DE3312661C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Der Vorteil des an sich bekannten Zweiweg-Trennschalters ist offensichtlich, er begründet sich einerseits auf Ein­ sparung an Material und zum anderen auf den geringen Raumbedarf, was angesichts der gedrängten Bauweise der oben aufgeführten Schaltzellen besonders zu werten ist.

Die Betätigung eines derartigen Zweiweg-Trennschalters liefert Probleme eigener Art. Die gegenseitige Verriege­ lung der beiden Trennfunktionen entfällt systembegründet.

Es entspricht nicht der Gepflogenheit, zwei AUS-Schalt­ bzw. EIN-Schalthandlungen mit nur einem manuellen Betäti­ gungselement auszuführen. Unzulässig ist es, wenn für zwei gleichartige Schaltfunktionen, beispielsweise das EIN-Schalten der Sammelschiene und das EIN-Schalten der Erdung manuell in unterschiedlichen Bewegungsrichtungen ausgeführt wird. Solches ergibt sich zwangsläufig bei Verwendung eines einfachen Gestängeantriebes bzw. bei einem einfachen Kegelradantrieb.

Ein Verwechseln der Schalthandlungen muß völlig ausge­ schlosssen werden. In beiden EIN-Schaltstellungen sind starre Verriegelungen gegen das von elektrodynamischen Stromkräften hervorgerufene Auftrennen der Kontakte vorzusehen.

Die hierzu vervendete Mechanik muß einfach und wartungs­ arm sein, sie muß sich auch beim Festsetzen infolge un­ zulässiger Wartung und Lagerung nach langer Standzeit durch Anwendung äußerer Gewalt freischalten lassen. Das bedeutet Verzicht auf federnde Klinken und ähnliche Bau­ elemente.

Aus der DE-AS 11 06 843 ist eine Antriebsvorrichtung für elektrische Schaltgeräte bekannt, bei der Schalt- und An­ triebswelle in einem Winkel von etwa 90° zueinander ange­ ordnet sind. Die Wellen sind deshalb über Zug- bzw. Druckstangen verbunden, die an zweiarmigen, mit Winkelge­ lenken versehenen, auf den Wellen aufsitzenden Hebeln an­ gelenkt sind.

Für den Antrieb eines Schubtrennschalters ist es aus der DE-PS 6 34 538 bekannt, ein Gestänge zu verwenden, das je­ weils an einem Hebel der Schalt- bzw. der Antriebswelle angelenkt ist. Dabei wird so verfahren, daß die Hebel bei einer Schalthandlung die Drehrichtung beibehalten und der Hebel der Antriebswelle mit dem Gestänge in der EIN-Stel­ lung eine Totpunktlage eingeht.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsvorrich­ tung für einen Zweiweg-Trennschalter anzugeben, der ein­ fach aufgebaut und lediglich mit Hebeln und Gestängen realisierbar ist und bei dem richtungsgleiche Ein- sowie Ausschaltbewegungen möglich sind.

Die Lösung gelingt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Anhand der beigefügten Zeichnungen, die ein Ausführungs­ beispiel zeigen, soll die Erfindung näher erläutert wer­ den.

Fig. 1 zeigt als Übersicht die schematische Darstellung einer gekapselten und geschotteten Schaltzelle im Mittel­ spannungsbereich mit einphasiger Unterteilung.

Dargestellt ist der Kabelendverschluß 1 in der Kabelkam­ mer 2. Links außerhalb dieser Kammer 2 sind Spannungs­ wandler 3 und Stromwandler 4 angeordnet, die mit ihren Isolierstutzen dichtend durch die Gehäusewandung greifen. Der Leistungsschalterpol 5 ist in der Leistungsschaltkam­ mer 6 angeordnet. Die elektrische Verbindung erfolgt durch gasdichte Isolierdurchführungen 7.

