DE3306926A1 - Medium-voltage load isolating switch - Google Patents
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Abstract
Description
Mittelspannungs-Lasttrennschalter Medium voltage switch disconnectors
Die Erfindung betrifft einen dreipoligen Mittelspannungs-Lasttrennschalter mit Trennmessern und damit gekoppelten Stromkreisunterbrechungselementen, bestehend je Schalterpol aus einer Löschkammer und einem Nacheilkontakt.The invention relates to a three-pole medium-voltage switch-disconnector with disconnecting knives and circuit breakers coupled therewith, consisting of Each switch pole consists of an arcing chamber and a lag contact.
Ein Lasttrennschalter mit diesen Merkmalen ist beispielsweise bekannt aus dem Deutschen Gebrauchsmuster 6606 333, Fig. 6. Derartige Lasttrennschalter werden in der Praxis bei Nennspannungen bis 24 kV als Frelluft-Schaltgeräte in Freileitungsnetzen eingesetzt. In einigen Ländern bestehen Mittelspannungs-Freileltungsnetze mit höheren Spannungen.A switch disconnector with these features is known, for example from the German utility model 6606 333, Fig. 6. Such switch disconnectors are used in practice at nominal voltages of up to 24 kV as open air switching devices in overhead line networks used. In some countries there are medium-voltage outdoor networks with higher Tensions.
Für diese Netze existIert ein Bedarf an Lasttrennschaltern mit 36 kV Nennspannung.For these networks there is a need for switch disconnectors with 36 kV nominal voltage.
Um eine völlige Neukonstruktion eines Schaltgerätes für diese Nennspannung zu vermeiden, lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Lasttrennschalter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß seine Unterbrechungselemente insbesondere seine Löschkammern der erhöhten Spannungsbeanspruchung beim Unterbrechen des Stromkreises genügen.A completely new design of a switching device for this nominal voltage To avoid, the present invention was based on the object of a switch disconnector of the type mentioned in such a way that its interruption elements in particular its arcing chambers of the increased voltage stress when breaking the circuit suffice.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Durch die Reihenschaltung zweier Löschkammern wurde die Spannungsfestigkeit über der Schaltstrecke zumindest in einem Pol wesentlich erhöht. Besonders raumsparend und konstruktiv einfach wird dies durch die Reihenschaltung von Löschkammern nach Anspruch 7 erzielt.This object was achieved according to the invention by the characterizing part of claim 1 solved. By connecting two arcing chambers in series the dielectric strength across the switching path is at least essential in one pole elevated. The series connection makes this particularly space-saving and structurally simple of arcing chambers according to claim 7 achieved.
Die Angabe, daß in mindestens einem Schalterpol zur ersten Löschkammer eine zweite zugeordnet ist, die während des Unterbrechungsvorganges mit der ersten in Reihe geschaltet ist, schafft die Voraussetzung, verschiedene Schaltgeräteausführungen nach der Erfindung nerzustelien.The indication that in at least one switch pole to the first arcing chamber a second is assigned, which during the interruption process with the first is connected in series, creates the prerequisite for different switchgear designs according to the invention.
Ein erstes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß in allen drei Polen zur ersten Löschkammer eine zweite elektrisch in Reihe geschaltet ist und daß die in Reihe geschalteten Löschkammern mechanisch derart gekoppelt sind, daß sie annähernd gleichzeitig schalten.A first embodiment provides that in all three poles to the first arcing chamber a second is electrically connected in series and that the arcing chambers connected in series are mechanically coupled in such a way that they are approximately switch at the same time.
