DE3102654A1 - High-voltage switch with a switchable parallel resistor - Google Patents
High-voltage switch with a switchable parallel resistorInfo
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Abstract
Description
Prof. Dr. techn. habil. Ernst SLAMECKA Alt-Pichelsdorf 13 D-1000 Berlin 20Prof. Dr. techn. habil. Ernst SLAMECKA Alt-Pichelsdorf 13 D-1000 Berlin 20
Ho dispannungsschalter mit schaltbarem ParallelwiderstandHo dispensing switch with switchable parallel resistor
Gegenstand und Anwendungsgebiet der ErfindungSubject matter and field of application of the invention
Die Erfindung betrifft einen ein- oder mehrpoligen Hoch- oder Höchstspannungsschalter mit einer oder mehreren Hauptschalteinheiten pro Pol. Jeweils einer Hauptsehalteinheit ist eine Anordnung aus elektrischen Widerständen mit der zugehörigen Schalteinrichtung parallelgeschaltet.The invention relates to a single or multi-pole high or extra high voltage switch with one or more Main switching units per pole. In each case a main holding unit is an arrangement of electrical Resistors connected in parallel with the associated switching device.
Hauptschalteinheit und Widerstandsschalteinrichtung werden direkt oder über Zwischengetriebe von einem gemeinsamen Hauptantrieb angetrieben.The main switching unit and resistance switching device are operated by one directly or via an intermediate gear common main drive driven.
Die Widerstandssehalteinrichtung wird entweder bei der Einschaltung von Betriebsmitteln - z. B. eine lange unbelastete Freileitung - oder bei der Ausschaltung - z.B. eine Kompensationsdrosselspule eingesetzt? sie kann aber auch so beschaffen sein, daß sie sich an ein und demselben Schalter sowohl für Ein- als auch für Ausschaltungen verwenden läßt.The resistance holding device is either at the activation of equipment - e.g. B. a long unloaded overhead line - or when switching off - E.g. a compensation reactor used? but it can also be made that it can be used on one and the same switch for both on and off switching.
In allen diesen Fällen begrenzt ein koordiniertes Schalten eines Parallelwiderstandes zur Hauptschalteinheit die Höhe der durch den Schaltvorgang entstehenden Überspannungen,In all of these cases, a coordinated switching of a parallel resistor to the main switching unit is limited the level of overvoltages caused by the switching process,
In anderen Fällen ermöglicht ein verhältnismäßig niedrigohmiger schaltbarer Widerstand parallel zur Hauptschalteinheit die Erhöhung des Kurzschlußausschal tvermögens des Leistungsschalters„ Dabei kann insbesondere in Höchstspannungsnetzen die Aufgabe dieses Schaltwiderstandes noch darin bestehen das Überschwingen der Einsehwingspannung zu begrenzen.In other cases, a relatively low-value switchable resistor enables parallel to the Main switching unit increases the short-circuit breaking capacity of the circuit breaker In particular in extra high voltage networks the task of this switching resistor still consists in that To limit overshoot of the single swing voltage.
Stand der TechnikState of the art
Das Hauptproblem liegt darin, für die mit der Hauptschalteinheit koordinierte Anordnung undThe main problem is for those with the Main switching unit coordinated arrangement and
Betätigung schaltbarer Widerstände die optimale Lösung zu finden.Actuation of switchable resistors to find the optimal solution.
Konstruktionen, mit denen sich eine gegenüber der Stromunterbrechung in der Hauptschalteinheit verzögerte .Ausschaltung eines Parallelwiderstandes erreichen läßt, sind an sich bereits bekannt. Ein Ausführungsbeispiel wird in DE-OS 27 41 651 beschrieben. Es handelt sich ausschließlich um einen Ausschaltwiderstand. Constructions that delayed a power interruption in the main switching unit . Disconnection of a parallel resistor can be achieved are already known per se. An embodiment is described in DE-OS 27 41 651. It is exclusively a switch-off resistor.
Auch reine Einschaltwiderstände werden seit geraumer Zeit zur Begrenzung von Einschaltüberspannungen eingesetzt. Pure switch-on resistors have also been used for some time to limit switch-on overvoltages.
Eine mögliche Ausführungsform wird in DE-AS 21 08 915 angegeben. In dieser Druckschrift findet man desweiteren Hinweise auf frühere Anordnungen von Schaltwiderständen an Leistungsschaltern.One possible embodiment is described in DE-AS 21 08 915 specified. This publication also contains references to earlier arrangements of switching resistors on circuit breakers.
Bei den genannten Ausführungsmöglichkeiten wird jedoch für den beabsichtigten Zweck ein verhältnismäßig vielteiliges System von möglicherweise diffizilen Bauelementen wie Klinken und Anschlagscheiben benötigt. Darüber hinaus stellt jedes dieser beiden Systeme von Widerstandsschalteinrichtungen eine in sich begrenzte konstruktive Besonderheit dar. Daher ist eine Erweiterung entweder des einen oder des anderen Systems so, daß bei Bedarf nach dem gleichen Konstruktionsprinzip eingeschaltet und auch ausgeschaltet werden kann, nicht möglich.In the case of the specified design options, however, a relatively multi-part design is required for the intended purpose System of possibly difficult components such as pawls and stop washers required. In addition, each of these two systems of resistance switching devices is inherently limited constructive peculiarity. Therefore, an extension of either one or the other system is so, that, if necessary, it can be switched on and off according to the same construction principle, not possible.
Eine Widerstandsanordnung sowohl für das Einschalten als auch für das Ausschalten von Betriebsmitteln unter Wahrung eines niedrigen Überspannungsniveaus wird in DE-OS 28 27 482 mitgeteilt.A resistor arrangement for both switching on and switching off equipment below Maintaining a low overvoltage level is communicated in DE-OS 28 27 482.