In der Trennschaltkammer 8 ist der Zweiweg-Trennschalter 9 angeordnet, der einerseits eine elektrische Verbindung zum Sammelschienenkontakt 10 und andererseits zum Er­ dungskontakt 11 herstellen kann. Sein Antrieb 12 befindet sich außerhalb des Gehäuses. Durch die Isolierdurchfüh­ rung erfolgt die Verbindung zur Sammelschiene 13, die durch die Sammelschienenkammer 14 verläuft.

In diesem Zusammenhang ist nur die Trennschaltkammer 8 einschließlich des Antriebes 12 von Belang. Der durch die strichpunktierte Linie 15 umgrenzte Raum wird in bei­ spielhafter Ausführungsform in Fig. 2 dargestellt. Zu erkennen ist die Trennschaltkammer 8, rechtsseitig von dem Gußgehäuse 16 begrenzt und linksseitig von dem Deckel 17 verschlossen.

Die elektrische Verbindung des ortsfesten Leiters 18 zu der Leistungsschaltkammer 6 erfolgt durch den isolierten Scheibenstützer 19.

Auf dem freien Ende des ortsfesten Leiters 18 ist das Trennmesser 9 schwenkbar gelagert. Es ist in AUS-Stellung gezeichnet.

Wird das Trennmesser 9 mittels Isolierstange 20 und Hebel 21, der auf der Schaltwelle 22 befestigt ist, mittels Drehung letzterer in Pfeilrichtung A ver­ schwenkt, erfolgt nach dem Eingriff auf das Kontakt­ stück 10 eine EIN-Schaltung der Sammelschiene.

Wird das Trennmesser 9 mittels gleicher Mechanik in Pfeilrichtung B Verschwenkt, erfolgt nach dem Eingriff auf das Erdungskontaktstück 11 eine EIN-Schaltung der Erdung. Hierzu muß die Schaltwelle 22 in entgegengesetz­ ter Drehrichtung gedreht werden.

Die Schaltwelle 22 greift dichtend durch das Gehäuse 16 und trägt außerhalb desselben den Hebel 23, an dessen freiem Ende die Lenker 24 u. 25 gelagert sind.

Rechts sind in dem Lagerbock 26 zwei parallele Schei­ ben 27 u. 28 frei drehbar gelagert. Der Lenker 24 ist auf der Scheibe 27 und der Lenker 25 auf der Scheibe 28 gelagert. Beide Scheiben besitzen auf ihren Mantelflä­ chen Bohrungen 29 u. 30 zum kraftschlüssigen Einstecken des Schaltknüppels 31.

Die Wirkungsweise dieser Lenkmechanik wird in den fol­ genden Fig. näher erläutert. In Fig. 3 ist die in Fig. 2 dargestellte Schaltposition gezeichnet. Fig. 4 zeigt dazu die Draufsicht. Erkennbar sind die Schaltwelle 22 die Lenker 24 u. 25, die Scheiben 27 u. 28, die hier auf dem ortsfesten Bolzen 32 frei drehbar gelagert sind, und schließlich die Bohrungen 29 u. 30. Außerdem ist die ortsfeste Blende 33 vorgesehen mit einer Aussparung durch die die Bohrungen 29 u. 30 von außen zugänglich sind. Auf der Mantelfläche der Scheiben 27 u. 28 sind Vertiefungen vorgesehen, in die jeweils die angedeute­ ten, ortsfesten Kugelrasten 34 greifen.

Für den Hebel 23 gibt es drei Schaltstellungen, die AUS-Stellung (0), die Sammelschienen-EIN-Stellung (SI) und die Erdungs-EIN-Stellung (EI).

Bei der gezeigten AUS-Stellung decken sich beide Bohrun­ gen 29 u. 30. Der Schaltknüppel kann dort wahlweise eingesteckt werden.

