-
-
Trennschalter
-
Die Erfindung betrifft einen Trennschalter gemäß Oberbegriff des Anspruches
1.
-
Übliche Trennsehalter der eingangs genannten Art sind als Schubtrennschalter
oder als Drehtrennschalter ausgebildet Bei bekannten Drehtrennschaltern verläuft
quer durch die Metall oder Kunststoffkapselung eine Isolier-Antriebswelle, an der
Kontaktarme befestigt sind9 deren freie Enden mit Kontaktmessern ausgebildet bzw
versehen sind, die mit festen Kontaktstücken in Verbindung gelangen. Derartige Kontaktarme
können einarmig oder doppelarmig ausgebildet sein. Bei Schubtrennschaltern ist das
bewegliche Kontaktstück in Richtung der Mittelachse der Kapselung mittels eines
Antriebs verschiebbar; dessen auflagerung erfolgt an den Schottungsisolatoren Aus
der FR-PS 23 59 499 ist ein Trennschalter bekanntgeworden,
bei dem
die bewegbaren Kontakte an einer Drehscheibe befestigt sind, die mittels eines Schneckenradgetriebes
von außen antreibbar ist, wodurch die freien Enden der Kontaktarme in Berührung
bzw. außer Berührung mit den festen Kontaktstücken gelangen. Die Kontaktierung ist
eine Berührungskontaktierung dergestalt, daß die mit kugeligen Enden ausgebildeten
Kontaktarme auf Kontaktflächen aufgleiten, die quer zu der Drehachse der Antriebsscheibe
verlaufen. Die freien Enden der Kontaktarme bewegen sich in einer Ebene, die senkrecht
zu der Mittelachse der Kapselung verläuft. Die Kontaktarme selbst sind an der Antriebsscheibe
windschief zueinander befestigt; der Antrieb aller drei Kontaktarme erfolgt durch
Betätigung der Antriebs- bzw.
-
Tragscheibe.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Trennschalter der eingangs genannten
Art noch weiter zu vereinfachen, insbesondere die Kontaktsicherung unabhängig von
Wärmedehnungen und sonstigen Toleranzen immer zu gewährleisten; zusätzlich soll
die Dichtiggkeit erhöht und der Platzbedarf verringert werden.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehachse
jedes Kontaktarmes mit der Mittelachse des zugehörigen ersten Anschlußstückes zusammenfällt,
daß die Kontaktarme senkrecht zu ihren Drehachsen ausgerichtet sind, so daß sich
die beweglichen Kontaktstücke entlang eines Kreisbogens in einer Ebene bewegen,
die senkrecht zu den ersten und zweiten Anschlußstücken verläuft, daß die beweglichen
Kontktstücke messerartig in tangentialer Richtung von den Armen vorspringen, und
daß die festen Kontaktstücke innerhalb der zugehörigen zweiten Anschlußleitern liegen,
derart, daß die Eintrittsöffnungen zur Aufnahme der beweglichen Kontakt-
stücke
auf der Außenumfangsfläche jedes zweiten Anschlußstückes in der Bewegungsebene der
beweglichen Kontaktstücke liegen, so daß die beweglichen Kontaktstücke in die festen
Kontaktstücke, die Außenumfangs fläche der zweiten Anschlußstücke durchgreifend,
eindringen.
-
Bei der Trennschalterausführung nach der FR-PS 23 59 499 bewegen sich
die Enden der Kontaktarme in ähnlicher Weise auf einem Kreisbogen in einer Ebene
senkrecht zu der Mittelachse der Metallkapselung. Die Kontaktenden jedoch sind als
Kugeln ausgebildet, die mit den festen Kontaktstückens die eine Ebene bilden, dadurch
in Kontaktierung bzw. Berührung kommen, daß sie auf diese Ebenen aufgeschoben werden.
Im Prinzip ist diese Anordnung stark toleranzabhängig; bei relativ niedrigen Temperaturen
ist eine genaue Kontaktierung nicht gewährleistet und bei relativ hohen Temperaturen
besteht die Gefahr, daß die beweglichen Kontakte nicht vollständig auf die Kontaktierungsflächen
auflaufen können: der Trennschalter kann unter Umständen nicht vollständig in seine
Endstellung gelangen.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
-
Durch die erfindungsgemäße ausgestaltung wird der Platzbedarf erheblich
verringert. Ferner wird die Dichtigkeit erhöht und - besonders wichtig - es werden
ohne besonders aufwendige Konstruktionen Einfach- und Doppeltrennstrecken-Trenner
mit im wesentlichen gleichen Komponenten möglich.
-
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeipiel der Erfindung
dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie
weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen und Verbesserungen näher erläutert und beschrieben werden.
