DE2928694C2 - Hochspannungs-Leistungsschalter - Google Patents

Description

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Die Beschreibung betrifft einen Hochspannungs-Leistungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1,

Bei elektrischen Leistungsschaltern für sehr hohe Betriebsspannungen ist es bekannt, die vor aÜem beim Einschalten langer unbelasteter Leitungen entstehenden Überspannungen durch den Einsatz Von Dämpfungswiderständen zu verringern* Die Dämpfungswiderstände liegen dabei parallel zu den Hauptschaltstrecken. Beim Einschalten werden die Dämpfungswiderstände (Einschalt-Widerstände) kurz vor dem Schließen der Hauptschaltstrecken durch zugeordnete Hilfsschaltstrecken (Trennschalter) zugeschaltet

Durch die Einschaltung über Widerstände wird erreicht, daß die über den Leistungsschalter einzuschaltende !enge Leitung vorübergehend erst über einen entsprechend dimensionierten Widerstand an Spannung gelegt wird bis die Hauptschaltstrecken die endgültige Einschaltung vollzogen haben. Andererseits kann im offenen Zustand des Leistungsschalters durch den Widerstands-Stromkreis kein Strom fließen, da dieser durch die Trennschalter unterbrochen ist Das volle Isoliervermögen des Schalters bleibt dadurch erhalten.

Bei derartigen Hochspannungsschaltern mit Einschalt-Widerständen besteht zunächst die Aufgabe, daß der parallel zur Hauptschaltstrecke liegende Einschalt-Widcrstand etwa 10 ms vor dem Einschalten der Hauptschaltstrecken durch die Hilfsschaltstrecke eingeschaltet wird. Bei einer nachfolgenden Ausschaltung des Schalters muß andererseits sichergestellt sein, daß die Widerstands-Strombahn rechtzeitig vor dem Trennen der Hauptkontakte ausgeschaltet wird. Diese zweite Aufgabe kann grundsätzlich gelöst werden, indem entweder sofort nach der vollzogenen Einschaltung die Hilfsschaltstrecke '«lbständig wieder ausschaltet (unabhängig davon, ob bereits ein Ausschaltkommando für die Hauptschaltstrecke vorliegt) oder indem man die Hilfsschaltstrecke zunächst geschlossen hält und erst im Zuge einer von außen eingeleiteten Ausschaltung des Schalters zeitgerecht ausschaltet

Ein Hochspannungs-Leistungsschalter, bei dem die Hilfsschaltstrecke sofort nach der vollzogenen Einschaltung selbständig wieder ausschaltet, ist aus der DE-AS 2108 915 bekannt. Bei diesem Hochspannungs-Leistungsschalter weist die Hilfsschaltstelle eine in Ausschaltrichtung wirkende Feder auf und wird von einer Kurbel über eine Stange mi* einem Langloch mit einem Kurbelzapfen betätigt, dessen freier Weg stellungsabhängig begrenzt ist Durch diese stellungsabhängig lösbare Verbindung wird erreicht daß nach dem Schließen der Hauptschaltstelle die Hilfsschaltstelle unmittelbar wieder geöffnet wird, weil die Kurbel den Schaltstift nach Überschreiten der Strecklage wieder zurückzieht und am Ende der Schwenkbewegung die Verbindung zwischen dem Antrieb und der Hilfsschaltstelle durch Entriegelung des Langlochs gelöst wird, so daß die Feder den Schaltstift in die Ausschalt-Endlage bringen kann. Die Hauptschaltstelle bleibt unabhängig von diesem Vorgang geschlossen.

Probleme können sich bei diesem Prinzip der Bewegung der Hilfsschaltstrecke bei solchen Schaltvorgängen ergeben, bei denen unmittelbar nach dem Einschalten wieder ausgeschaltet werden muß. In diesem Fall muß nämlich die den Schaltstift zurückbewegende Feder verhältnismäßig stark dimensioniert werden, damit gewährleistet ist, daß die elektrische Festigkeit der Hilfsschaltstrecke stets deutlich größer ist als die der Hauptschaltstrecke, denn der bewegte Kontakt der Hauptschaltstrecke erfährt eine große Beschleunigung. Bei einer derartigen starken Feder muß die Verriegelungseinrichtung den hohen Federkräften entsprechend dimensioniert sein bzw« bereitet die Entriegelung wegen der hohen Federkräfte Schwierigkeiten, wodurch es zu Störungen bei der Ausschaltung des HilfsWiderstandes kommen kann.