Soll eine Sammelschienen-EIN-Schaltung erfolgen, wird der Schaltknüppel 31 in die Bohrung 29 gesteckt und manuell nach oben geschwenkt. Damit ergibt sich die in Fig. 5 gezeichnete Stellung. Die Scheibe 27 hat den durch Pfeilrichtung C dargestellten Winkel beschrieben, der Hebel 23 hat sich in Pfeilrichtung D in die SI- Stellung verschwenkt und dabei über den Lenker 25 die Scheibe 28 in Pfeilrichtung E gedreht. Damit ist die Bohrung 30 hinter die Blende 33 geschwenkt und von außen nicht mehr zugänglich. Für diese Stellung gibt es, wie für alle weiteren, entsprechende Vertiefungen für die Kugelrasten 34. Wie unschwer zu erkennen, ist der Lenker 24 in eine sogenannte Totpunktstellung ge­ langt, damit ist der Hebel 23 und das Schaltmesser 9 in dieser EIN-Stellung fest Verriegelt. Der Schaltknüp­ pel 31 ist bereits wieder herausgezogen.

Da jetzt nur die Bohrung 29 zugänglich ist, kann für die folgende Schalthandlung nur dort der Schaltknüp­ pel 31 eingesetzt werden und gegenläufig zur Pfeilrich­ tung C eine AUS-Schaltung Vorgenommen werden. Damit ist wieder die in Fig. 3 gezeichnete Stellung erreicht. Ein Überschalten ist ausgeschlossen, da der Schaltknüp­ pel 31 am unteren Rand der Blendenaussparung einen End­ anschlag findet.

Für eine Erdungs-EIN-Schaltung wird der Schaltknüppel 31 in die nunmehr zugängliche Bohrung 30 gesteckt, wieder erfolgt eineSchwenkbewegung nach oben, bis die in Fig. 6 gezeichnete Stellung erreicht ist. Die Scheibe 28 hat den durch Pfeilrichtumg F gekennzeichneten Winkel be­ schrieben, der Hebel 23 ist in die EIN-Stellung gelangt und hat über den Lenker 24 die Scheibe 27 in Pfeil­ richtung H gedreht, damit ist die Bohrung 29 hinter die Blende 33 geschwenkt und unzugänglich geworden. Der Lenker 25 ist in die Totpunktstellung gelangt und damit ist auch in dieser Erdungs-EIN-Stellung das Schaltmesser 9 fest Verriegelt.

Da nur die Bohrung 30 in dieser Stellung zugänglich ist, kann als folgende Schalthandlung nur eine Erdungs- AUS-Schaltung wiederum mit Endanschlag des Schaltknüp­ pels 31 erfolgen.

Die beiden Scheiben 27 u. 28 führen stets entgegenge­ richtete Drehbewegungen aus, ein Umstand, der als Er­ findungsmerkmal zu werten ist. Als weiteres Merkmal dient die damit erzielbare Verriegelung durch Totpunkt­ stellung in beiden EIN-Schaltstellungen.

In Fig. 7 wird eine Anordnung gezeigt, die im Prinzip mit der Funktion der vorangegangenen identisch ist, wo bei die Scheiben 27 u. 28 übereinander angeordnet sind. Gezeichnet ist die AUS-Stellung, wobei die ausgezogenen Pfeile die Bewegung für eine Sammelschienen-Schaltung und die gestrichelten Pfeile die Bewegung für eine Er­ dungs-Schaltung andeuten. Der Hebel 23 ist mit zwei unterschiedlichen Lagerstellen für die Lenker 24 u. 25 ausgestattet.

Die Schaltstellungs-Anzeige ist zwangsläufig mit den Stellungen der Scheiben 27 u. 28 verbunden. Werden diese seitlich mit Mantelsektoren 35 bestückt und die Blenden Vorderseitig entsprechend ausgespart, dann können die auf den Sektoren aufgesetzten Markierungen jeweils die Schaltstellungen anzeigen.

In Fig. 8 bis 10 sind übersichtshalber die beiden Schei­ ben 27 u. 28 nebeneinander dargestellt, ferner ist die jeweilige Stellung der Bohrungen 29 u. 30 markiert. Durch die Aussparungen in der Blende 33 ist von rechts gesehen die jeweilige Schaltstellungskombination zu erkennen, und zwar auf der linken Seite den Sammel­ schienentrennschalter betreffend und auf der rechten Seite den Erdungsschalter betreffend. In Fig. 8 befin­ den sich beide Systeme in der 0-Stellung.