Diese Mitteilung enthält jedoch keinerlei Informationen über die konstruktive Ausführung. Ebensowenig werden Angaben gemacht zu einer Verwendung der TeilwiderständeHowever, this notification does not contain any information about the design. Nor will it be Information given on the use of the partial resistances
Γ,Γ,
-9- 31 0265Α-9- 31 0265Α
nur für das in vielen Fällen der "betrieblichen Praxis ausreichende zweistufige Einschalten von z. B. unbelasteten Freileitungen.only for that in many cases of "operational practice." sufficient two-stage activation of z. B. unloaded overhead lines.
Dieses einfachere Verfahren ist deshalb von Bedeutung, weil damit erhebliche konstruktive Vereinfachungen möglich werden.This simpler method is important because it means considerable structural simplifications become possible.
Dazu wird im CIG-RE-Bericht 13—14 / 1970, Tabelle 4, eine vorteihafte Schaltanordnung von Teilwiderständen gezeigt. Aber auch hier fehlen Angaben über die konstruktive Realisierung.For this purpose, the CIG-RE report 13-14 / 1970, Table 4, an advantageous circuit arrangement of partial resistors is shown. But here too there is no information about the constructive realization.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, hauptsächlich bei Höehstspannungs-Leistungsschaltern - das sind Leistungsschalter mit Nenn-Spannungen höher als 300 kV - an der Widerstandsschalteinrichtung gegenüber dem Stand der Technik einen Portschritt zu erzielen, der insbesondere durch folgende Punkte charakterisiert ist:The object of the invention is mainly in the case of high-voltage circuit breakers - that is, circuit breakers with nominal voltages higher than 300 kV - at the resistance switching device compared to the state of the Technique to achieve a port step, which is characterized in particular by the following points:
1. Vereinfachung des Antriebssystems.1. Simplification of the drive system.
2. Verminderung der Anzahl der Konstruktionsteile, z. B. keine Klinken.2. Reducing the number of structural parts, e.g. B. no latches.
3» Betätigung der Widerstandsschalteinrichtung durch ein Antriebssystem,, das es ermöglicht nach demselben Prinzip einen Schaltwiderstand3 »Actuation of the resistance switching device by a drive system that enables a switching resistor according to the same principle
3.1 Tor dem Schließen der Schaltstücke der Hauptschalteinheit ein- oder zweistufig kurzzeitig einzuschalten und gegebenenfalls3.1 Gate closing the contact pieces of the Switch on the main switching unit briefly in one or two stages and, if necessary
3.2 längere Zeit eingeschaltet zu belassen, um ihn dann gegenüber dem Öffnen der Schaltstücke der Hauptschalteinheit etwa gleichzeitig oder verzögert auszuschalten.3.2 to leave switched on for a longer period of time in order to then open the contact pieces switch off the main switching unit approximately at the same time or with a delay.
4. Erhöhung von Schaltsicherheit und Zuverlässigkeit. 5o Fertigungs- und montagefreundliche Konstruktion.4. Increase in switching reliability and reliability. 5 o Construction that is easy to manufacture and assemble.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die vorstehend umrissene technische Aufgabe der Erfindung wird durch die anschließend "beschriebene und im Anspruch 1 sowie in den nachfolgenden Ansprüchen zusammengefaßte konstruktive Gestaltung gelöst:The technical object of the invention outlined above is achieved by that described below and solved the structural design summarized in claim 1 and in the following claims:
Ein Schaltstück wird zum Einschalten eines Widerstandes von einer mit dem Hauptantrieb des Leistungsschalters in kraftschlüssiger Verbindung stehenden z. B. scheibenförmig ausgebildeten Schaltkurve angetrieben. Pur das Ausschalten erhält es den Antrieb von einem Kraftspeicher, der im Ablauf der Einschaltung aufgeladen worden· ist.A contact piece is used to switch on a resistor from one to the main drive of the circuit breaker frictionally connected z. B. disk-shaped switching cam driven. Purely when it is switched off, it receives the drive from an energy store, which is charged in the process of switching on has been.
Während eines Einschaltvorganges ändert sich der achsiale Abstand der Antriebsfläche .der Schaltkurve derart, daß sie über Rolle und Stössel kurz vor, im oder nach dem Zeitpunkt des Schließens der Schaltstücke der Hauptschalteinheit das bewegbare Schaltstück der Widerstandssehalteinrichtung mit dem feststehenden in Kontakt bringt.During a switch-on process, the axial distance between the drive surface .the switching curve changes in such a way that they via roller and plunger shortly before, during or after the time of the closing of the contact pieces of the main switching unit the movable contact piece of the resistance holding device brings in contact with the fixed.
Der Kontakt bleibt dann entsprechend dem Ruhebereich der Schaltkurve geschlossen und verriegelt und wird erst im Ablauf einer Ausschaltung der Hauptschalteinheit kurz vor, im oder kurz nach dem Zeitpunkt der Öffnung ihrer Schaltstücke gelöst.The contact then remains closed and locked according to the rest area of the switching curve and is only activated in Sequence of switching off the main switching unit shortly before, during or shortly after the time of the opening of its contact pieces solved.
Pur die Unterbrechung des durch den Widerstand fließenden Stromes sind entsprechende Mittel vorgesehen.Purely the interruption of the flowing through the resistance Appropriate means are provided for the current.
Ist dagegen nur eine kurzzeitige Einschaltung des Widerstandes erforderlich, so ändert sich der achsiale Abstand der Antriebsfläche der Kurvenscheibe folgendermaßen:On the other hand, it is only a brief activation of the resistor required, the axial distance of the drive surface of the cam changes as follows:
Über Rolle und Stössel erhält bereits kurz vor dem Schließen der Schaltstücke der Hauptschalteinheit das bewegbare Schaltstück der Widerstandsschalteinrichtung Kontakt mit dem feststehenden Schaltstück. Dieser Kontakt wird im oder kurz nach dem Zeitpunkt des Schließens der —Shortly before the switching pieces of the main switching unit are closed, the movable ones receive the roller and plunger Contact piece of the resistance switching device Contact with the stationary contact piece. This contact will at or shortly after the time the -
Schaltstücke der Hauptschalteinheit wieder aufgehoben. Darauffolgend "bleibt die Widerstandsschalteinrichtung "bis zur nächsten Einschaltung des Leistungsschalters geöffnet.Contact pieces of the main switching unit canceled again. Subsequently, the resistance switching device remains "open until the circuit breaker is switched on again.
