DE3132039A1

DE3132039A1 - Hoechstspannungs-scherentrennschalter

Info

Publication number: DE3132039A1
Application number: DE19813132039
Authority: DE
Inventors: Walter Ing.(grad.) 5620 Velbert Kamenz; Heinz 4300 Essen Szygulla; Wolfgang Dr.-Ing. Voß
Original assignee: RUHRTAL GmbH; Ruhrtal Elektrizitatsgesellschaft Hartig GmbH and Co
Current assignee: RUHRTAL GmbH; Ruhrtal Elektrizitatsgesellschaft Hartig GmbH and Co
Priority date: 1981-08-13
Filing date: 1981-08-13
Publication date: 1983-03-03
Also published as: DE3132039C2

Description

Höchstspannungs-ScherentrennschalLer
Die Erfindung betrifft einen Scherentrennschalter, bestehend aus einem auf einem Stützer angeordneten Antriebsaggregat und aus einer daran angelenkten Schere mit unteren und oberen Scherengliedern, die als Strombahn für eine elektrische Verbindung dienen, wobei die oberen Scherenglieder über Scherengelenke gelenkig an die unteren Scherenglieder angeschlossen sind.
Scherentrennschalter, eine spezielle ArL von Hochspannungstremlschaltern, sind seit langem in den verschiedenen Ausführungen bekannt (vergl. u.a. DE-ASen 10 85 945D 11 91 459, 12 40 156 sowie DE-OS 23 36 543).
Hochspannungs-Trennschalter, insbesondere Scherentrennschalter, sind im Kurzschlußfall hohen elektrischen Beanspruchungen ausgesetzt. Die elektrisch leitenden parallelen Scherenglieder eines Trennerpols werden durch die stromflußbedingten elektromagnetischen Kräfte zusannzengezogen und gleichzeitig durch die zwischen mehreren Trennerpolen wirkenden Kräfte beansprucht Die Kontraktion der Scherenglieder, die zu einer elastischen Verformung führt und bereits in den ersten Stromhalbwellen Schwingungen im Scherensystem hervorruft, welche sich auf das Kontaktsystem übertragen und dort Abhebungen verursachen können, ist zu Beginn des KurzscElusses aufgrund der hohen Stromamplituden am stärksten. Mit dein Ahklingen des Kurzschlußstromniveaus und damit verbunden der die Kontraktion bestimmenden elektromagnetischen Kräfte erfolgt ein Rückschwingen der Scherenglieder, wobei je nach vorheriger elastischer Verformung ein mehr oder weniger starkes Uberschwingen über die Ausgangslage hinaus auftritt. Dieses Überschwingen führt bei den in Rede stehenden Trennschaltern zu einer Verringerung der Kontaktkraft und kann wiederum Kontaktabhebungen bewirken. Die Folgen derartiger Kolltakttrennungen im Kurzschlußfall sind entwedertein Verschweißen oder eine Zerstörung des Kontakthereichs durch den entstehenden Lichtb()gen Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei Hochspannungs-Scherentrennschaltern.mittels geeigneter Maßnahmen eine Beschädigung des Kontaktsystems durch die im Kurzschlußfall auftretenden mechanischen Schwingungen der Scherenglieder zu verneiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs enthaltenen Merkmale gelöst, wobei die in Rede stehende Dämpfungseinrichtung an den GelenkstelJen zwischen oberen und unteren Scherengliedern angebracht ist und durch Auslegung der Elemente eine Anpassung von Dämpfungs- und Scherencharakteristik erlaubt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung darg2 stellt: Figur 1 zeigt einen Scherentrennschalter als Stand der Technik Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Gelenkbereichs mit Dämpfungseinrichtung Figur 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Dämpfungseinrichtung mit Reibwirkung.
Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Dämpfungseinrichtung.
Der an sich bekannte Scherentrennschalter gemäß Figur 1 besteht im wesentlichen aus einem Stützisolator (1), einem Antriebsaggregat (2) und einer daran angelenkten Schere mit unteren (3) und oberen (5) Scherengliedern. Am oberen Ende der Schere sind Kontaktstücke (6) befestigt, die im Einschaltzustand ein feststehendes Gegenkontaktstück (7) umfassen, welches an einem Leiterseil (8) angebracht ist.
In Figur 2 ist vergrößert die Gelenkverbindung (4) zwischen unterem und oberem Scherenglied dargestellt. Zur Lösung der oben gestellten Aufgabe ist an die Gelenkhälfte des einen Scherengliedes ein Ansatz (9) mit einer spaltförmigen Ausnehmung (10) und an die Gelenke des zweiten Scherengliedes eine Achse (11) angebracht. Durch die Schaltbewegung ändert sich der Winkelp zwischen unterem und oberem Scherenglied so, daß in Stellung "Ein" die Achse in die spaltförmige Ausnehmung einläuft. Die Öffnungsbreite der Ausnehmung ist um ein Geringeres kleiner als der Durchmesser der einlufenden Achse. Bei der Kontraktion der Schere im Kurzschlußfall tritt eine weitere Verdrehung zwischen oberem und unterem Scherenglied im Gelenk auf, die durch. die Bewegung der Achse in der spaltförinigen Ausnehmung gedämpft und durch den Anschlag der Achse am Spaltende begrenzt wird.
Einerseits werden damit die gerade zu Begint~des-Kurzschlusses auftretendenmechanischen SchwLngungen der Schere reduziert und die. zur Beherrschung des Kurzschlußstromes notwendige Kontaktdruckverstärkung ermöglicht, andererseits wird eine Überbeanspruchung des Scherenmaterials durch eine Verformung über den elastischen Bereich hinaus vermieden. Da die an der in Rede stehenden Gelenkverbindung angebrachte Dämpfungseinrichtung bereits in der Einschaltposition im Eingriff ist, wird das Rückschwingen der Scherenglieder auf dem gesamten Weg bis zur Ausgangslage gedämpft und auf diese Weise ein Abheben des Kontaktsystems völlig verhindert.
Figur 3 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel der o.g. Dämpfungseinrichtung. Die spaltförmige Ausnehmung (1) ist aufgrund der Drehbewiegung der Scherenglieder radial in den am Gelenk angebrachten Ansatz (9) eingelassen. In der Einschaltposition des in Rede stehenden Trennschalters befindet sich die einlaufende Achse (11), deren Durchmesser der Öffnungsweite des Spaltes und der erforderlichen Dämpfungswirkt g anzupassen ist, in einer Entfernung f von dem als Anschlag dienenden Ende der Ausnehmung. m stellt den für die Kontaktdruckverstärkung notwendigen und für die Vermeidung von Überbeanspruchungen zulässigen Dämpfungsweg dar. Die Funktionsweise entspricht der Ausführung nach Figur 2.
Eine hesonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 4 dargestellt. Hier befindet sich in der spaltförmigen Ausnehmung (10) ein Einsatz (12) aus einem elastischen Material. Der Achsendurcbmesset (11) ist um ein Geringeres kleiner als die Öffnullgsweite der Ausnehmung, jedoch größer als die des elastischen Einsatzes.
Bei Dämpfungseingriff wird das Material von der Achse elastisch verformt. Die Schwingnngsenergie der Schere wird daher nicht nur durcl Reib sondern auch durch Verformungsarbeit abgebaut.
Die Achse (11) besitzt in Einlaufrichtung eine keilförmige Anschrägung9 wodurch im Kurzschlußfall eine rasche Kontraktion der Schere möglich ist. Das Rückschwangen der Scherenglieder wird jedoch stark gedämpft, da nun für Reibung und Verformung des elastischen Materials der rullde Teil das Achsenquerschnittes wirksam ist. Ein weiterer Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist die größere Elastizität des Dämpfungssyst(ms, die eine leichte Anpassung an die Scherenkonstruktion erlaubt.
Leerseite

