DE3237670C2

DE3237670C2 -

Info

Publication number: DE3237670C2
Application number: DE19823237670
Authority: DE
Inventors: Ernst Oberentfelden Ch Zuercher
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1982-05-28
Filing date: 1982-10-11
Publication date: 1991-09-12
Also published as: CH659539A5; ATA140783A; DE3237670A1; AT380349B

Description

Die Erfindung betrifft einen Scherentrennschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a scissor disconnector according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Scherentrennschalter ist aus dem Firmenprospekt 61Bl sprecher + schuh, Nr. 2.240 d / 12.79 / 56 / S+S 6 bekannt. Bei einer Ausschaltbewegung dieses Scherentrennschalters erfolgt die Kontakttrennung zwischen den für die Führung des Nennstromes vorgesehenen Oberflächen der Kontaktstücke. Ein bei dieser Kontakttrennung auftretender Lichtbogen bewirkt ein Anschmelzen dieser Kontaktflächen. Nach mehrmaligem Öffnen des Trennschalters, unter Lichtbogenbildung zwischen den Kontaktflächen, werden die Kontaktflächen derart angegriffen, daß der Trennschalter wegen eines zu hohen Übergangswiderstandes an der Kontaktstelle betriebsunfähig wird. Lichtbogenströme, die beim Öffnen eines Trennschalters solche Schäden bewirken, treten in Anlagen auf, in welchen z. B. ein Trenner in einer geschlossenen Schleife geöffnet wird, weil die induzierte Spannung in solchen Schleifen relativ hoch ist, oder ein Trenner den kapazitiven Strom einer leerlaufenden Leitung unterbrechen muß. Die relativ langsame Unterbrechung kleiner Ströme zwischen den Kontaktstücken des Scherentrennschalters kann aber auch die übrigen Anlagenteile gefährden. In Wechselstromanlagen findet nämlich bei jedem Stromnulldurchgang ein Löschversuch des Lichtbogens statt, welchem aber zunächst jeweils eine Wiederzündung folgt. Dieses Spiel dauert so lange an, bis die Isolierdistanz zwischen den Kontaktstücken so weit angewachsen ist, daß die zwischen ihnen anliegende Spannung gehalten wird. Nun bedeutet aber das Wiederzünden jeweils ein sehr rasches Zusammenbrechen der Spannung, so daß Spannungs-Frontdauern von wenigen Millisekunden durchaus vorkommen. Diese zahlreichen wiederholten stoßartigen Spannungsbeanspruchungen können aber anderen Teilen der Anlage gefährlich werden. Zum Beispiel wird ein Transformator mit großer induktiver Übersetzung auf der vom Trenner aus gesehenen Sekundärseite durch die erwähnten stoßartigen Spannungsänderungen infolge einer verhältnismäßig kleinen kapazitiven Übersetzung durch hohe Überspannung beansprucht. Um das Problem solcher Überspannungen zu beherrschen, wird in der CH 4 25 943 vorgeschlagen, daß in die Strombahn des Scherentrennschalters ein Widerstand eingeschaltet werden soll derart, daß im geschlossenen Zustand des Trenners der Widerstand metallisch überbrückt ist, während er beim Außereingriffkommen der Kontaktstücke wirksam ist und mit einem allfälligen Ein- oder Ausschaltlichtbogen elektrisch in Reihe geschaltet ist. Diese Lösung erfordert einen wirtschaftlich erheblichen Aufwand.Such a scissor disconnector is from the company brochure 61Bl sprecher + schuh, No. 2.240 d / 12.79 / 56 / S + S 6 known. When the scissor disconnector is switched off the separation of contacts between those for the management of the Nominal current provided surfaces of the contact pieces. A at this contact separation arcing causes melting of these contact areas. After opening the Disconnector, with arcing between the contact surfaces, the contact surfaces are attacked in such a way that the Disconnect switch due to excessive contact resistance on the Contact point becomes inoperative. Arc currents that when Opening a circuit breaker can cause such damage in plants in which, for. B. a separator in a closed Loop is opened because of the induced voltage is relatively high in such loops, or a separator interrupt the capacitive current of an open line got to. The relatively slow interruption of small flows between the contact pieces of the scissor disconnector can also endanger other parts of the system. Found in AC systems namely an attempt to extinguish the arc at each zero current crossing instead, which is initially a re-ignition follows. This game continues until the isolation distance between the contact pieces has grown so much that the voltage between them is held. Now means but the reignition each a very rapid breakdown of the voltage, so that voltage front durations of a few milliseconds quite happen. These numerous repeated ones shock-like stresses can other parts the system become dangerous. For example, a transformer with large inductive translation on that of the isolator seen from the secondary side through the mentioned shock-like Changes in voltage due to a relatively small capacitive translation claimed by high overvoltage. Around Mastering the problem of such surges is discussed in the CH 4 25 943 proposed that in the current path of the scissor disconnector a resistor should be switched on in such a way that when the isolator is closed, the resistance is metallic is bridged while disengaging the Contact pieces is effective and with a possible one or Switch-off arc is electrically connected in series. These Solution requires an economically significant effort.