In einer sehr vorteilhaften Ausführungsart berühren sich zur kurzzeitigen Einschaltung des Widerstandes die Schaltstücke der Widerstandsschalteinrichtung nicht. Der restliche Schaltstückabstand wird vielmehr durch einen lichtbogen überbrückt.In a very advantageous embodiment, the resistors touch each other for brief switching on the contact pieces of the resistance switching device are not. Rather, the remaining contact distance is bridged by an arc.
Fertigt man in diesem Fall die Schaltstücke aus Graphit und gibt ihnen eventuell eine solche Form, daß insbesondere die Lichtbogenfußpunkte rotieren, dann bleibt der Schaltstückabbrand vernachläßigbar klein. Im ausgeschalteten Zustand besitzt die Sehaltstrecke wieder die unbeeinflußte dielektrische Festigkeit.In this case, the contact pieces are made from graphite and possibly gives them such a shape that especially the arc roots rotate, then remains the contact piece erosion is negligibly small. In the switched-off state, the stop line is restored the unaffected dielectric strength.
Damit das bewegbare Schaltstück der Widerstandsschalteinrichtung bei einer Ausschaltung des Leistungsschalters von der Kurvenscheibe nicht aus der Ruhelage gebracht werden kann und eine unerwünschte Einschaltung des Widerstandes unterbleibt, ist der Stößel einseitig schwenkbar und durch eine Feder in seine Ausgangsposition zurückführbar ausgebildet.So that the movable contact piece of the resistance switching device when the circuit breaker is switched off cannot be brought out of the rest position by the cam and an undesired activation If there is no resistance, the plunger can be pivoted on one side and is in its starting position by a spring designed to be traceable.
Die erfindungsgemäße Widerstandsschalteinrichtung bietet auch für die zweistufige Einschaltung von unbelasteten Freileitungen erhebliche Vorteile an: In diesem Fall werden zwei Teilwiderstände mit unterschiedlichen Widerstandswerten von zwei aufeinander abgestimmten Schaltkurven zeitlich nacheinander geschaltet. Zuerst wird ein größerer Widerstandswert eingeschaltet. Kurz darauf wird er durch Parallelschalten mit einem zweiten Widerstand auf einen kleineren Wert reduziert«, Nach einer bestimmten Einschaltdauer werden beide Widerstände von den schließenden Schaltstücken der Hauptsclialteinheit überbrückt. £■;The resistance switching device according to the invention also provides for the two-stage switching of unloaded overhead lines have considerable advantages: In this case, two partial resistances with different Resistance values of two coordinated switching curves one after the other switched. First a larger resistor value is switched on. Shortly afterwards it is switched in parallel reduced to a smaller value with a second resistor «, after a certain switch-on time both resistors are bridged by the closing contacts of the main circuit unit. £ ■;
Etwa gleichzeitig oder kurz darauf führt eine während des Einschaltens gespannte Feder die bewegbaren Widerstandsschaltstücke in die Ausgangsposition zurück. Zufolge der besonderen Konstruktion des Antriebsstößels (einseitig schwenkbar) verbleiben die bewegbaren Widerstandsschaltstücke solange in der Ruhelage bis der Leistungsschalter wieder einschaltet.At about the same time or shortly afterwards, a spring tensioned during switching on guides the movable resistance contact pieces back to the starting position. As a result of the special design of the drive tappet (can be swiveled on one side) the movable resistance contact pieces remain in the rest position until the Circuit breaker switches on again.
Die zweistufige Widerstandsschalteinrichtung läßt sich durch entsprechende Ausbildung einer der beiden aufeinander abgestimmten Schaltkurven (mit Ruhebefeich ihrer Antriebsfläche) auch für die Begrenzung der Schaltüberspannungen beim Ausschalten von Betriebsmitteln heranziehen.The two-stage resistance switching device can by appropriately designing one of the two coordinated switching curves (with their Drive area) also for limiting switching overvoltages when switching off equipment draw in.
In dieser Variante bleibt nach der zweistufigen Widerstandsbeeinflußung der Einschaltüberspannungen der höherohmige Widerstand eingeschaltet. Er wird erst im Zuge einer Ausschaltung des Leistungsschalters kurz vor, im oder kurz nach dem Zeitpunkt der Öffnung der Schaltstücke der Hauptschalteinheit ausgeschaltet. Dabei fließt noch ein Strom durch den Widerstand. Um diesen Reststrom zu unterbrechen, sind einfache Vorkehrungen getroffen für Erzeugung und Führung einer wirkungsvollen Lichtbogen-Löschgasströmung, z. B. nach dem Saugkolben- Prinzip.In this variant, the higher-ohmic resistor remains switched on after the two-stage resistance influence of the switch-on overvoltages. It is only switched off when the circuit breaker is switched off shortly before, during or shortly after the time at which the contact pieces of the main switching unit are opened. A current still flows through the resistor. In order to interrupt this residual flow, simple precautions are taken for generating and guiding an effective arc extinguishing gas flow, e.g. B. according to the suction piston principle.
Eine bemerkenswert vorteilhafte Lösung ergibt sich, wenn die zweistufige Widerstandseinschaltung so erfolgt, daß zunächst die beiden Teilwiderstände in Reihe liegen und unmittelbar darauf der Teilwiderstand auf der Antriebsseite tiberbrückt wird.A remarkably advantageous solution is obtained if the two-stage resistor switch-on is carried out in such a way that that first the two partial resistances are in series and immediately thereafter the partial resistance is bridged on the drive side.