Claims

Patentansprüche: O Höchstspannungs-Scherentrennschalter bestehend aus einem auf einem Stützisolator (1) angeordneten Antriebsaggregat (2) und aus einer daran angelenkten Schere mit unteren und oberen Scherengliedern (3), (5), die als Strombahnen für eine elektrische Verbindung dienen, wobei die oberen Scherenglieder über Scherengelenke (4) gelenkig an die unteren Scherenglieder angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Scherenglieder (3), (5) eine die relativ zueinander verlaufende durch die elektrodynamischen Kurzschlußkräfte verursachte Bewegung des einen zum anderen Scherenglied dämpfende Einrichtung vorgesehen ist.
2. Höchstspannungs-Scherentrennschalter nach Anspruch 1, dadurch g<!ken zeichnet daß im Zuge der Scherenglider (3), (5) eine Dämpfungseinrichtung vorhanden ist, die die kurz:;chlußstombed ingte Drehbewegung des Scherengelenks (4) bremst.
3. Höchspspannungs-Scherentrennschalter nach einem oder mehreren der vl,rstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Dämpfungseinrichtung eine Einrichtung zur Begrenzung der Kontraktionsbewegung der Scherenglieder vorgesehen ist.
4. Böchstspannungs-Scherentrennschalter nach einem oder mehreren der vt)rstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinri<'htung bereits in der Einschaltposition des Trennschalters im Eingriff ist
5. Höchstspannungs-Scherentrennschalter nach einem oder mehreren der v..rstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungseinrichtung eine auf Reibwirkung beruhende inechanische Dämpfungseinrichtunfi vorgesehen ist.
6. Höchstspannungs-Scherentrennschalter nach einem oder mehreren der v(.rstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungseinrichtung eine auf der Leistung von Reibr und Verformungsarbeit beruhende Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist.
t\7. Höchstspannungs-Scherentrennschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die »amfngetnrichtung aus einem mit dem einem Scherenglied stator verbundenen Aufsatz (9) mit einer spaltförmigen Ausnehmung (10) und einem mit dem anderen Scherenglied starr verbundenen Bauteil (11) besteht, dessen Durchmesser um ein Geringes größer ist als die Öffnungsweite der spaltförmigen Ausnehmung.
8. Höchstspannungs-Scherentrennschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der spaltförmigen Ausnehmung (10) als Anschlag für das Bauteil (11) ausgebildet ist.
9. Höchstspannungs-Scherentrennschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der spaltförmigen Ausnehmung (10) ein Einsatz (12) aus einem elastischen Material vorgesehen ist, dessen Öffnungsweite geringer als die der spaltförmigen Ausnehmung ist.
10. Höchstspannungs-Scherentrennschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Bauteils (11) um ein Geringes kleiner ist als die Öffnungsweite der spaltförmigen Ausnehmung (10), jedoch größer als die des elastischen Einsatzes (12).
11. Höchstspannungs-Scherentrennschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (11) in Einlaufrichtung eine keilförmige Anschrägung besitzt., wobei die Breite der Keilspitze gleich oder kleiner als die Öffnungsweite des elastischen Einsatzes (12) ist.
12. Höchstspannungs-Scherentrennschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung mindestens teilweise aus isolierendem Material besteht.
13. B8chstspannungs-Scherentrennschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Einsatz aus einem Werkstoff besteht, der im vorkommenden Temperatureinsatzbereich nur eine geringe Veränderung seiner elastischen Eigenschaften aufweist.