Aus der DE-OS 24 59 861 ist auch ein Hochspan-

nungs-Leistungsschaker der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Hilfsschaltstrecke nach dem Einschalten zunächst geschlossen bleibt und erst im Zuge einer von außen eingeleiteten Ausschaltbewegung des Schalters ausschaltet. Bei diesem Sehalter ist am beweglichen Schaltstift der Hauptschaltstrecke ein seitlicher Träger angebracht, in dem eine Stange gegen die Kraft einer Feder axial verschiebbar angeordnet ist. Diese Stange trägt an ihrem vorderen Ende den beweglichen Schaltstift der Hilfsschaltstrecke, der durch ein IsolierzwLchenstück von der Stange elektrisch getrennt ist Ferner ist an der Stange eine Mitnahmeklinke angebracht, die mit einem am Träger angelenkten Klinkenhebel die Verriegelungseinrichtung bildet. Bei dieser Gestaltung des beweglichen Hilfskontakt-Schaltstiftes trifft in nachteiliger Weise beim Einschaltvorgang eine relativ große Masse auf den feststehenden Gegenkontakt, die beim Ausschalten von der Feder wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt werden muß. Wegen der großen Masse besteht einerseits ohne Gegenmaßnahmen die Gefahr einer Beschädigung der Kontakte, anderseits muß die Feder - und damit die Verriegelung — relativ stark dimensioniert sein, um schnellstmöglich nach dem Ausschaltvoigang den Schaltstift wieder in die Ausgangsstellung zu bringen.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Hochspannungs-Leistungsschalter der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die auf den Gegenkontakt auftreffende gefederte Masse des Hilfskontakt-Schaltstiftes möglichst klein ist und daß starke Federn und entsprechend dimensionierte Entriegelungsmechanismen auf konstruktiv und betriebstechnisch einfache Weise vermieden v/erden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Hochspannungs-Leistungsschalter mit Hilfsschaltstrecke. wobei nur eine Hälfte dargestellt ist; F i g. 2 eine Hilfsschaltstrecke und

F i g. 2a eme Ver- und Entriegelungseinrichtung.

Ein Schaltstift 24 der Hilfsschaltstrecke 20 weist zumindest zwei gegen die Kraft einer Feder 25 teleskopartig ineinander verschiebbare Teile 24a. 246 A^ auf: diese Schaltstiftteile 24a. 246 sind in vorteilhafter Weise rohrförmig ausgebildet. Ein Anschlag 26 ist am Gegenkontakt 32 vorgesehen, um unmittelbar nach der Kontaktberührung der Hilfsschaltstrecke 20 den Hub des Schaltstiftteiles 24b zu begrenzen. Dieser Anschlag 26 für den Schaltstifttei! 246 weist zur Absorbierung der Bewegungsenergie des Schaltstiftteiles 246 einen Puffer 28 auf. Der Puffer 28 besteht zweckmäßig aus einem elastischen Kunststoff, insbesondere Polyurethan (Fig. I. 2). Bei einer Ausgestaltung wird der Puffer vom Gegenkontakt 3? gebildet, der zur Pufferung als federnder Druckkontakt ausgebildet ist Der Cjeger.ktmtakt 32 »eist /u diesem /weck einen ( uhrungszylinder mit einem scheibenförmigen feil H auf (Fig. 2). an dessen Außenwand 14 tin (ilcitkonv-lit den Strom w> übertrag ·jnii der heim Hnschdlten one leder Ji VCrit-hltbU wobei zvwsi hen dem ν heibcnformi^i " feil 33 und der benachbarten feststehenden Fläche die Pufferung erfolgt.

Zwischen den Schaltstiftteilen 24a, 246 ist eine Verriegelungseinrichtung 50, 60 vorgesehen, die in der Einschallstellung die zusammengeschobenen Schaltstiftteile miteinander verriegelt.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Verriegelungseinrichtung 60, weist diese zumindest einen radial vorgespannten Nocken 62 auf, der mit dem dem Gegenkontakt 32 zugekehrten Schaltstückteil 246 fest verbunden ist und der mit zumindest einer am Schaltstückteil 24a vorgesehenen Raste 64 zusammenwirkt. Zur radialen Vorspannung des Nockens 62 weist der Schaltstiftteil 246 im Verriegelungsbereich Längsschlitze 66 (nur in F i g. 2a dargestellt) auf, die eine elastische Verformung des Schaltstiftteiles 246 im Verriegelungsbereich ermöglichen.

Bei einer anderen Verriegelungseinrichtung 60a (F i g. 2a) weist diese mehrere Hebel 52 auf, die mit dem dem Antriebshebel zugeordneten Schaltstihteil 24a verbunden sind und die in der Verriegelungsposition in zumindest eine am Schaltstückteil 246 vorgesehene Raste 55 eingreifen.

Eine Entriegelungseinrichtung 80 ist dazu vorgesehen, um am Ende der Aussclialtbewegung die Verriegelung wieder aufzuheben. Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Entriegelungseinrichtung 80 weist einen konischen Anschlag 82 auf, der r*\. im verriegelten Zustand hinter der Raste 24 liegenden Nocken 62 in radialer Richtung nach innen bewegt und dadurch die Verriegelung aufhebt

Bei der in F i g. 2a dargestellten Entriegelungseinrichtung 81a ist wiederum ein konischer Anschlag 82a vorgesehen, der über eine entsprechende, am Hebel 52 ausgebildete Gegenfläche den Verriegelungshebel 52 nach außen verschwenkt, so daß dieser die Raste 55 freigibt.