Die Erfindung beinhaltet jedoch als zweites Ausführungsbeispiel auch, daß in einem vorbestimmten Schalterpol zur ersten Löschkammer eine zweite zugeordnet ist, die mit der ersten Löschkammer elektrisch in Reihe geschaltet ist, daß die beiden in Reihe geschalteten Löschkammern mechanisch derart gekoppelt sind, daß sie annähernd gleichzeitig schalten und daß die beiden in Reihe geschalteten Löschkammern durch entsprechende Antriebs führung wesentlich früher mit dem Unterbrechungsvorgang beginnen und eine frühere Stromkreisunterbrechung herbeiführen als die Löschkammern der anderen beiden Schalterpole, so daß die nacheilenden Löschkammern im Moment der Unterbrechung nur noch mit dem halben Wert der anstehenden Spannung beaufschlagt werden.However, the invention also includes, as a second embodiment, that a second is assigned to the first arcing chamber in a predetermined switch pole is, which is electrically connected in series with the first arcing chamber that the two arcing chambers connected in series are mechanically coupled in such a way that they switch almost simultaneously and that the two arcing chambers connected in series with the appropriate drive management much earlier with the interruption process start and cause an interruption of the circuit earlier than the arcing chambers the other two switch poles, so that the trailing arcing chambers at the moment the interruption is only charged with half the value of the applied voltage will.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde von der Überlegung ausgegangen, daß nach Abschalten des ersten Poles mit erhöhter Spannungsfestigkeit die Löschkammern der anderen beiden Pole im Drehstromnetz mit verbraucherseitig im Regelfall nicht geerdetem Mittelpunkt nur noch jeweils vom halben Wert der anstehenden Spannung beansprucht werden, da sie im zu unterbrechenden Netz in Reihe liegen.In this exemplary embodiment, it was assumed that that after switching off the first pole with increased dielectric strength the arcing chambers the other two poles in the three-phase network with the consumer side usually not grounded center only half the value of the applied voltage are claimed because they are in series in the network to be interrupted.
Zwecks Erzielung eines vorteilhaften symmetrischen Schaltgeräteaufbaus ist vorgesehen, daß der mittlere Schalterpol mit einer zweiten Löschkammer versehen ist.In order to achieve an advantageous symmetrical switching device structure it is provided that the middle switch pole is provided with a second arcing chamber is.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß mit einem bereits bestehenden Schaltgerät durch konstruktiv relativ einfach durchzuführende Maßnahmen die Verwendung desselben Gerätetyps für eine höhere Nennspannung ermöglicht.The advantages achieved by the invention are that with an already existing switchgear due to a relatively simple design Measures enables the use of the same device type for a higher nominal voltage.
Eine völlige Neukonstruktion konnte dadurch vermieden werden. Das Hinzufügen einer bzw. drei weiterer Loschkammern gestaltet sich dadurch, daß die Stromzuführung ins Innere der Löschkammer von zwei Seiten radial in einer Achse liegend erfolgt, besonders einfach im Gegensatz zu solchen Löschkammern, bei denen die Stromzuführung parallel zur Längsachse der Löschkarrrner verläuft. Eine weitere Vereinfachung und Kostenersparnis ergibt sich aus dem merkmal, daß nur in einem Pol eine zusätzliche Ldsc;akammer venzendet wird und diese bei der Stromkreis unterbrechung den Löscheinrichtungen der anderen beiden Pole vorauseilt. Durch diese Maßnahme werden gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel insgesamt zwei Löschkammern eingespart.A complete redesign could be avoided. That Adding one or three more Loschkammern is designed in that the Power supply to the interior of the arcing chamber from two sides radially in one axis takes place horizontally, particularly easily in contrast to such arcing chambers, in which the power supply runs parallel to the longitudinal axis of the fire truck. Another Simplification and cost savings result from the feature that only in one Pole an additional Ldsc; akammer is used and this when the circuit is interrupted ahead of the extinguishers of the other two poles. By this measure a total of two arcing chambers are saved compared to the first embodiment.
weitere vorteilhafte Aus gestaltungen des erfindungsgemäßen Lasttrennschalters sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele enthalten.further advantageous designs of the switch disconnector according to the invention are in the subclaims and in the following description of two exemplary embodiments contain.
Zur VeranschaulIchung der Erfindung dient eine Zeichnung.A drawing is used to illustrate the invention.
