DE3307401C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktsystem für Ein­ säulen-Scherentrennschalter, mit aus beweglichen Scheren­ kontaktstücken und einem feststehenden Gegenkontaktstück be­ stehenden Hauptstromkontakten und diesen parallelschalt­ baren, aus einem feststehenden und beweglichen Vorkontakt­ stücken bestehenden Vorkontakten, die beim Einschalten vor den Hauptstromkontakten schließen und beim Ausschalten nach den Hauptstromkontakten öffnen, wobei das feststehende Vor­ kontaktstück mit dem Gegenkontaktstück starr verbunden ist.

Ein solches Kontaktsystem ist beispielsweise bei einem aus der DE-OS 28 09 499 bekannten Hochspannungstrennschalter vorgesehen, der in der Lage ist, nicht nur im Leerlauf, d. h. ohne Strombelastung ein- und auszuschalten, sondern auch Ein- und Ausschaltströme während der Schalthandlungen zu schalten. Das Ein- bzw. Ausschaltvermögen ist im Hinblick auf die Impedanz der zu schaltenden Leitung bzw. des ange­ schlossenen Sammelschienenabschnittes zu wählen, wobei die Spannung den Wert von einigen 100 Volt bei Strömen der Grö­ ßenordnung 1 kA erreichen kann.

Bei dem aus der DE-OS 28 09 499 bekannten Hochspannungs­ trennschalter sind den Scherenkontaktstücken Vorkontakt­ stücke vorgelagert, die beim Einschalten vor den Hauptkon­ taktstücken das an der Hochspannungsleitung befestigte Gegenkontaktstück berühren und beim Ausschalten nach den Scherenkontaktstücken öffnen.

Bei einem weiteren aus der DE-OS 28 39 914 bekannten Trenn­ schalter ist die Vorkontakteinrichtung als Abreißkontakt für den Lichtbogen aus gekreuzten Kontaktstäben gebildet, die dem Hauptkontakt so federnd zugeordnet sind, daß der Abreiß­ kontakt nach dem Hauptkontakt öffnet.

Bei einem aus der DE-OS 32 05 909 bekannten Hochspannungstrenn­ schalter sind die Hilfskontaktstücke, die zur Führung eines Lichtbogens bestimmt sind, in einem Winkel vorzugsweise von 45 bis 90° zu den jeweils zugeordneten Kontaktstücken angeordnet.

Ferner ist aus der DE-OS 32 10 155 ein Kontaktsystem für einen Hochspannungstrennschalter mit den Hauptkontakten parallelschalt­ baren Vorkontakten bekannt. Dieses enthält einerseits Kontakte in Form von parallel zu einem Hauptkontakt angeordneten Schie­ nen, an die der andere, als Scherenkontaktstück ausgebildete Hauptkontakt zur Anlage gelangt, und andererseits gesonderte Trennkontakte, die außerhalb des Kontaktbereiches der Scheren­ kontaktstücke des Hauptkontaktes liegen. Nur zwischen diesen Trennkontakten tritt der Abreißlichtbogen auf. Diese Trennkon­ takte sind als zweiarmige, am Gegenkontaktstück schwenkbar und elektrisch isoliert gelagerte, in Ausschaltrichtung federbe­ lastete Hebel ausgebildet. Die beiden Hebelarme dieser Trenn­ kontakte sind angenähert gleich groß.

Bei all diesen bekannten Kontaktsystemen ist die Hauptstrombahn von den Einwirkungen des Lichtbogens, der gegebenfalls wäh­ rend der Schalthandlungen gezogen wird, befreit, die Schaltbe­ wegung der Vorkontakte entspricht jedoch der vergleichsweise langsamen Schaltbewegung der Hauptkontaktstücke.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktsystem der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Schaltbewegung der Vorkontaktstücke wesentlich schneller sein kann als die der Hauptstromkontakte.

Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß die bewegli­ chen Vorkontaktstücke als zweiarmige, am Gegenkontaktstück schwenkbar und elektrisch isoliert gelagerte, in Ausschalt­ richtung federbelastete Hebel ausgebildet sind, deren einer Hebelarm von je einem der beweglichen Scherenkontaktstücke betätigbar ist und deren anderer Hebelarm ein Kontaktelement zum Eingriff mit dem feststehenden Vorkontaktstück trägt, und daß das Hebelverhältnis der beweglichen Vorkontaktstücke bezüglich des Betätigungshebelarms etwa 1 : 5 bis 1 : 10 beträgt.

Durch Anwendung der Erfindung ergibt sich ein der Hauptstrom­ bahn des Scherenschalterkontaktes parallelgeschaltetes Licht­ bogenkontaktsystem, das als einfache Zusatzeinrichtung zum Gegenkontaktstück aufgebaut ist. Eine Änderung bestehender oder bewährter Scherentrennschalter im Bereich der Scherenkontakte und deren Antriebe ist damit entbehrlich. Die Erfindung ist daher auch für eine Umrüstung bereits installierter Trennschal­ ter geeignet, wenn diese für Schalthandlungen unter geringer Last benutzt werden sollen.

Die Vorkontaktstücke beim erfindungsgemäßen Trennschalter sind im Unterschied zu den bekannten Ausführungsformen hinsichtlich der im Freiluftbetrieb sich ergebenden unterschiedlichen Seil­ lagen des Gegenkontaktstückes unabhängig. Sie brauchen also nur nach der geforderten Bewegungsgeschwindigkeit, die sich aus dem Hebelverhältnis ergibt, bemessen zu werden. Damit aber ergeben sich von der Seillage unabhängige Schaltzeiten des Vorkontakt­ systems mit hohen Kontaktgeschwindigkeiten.

Mit Vorteil sind das feststehende Vorkontaktstück und die Kon­ taktelemente der beweglichen Vorkontaktstücke außerhalb des Ein­ griffsbereichs der Scherenkontaktstücke angeordnet. Dabei kann das feststehende Vorkontaktstück mit einem Kontaktkörper aus lichtbogenresistentem Material, z. B. Graphit, versehen sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Kontaktsystems nach der Erfindung weist der Betätigungshebel der beweglichen Vor­ kontaktstücke eine parallel zum Gegenkontaktstück verlaufende und sich über dessen gesamten Kontaktbereich erstreckende Abwinkelung auf, die in der Ausschaltlage des Vorkontaktes über die Kontur des Kontaktbereiches des Gegenkontaktstückes vorspringend angeordnet ist.

Vorteilhaft liegen die Schwenkachsen der Vorkontaktstücke außerhalb des Gegenkontaktstückes, um einen Bewegungsablauf zu erzielen, der die Kontaktkraft der Hauptstrombahn möglichst wenig schwächt. Die Vorkontaktstücke können eine gemeinsame Schwenkachse haben.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktsystems sind die Schwenklager der beweglichen Vorkon­ taktstücke von Isolierstoffkörper gebildet, die auf gegenüber­ liegenden Seiten des langgestreckten und rohrförmig ausgebilde­ ten Gegenkontaktstückes starr befestigt sind. Die Isolierstoff­ körper können dabei als Widerlager für die die beweglichen Vor­ kontaktstücke in Ausschaltrichtung belastenden Federn ausgebildet sein.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Kontakt­ systems für einen Einsäulen-Scherentrennschalter nach der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert. Die

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Ansicht das Kontakt­ system eines Einsäulen-Scherentrennschalters nach der Erfindung in der Einschaltstellung. In

Fig. 2 ist einer vergrößerten Darstellung das Gegenkontakt­ stück und die Vorkontakte schematisch dargestellt. Die

Fig. 3 zeigt eine zur Fig. 2 zugehörige Ansicht. Die

Fig. 4 stellt die Hauptstromkontakte und die Vorkontakt­ stücke des Kontaktsystems nach der Erfindung schematisch in der Einschaltstellung und in

Fig. 5 im Verlauf der Ausschalthandlung dar.