Im folgenden ist die grundsätzliche Arbeitsweise des Hochspannungs-Leistungsschalter beschrieben. In der Ausschaltstellung sind die Hauptschaltstrecke 10 und die Hilfsschaltstrecke 20 geöffnet. Zum Einschalten wird über die Isolierstoffstange 6 und das Hebelsysiem 40 der Schaltstift 12 der Hauptschaltstrecke und der Schaltstift 24 der Hilfsschaltstrecke betätigt. Unmittelbar nach der Kontaktberührung der Hilfsschaltstrecke 20 schlägt deren Schaltstift 24 auf den den Schalf-tifthub begrenzenden Anschlag 26, wodurch die beiden Schaltstiftteile 24a. 246 vom sich weiterbewegenden Ar triebsteil zusammengeschoben werden und wobei gleichzeitig die Feder 25 gespannt wird.

Wenn auch die Hauptschaltstrecke die Einschaltung vo'lzogen hat und das gesamte Antriebssystem zur Ruhe gekommen ist. wird die Verriegelungseinrichtung 60 betätigt, wodurch die beiden Schaltstiftteile 24a. 24fr in der zusammengeschobenen Position miteinander verriegelt werden. In diesem Zustand verharrt die Hilfsschaltstrecke 20 solange der Schalter eingeschaltet bleibt.

Bei einer Ausschaltung des Schalters bewegt das Hebeisvsicm 40 den — in seiner wirksamen Länge verkürzten - .Schaltstift 24 der Hilfsschaltstrecke 20 gleichzeitig mit der Bewegung der Kontakte 12 der Haiintschalistrecki in die Ausschaltstellung. Hierbei tritt die Kontakttrennung der Hilfsschaltstrecke 24 fniher auf als in der llauptschaltstrccke. wodurch die Siromhahn de Widerstandes zeitgerecht aufgetrennt

V: I :.',!■ ''T Aiisschallhewegiinp werden die verriegelten Schaltstiftteile 24a, 246 mit Hilfe der Entriegelungseinrichtung 80 entriegelt ur.d die Feder 25 entspannt sich, wodurch die SchallstifUeile 24a, 246 wieder auseinanderbewegt werden. Danach ist der Schalter für eine Einschaltung vorbereitet.

Hierzu 2 Blau Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   !.Hochspannungs-Leistungsschalter
   mit zumindest einer Hauptschaltstrecke;
   mit zumindest einem Einschaltwiderstand, der parallel zu den Strompfaden der Hauptschaltstrecke angeordnet ist;

   mit zumindest einer Hilfsschaltstrecke, die zum Schalten des Einschaltwiderstandes mit diesem in Reihe liegt; mit einem gemeinsamen Antrieb für die Haupt- und Hilfsschaltstrecke, wobei ein Antriebsteil der Hilfsschaltstrecke mit dem Antrieb der Hauptschaltstrekke verbunden ist, derart, daß beim Einschalten die Hilfsschaltstrecke vor der Hauptschaltstrecke schließt und daß die Hilfsschaltstrecke vor dem öffnen der Hauptschaltstrecke geöffnet wird und wobei die Hilfsschaltstrecke einen Schaltstift aufweist, der gegen das Antriebsteil verschiebbar ist;
   ferner mii einer Verriegelungseinrichtung, die in der EinschaltsteUung das Antriebsteil mit dem Schaltstiftteil verriegelt;

   und mit einer Entriegelungseinrichtung, die am Ende der Ausschaltbewegung die Verriegelung wieder aufhebt, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Teil des Schaltstifts (24) der Hilfsschaltstrecke zumindest zwei gegen die Kraft einer Feder (25) teleskopartig verschiebbare Rohre (24a, 24b) aufweist und daß die Verriegelungseinrichtung (60) zwischen den Röhren (24a, 24b) angeordnet ist.

   ?. Hochspannungs-Leistungsschalter nach einem der vorhergehender. Anspidche, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Verriegelungseinrichtung (60a) zumindest einen Hebel (52) aufweist, der an dem dem Antriebshebel zugeordneten Rohr {24a) angebracht und mit diesem über Drehzapfen verbunden ist und der in der Verriegelungsposition in zumindest eine Raste (55) eingreift, und daß die Entriegelungseinrichtung (80a) zumindest einen konischen Anschlag bzw. eine konische Auflauffläche aufweist, der (bzw. die) den Verriegelungshebel (52) in Entriegelungsstellung schwenkt.

   3. Hochspannungs-Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (60) zumindest einen radial vorgespannten Nocken (62) an dem dem Gegenkontakt (32) zugekehrten Rohr (24b)aufweist, der mit zumindest einer Raste (64) zusammenwirft

   4. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur radialen Vorspannung des Nockens (62) der Schaltstift-Teil (24b) im Verriegelungsbereich Längsschlitze (66) aufweist, die eine elastische Verformung ermöglichen.