In Fig. 9 ist das Trennmesser 9 in Sammelschienen-EIN- Stellung, der Erdungs-Trennschalter in AUS-Stellung. Die Markierungen nach Fig. 8 sind Verschwenkt angegeben. In Fig. 10 ist das Trennmesser in Erdungs-EIN-Stellung, demnach ist der Sammelschienen-Trennschalter in AUS-Stel­ lung. Wiederum sind neue Markierungen in das Gesichts­ feld gerückt. Es zeigt sich, daß für jede Scheibe zwei AUS-Markierungen und eine EIN-Markierung Vorzusehen ist.

Aus dieser Konzeption heraus ergibt sich, daß beide EIN-Schalthandlungen manuell an räumlich getrennter Stelle durch einen Schwenk nach oben ausgeführt werden, daß ferner in beiden EIN-Stellungen das Schaltmesser 9 fest verriegelt ist, und daß zu einer folgenden AUS- Schaltung jeweils nur die dazu erforderliche Bohrung 29 oder 30 zugänglich ist.

Im folgenden werden weitere Sicherheitsmaßnahmen ange­ führt. Um mit Sicherheit eine Verwechselung Von Schal­ tungen auszuschließen, werden weiterhin erfindungsge­ mäß zwei äußerlich stark kontrastierende Schaltknüppel Verwendet, einer für die Sammelschienen-Schaltungen und einer für die Erdungs-Schaltungen. Diese sind an ihren Einsteckenden so unterschiedlich ausgebildet, daß sie sich nur in dazu bestimmten Bohrungen einführen lassen, letztere weisen entsprechend unterschiedliche Quer­ schnittsformen auf. Zum Beispiel ist nach Fig. 13 für die Scheibe 28 mit einer einfachen Bohrung 30 ausge­ stattet, die Scheibe 27 mit einer vergleichsweise grö­ ßeren Bohrung 29, die jedoch zusätzlich den Bolzen 37 enthält. Die zugehörigen Schaltknüppel sind also nicht auswechselbar.

Gegen unbefugtes Schalten können wie üblich die Betä­ tigungselemente durch abnehmbare Hauben abgedeckt oder mit Sicherheitsschlössern verriegelt werden. Einfacher ist es jedoch, wenn nach Fig. 14 die Bohrung mit einem Gewinde 38 ausgestattet ist, zum einen kann dort ein Schaltknüppel vorübergehend als weit sichtbare Schalt­ stellungsmarkierung eingeschraubt werden, zum anderen aber auch der bündig abschließende Stopfen 39, der sich nur mit einem Spezialschlüssel wieder herausnehmen läßt und zu diesem Zweck in einem Innensechskant den Quer­ stift 40 aufweist.

Bei derartigen Sicherungsmaßnahmen ist es ratsam, daß diese nicht zu perfekt ausgelegt sind, sie müssen sich in kritischen Fällen auch ohne Schlüssel behelfsmäßig lösen lassen.

Um unsachgemäßes Schalten zu verhindern bzw. deutlich zu kennzeichnen, wird weiterhin vorgeschlagen, eine Maßnahme zu treffen, die verhindert, daß der Schalt­ knüppel erst dann abgenommen werden kann, wenn der vor­ geschriebene Schwenk voll ausgeführt ist. Hierzu wird nach Fig. 11 angegeben, die Aussparung in der Blende als Kulisse 41 auszuführen, der Schaltknüppel 31 erhält dann an seinem Ende den Ansatz 42. Des weiteren wird nach Fig. 12 gezeigt, wie die Kulisse 43 verengt ist, daß der Schaltknüppel mit der Aussparung 44 zu versehen ist. Auch hier weist die Bohrung einen Bolzen 45 auf, demzufolge in dem Schaltknüppel 31 die Bohrung 46 vor­ zusehen ist. Hierzu gibt es zahlreiche Variationsmög­ lichkeiten, die der gleichen Aufgabe gerecht werden.