-
Es zeigt: Figur 1 eine teilweise Schnittansicht eines erfindungsgemäßen
Trennschalters,in Form eines Doppeltrennstrecken-Trenners, Figur 2 eine Schnittansicht
eines Trennschalters in Form eines Einfachtrennstrecken-Trenners in einer Darstellung
ähnlich der der Figur 1, senkrecht zu der Schnittebene der Figur 1, Figur 3 eine
Aufsicht auf den Trennschalter in Pfeilrichtung A der Figur 1, Figur 4 eine Schnittansicht
gemäß Linie IV-IV der Figur 1, Figur 5 eine vergrößerte Teilansicht einer Lagerungsstelle
und Figur 6 eine Schnittansicht zur Darstellung eines festen Kontaktstückes.
-
Ein erfindungsgemäßer Trennschalter ist insgesamt mit der Bezugsziffer
10 bezeichnet Er befindet sich innerhalb einer Metallkapselung 11, die als Stahl-
oder Aluminiumkapselung ausgebildet sein kann, welche Kapselung natürlich auch aus
Kunststoff hergestellt sein kann Die Metallkapselung besitzt an ihrem einen Ende
einen Flansch 12, an den ein weiterer Flansch 13 einer weiteren Kapselung 14 anschließt
Zwischen den beiden Flanschen 12 und 13 befindet sich ein Schottungsisolator 15,
mit dem die Räume der Kapselung 14 bzw 11 gasdicht voneinander getrennt sind Zur
Halterung der beiden Flansche aneinander ist eine Schrauben-Verbindung 16 vorgesehen.
An den Stirnseiten der Flansche 12 und 13 zugewandten, radial verlaufenden Randflächen
des Schottungsisolators 15 sind Dichtungen 17 angeordnet bzw.
-
eingebracht, die ein Ausströmen des in den Kapselungen 11 und 14 befindlichen
Isoliergases, das vorzugsweise SF6-Gas ist, aber auch eine andere Zusammensetzung
aufweisen kann, verhindern Insoweit ist die Konstruktion der Kapselung und auch
die ausgestaltung des Schottungsisolators als solches an sich bekannt.
-
Der Schottungsisolator 15 dient zur Halterung von Anschlußstücken
22 und zu deren drehbaren Auflagerung.
-
Im Inneren des Schottungsisolators 15 ist ein Durchgang 23 vorgesehen,
der eine Eingußarmatur 24 aufnimmt, die nach innen einen Lagerraum 25 mit zwei Lagern
26 und 27 aufweist, die in üblicher Weise mittels Radiallagerringen 28 bzw. 29 und
Innensicherungsringen 30 an der Eingußarmatur 24 gehaltert sind. Zwischen den beiden
Lagern 26 und 27 befinden sich Radialdichtringe 31.
-
Die Eingußarmatur 24 überragt beidseitig den Schottungs-
isolator
in dessen axialer Richtung und endet in einem Fortsatz 32 (in der Figur 5 ist nur
der rechte Fortsatz zu sehen), an dessen Stirnfläche mittels einer Schraubenverbindung
33 ein Abschirmelement 34 befestigt ist.
-
Derartige Abschirmelemente sind an sich bekannt; sie besitzen eine
Art ballige Form, entsprechend der Aufgabe, Entladungen zu verhindern und elektrische
Felder zu steuern.
-
Der Schottungsisolator 15 ist entsprechend der Anzahl der Phasen bzw.
Pole mit drei in der Figur 5 gezeichneten Armaturen mit Lagerungen versehen, die
an der Spitze eines Dreiecks angeordnet sind. Die Armaturen sind von den Anschlußstücken
22 durchgriffen, die in den Armaturen bzw. Lagern drehbar gelagert sind.
-
An jeweils einem Anschlußstück 22 ist ein Antriebsrad 35 befestigt,
dessem Umfang mit einer Verzahnung (nicht näher dargestellt) versehen ist, die mit
einem Schneckenantrieb 36 zusammenwirkt, der an einer Antriebsstange angeformt ist
und quer zu der Mittelachse des Anschlußstückes und in Abstand dazu die Kapselung
durchgreift. Am Anschlußstück 22 ist in nicht näher dargestellter Weise ein Kontaktarm
37 befestigt, der in einer Ebene abgebogen ist und zwei senkrecht zueinander verlaufende
Schenkelteile 38 und 39 aufweist; der Schenkelteil 39 verläuft senkrecht zu der
Mittelachse des Anschlußstückes 22. An dem Schenkelteil 39 ist ein Kontaktmesser
40 angeformt, das sich auf einem Kreis bewegt, dessen Mittelpunkt die Mittelachse
des AnschluR-stückes ist und dessen Ebene senkrecht zu der Mittelachse des Anschlußstückes
22 verläuft. Das Kontaktmesser ragt von dem Arm bzw. Schenkelteil 39 aus in Einschaltrichtung
in tangentialer Richtung an den Kreis vor.
-
Die bewegbaren Kontaktarme (es sind deren drei bei Einfachtrenner,
sechs bei Doppeltrenner) wirken mit in der Figur 1 und 2 strichliert dargestellten
Ansatzstücken 41/63 bzw. 41/66 zusammen. Würde man die gleiche Anordnung für einen
Doppeltrenner verwenden, hätte man sechs Kontaktarme.
-
Jedes Anschlußstück 41/66 besitzt eine Öffnung 43, in der eine Festkontaktanordnung
44 untergebracht ist.