Um ein Anschmelzen der Kontaktstück eines Scherentrennschalters bei der Unterbrechung kleiner Ströme zu verhindern, ist aus der DE 28 09 499 A1 bekannt, an einem der beiden Kontaktstücke vorstehende federnde Vorkontaktstücke so anzubringen, daß die Vorkontaktstücke bei Einschalten vor den Kontaktstücken schließen und beim Ausschalten nach den Kontaktstücken öffnen. Die Vorkontaktstücke sind relativ teuer und können bei Vereisung des Trenners verkrümmt oder abgerissen werden. Um eine schnelle Trennung der Vorkontaktstücke mindestens am Anang einer Ausschaltbewegung zu erreichen, wurde in der gleichen DE 28 09 499 A1 vorgeschlagen, an den Enden der Schere je ein Magnet zu befestigen, die sich in der Einschaltstellung berühren. Diese Anordnung bezweckt, daß bei einer Ausschaltung die Kontaktstücke durch die Magnetkraft zunächst zusammengehalten werden. Erst nachdem sich die Holme der Schere gespannt haben, reicht die Öffnungskraft zum Trennen der Magnete aus. Diese bewegen sich dann mit erhöhter Öffnungsgeschwindigkeit auseinander. Bei dieser Anordnung wird der Antrieb in die sich spannende oder sich deformierende Schere relativ viel Energie einspeisen, bis sich die Magnete losreißen. Die in die Schere eingespeiste Energie wird dem Antrieb nach dem Losreißen der Magnete einen gewaltigen Schlag versetzen. Deshalb muß der Antrieb und die ganze Kraftübertragung verhältnismäßig kräftig bemessen sein. Ein weiterer Nachteil besteht drin, daß die für die Enden der Schere vorgesehenen Magnete entweder wirkungslos oder relativ groß und daher wirtschaftlich nachteilig sind und eine große unerwünschte Zusatzmasse bedeuten.To melt the contact piece of a scissor disconnector Preventing the interruption of small currents is out of the DE 28 09 499 A1 known, protruding from one of the two contact pieces Install resilient pre-contact pieces so that the pre-contact pieces close before switching on the contact pieces and open after switching off after the contact pieces. The pre-contact pieces are relatively expensive and can freeze if the Trenners can be bent or torn off. To be quick Separation of the pre-contact pieces at least at the beginning of a switch-off movement to achieve was in the same DE 28 09 499 A1 proposed to attach a magnet to each end of the scissors, that touch in the on position. This arrangement The purpose of that is to switch off the contacts initially held together by the magnetic force. First after the scissors have tightened, they are enough Opening force to separate the magnets. These are moving then apart with increased opening speed. At this arrangement will drive into the exciting or deforming scissors feed a relatively large amount of energy until tear away the magnets. The fed into the scissors Energy becomes one after the magnets are torn off deal a tremendous blow. Therefore the drive and the whole power transmission must be relatively strong. Another disadvantage is that the ends of the Scissors provided magnets either ineffective or relative large and therefore economically disadvantageous and a large one mean unwanted additional mass.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Scherentrennschalter anzugeben, der durch eine besonders schnelle Öffnung der Kontaktstücke am Anfang einer Ausschaltbewegung das Anschmelzen der Kontaktstücke und das Entstehen von Überspannungen vermindert und wirtschaftlich vorteilhaft ausgebildet ist.The object of the present invention is a scissor disconnector to indicate by a particularly fast Opening of the contact pieces at the beginning of an opening movement the melting of the contact pieces and the formation of Surges reduced and trained economically advantageous is.

Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß im Kraftübertragungsweg zwischen dem Antrieb und dem Gesperre eine Schleppkupplung vorgesehen ist, die ein Vorteilen der sich entspannenden Schere gegenüber dem Antrieb bei einer Ausschaltbewegung des Trennschalters von der Lösung des Gesperres bis zum Erreichen der Löschdistanz zwischen den Kontaktstücken zuläßt. Bei dieser Lösung wird die bei einer Einschaltbewegung zur Erzeugung des Kontaktdruckes in die Schere unter elastischer Vorspannung eingebrachte Energie zum schnellen Öffnen der Kontaktstücke verwendet.The task is solved in that Power transmission path between the drive and the locking mechanism a tow clutch is provided, which is an advantage of the relaxing scissors compared to the drive during a switch-off movement of the disconnector from the solution of the locking mechanism until the extinguishing distance between the contact pieces is reached allows. With this solution, the one with a switch-on movement to generate the contact pressure in the scissors under elastic Preloaded energy for quick opening the contact pieces used.

An dieser Stelle ist zu erwähnen, daß bereits ein Trennschalter mit einer Schleppkupplung bekannt ist (DE-AS 10 65 913). Bei diesem Schalter ist jedoch ein unterschiedlich ausgebildetes Getriebe vorgesehen, so daß eine ganz andere als die vorerwähnte Aufgabe gelöst wird.At this point it should be mentioned that a Disconnector with a drag clutch is known (DE-AS 10 65 913). However, this switch is different trained gear provided so that a very different than the aforementioned task is solved.

Die Schleppkupplung kann am Erdpotential aufweisenden Ende der Säule angeordnet sein. die Säule ist dabei ein mehr oder weniger elastisches Glied zwischen dem Gesperre und dem Antrieb und hilft die relativ kleinen Schläge auf den Antrieb zu dämpfen.The towing coupling can have earth potential Be arranged at the end of the column. the pillar is one more or less elastic link between the ratchet and the Drive and helps the relatively small blows on the drive to dampen.

Die Säule kann eine Drehsäule sein und die Schleppkupplung kann dabei aus einer Wellenkupplung mit einem frei verdrehbaren Winkelbereich bestehen.The column can be a rotating column and the tow coupling can be free from a shaft coupling with a rotatable angular range exist.

Im folgenden wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. In the following, an embodiment will be made with reference to the drawings of the subject of the invention explained in more detail.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen Scherentrennschalter in der Seitenansicht, Fig. 1 is a scissors disconnector in side view,

Fig. 2 das Getriebegehäuse des geschlossenen Scherentrennschalters und Fig. 2 shows the gearbox of the closed scissor disconnector and

Fig. 3 des geöffneten Scherentrennschalters im Schnitt in einem anderen Maßstab, Fig. 3 of the opened scissors circuit breaker in section on a different scale,

Fig. 4, 5 und 6 drei Stellungen der vergrößerten Schleppkupplung im Schnitt. Fig. 4, 5 and 6 positions of the three enlarged tow hook in section.

In Fig. 1 ist ein Scherentrennschalter im geschlossenen Zustand mit ausgezogenen Linien dargestellt. Die beiden beweglichen Kontaktstücke 1, 2 sind an den Enden der aus den Holmen 3, 4, 5, 6 gebildeten Schere angebracht. Die Bezugsziffer der in Fig. 1 verdeckten Holme 31, 41, 51, 61 sind in Klammern gesetzt. Das feststehende Kontaktstück 7 ist von den beweglichen Kontaktstücken 1, 2 unabhängig. Das Getriebegehäuse 8 ist auf dem Stützisolator 9 angeordnet. Der Stützisolator 9 selbst ist auf einem Erdpotential aufweisenden Sockel 10 montiert. Die aus Isoliermaterial bestehende Säule 11 verbindet den Antrieb 12 mit dem Inneren des Getriebegehäuses 8. Die Antriebswelle 13 ist mit der Säule 11 unter Zwischenschaltung einer Schleppkupplung 14 verbunden. Die Schleppkupplung 14 besteht aus der die radialen Anschläge 15 tragenden Antriebswelle 13 und aus dem gegenüberliegenden Segmentausschnitte aufweisenden Kupplungsrohr 16 (siehe auch Fig. 4 bis 6). Zwischen der Antriebswelle 13 und dem Kupplungsrohr 16 liegt ein frei verdrehbarer Winkelbereich α vor. Die Funktionsweise der Schleppkupplung 14 wird später beschrieben.In Fig. 1, a scissor disconnector is shown in the closed state with solid lines. The two movable contact pieces 1, 2 are attached to the ends of the scissors formed from the bars 3, 4, 5, 6 . The reference numbers of the bars 31, 41, 51, 61, which are hidden in FIG. 1 , are placed in brackets. The fixed contact piece 7 is independent of the movable contact pieces 1, 2 . The gear housing 8 is arranged on the post insulator 9 . The post insulator 9 itself is mounted on a base 10 having earth potential. The column 11 made of insulating material connects the drive 12 to the interior of the gear housing 8 . The drive shaft 13 is connected to the column 11 with the interposition of a towing coupling 14 . The towing coupling 14 consists of the drive shaft 13 carrying the radial stops 15 and of the coupling tube 16 having opposite segment cutouts (see also FIGS. 4 to 6). A freely rotatable angular range α is present between the drive shaft 13 and the coupling tube 16 . The operation of the towing clutch 14 will be described later.