Von Vorteil ist auch, daß die Schaltstücke für das Schalten der Teilwiderstände über Schaltkurven betätigt werden, die auf einer gemeinsamen Welle befestigt sind.It is also advantageous that the contact pieces for switching the partial resistances are actuated via switching cams that are mounted on a common shaft.
ort** O 'J ή O rftl ^T ^n c*i>fi & 3 jTort ** O 'J ή O rftl ^ T ^ n c * i> fi & 3 jT
In diesem Zusammenhang ist auch auf den kleinen Raum hinzuweisen, den die erfindungsgemäße Widerstandsschal t einrichtung einnimmt. In this context, it also applies to the small space point out that the inventive resistance switch t device occupies.
Daher läßt sie sich auch in der zweistufigen Ausführungsart insbesondere mit in Reihe liegenden Teilwiderständen und Teilwiderstandsüberbrückung in einer einzigen mit Isolier- und Lichtbogenlöschgas gefüllten Kapselung aus elektrisch isolierendem oder leitendem 'Werkstoff anordnen.Therefore, it can also be used in the two-stage version in particular with partial resistances in series and partial resistance bridging in one single enclosure filled with insulating and arc extinguishing gas made of electrically insulating or conductive 'Arrange the material.
AusführungsbeispieleEmbodiments
Dem weiteren konkreten Verständnis der Erfindung dienen drei Ausführungsbeispiele. Eine Einschränkung der Erfindungsgedanken in ihrer allgemeinen Anwendbarkeit ist damit nicht verbunden. Dies gilt auch für gegenständliche Hinweise im Text der Patentansprüche.Three exemplary embodiments serve for a further concrete understanding of the invention. A limitation of the inventive concept in their general applicability is not connected with it. This also applies to specific information in the text of the claims.
In der gewählten Darstellung können zur Betonung des Wesentlichen Konstruktionselemente und/oder Gruppen vereinfacht worden sein und zeichnerische Proportionen von den technisch/physikalisch bedingten abweichen. Dadurch wird jedoch das ordentliche Funktionieren der Widerstandsschalteinrichtung nicht beeinträchtigt, vorausgesetzt daß bei der Entwicklung die gegebene Lehre und die geläufigen Regeln der Technik beachtet worden sind.In the selected representation, structural elements and / or groups can be simplified to emphasize the essentials and the proportions in the drawing deviate from the technically / physically conditioned ones. Through this however, the proper functioning of the resistance switching device not impaired, provided that the given teaching and the familiar ones are used during development Rules of technology have been observed.
Fig. 1 zeigt Längsschnitte durch das Kontakt- und Lichtbogen-Löschsystem der Hauptschalteinheit sowie durch die parallel dazu angeordnete Widerstandssehalteinrichtung. Die zugehörige Schaltkurve ist so geformt, daß ihr Aktionsbereich relativ zur schaltenden Hauptschalteinheit von einer voreilenden Widerstandseinschaltung bis zu einer nacheilenden Widerstandsausschaltung reicht.Fig. 1 shows longitudinal sections through the contact and arc extinguishing system of the main switching unit as well as by the resistance holding device arranged parallel to it. The associated Switching curve is shaped so that its range of action is relative to the switching main switching unit from a leading resistor switch-on to a lagging resistor switch-off enough.
Fig. 2 enthält im Prinzip dieselben Schnitte w,ie??fig.In principle, FIG. 2 contains the same sections w, ie fig.
Die Schaltkurve ist jedoch hier so ausgebildet, daß "bezüglich der einschaltenden Hauptsehalteinheit eine voreilende Einschaltung des Schaltwiderstandes erfolgt und der Widerstand nur kurzzeitig eingeschaltet bleibt.However, the switching curve is designed here in such a way that that "with respect to the switching-on main switching unit, a leading switching-on of the switching resistor takes place and the resistor only remains switched on for a short time.
Fig. 3 veranschaulicht prinzipiell eine Anordnung von schaltbaren Widerständen und Schaltantrieben für zweistufiges Ein- und einstufiges Ausschalten.3 illustrates in principle an arrangement of switchable resistors and switching drives for two-stage switch-on and one-stage switch-off.
Zu Fig. 1To Fig. 1
Im oberen Bereich dieser Fig. sieht man einen Längsschnitt durch das Kontakt- und Lichtbogenlöschsystem einer Hauptschalteinheit (i) eines Höchstspannungs-Leistungsschalters nach dem Autokompressionsprinzip. Der Schalter befindet sich im ausgeschalteten Zustand.In the upper area of this figure you can see a longitudinal section through the contact and arc extinguishing system a main switching unit (i) of an extra-high voltage circuit breaker according to the autocompression principle. The switch is in the off state.
Die Lichtbogen-Löschdüsen mit den daran anschließenden und auch als feststehende Schaltstücke dienenden Löschgas-Abströmrohren sind mit (2) und (3) bezeichnet. Eine Bewegbare Kontaktbrücke hat die Bezeichnung (4); sie ist mit der Schubstange (5) gelenkig verbunden. Angetrieben wird diese Schubstange von dem in der feststehenden Lagerstelle (6) drehbar gelagerten Hebel (7). Die Antriebskraft geht von einem nicht dargestellten Hauptantrieb des Leistungsschalters aus. Ebenfalls nicht dargestellt, weil zum Verstehen des Funktionierens der Widerstandsschalteinrichtung nicht benötigt, ist die Löschgas-Kompressions einrichtung der Hauptsehalteinheit. Symmetrisch rechts von der Mittellinie (8) ist eine zweite von demselben Hauptantrieb bewegte Hauptschalteinheit angeordnet; von ihr erscheinen der Vollständigkeit halber nur Lagerstelle (6), Schubstange (5) und Hebel (7).The arc extinguishing nozzles with the connected ones and extinguishing gas discharge pipes which are also used as stationary contact pieces are designated by (2) and (3). One Movable contact bridge has the designation (4); it is articulated to the push rod (5). Driven this push rod is driven by the lever (7) rotatably mounted in the fixed bearing point (6). The driving force is based on a main drive, not shown, of the circuit breaker. Also not shown, because to understand the functioning of the resistance switching device is not required, the extinguishing gas compression setting up the main holding unit. Symmetrically to the right of the center line (8) is a second main switching unit moved by the same main drive; For the sake of completeness, only bearing point (6), push rod (5) and lever (7) appear from it.