Aus der Gesamtkonzeption heraus ergibt sich im Vergleich zu bekannten Ausführungsformen ein erheblicher Vorteil. Wenn nach langer Standzeit durch fehlende Wartung oder unsachgemäß Lagerhaltung u. U. eine Schwergängigkeit oder ein Festsetzen auftritt, kann diese ohne weiteres durch Anwendung von Gewalt überwunden werden, es gibt keine Sperrklinken, die durch Schwergängigkeit blockie­ ren und somit durch Anwendung von Gewalt abgebrochen werden können.

Claims (6)

1. Antriebsvorrichtung zur Betätigung eines Trenn­ schalters mit drei Schaltstellungen, der vorzugsweise als Sammelschienen-Trennschalter sowie als Erdungs-Trenn­ schalter in gekapselten, isoliergasgefüllten Schaltzellen in gedrängter Bauform im Mittelspannungsbereich verwendet wird, mit pro Phase einem Trennmesser (9), das mittels einer Isolierstange (20) und einem auf einer Schaltwelle (22) befestigten Hebel (21) verschwenkt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei frei drehbare Scheiben (27 und 28) vorgesehen sind, die in der Weise über Hebel (23) und Ge­ stänge (24 und 25) an die Schaltwelle (22) angelenkt sind, daß bei einer Drehbewegung der Schaltwelle (22) die eine Scheibe (28) sich in gleicher Drehrichtung bewegt, während sich die andere Scheibe (27) zugleich in entge­ gengesetzter Drehrichtung bewegt, wobei zwecks Durchfüh­ rung einer Schaltung jeweils eine Scheibe (27 oder 28) mittels eingestecktem Schaltknüppel (31) gedreht wird, so daß ausgehend von einer mittleren AUS-Stellung des Schaltmessers (9) , wahlweise die eine oder andere Scheibe in gleicher Drehrichtung bewegt werden muß, um die beiden möglichen EIN-Schaltungen herbeizuführen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß beide EIN-Schaltstellungen durch sog. Totpunkt­ stellung des Gestänges (24 oder 25) fest verriegelt sind, wobei außerdem die jeweiligen Stellungen der Scheiben (27 und 28) durch zusätzliche Kugelrasten (34) gesichert sind, die zugleich auch die Sicherstellung in der AUS- Schaltstellung bewirken.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (27, 28) an ihren Man­ telseiten Bohrungen (29, 30) zum Einsetzen der Schalt­ knüppel (31) aufweisen, und die Bedienseiten der Scheiben (27, 28) von einer Frontblende (33) begrenzt sind, wobei in einer EIN-Stellung lediglich die Bohrung zugänglich ist, um die Vorrichtung wieder in die AUS-Stellung zu bringen, während die Bohrung der anderen Scheibe von der Frontblende (33) abgedeckt ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (29 und 30) zum Einstek­ ken des Schaltknüppels in beiden Scheiben (27 und 28) ei­ ne unterschiedliche Querschnittsform aufweisten (Fig. 13), so daß zwei kontrastierende Schaltknüppel erforder­ lich sind, einer für die Sammelschienen-Schaltungen und einer für die Erdungs-Schaltungen.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrungen (29 und 30) einsetz­ bare, bündige Stopfen (39), die sich nur mittels eines Spezialschlüssels herausnehmen lassen, vorhanden sind, die ein unbefugtes Schalten verhindern.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, mit­ tels derer sich die Schaltknüppel (31) nur nach vor­ schriftsmäßig vollzogener Schalthandlung wieder heraus­ nehmen lassen, beispielsweise durch besondere Kulissen­ ausbildung der Blendenaussparung (41 und 43) in Verbin­ dung mit entsprechend ausgebildeten Schaltknüppelenden (Fig. 11 und 12).