Das Kontaktsystem nach Fig. 1 zeigt nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile eines Einsäulen-Scheren­ trennschalters ohne die notwendigen Stützisolatoren und den Antrieb. Ein an einer Hochspannungsleitung 1 befestigtes Gegen­ kontaktstück 2 wirkt mit einem Paar an den Enden der Schere 3 angebrachter beweglicher Scherenkontaktstücke 4, 5 zusammen.

Zum Öffnen der beiden Scherenkontaktstücke 4, 5 bewegen sich die Antriebsarme 6, 7 in Pfeilrichtung 8 bzw. 9 und treiben über Gelenke 10, 11 die Schwenkarme 12, 13 im Sinne einer Öff­ nungsbewegung der Scherenkontakte 4, 5 an. Damit bewegen sich die Scherenkontakte 4, 5 mit einer vergleichsweise geringen Bewegungsgeschwindigkeit in die Offenstellung. Während der Öffnungsbewegung der Scherenkontakte 4, 5 wird eine Vorkontakt­ einrichtung 14, 24 betätigt, die in den Fig. 2 und 3 näher dargestellt ist.

Das rohrförmige und langgestreckt ausgebildete Gegenkontakt­ stück 2 trägt ein quer zu seiner Längsachse verlaufendes fest­ stehendes Vorkontaktstück 14, das an seinem freien Ende 14 b ein Kontaktelement 15 aus lichtbogenresistenten Material, z. B. Graphit, trägt. Gegen das Kontaktelement 15 sind in der in Fig. 2 ausgezogen dargestellten Position zwei bewegliche Vorkontaktstücke 24 gelegt, die an ihren freien Enden ebenfalls Kontaktelemente 16 aus lichtbogenresistenten Material, z. B. Cu Cr, aufweisen. Die beweglichen Vorkontaktstücke 24 sind aus federndem Kontaktmaterial hergestellt und sitzen an Schwenk­ körpern 17, die um Achsen 18, 19 schwenkbar gelagert sind. Diese Achsen 18, 19 liegen außerhalb des Gegenkontaktstückes 2.

An den Schwenkkörpern 17 sind Abwinkelungen 20 starr befestigt, die über die gesamte Länge des Gegenkontaktstückes 2 reichen und sich in der Einschaltstellung gegen die Scherenkontakt­ stücke 4 bzw. 5 abstützen. Sie stehen dabei unter der Wirkung einer die beweglichen Vorkontaktstücke 24 belastenden Feder 21, die diese in die Ausschaltlage zu drücken sucht.

Wenn nun die Scherenkontaktstücke 4, 5 im Verlauf der Ausschalt­ handlung in die Positionen 4 a, 5 a überführt werden, drückt die Feder 21 die Schwenkkörper 17 in die in Fig. 2 strichpunktiert gezeichnete Lage 17 a, so daß sich die Kontaktelemente 15 mit einer erhöhten Schaltgeschwindigkeit bewegen. Die Schaltge­ schwindigkeit ist dabei um das Hebelverhältnis größer als die Bewegungsgeschwindigkeit der Scherenkontakte 4, 5. Im darge­ stellten Ausführungsbeispiel beträgt das Hebelverhältnis etwa 1 : 8 (Hebelarm 24 d im Verhältnis zum Hebelarm 24 c).

Aus der in Fig. 3 dargestellten anderen Ansicht geht besonders gut hervor, daß die Schwenkkörper 17 in Isolierstoffkörpern 22 schwenkbar gelagert sind, die ihrerseits auf dem Gegenkontakt­ stück 2 auf der gegenüberliegenden Seite starr befestigt sind. Die Isolierstoffkörper 22 sind auch als Widerlager für die die Vorkontaktstücke 24 belastenden Federn 21 ausgebildet.