Unterhalb der Hauptschalteinheit (1) und ihr räumlich und elektrisch parallelgeschaltet befindet sich dieBelow the main switching unit (1) and you spatially and electrically connected in parallel is the
Widerstandsschalteinrichtung (9). Der zu schaltende Widerstand (1O) besteht aus zwei Teilwiderständen (1Oa) und (1Ob). Sie sind zu beiden Seiten der Schalt- und Isolierstrecke angeordnet. Diese Strecke (11) ist von den Elektroden- und Kontaktkörpern (12), (13) begrenzt; sie schließen sich an die End- und Spannelemente (14), (15) an. Durch in der Zeichnung nicht erkennbare Preßplatten verspannt das Isolierstoffrohr (16) die Endelemente mit je einem Grundkörper. Von diesen ist der auf der Antriebsseite befindliche und als Gehäuse (17) ausgebildete dargestellt.Resistance switching device (9). The resistor to be switched (1O) consists of two partial resistors (1Oa) and (10b). They are on either side of the switching and Isolation distance arranged. This distance (11) is limited by the electrode and contact bodies (12), (13); she adjoin the end and tensioning elements (14), (15). By pressing plates not recognizable in the drawing the insulating tube (16) braces the end elements each with a base body. Of these, the one on the Drive side located and designed as a housing (17) shown.
Das Gehäuse nimmt den Kolben und Führungskörper (18) sowie die Feder (24) auf. Auf der Schaltstückseite ist mit dem Kolben das Rohr (19) verbunden, und auf der Antriebsseite der Stößel (20) mit der Laufrolle (21).The housing takes the piston and guide body (18) and the spring (24). On the switching piece side, the tube (19) is connected to the piston, and on the Drive side of the plunger (20) with the roller (21).
Das Rohr (19) trägt an seiner dem Kolben (18) abgewandten Seite das bewegbare Schaltstück (22). Dieses Schaltstück besitzt eine mit dem Rohr (19) korrespondierende Bohrung und ist an seiner Stirnseite als Lichtbogen- Löschdüse (23) ausgebildet.The tube (19) carries the movable contact piece (22) on its side facing away from the piston (18). This Switching piece has a hole corresponding to the tube (19) and is on its end face as Arc extinguishing nozzle (23) formed.
Hauptschalteinheit (1) und Widerstandsschalteinrichtung (9) sind in eine isolierende oder metallische mit einem Isolier- und Lichtbogenlöschgas wie z«, B. SFg gefüllte Kapselung eingebaut» Kapselung und Tragkonstruktion für beide Schaltvorrichtungen werden jedoch für das Verständnis der Erfindung nicht benötigt und sind daher in der Darstellung weggelassen worden.Main switching unit (1) and resistance switching device (9) are in an insulating or metallic with an insulating and arc extinguishing gas such as «, B. SFg-filled encapsulation installed » Encapsulation and support structure for both switching devices are, however, for the understanding of the invention not required and have therefore been omitted from the illustration.
WirkungsweiseMode of action
Bei einer Einsehaltoperation des Leistungsschalters versetzt der nicht dargestellte Hauptantrieb den Hebel (7) links von der Mittellinie (8) in eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn. Daraufhin schiebt -die mit ihm gelenkigWhen the circuit breaker is switched on, the main drive, not shown, causes the lever (7) to rotate counterclockwise to the left of the center line (8). Thereupon pushes - which is articulated with him
verbundene Schubstange (5) die Kontaktbrücke (4) in die Richtung zum feststehenden Dauerstromschaltstück (2). Über ein nicht dargestelltes Kraftübertragungselement ist die Schaltkurve (25) mit dem Hauptantrieb verbunden. Das Übersetzungsverhältnis beträgt hier eins; es kann zur Optimierung der Konstruktion auch größer oder kleiner eingestellt werden.connected push rod (5) the contact bridge (4) in the direction of the fixed continuous current switch (2). The switching cam (25) is connected to the main drive via a power transmission element (not shown). The gear ratio here is one; it can also be larger or larger to optimize the design can be set smaller.
Mit der Linksdrehung der Schaltkurve wird über Laufrolle und Stößel das Schaltstück (22) in die Einsehaltrichtung gedrückt. Die Einschaltbewegung setzt allerdings, durch die Form der Schaltkurve bedingt, verzögert ein. Im weiteren Ablauf der Einschaltung schließt zuerst die Strombahn der Hauptschalteinheit und danach wird der Widerstand zugeschaltet. Im Bedarfsfall läßt sich die Schaltkurve auch so formen, daß die Lastseite des Netzes zuerst über den Schaltwiderstand mit der speisenden Seite verbunden wird und erst kurz darauf die Kontaktbrücke die feststehenden Schaltstücke der Hauptschalteinheit überbrückt. Dabei wird der Schaltwiderstand kurzgeschlossen.When the switching cam is turned to the left, the contact piece (22) is moved into the viewing direction via the roller and plunger pressed. However, due to the shape of the switching curve, the switch-on movement begins with a delay. In the further course of the switch-on, the current path of the main switching unit closes first and then the Resistance switched on. If necessary, the switching curve can also be shaped so that the load side of the network is first connected to the feeding side via the switching resistor and only shortly afterwards the contact bridge the fixed contact pieces of the main switching unit are bridged. The switching resistance becomes shorted.