Die Holme 5, 6, 51 und 61 der Schere sind im Getriebegehäuse 8 durch die Wellen 17 und 18 schwenkbar gelagert (Fig. 2 und 3). Die beiden Wellen 17, 18 sind miteinander über den zweiarmigen Hebel 19 über die Koppel 20 und über die beiden Schwenkhebel 21 gekoppelt. In der eingeschalteten Stellung des Scherentrennschalters (Fig. 2) befinden sich der zweiarmige Hebel 19 und die beiden Koppel 20 in der Totpunktlage und bilden für die Schere ein Gesperre. In der ausgeschalteten Stellung des Scherentrennschalters (Fig. 3) liegen der mit der Säule 11 formschlüssig verbundene Hebel 22 und die Lasche 23 in der Totpunktlage und bilden für die Schere wiederum ein Gesperre.The bars 5, 6, 51 and 61 of the scissors are pivotally mounted in the gear housing 8 by the shafts 17 and 18 ( Fig. 2 and 3). The two shafts 17, 18 are coupled to one another via the two-armed lever 19 via the coupling 20 and via the two pivot levers 21 . In the switched-on position of the scissors disconnector ( FIG. 2), the two-armed lever 19 and the two couplers 20 are in the dead center position and form a locking mechanism for the scissors. In the switched-off position of the scissors disconnector ( FIG. 3), the lever 22 which is positively connected to the column 11 and the tab 23 are in the dead center position and in turn form a locking mechanism for the scissors.

Die Funktionsweise des Scherentrennschalters wird nachfolgend beschrieben.The operation of the scissor disconnector is as follows described.