-
Diese Festkontaktanordnung besitzt angenähert U-förmig angeordnete
Kontaktfinger 45 und 46, die sich mit ihrem einen Ende gegen einen Fortsatz 47 im
Bereich des Bodens 48 der Öffnung 43 am Anschlußstück 41 abstützen; mittels Blattfedern
49 und 50 sind die Kontaktfinger 46 bzw. 45 gegeneinander gedrückt, so daß dann,
wenn der Messerkontakt 40 zwischen die beiden Kontaktfinger 45 und 46 eingreift,
ein ausreichender Kontaktdruck erzielt wird.
-
Die Festkontaktanordnung 44 als solche ist in bekannter Weise ausgeführt,
nähere Erläuterungen sind daher nicht erforderlich.
-
Die Öffnung 43, der Querschnitt rechteckig ist, dessen längere Achse
in Richtung der Mittelachse des AnschluR-stückes 41 verläuft, ist quer zu der Mittelachse
des Anschlußstückes 41 ausgerichtet, so daß das Kontaktmesser 40 die Umfangsfläche
des anschlußstückes 41 durchdringend, mit der Festkontaktanordnung 44 in Eingriff
gelangen kann. Man erkennt aus der Figur 6, daß das freie Ende des Schenkelteils
39 eine U-Form aufweist; das dadurch gebildete Maul 51 ist gerade so bemessen, daß
das Schenkelteil 39 außerhalb, der Messerkontakt 40 innerhalb des Anschlußstückes
41 im eingeschalteten Zustand liegt.
-
Man erkennt aus der Figur 3, daR die Kontaktarme 37 sich
um
die Mittelachse der Anschlußstücke drehen können, und zwar aus der Ausschaltstellung
A in die Einschaltstellung B.
-
Der Antrieb für alle drei Kontaktarme 37 erfolgt über Isolier-Antriebswellen,
die, wie aus Figur 5 ersichtlich ist, in einem Schneckenantrieb 36 enden. Die Isolierwellen
besitzen die Bezugsziffern 52. Sie durchgreifen Öffnungen 53 in der Kapselung 11;
außerhalb der Kapselung befindet sich ein Antrieb 54, der die Isolier-Antriebswellen
und damit das Schneckenradgetriebe 36/35 in Drehung versetzt.
-
Die Figur 4 zeigt detailliert den Schneckenradantrieb.
-
Die Isolier-Antriebswelle 52 endet im Bereich der Abschirmung bzw.
des Abschirmelementes 34. In die Stirnseite der Isolier-Antriebswelle 52 ist ein
Zapfen 55 mit dem Schneckenantrieb 36 eingefügt und damit drehfest verbunden. In
Abstand zu dem Schneckenantrieb 36 sind Lagerflansche 56 und 57 vorgesehen, die
in Öffnungen 58 und 59 am Abschirmelement 34 unverschiebbar gelagert sind. Der Schneckenantrieb
36, wirkt mit dem Schneckenrad 35 zum Antrieb des Anschlußstückes 22 zusammen.
-
Man erkennt bei der Anordnung nach der Figur 2, daß sich das Anschlußstück
durch den Schottungsisolator 15 hindurch fortsetzt und in einem Zapfen 60 endet,
der in eine Bohrung 61 an einem weiterführenden Phasenleiter 62 eingreift und mit
diesem über nicht näher gezeigte, sondern nur angedeutete Gleitkontakte 63 elektrischgalvanisch
verbunden ist.
-
Bei der Anordnung nach Figur 1 setzt sich das AnschluB-stück durch
ein Abschirmelement 64, das geringfügig
andere Abmessungen aufweist,
als das Abschirmelement 34, fort in den Kontaktarmen 37 entsprechende Kontaktarme
65, die mit Anschlußstücken 66, die mit weiteren nicht näher bezifferten Phasenleitern
verbunden sind, in der gleichen Weise zusammenwirken, wie die Kontaktarme 37 mit
den Anschlußstücken 41. Das Abschirmelement 64 ist deshalb kleiner als das Abschirmelement
34, weil letzteres zusätzlich noch den Schneckenradantrieb aufnehmen muß. Mittels
des Antriebes 36/35 werden also zwei Trennstrecken links und rechts des Sehottungsisolators
gleichzeitig aufgetrennt bzw. geschlossen, wogegen bei der Ausgestaltung gemäß Figur
2 lediglich rechts von dem Schottungsisolator 15 eine Trennstrecke vorgesehen ist.
-
In der Figur 3 ist an der Innenseite der Kapselung 11 ein Erdungskontakt
67 befestigt. Selbstverständlich sind auch den beiden weiteren Kontaktarmen Erdungskontakte
zugeordnet; mit diesen gelangt das Kontaktmesser 40 in ausgeschaltetem Zustand (siehe
strichlierte Linie A in der Figur 3) in Eingriff. Der Erdungskontakt 67 ist aus
einer Blattfeder 68 gebildet, die an der Innenseite der Kapselung mittels einer
Schraubenverbindung 69 befestigt
- Leerseite -