Nach dem Abschluß der Einschaltoperation verbleibt das bewegbare Widerstandsschaltstück (22) im eingeschalteten und bis zur nächsten Ausschaltung durch Stößel und Ruhebereich der Schaltkurve verriegelten Zustand (gestrichelt eingezeichnet).After the completion of the switch-on operation, the movable resistance contact piece (22) remains switched on and locked state until the next switch-off by the plunger and rest area of the switching curve (shown in dashed lines).
Im Zuge einer Ausschaltoperation werden der Antriebshebel (7) der Hauptschalteinheit und die Schaltkurve (25) der Widerstandsschalteinrichtung vom gemeinsamen Haupt antrieb im Uhrzeigersinn bewegt. Die Antriebsfläche der Schaltkurve entfernt sich von der Laufrolle am Stößel. Das Schaltstück (22) - nun von der sich entspannenden Jeder (24-) angetrieben - folgt in Ausschaltrichtung nach. Durch einfache Maßnahmen wie z. B. eine justierbare Kontaktreibung und/oder pneumatisch läßt sich das Einsetzen der vollen Ausschaltgeschwindigkeit verzögern und damit sicherstellen, daß die WiderstandsschaltstückeIn the course of a switch-off operation, the drive lever (7) of the main switching unit and the switching cam (25) the resistance switching device from the common main drive moves clockwise. The drive surface of the Switching curve moves away from the roller on the ram. The contact piece (22) - now from the relaxing Each (24-) driven - follows in the disengaging direction. With simple measures such as B. an adjustable Contact friction and / or pneumatically, the onset of the full switch-off speed can be delayed and thus ensure that the resistance contacts
■ heit öffnen.■ opening.
(12) und (22) erst kurz vor, im oder kurz nach dem Zeitpunkt der Stromunterbrechung in der Hauptschaltein-(12) and (22) shortly before, during or shortly after Time of power interruption in the main switch
Nach dem Öffnen der Widerstandsschaltstücke fließt der Widerstandsstrom über einen Lichtbogen in der Schaltstrecke. Dieser Lichtbogen ist dem Löschgas ausgesetzt, das in die Löschdüse (23) im bewegbaren Schaltstück (22) einströmt und durch das Schalt- und Gasleitungsrohr (19) in den Ansaugraum im Gehäuse (17) abströmt. Die entionisierende Wirkung des Löschgases unterbricht den Widerstandsstrom in einem Nulldurchgang. Damit ist die Stromunterbrechung im Leistungsschalter vollständig.After the resistance contacts have opened, the resistance current flows through an arc in the switching path. This arc is exposed to the extinguishing gas that enters the extinguishing nozzle (23) in the movable contact piece (22) flows in and flows out through the switching and gas pipe (19) into the suction space in the housing (17). The deionizing effect of the extinguishing gas interrupts the resistance current in a zero crossing. The current interruption in the circuit breaker is thus complete.
Zu Pig. 2To Pig. 2
Die Anordnung von Hauptschalteinrichtung (1) und Widerstandsschalteinrichtung (9) gleicht im wesentlichenThe arrangement of the main switching device (1) and resistance switching device (9) is essentially the same
der Anordnung dieser Baugruppen in der Fig. 1 . Auch viele Konstruktionselemente sind identisch; ihre erneute Beschreibung kann entfallen« Unterschiedlich, das heißt im allgemeinen einfacher sind das Schaltrohr (19), die Schaltstücke (12), (13), (22) - ein Lichtbogenstrom braucht jetzt nicht unterbrochen zu werden - die Schaltkurve (25) und der Antriebsstößel (20). Die Schaltkurve ist so geformt, daß das bewegbare Widerstandsschaltstück (22) den Widerstand einschaltet bevor noch die Schaltstücke der Hauptschalteinheit Kontakt geben. ■the arrangement of these assemblies in FIG. 1. Many construction elements are also identical; their New description can be omitted «Different, that is, in general, are simpler the switching tube (19), the switching pieces (12), (13), (22) - an arc current does not need to be interrupted to become - the switching curve (25) and the drive tappet (20). The switching curve is shaped so that the movable Resistance contact (22) switches on the resistance before the contact pieces of the main switching unit make contact. ■
Beim Einschalten des Widerstandes stellt ein Yorüberschlagslichtbogen (28) den ersten elektrischen Kontakt her. In vorteilhafter Weise wird dieser räumlich kurze, nur Millisekunden dauernde und daher energiearme Lichtbogen als transienter Stromleiter genützt. Das bewegbare Widerstandsschaltstück braucht dann nicht physisch einzuschaltenWhen the resistor is switched on, a flashover arc is produced (28) made the first electrical contact. This is advantageously spatially short, only Millisecond and therefore low-energy arc used as a transient conductor. The movable resistance contact piece then does not need to switch on physically
sondern kann Abstand halten zum feststehenden G-egenschaltstück. Diese Position ist gestrichelt eingezeichnet.but can keep a distance to the stationary counter-switch. This position is dashed drawn.
Dadurch werden die mechanischen Beanspruchungen ebenso reduziert wie der Schalthub.This reduces the mechanical stresses as well as the switching stroke.
Gleichzeitig wird die Konstruktion wesentlich vereinfacht.At the same time, the construction is significantly simplified.
Bei einer Widerstandseinschaltung verschwindet der der Schaltlichtbogen, sobald die Schaltstücke der Schalteinheit schließen. Das bewegbare Widerstandsschaltstück ist inzwischen von der Feder (24) in die Ausgangsposition zurückgeführt worden. Dort verbleibt es bis zur nächsten Einschaltung. Die Ruhelage der Schaltkurve im eingeschalteten Zustand des Schalters umreißen die gestrichelten Linien.With a resistance switch-on, the switching arc disappears as soon as the contact pieces of the Close switching unit. The movable resistance contact is now from the spring (24) into the Starting position has been returned. It remains there until the next time it is switched on. The rest position of the switching curve when the switch is switched on is outlined by the dashed lines Lines.
