 11, 26)_frs.,)sind.

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 (13,71, 15 bzw. 29, 31, 30)f_r.j.,; in kleineren Entfernungen voneinander liegen als die festen Kontaktslücke (11, 16) fr. 11; und die Teile der bewegbaren Kontaktstükke (13,15 bzw. 29,30) _frJ,,; außerhalb des Durchführungsisolators.

3. Mehrphasiger Trennschalter nach Anspruch 1, 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)(,.,.,;aller Phasen (r,s, t)'m 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 KontaktstUcke (26) fr,,,,; und die damit zusammenarbeitenden Kontaktstücke (27) _(r. _t,; der bewegbaren Kontaktstücke (13, 27)(_r.,.,)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)_frl. ο und die damit zusammenarbeitenden bewegbaren Kontaktstücke

(27) fr. %.i) aller Phasen (r, s, t) in zur Drehachse des Durchführungsisolator (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) ,γ, j., j tragenden, hohlen Kugelkappe besitzt.