In Fig. 1 ist der Scherentrennschalter in der eingeschalteten Stellung mit ausgezogenen Linien dargestellt. Der Kontaktdruck zwischen den Kontaktstücken 1, 2 und 7 wird durch die elastische Vorspannung der Holme 3, 4, 5, 6, 31, 41, 51 und 61 aufgebracht. Die Holme sind im durch die Totpunktlage des zweiarmigen Hebels 19 und der beiden Koppel 20 gebildeten Gesperre abgestützt (Fig. 2). Die Lage der Schleppkupplung 14 ist in Fig. 4 dargestellt. Die Säule 11 ist unbeansprucht. Bei Beginn einer Ausschaltbewegung des Scherentrennschalters wird zuerst die Anstriebswelle 13 in eine in Fig. 5 mit einem Pfeil angedeutete Drehbewegung versetzt. Sie erreicht im Freilauf die in Fig. 5 gezeichnete Stellung und stößt mit ihren Anschlägen 125 am Kupplungsrohr 16 an. Bei Fortsetzung dieser Drehbewegung wird im Getriebegehäuse 8 die Totpunktlage des zweiarmigen Hebels 19 und der beiden Koppel 20 aufgehoben (Fig. 2) und somit das Gesperre für die Schere gelöst. Die in der Schere durch elastische Vorspannung gespeicherte und für die Erzeugung des Kontaktdruckes notwendig gewesene Energie wird jetzt plötzlich frei und bewegt die beiden beweglichen Kontaktstücke 1 und 2 mit hoher Geschwindigkeit vom feststehenden Kontaktstück 7 weg. Die Bewegung wird verlangsamt und nimmt die durch den Antrieb 12 gegebene Geschwindigkeit an, sobald das Kupplungsrohr 16 die in Fig. 6 dargestellte Stellung annimmt und dabei die Anschläge 15 der Antriebswelle 13 "von hinten" einholt. In dieser Stellung erreichen die Holme 3, 4, 5, 6, 31, 41, 51 und 61 die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnete Lage, wobei zwischen den Kontaktstücken 1, 2 und 7 die Löschdistanz vorhanden ist. Durch die schnelle Relativbewegung zwischen den Kontaktstücken 1, 2 und 7 sind kurze Lichtbogenzeiten erreichbar, wodurch das Anschmelzen der Kontaktstücke 1, 2, 7 und das Entstehen von Überspannungen vermindert wird.In Fig. 1 the scissor disconnector is shown in the switched-on position with solid lines. The contact pressure between the contact pieces 1, 2 and 7 is applied by the elastic prestressing of the bars 3, 4, 5, 6, 31, 41, 51 and 61 . The spars are supported in the locking mechanism formed by the dead center position of the two-armed lever 19 and the two coupling 20 ( FIG. 2). The position of the tow coupling 14 is shown in FIG. 4. The column 11 is not under stress. At the beginning of a switch-off movement of the scissor-type disconnect switch, the drive shaft 13 is first set into a rotary movement indicated by an arrow in FIG. 5. It reaches the position shown in FIG. 5 in freewheel mode and abuts the coupling tube 16 with its stops 125 . As this rotary movement continues, the dead center position of the two-armed lever 19 and the two coupling 20 is released in the gear housing 8 ( FIG. 2) and the locking mechanism for the scissors is thus released. The energy stored in the scissors by elastic prestressing and necessary for generating the contact pressure is now suddenly released and moves the two movable contact pieces 1 and 2 away from the fixed contact piece 7 at high speed. The movement is slowed down and assumes the speed given by the drive 12 as soon as the coupling tube 16 assumes the position shown in FIG. 6 and thereby catches up with the stops 15 of the drive shaft 13 “from behind”. In this position, the spars 3, 4, 5, 6, 31, 41, 51 and 61 reach the position shown in dashed lines in FIG. 1, the extinguishing distance being present between the contact pieces 1, 2 and 7 . The rapid relative movement between the contact pieces 1, 2 and 7 means that short arcing times can be achieved, as a result of which the melting of the contact pieces 1, 2, 7 and the occurrence of overvoltages are reduced.

Bei einer Einschaltbewegung des Scherentrennschalters bleibt die Schleppkupplung 14 nach einer anfänglichen Umstellung in der in Fig. 4 dargestellten Stellung und überträgt am Schluß der Bewegung die zur elastischen Vorspannung der Schere notwendige Energie.When the scissors disconnector is switched on, the towing coupling 14 remains in the position shown in FIG. 4 after an initial changeover and, at the end of the movement, transmits the energy necessary for the elastic pretensioning of the scissors.

Claims

1.Scissor disconnector with at least one pair of movable contact pieces attached to the ends of a collapsible scissor, with a fixed contact piece independent of the movable contact pieces and with a gear housing arranged on a support insulator, in which the spars of the scissors are pivotally mounted and by a parallel to the support insulator lying column made of insulating material can be actuated with the exclusion of force with a drive, the bars of the scissors in the switch-on position of the disconnector being blocked by means of a locking mechanism that can be released by the column at the beginning of a switch-off movement, generating a contact pressure under elastic prestressing, characterized in that in Power transmission path between the drive ( 12 ) and the locking mechanism ( 19, 20 ) a towing clutch ( 14 ) is provided, which leads the relaxing scissors ( 3, 4, 5, 6, 31, 41, 51, 61 ) relative to the drive ( 1st 2 ) when the disconnector is switched off from the release of the locking mechanism ( 19, 20 ) until the extinguishing distance between the contact pieces ( 1, 2, 7 ) is reached.

2. scissors disconnector according to claim 1, characterized in that the towing coupling ( 14 ) is arranged at the earth potential end of the column ( 11 ).

3. scissor disconnector according to claim 1 or 2, characterized in that the column ( 11 ) is a rotating column and the towing coupling ( 14 ) consists of a shaft coupling with a freely rotatable angular range (α).