Die beweglichen Vorkontaktstücke 24 sind in ihrem an den Schwenkkörpern 17 einmündenden Stellen mit Isoliermuffen 23 versehen, die einen elektrisch isolierenden Anschlag in der Offenstellung der Vorkontakte 24 am Gegenkontaktstück 2 bilden.

Der Bewegungsablauf zwischen der Ein- und der Ausschaltstellung der Vorkontakte 14, 24 im Zusammenwirken mit den Scherenkon­ takten 4, 5 ist in den Fig. 4 und 5 schematisch dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Bei einem Ausschaltkommando heben die Scherenkontaktstücke 4, 5 vom Gegenkontaktstück 2 ab, wobei die Abwinkelungen 20 den Scherenkontaktstücken nachfolgen. Der Stromfluß ist damit über die Hauptstrombahn unterbrochen, aber noch über die Abwinkelung und die Vorkontaktstücke 14, 24 aufrechterhalten. Beim Öffnen der Vorkontakteinrichtung 14, 24 wird beim Schalten unter Last zwischen den Kontaktelementen 15, 16 ein Lichtbogen gezogen, der im natürlichen Stromnulldurchgang erlischt. Erst danach heben die Scherenkontaktstücke 4, 5 von den Abwinkelungen 20 stromlos ab.

Claims (8)

1. Kontaktsystem für Einsäulen-Scherentrennschalter, mit aus beweglichen Scherenkontaktstücken und einem feststehenden Gegenkontaktstück bestehenden Hauptstromkontakten und diesen parallelschaltbaren, aus einem feststehendem und beweglichen Vorkontaktstücken bestehenden Vorkontakten, die beim Einschal­ ten vor den Hauptstromkontakten schließen und beim Ausschalten nach den Hauptstromkontakten öffnen, wobei das feststehende Vorkontaktstück mit dem Gegenkontaktstück starr verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Vorkontaktstücke (24) als zweiarmige, am Gegen­ kontaktstück (2) schwenkbar und elektrisch isoliert gelagerte, in Ausschaltrichtung federbelastete Hebel ausgebildet sind, deren einer Hebelarm (24 d) von je einem der beweglichen Scherenkontaktstücke (4, 5) betätigbar ist und deren anderer Hebelarm (24 c) ein Kontaktelement (16) zum Eingriff mit dem feststehenden Vorkontaktstück (14 a) trägt, und daß das Hebelverhältnis der beweglichen Vorkontaktstücke (24) bezüglich des Betätigungshebelarms (24 d) etwa 1 : 5 bis 1 : 10 beträgt.

2. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Vorkontakt­ stück (14) und die Kontaktelemente (16) der beweglichen Vorkon­ taktstücke (24) außerhalb des Eingriffsbereiches der Scheren­ kontaktstücke (2) angeordnet sind.

3. Kontaktsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Vorkon­ taktstück (14) mit einem Kontaktkörper (15) aus lichtbogen­ resistendem Material versehen ist.

4. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebelarm (24 d) der beweglichen Vorkontaktstücke (24) eine parallel zum Gegenkontaktstück (2) verlaufende und sich über dessen gesamten Kontaktbereich erstreckende Abwinkelung (20) aufweist, die in der Ausschaltlage des Vorkontaktes (24) über die Kontur des Kontaktbereiches des Gegenkontaktstückes (2) vorspringend angeordnet ist.

5. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (19) der Vorkontaktstücke (24) außerhalb des Gegenkontaktstückes (2) liegen.

6. Kontaktsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkontaktstücke (24) eine gemeinsame Schwenkachse haben.

7. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenklager der beweglichen Vorkontaktstücke (24) von Isolierstoffkörpern (22) gebildet sind, die auf gegenüberlie­ genden Seiten des langgestreckten und rohrförmig ausgebildeten Gegenkontaktstückes (2) starr befestigt sind.

8. Kontaktsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffkörper (22) als Widerlager für die die beweglichen Vorkontaktstücke (24) in Ausschaltrichtung belastenden Federn (21) ausgebildet sind.