Bei der folgenden Ausschaltung drückt die Antriebsfläche der Schaltkurve wieder auf die laufrolle. Doch 3"etz"fc kann sie keine achsiale Kraft auf das bewegbare Widerstandsschaltstück ausüben, weil die Schaltkurve den Stößel um die Achse (29) wegschwenkt. Nachdem die Schaltkurve den so einseitig nachgebenden Stößel passiert hat, stellt ihn eine Feder wieder auf.During the following switch-off, the drive surface of the switching cam presses on the roller again. Indeed 3 "etz" fc cannot have any axial force on the movable Exercise resistance contact because the switching cam swivels the plunger away about the axis (29). After the switching curve has passed the tappet, which gives way on one side, a spring opens it again.
Die Stößelrolle läuft leer über die Antriebsfläche der Schaltkurve. Nachdem die maximale Ausdehnung der Schaltkurve die Stößelmittellinie passiert hat, werden Stößel und Laufrolle von einer in der Fig. 2 nicht sichtbaren Rückholfeder in die Antriebsposition gebracht»The tappet roller runs empty over the drive surface of the switching cam. After the maximum extent of the If the switching curve has passed the tappet center line, the tappet and roller of one in FIG. 2 are not visible return spring brought into the drive position »
Zu Fig. 3To Fig. 3
In dieser Fig. sind die schon aus den Fig. 1 und 2 bekannten Widerstände und Antriebe zu einer neuen Widerstandsschalteinrlchtung kombiniert. Dadurch ergeben sich folgende Vorteiles Das zweistufige Einschalten von Freileitungen begrenzt besonders wirksam die Einschaltüberspannungen; das Ausschalten dieser Leitungen über einen Widerstand ermöglicht einen Potentialausgleich zwischen Speise- und Netzseite und verkleinert so die Spannungsbeanspruchung der Hauptschalteinheit durch die kapazitive Einschwingspannung«,In this FIG. The resistors and drives already known from FIGS. 1 and 2 are a new one Combined resistance switching device. This results in the following advantages The two-stage activation of Overhead lines are particularly effective in limiting switch-on overvoltages; turning off these lines over a resistor enables equipotential bonding between the supply and network side and thus reduces the Voltage stress on the main switching unit due to the capacitive settling voltage «,
Die neue Widerstandsschalteinrichtung ist in der Draufsicht dargestellt. Mit R1 und R2 sind die Teilwiderstände für das zweistufige Einschalten bezeichnet. Die räumliche Lage dieser Widerstände stimmt mit der räumlichen Lage der Widerstände (10a) und (10b) in den Fig. 1 und 2 überein. Der Widerstand R2 ist in einer nicht dargestellten Haltevorrichtung eingespannt. Der Widerstand R1 wird von dem Gehäuse (17a) getragen. Innerhalb dieses Gehäuses befinden sich Bauelemente wie Kolben und Führungskörper (18) und Feder (24). Die Laufrolle an dem Stößel (20) berührt die Schaltkurve (25a), die für eine voreilende Ein- und eine nacheilende Ausschaltung bestimmt ist. Die Antriebskraft wird über die Welle (31) eingeleitet.The new resistance switching device is shown in plan view. With R1 and R2 are the partial resistances designated for two-stage switch-on. The spatial position of these resistances agrees with the spatial one Position of the resistors (10a) and (10b) in Fig. 1 and 2 match. Resistor R2 is not in one clamped holding device shown. The resistor R1 is carried by the housing (17a). Within this housing contains components such as piston and guide body (18) and spring (24). The caster on the plunger (20) touches the switching cam (25a), which is used for a leading switch-on and a lagging switch-off is determined. The drive force is introduced via the shaft (31).
An dem Kontakt- und Elektrodenkörper (13) ist ein zweiter Kontakt- und Elektrodenkörper (32) montiert. Damit korrespondiert der Kontakt- und Elektrodenkörper (33), der von dem Gehäuse (i?b) getragen wird. Darin befinden sich Bauelemente analog zu denen in Fig. 2. ^-There is a second one on the contact and electrode body (13) Contact and electrode body (32) mounted. This corresponds to the contact and electrode body (33), which is carried by the housing (i? b). Located in it components analogous to those in Fig. 2. ^ -
Innerhalb des Kontakt- und Elektrodenkörpers (33) bewegt sich ein Schaltstück mit dem zugehörigen Schaltstift, der an der Schaltstückseite eines Gleit- und Führungskörpers im Gehäuse (17b) befestigt ist. An der anderen Seite des Führungskörpers ist ein Stößel mit einer Laufrolle angebracht. Die Laufrolle berührt die Schaltkurve (25b), die entsprechend einer voreilenden kurzzeitigen Einschaltung gestaltet ist. Auch diese Schaltkurve erhält die Antriebskraft über die Welle (3t) zugeführt.Within the contact and electrode body (33) a contact piece moves with the associated switch pin, which is attached to the contact side of a sliding and guide body in the housing (17b). At the on the other side of the guide body is a plunger with a roller. The roller touches the Switching curve (25b), which is designed according to a leading short-term activation. These too The switching curve receives the driving force via the shaft (3t).