Es zeigt Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Lasttrennschalters in Vorderansicht Fig. 2 zwei schematisch im Schnitt gezeichnete, in Reihe liegende Löschkammern im eingeschaltnten Zustand Fig. 3 die Löschkammern gemäß Fig. 2 im ausgeschalteten Zustand Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel ds Lasttrennschalters in Vorderansicht Fig. 5 die Seitenansicht ces Lasttrennschalters gemäß Fig. ; Fig. o eine Einzelheit aus vig. 5 Der dreipolige Lasttrennschalter gemäß Fig. 1 besitzt einen Schalterrahmen 1 mit darauf befestigten Stützisolatoren 2.1 shows a first exemplary embodiment of the switch disconnector in front view Fig. 2 two drawn schematically in section, lying in a row Quenching chambers in the switched-on state, FIG. 3, the quenching chambers according to FIG. 2 in switched-off state FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of the switch-disconnector in front view FIG. 5 shows the side view of the switch disconnector according to FIG. Fig. o a detail from vig. 5 The three-pole switch-disconnector according to 1 has a switch frame 1 with post insulators 2 fastened thereon.
Auf den Stützisolatoren sind an der unteren Schalterseite je Pol ein Steg 3 mit U-förmigen Bügeln 4 befestigt, in denen je Pol zwei in Reihe geschaltete Löschkammern 5, 6 drehbar gelagert sind. Aufbau und Wirkungsweise dieser Löschkammern sind im eingangs genannten Gebrauchsmuster CM 6606 333 ausführlich beschrieben.On the post insulators there is one for each pole on the lower side of the switch Web 3 attached with U-shaped brackets 4, in which two per pole connected in series Quenching chambers 5, 6 are rotatably mounted. Structure and mode of operation of these arcing chambers are described in detail in the utility model CM 6606 333 mentioned above.
Die Hauptstrombahn wird durch ein mittels einer Antriebswelle 24 über eine Isolierkoppel 25 angetriebenes Doppeltrennmesser 7 gebildet, das am unteren Anschlußkontakt 8 drehbar gelagert ist und in Einschaltlage die Verbindung zum oberen Anschlußkontakt 9 herstellt.The main current path is through a means of a drive shaft 24 via an insulating coupling 25 driven double cutting knife 7 formed, the lower Terminal contact 8 is rotatably mounted and in the switched-on position the connection to the upper Connection contact 9 produces.
Die zweite Lagerstelle für die Löschkammern 5, 6 besteht aus zwei Bügeln 11, die am Trennmesser 7 befestigt sind. Die aus den Löschkammern herausgeführten Stifte 1o sind auf dem an den Bügeln 11 befestigten Querstift 12 drehbar gelagert.The second storage point for the arcing chambers 5, 6 consists of two Brackets 11, which are attached to the cutting knife 7. The ones led out of the arcing chambers Pins 1o are rotatably mounted on the transverse pin 12 fastened to the bracket 11.
Gemäß den Fig. 1 und 2 fließt der Strom unmittelbar nach öffnen des' Trennmessers auf folgendem Weg durch die Löscheinrichtung: vom Anschlußkontakt 8 über eine hier nicht eingezeichnete Leitung zum Löschkammerkontakt 13, von dort über Kontaktfedern 22, 23, und ein im Isolierstoff-Löschschieber 14 eingebettetes Kontaktstück 15 durch den Löschkammerkontakt 18 und das Leiterstück 16 in die zweite Löschkammer, von dort über den Löschkammerkontakt 18 durch eine flexible Leitung 19 zum Nacheilkontakt 20, der mit einem Ende drehbeweglich am Trennmesser 7 gelagert ist und dessen anderes Ende von einem Haltekontakt 21 gehalten wird und hierdurch die leitende Verbindung zum oberen Anschlußkontakt 9 herstellt.According to FIGS. 1 and 2, the current flows immediately after the opening of the ' Cutting knife in the following way through the extinguishing device: from connection contact 8 via a line not shown here to the quenching chamber contact 13, from there Via contact springs 22, 23, and one embedded in the insulating material extinguishing slide 14 Contact piece 15 through the quenching chamber contact 18 and the conductor piece 16 in the second Quenching chamber, from there via the quenching chamber contact 18 through a flexible line 19 to the lag contact 20, one end of which is rotatably mounted on the cutting knife 7 and the other end of which is held by a holding contact 21 and thereby the conductive connection to the upper terminal contact 9 is established.
Fig. 3 zeigt die beiden in Reihe geschalteten Löschkammern 5, 6 in Ausschaltstellung; die Kontaktfedern 22, 23 werden durch die Isolierstoffabschnitte der Löschschieber 14 voneinander isoliert.Fig. 3 shows the two arcing chambers 5, 6 in series connected Switch-off position; the contact springs 22, 23 are through the insulating material the extinguishing slide 14 isolated from one another.
Die Stromkreisunterbrechung in den Löschkammern wird ab einer bestimmten Lage des ausschaltenden Trennmessers durch einen hier nicht näher beschriebenen Mechanismus ausgelöst; durch eine sprunghafte Bewegung der -Löschschieber aus der in Fig. 2 gezeichneten Lage in die in Fig. - 3 dargestellte entstehen insgesamt 4 in Reihe liegende Teillichtbögen, die durch Anwendung des Hartgasprinzips gelöscht werden. Nach erfolgter Lichtbogenlöschung verläßt der Nacheilkontakt 20 den Haltekontakt 21 und stellt dadurch eine Lufttrennstrecke her.The circuit interruption in the arcing chambers is from a certain Position of the disconnecting knife by one not described in detail here Mechanism triggered; by suddenly moving the extinguishing slide out of the The position shown in FIG. 2 in the position shown in FIG. 3 arise as a whole 4 in-line partial arcs, which are extinguished by applying the hard gas principle will. After the arc has been extinguished, the lag contact 20 leaves the holding contact 21 and thereby creates an air separation section.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der Fig. 4 und 5 werden für gleiche Teile dieselben Positionsziffern verwendet. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. t besitzt der dreipolige Lasttrennschalter der Fig. 4 und 5 nur im mittleren Schalterpol eine zusätzliche Löschkammer 6. Aus Fig. 5 geht hervor, daß alle Löschkammern von der Seite her gesehen in einer Ebene liegen. Die Stromführung über die Löschkammern 5, 6 erfolgt in diesem Pol genauso wie in den Polen des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1.In the following description of FIGS. 4 and 5 are for the same Parts use the same position numbers. Compared to the embodiment according to Fig. T has the three-pole switch disconnector of FIGS. 4 and 5 only in the middle Switch pole an additional arcing chamber 6. From Fig. 5 it can be seen that all arcing chambers seen from the side in one plane. The power supply via the arcing chambers 5, 6 takes place in this pole in exactly the same way as in the poles of the exemplary embodiment according to Fig. 1.
Ein wesentlicher Unterschied zum Schalter nach Fig. 1, bei dem alle Schalterpole nahezu gleichzeitig schalten, besteht darin, daß die mittleren Löschkammern 5', 6' wesentlich früher mit dem Unterbrechungsvorgang beginnen und diesen je nach Antriebseinstellung nahezu oder schon vollständig beendet haben, ehe die beiden einzelnen Löschkammern 25, 26 mit dem Unterbrechungsvorgang beginnen. Die Schaltstrecken der einzelnen Löschkammern 25, 26 werden infolgedessen während des Unterbrechungsvorganges jeweils mit dem halben Wert der anstehenden Spannung beaufschlagt.A major difference to the switch of Fig. 1, in which all Switching switch poles almost simultaneously consists in the fact that the middle arcing chambers 5 ', 6' start the interruption process much earlier and depending on this Drive setting have almost or completely finished before the two of them individual quenching chambers 25, 26 begin with the interruption process. The switching paths of the individual quenching chambers 25, 26 are consequently during the interruption process each applied with half the value of the applied voltage.
Das zeitlich versetzte Schalten wird beispielsweise durch die Änderung der geometrischen Verhältnisse des Gelenkvierecks A, B, C, D erzielt.The time-shifted switching is made possible, for example, by the change the geometric relationships of the quadrilateral joint A, B, C, D achieved.
Es bedeuten A = Drehachse der Antriebswelle 24 B = Drehpunkt der Verbindung Antriebskurbel - Isolierkoppel der äußeren Pole B' = Drehpunkt der Verbindung Antriebskurbel - Isolierkoppel des mittleren Pols C = Drehpunkt der Verbindung Trennmesser - Isolierkoppel D = Drehpunkt der Trennmesseraufhängung Gemäß den Fig. 5 und 6 sieht ein Ausführungsbeispiel vor, daß die Kurbeln 29 der äußeren Schalterpole einen von der Kurbel 17 des mittleren Poles abweichenden Winkelstellung auf der Antriebswelle 24 besitzen, so daß das Gelenkviereck A, B', C, D entsteht. Zusätzlich wurde der wirksame Kurbelradius der Kurbel 29 gegenüber dem wirksamen Radius der Kurbel 17 verringert. Dadurch wird erreicht, daß der mittlere Pol eher schaltet, als die beiden äußeren, wobei jedoch die Größe des Schaltwinkels für alle 3 Pole gleich ist.It denotes A = axis of rotation of the drive shaft 24 B = pivot point of the connection Drive crank - insulating coupling of the outer poles B '= pivot point of the drive crank connection - Isolating coupling of the middle pole C = pivot point of the connection separating knife - isolating coupling D = pivot point of the cutting knife suspension According to FIGS. 5 and 6, an exemplary embodiment is shown before that the cranks 29 of the outer switch poles one of the crank 17 of the middle Poles have a different angular position on the drive shaft 24, so that the Joint quadrangle A, B ', C, D is created. In addition, the effective crank radius became the Crank 29 is reduced compared to the effective radius of the crank 17. This will achieves that the middle pole switches sooner than the two outer ones, however the size of the switching angle is the same for all 3 poles.
In Fig. 6, die den Bewegungsablauf der Kurbeln 29, 17 veranschaulicht und die jeweils zugehörige Schalter- bzw. Löschkammerstellung andeutet, bedeuten: P0 - Einschaltlage des mittleren Schalterpols P'o = Einschaltlage der beiden äußeren Pole Beginn des Unterbrechungsvorganges in den in Reihe geschalteten Löschkammern 5', 6' P'L = Beginn des Unterbrechungsvorganges in den äußeren L Löschkammern 25, 26 PE - Ausschaltlage des mittleren Schalterpoles P'E = Ausschaltlage der beiden äußeren Schalterpole Aus Fig. 6 ist leicht zu entnehmen, daß der Weg P0 -(voreilender Pol) wesentlich kleiner ist als der Weg P'o ~ P'L (nacheilende Pole) und daß der Weg P0 - PE gleich dem Weg P - P Eist.In FIG. 6, which illustrates the sequence of movements of the cranks 29, 17 and indicates the corresponding switch or arcing chamber position, mean: P0 - switch-on position of the middle switch pole P'o = switch-on position of the two outer ones Pole start of the interruption process in the arcing chambers connected in series 5 ', 6' P'L = start of the interruption process in the outer L arcing chambers 25, 26 PE - switch-off position of the middle switch pole P'E = switch-off position of the two outer switch poles From Fig. 6 it is easy to see that the path P0 - (leading Pol) is much smaller than the path P'o ~ P'L (trailing pole) and that the Path P0 - PE is the same as path P - P Eist.
Selbstverständlich sind andere mechanische Konstruktionen zum Erreichen der voreilenden Bewegung eines Schalterpols möglich und werden von der Erfindung mitumfaßt. Beispielsweise könnte anstelle der Kurbel 29 eine Scheibe mit einem Langloch vorgesehen sein.Of course, other mechanical constructions are to be achieved the leading movement of a switch pole possible and are of the invention includes. For example, instead of the crank 29, a disk with an elongated hole could be used be provided.
Claims (10)
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