WirkungsweiseMode of action
Die dargestellte Widerstandsschalteinrichtung ist ausgeschaltet. Bei einem Einschalten des Leistungsschalters dreht der Hauptantrieb die Welle (31) mit den daran montierten Schaltkurven im Sinne des eingezeichneten Rundpfeiles. Zuerst wirkt die Schaltkurve (25a) auf ihren Stößel ein. Das zugehörige Schaltstück schließt die Schalt- und Isolierstrecke (11). Die Widerstände R1 und R2 liegen damit im Stromkreis. Die erste Stufe der Leitungseinschaltung ist wirksam.The resistance switching device shown is switched off. When the circuit breaker is switched on, the main drive rotates the shaft (31) with it the switching curves mounted on it in the sense of the drawn round arrow. The switching curve acts first (25a) on its plunger. The associated contact piece closes the switching and insulating section (11). The resistances R1 and R2 are thus in the circuit. The first level of line activation is effective.
Nach einer kurzen im Millisekundenbereich liegenden Zeit betätigt die Schaltkurve (25b) den ihr zugeordneten Stößel«, Dadurch wird der Widerstand R1 kurzgeschlossen. Die zweite Stufe der Leitungseinschaltung läuft an. Millisekunden später schließt die in der Fig. 3 nicht dargestellte Hauptsehalteinheit ihre Schaltstrecke. Damit ist auch der Widerstand R2 tiberbrückt und kurzgeschlossen. Die Zuschaltung der Freileitung unter verstärkter Dämpfung der Einschaltüberspannungen ist abgeschlossen.After a short time in the millisecond range, the switching cam (25b) actuates the one assigned to it Plunger «, this short-circuits the resistor R1. The second stage of line activation is running. Milliseconds later, the main control unit, not shown in FIG. 3, closes its Switching path. Resistance R2 is thus also bridged and shorted. The connection of the overhead line with increased damping of the switch-on overvoltages is closed.
Während dieser Schaltvorgänge dreht sich die Schaltkurve (25b) weiter. Kurz vor, im oder kurz nach dem Zeitpunkt des Schließens der Schaltstticke der Hauptschalteinheit gibt sie den Stößel frei.During these switching operations, the switching cam (25b) continues to rotate. Shortly before, during or shortly after When the switching lever of the main switching unit closes, it releases the plunger.
Eine inzwischen gespannte Feder kan Stößel und Schaltstück in die Ausschaltposition zurückführen. Dort verbleiben sie dank der einseitig schwenkbaren Ausführung des Stößels bis zur nächsten Einschaltung.A spring that has been tensioned in the meantime can return the plunger and contact piece to the switch-off position. Thanks to the one-sided pivoting design of the plunger, they remain there until the next time it is switched on.
Im Gegensatz zur Schaltkurve (25b) hält die Schaltkurve (25a) den zugehörigen Stößel und damit auch das bewegbare Schaltstück weiter im eingeschalteten Zustand solange bis die Hauptschalteinheit ausschaltet. Wenn sich dann die Schaltkurve (25a) gegen die Richtung des Rundpfeiles drehte gibt sie den Stößel kurz vor, im oder kurz nach dem Zeitpunkt des Öffnens der Schaltstücke der Hauptschalteinheit frei. Die Freigabe ist also einstellbar.In contrast to the switching curve (25b), the switching curve (25a) holds the associated plunger and thus also the movable contact piece continues in the switched-on state until the main switching unit switches off. If the switching cam (25a) then turned against the direction of the round arrow, it releases the plunger shortly before, during or shortly after the opening of the contact pieces of the main switching unit free. the Release is therefore adjustable.
Mit einer gleichfalls justierbaren Verzögerung folgt der Stößel nach.The ram follows with a delay that is also adjustable.
Der Strom in der Hauptsehalteinrichtung ist bereits unterbrochen. Durch die Widerstände R1 und R2 fließt noch ein Reststrom weiter.The current in the main switchgear has already been interrupted. Flows through the resistors R1 and R2 one more residual current.
Zur Unterbrechung dieses Widerstandsstromes ist die zugehörige Widerstandsschalteinrichtung in ähnlicher Art wie die Widerstandsschalteinrichtung in Fig. 1 mit einer Lichtbogen-Löscheinrichtung ausgerüstet. Wach dem Erlöschen des Lichtbogens in der Schalt- und Isolierstrecke (11) hat der Leistungsschalter vollständig ausgeschaltet.To interrupt this resistance current, the associated resistance switching device is similar Equipped like the resistance switching device in Fig. 1 with an arc extinguishing device. The circuit breaker is awake after the arc has been extinguished in the switching and insulating section (11) completely switched off.
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Claims (1)
dadurch gekennzeichnet,^^ resistors arranged parallel to a main switching unit and a switching device for the resistors coupled to the switch drive, especially intended for use in extra-high voltage networks in order to reduce the switching overvoltages there when switching unloaded overhead lines and when switching off inductances such as e.g. B. Compensation reactors,
characterized,
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19813102654 DE3102654A1 (en) | 1981-01-23 | 1981-01-23 | High-voltage switch with a switchable parallel resistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19813102654 DE3102654A1 (en) | 1981-01-23 | 1981-01-23 | High-voltage switch with a switchable parallel resistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3102654A1 true DE3102654A1 (en) | 1982-08-05 |
Family
ID=6123437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19813102654 Withdrawn DE3102654A1 (en) | 1981-01-23 | 1981-01-23 | High-voltage switch with a switchable parallel resistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3102654A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0197339A1 (en) * | 1985-03-27 | 1986-10-15 | BBC Brown Boveri AG | High tension circuit breaker with closing resistor |
| FR2965097A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-23 | Areva T & D Sas | Device for inserting resistor in very high or high voltage, and average current line breaker, has clutch that is clutched during totality of closing phase of chamber, and is declutched during opening phase of chamber |
-
1981
- 1981-01-23 DE DE19813102654 patent/DE3102654A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0197339A1 (en) * | 1985-03-27 | 1986-10-15 | BBC Brown Boveri AG | High tension circuit breaker with closing resistor |
| FR2965097A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-23 | Areva T & D Sas | Device for inserting resistor in very high or high voltage, and average current line breaker, has clutch that is clutched during totality of closing phase of chamber, and is declutched during opening phase of chamber |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |