DE3336770C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrpoligen Trennschalter für eine Hochspannungs-Schaltanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein solcher Trennschalter ist beispielsweise aus der US 35 71 543 bekannt, in der eine Schaltanlage mit Va­ kuumschalter gezeigt ist. Hier besteht der Trägerkörper aus einer zylindrischen Stange aus Isoliermaterial und die beweglichen Kontaktsätze sind auf dieser Stange über Muffen befestigt, die einen radial abstehenden, je­ weils einen beweglichen Kontaktsatz tragenden Ausleger aufweisen. Mit jeder Muffe steht ein zweiteiliger, die Muffe zangenartig umschließender Schleifkontakt in elektrischer Verbindung. Nachteilig ist an diesem vor­ bekannten Trennschalter vor allem, daß die Ausleger der Muffen und die beweglichen Kontaktsätze bei den Schalt­ bewegungen auch in Drehrichtung der Stange verlaufende Kräfte aufzunehmen haben. Dies birgt das Risiko in sich, daß sich mit der Zeit der eine oder andere der be­ weglichen Kontaktsätze in bezug auf die übrigen Kontaktsätze um einen kleinen Winkelbetrag auf der Stange verdreht, mit der Folge, daß der Eingriff mit und vor allem die Trennung von den ortsfesten Kontakten nicht für alle Pole gleichzeitig erfolgt. Darüber hinaus ist der konstruktive Aufbau dieses bekannten Trennschalters nur mit sehr viel Einzelteilen und entsprechendem, er­ heblichem Aufwand zu verwirklichen.

Ein vergleichbarer Schalter, allerdings in Form eines ölisolierten Leistungsschalters ist auch aus der CH 3 62 138 bekannt. Hier sind die beweglichen Kontakte ebenfalls an einem elektrisch isolierenden und um einen beschränkten Winkelbereich hin und her verschwenkbaren Trägerkörper montiert. Hier haben die beweglichen Kon­ takte die Form von Armen, die in einer zur Drehachse rechtwinklig stehenden Ebene gekrümmt sind und diese Arme sind an einstückig mit dem Trägerkörper ausge­ bildeten radial abstehenden Auslegern festgeschraubt. Die bei einem Schalthub auftretenden Kräfte in Dreh­ richtung sind auch hier von den beweglichen Schalt­ stücken und den Auslegern aufzunehmen. Darüber hinaus sind die beweglichen Kontakte über einen flexiblen Leiter (Litze oder d. gl.) und nicht über einen in stetem Ein­ griff befindlichen Schleifkontakt mit dem entsprechenden Anschluß des Schalters verbunden.

bei dem Trennschalter gemäß der französischen Offen­ legungsschrift 22 59 459 sind die schwenkbeweglichen Kon­ takte einzeln und isoliert voneinander schwenkbar ge­ lagert und einzeln durch einen elektrisch isolierenden Kurbelarm angetrieben, der von einer separaten Antriebs­ welle ausgeht. Dieser Trennschalter gibt sich somit als gattungsfremd zu erkennen.

Bei diesem Stand der Technik ist es als eine Aufgabe der Erfindung anzusehen, einen Trennschalter der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, bei dem die beweglichen Kontakt­ sätze kaum in Schwenkrichtung auftretenden Kräften aus­ gesetzt sind und die sich in bezug aufeinander auf dem Trägerkörper nicht verdrehen können, wobei darüber hinaus der bauliche Aufwand und der Raumbedarf äußerst gering ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist der vorgeschlagene Trenn­ schalter die im Kennzeichen des Anspruchs 1 de­ finierten Merkmale auf. Merkmale bevorzugter Ausführungs­ formen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und dazu geeignet, den baulichen Aufwand weiter zu verein­ fachen.

Ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Trenn­ schalters ist nachstehend anhand der Zeichnung näher be­ schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 teils in Ansicht, teils im Schnitt längs der Linie I-I der Fig. 2 (rechtes Drittel der Fig. 1) einen an ein Sammelschienenrohr einer metallgekapselten Hochspannungs-Schaltanlage angeflanschten Trennschalter, und

Fig. 2 einen Schnitt etwa längs der Linie II-II der Fig. 1 unter Weglassung der Gehäuseteile.

Man erkennt im Hintergrund der Fig. 1 ein Sammelschienen­ rohr 10, an das ein den Trennschalter aufnehmendes Metallgehäuse 11 angeflanscht ist. Durch das Sammel­ schienenrohr 10 und durch das Gehäuse 11 erstrecken sich drei rechtwinklig zur Zeichenebene verlaufende Sammel­ schienen, von denen in Fig. 1 die Sammelschienen 12 und 13 sichtbar sind, während die dritte, nicht sichtbare Sammelschiene mittig über und parallel zu den Sammel­ schienen 12 und 13 verläuft. Die Samnelschienen sind je durch ein Paar massive Flachleiter gebildet. Auf der Höhe des Gehäuses 11 ist zwischen den Flachleitern der Sanmelschienen je ein in das Gehäuse 11 ragender, flacher Kontakt 14, 15, 16 mittels nicht dargestellten Bolzen oder Nieten, also ortsfest festgeklemmt. Die Kontakte 14, 15, 16 sind gegeneinander durch Isolatoren 17 ab­ gestützt.

Im Gehäuse 11 ist auf noch näher zu beschreibende Weise ein Trägerkörper 18 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem armierten oder nicht armierten Gießharz um eine Drehachse 19 verschwenkbar gelagert. Der Trägerkörper 18 weist drei quer zur Dreh­ achse 19 verlaufende, durchgehende Ausnehmungen 20, 21 bzw. 22 auf, die einen im wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Durchlaßquerschnitt haben. Diese Ausnehmungen 20, 21 und 22 sind je von einem einstückig am Trägerkörper 18 angeformten Mantelteil 23, 24 bzw. 25 umschlossen, und dienen zur Aufnahme je eines beweglichen Kontaktsatzes 26, 27 bzw. 28. Die Mantelteile 23, 24, 25 sind untereinander durch ebenfalls angegossene Ver­ bindungs- und Versteifungsrippen 31 verbunden.

Jeder der Kontaktsätze 26, 27 und 28 besteht aus paar­ weise einander gegenüberliegenden Kontaktfingern 29, 30 (in diesem Beispiel sind sechs Paare vorhanden), die sich mit ihrem inneren Ende (in Fig. 1 unten) bis in den Bereich der Drehachse 19, mit ihrem äußeren Ende dagegen aus dem einen (oberen) Ende der zugeordneten Aus­ nehmung heraus erstrecken.

Jede der Ausnehmungen 20, 21 und 22 ist im Bereich ihres genannten einen (oberen) Endes von einem quer zur Drehachse 19 verlaufenden Halterungssteg 32, 33 bzw. 34 durchquert, der an der Innenwand des betreffenden Mantelteiles 23, 24 bzw. 25 angegossen ist. Wie be­ sonders deutlich dem rechts erscheinenden Drittel der Fig. 1 zu entnehmen ist, durchsetzen die Kontaktfinger 29, 30 den Zwischenraum zwischen den Halterungsstegen 32, 33 bzw. 34 einerseits und der diesen gegenüberliegen­ den Innenwand der Mantelteile 23, 24 bzw. 25 mit etwas Spiel. Auf der den Halterungsstegen 32-34 abgekehrten Seite sind jedoch die Kontaktfinger 29, 30 auf leicht gebogenen Blattfedern 35, 36 abgestützt, die das Be­ streben haben, die Kontaktfinger 29, 30 gegeneinander zu drücken. Außerdem ist in jeder Ausnehmung 20-22 ein U-förmig gebogener Halterungsbügel 37 vorgesehen, der mit seinem Joch den der Drehachse 19 näheren Rand der Halterungsstege 32, 33 bzw. 34 untergreift und mit seinen nach außen umgebogenen Schenkelenden in Nuten (ohne Bezugsziffer) eingreift, die in den einander zugekehrten Seitenflächen der Kontaktfinger 29, 30 vorhanden sind. Damit sind die Kontaktfinger 29, 30 zwar in beschränktem Maße und federnd voneinander weg spreizbar, aber gegen ein Herausfallen aus den Ausnehmungen gesichert.

Das Gehäuse 11 ist durch einen metallischen, im wesent­ lichen rechteckigen Abschlußrahmen 38, der formschlüs­ sig und dicht einen Durchführungsisolator 39 umschließt, dicht abgeschlossen. Der Durchführungsisolator 39 ist von Anschlußdurchführungen 40, 41, 42 durchsetzt, die im Inneren des Gehäuses 11 in flache Schleifkontakte 43, 44, 45 übergehen. Diese Schleifkontakte 43, 44, 45 erstrecken sich (von dem anderen, unteren Ende her) in je eine der Ausnehmungen 20, 21 bzw. 22 hinein und bis zwischen die inneren Enden der Kontaktfinger 29, 30. Den Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen, daß die Schleif­ kontakte 43, 44, 45 mit zwei ebenen, stirnseitigen Kon­ taktflächen (ohne Bezugsziffer) die inneren Enden der Kontaktflächen 29, 30 berühren, und daß das freie Ende der Schleifkontakte 43, 44, 45 einen Umriß 46 in Form eines zur Drehachse 19 konzentrischen Halbkreisbogens haben (vgl. Fig. 2). Dieser Umriß 46 bildet somit un­ abhängig von der Verdrehungslage des Trägerkörpers 18 auch einen Anschlag, der eine Verschiebung des Halte­ rungsbügels 37 und mithin der Kontaktfinger 29, 30 nach der Drehachse 19 hin verhindert.

An dem in Fig. 1 rechts erscheinenden Ende des Träger­ körpers 18 ist in diesem eine Büchse 47 mit einem Innen­ vierkant 48 eingegossen. In den Innenvierkant 48 greift das vierkantige Ende 49 einer Antriebswelle 50, die durch eine Lagerbüchse 51 dicht aus dem Gehäuse 11 heraus­ geführt ist und dort an einen nicht näher dargestellten Antrieb gekoppelt ist.

An dem in Fig. 1 links erscheinenden Ende ist der Träger­ körper 18 auf einer nur schematisch angegebenen Stummel­ welle 52 drehbar gelagert. Die Achsen der Antriebswelle 50 und der Stummelwelle 52 fluchten selbstverständlich mit der Drehachse 19.

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, kann im dargestellten Trennschalter neben den spannungsführenden, ortsfesten Kontakten 14-16 auch ein Satz ähnlich, nämlich messer­ artig ausgebildeter, ebenfalls ortsfester Erdungs­ kontakte 53 vorgesehen sein. Dementsprechend hat der in Fig. 2 dargestellte Trennschalter drei Betriebsstellungen, nämliche die in ausgezogenen Linien gezeigte "EIN"- Stellung, die mit strichpunktierten Linien gezeigte und schräg nach links oben weisende "AUS"-Stellung sowie die mit strichpunktierten Linien gezeigte jedoch nach links weisende "geerdet" -Stellung.

Der Aufbau und namentlich die Montage des dargestellten Schalters ist denkbar einfach. Der Trägerkörper 18 mit den Mantelteilen 23-25, den Rippen 31, den Halterungsstegen 32-34 und den eingegossenen Büchsen für die Antriebswelle 50 und die Stummelwelle 52 bilden ein einziges, vorgefertigtes Stück. In dieses werden die Kontaktfinger 29, 30 mit den zugehörigen Blattfedern 35, 36 und dem zugehörigen Halterungsbügel 37 von unten her in die Ausnehmungen 20, 21, 22 eingeschoben, bis der Halterungsbügel 37 vollständig den betreffenden Halterungs­ steg 32, 33 bzw. 34 umgreift. Der Trägerkörper 18 wird im Gehäuse 11 gehalten, worauf noch die Welle 50 und die Stummelwelle 52 montiert wird. Danach wird das Gehäuse 11 mit dem Trägerkörper 18 von oben auf die im bereits montierten Abschlußrahmen 38 über die im Durchführungsisolator 39 eingelassenen Schleifkontakte 43-35 geschoben. Abgesehen von den für die Flanschverbindungen und für die Befestigung der festen Kontakte 14-16 an den Sammelschienen erforderlichen Schraubverbindungen sind für die Montage des dargestellten Trennschalters überhaupt keine Werkzeuge erforderlich.

Auch elektrisch bietet der dargestellte Trennschalter erhebliche Vorteile. Dadurch, daß die Mantelteile 23-25 die Kontaktsätze 26-28 mit Ausnahme der äußeren Enden der Kontaktfinger 29, 20 umschließen, ist der Kriechstromweg zwischen den Kontaktsätzen auf dem Träger­ körper 18 erheblich verlängert. Außerdem ist aus dem­ selben Grund die mechanische Beanspruchung der Kontakt­ finger 29, 30 in Drehrichtung des Trägerkörpers 18 sozusagen vernachlässigbar und eine Verdrehung der be­ weglichen Kontaktsätze 26-28 in bezug aufeinander ist ausgeschlossen. Die Kontaktfinger 29, 30 haben nur den Kontaktdruck zu übertragen und den Strom zu führen.

Die oben dargelegte Einfachheit der Montage gilt selbst­ verständlich auch für die Demontage bei Unterhaltungsarbeiten.

Der beschriebene Trennschalter ist eine technisch äußerst vorteilhafte Lösung, be­ sonders auch bezüglich des Platzbedarfs und der günstigen Herstellungs­ kosten.

Claims (14)

1. Mehrpoliger Trennschalter für eine Hochspannungs- Schaltanlage, der für jeden Pol einen beweglichen Kon­ taktsatz (26, 27, 28) aufweist, der einerseits stets im Eingriff mit einem ortsfesten Schleifkontakt (43, 44, 45) steht und andererseits unter Verschwenkung in und außer Eingriff mit wenigstens einem weiteren, ortsfesten Kon­ takt (14, 15, 16) bringbar ist, wobei die beweglichen Kontaktsätze (26, 27, 28) von einem gemeinsamen, um eine Drehachse (19) verschwenkbaren Trägerkörper (18) aus Isolierstoff gehaltert sind und, parallel zueinander ge­ richtet, sich von der Drehachse (19) radial weg er­ strecken, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (18) quer zu seiner Drehachse (19) verlaufende, durch­ gehende Ausnehmungen (20, 21, 22) zur Aufnahme jeweils eines der beweglichen Kontaktsätze (26, 27, 28) auf­ weist, von denen jeder paarweise in einem Abstand ein­ ander gegenüberliegende Kontaktfinger (29, 30) besitzt, die sich mit ihren inneren Enden in die zugeordnete Aus­ nehmung (20, 21, 22) bis in den Bereich der Drehachse (19) und mit ihren äußeren Enden bis über das eine Ende der Ausnehmung (20, 21, 22) erstrecken, während sich der Schleifkontakt (43, 44, 45) vom anderen Ende der Aus­ nehmung (20, 21, 22) her in diese hinein und zwischen die inneren Enden der Kontaktfinger (29, 30) erstreckt.

2. Trennschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausnehmungen (20, 21, 22) durch ein­ stückig mit dem Trägerkörper (18) ausgebildete und radial von dessen Drehachse (19) abstehende Mantelabschnitte (23, 24, 25) umschlossen sind.

3. Trennschalter nach Patentanspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich des einen Endes jeder Aus­ nehmung (20, 21, 22) ein diese durchquerender und recht­ winklig die Drehachse (19) kreuzender Halterungssteg (32, 33, 34) angeordnet ist.

4. Trennschalter nach Patentanspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Halterungsstege (32, 33, 34) einstückig mit dem betreffenden Mantelabschnitt (23, 24, 25) ausgebildet sind.

5. Trennschalter nach Patentanspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß. jeder bewegliche Kontaktsatz (26, 27, 28) mehrere Paare von einander gegenüberliegenden Kon­ taktfingern (29, 30) aufweist.

6. Trennschalter nach den Patentansprüchen 3 und 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (20, 21, 22) einen viereckigen Durchlaßquerschnitt aufweisen, der durch den Halterungssteg (32, 33, 34) mittig durch­ setzt ist, wobei auf der einen Seite des Halterungs­ steges (32, 33, 34) die einen (29) und auf der anderen Seite des Halterungssteges die anderen Kontaktfinger (30) der Paare angeordnet sind.

7. Trennschalter nach Patentanspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontaktfinger (29, 30) mit Spiel im Zwischenraum zwischen dem Halterungssteg (32, 33, 34) und der gegenüberliegenden Innenwand der entsprechenden Ausnehmung (20, 21, 22) angeordnet sind.

8. Trennschalter nach Patentanspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontaktfinger (29, 30) mittels Blattfedern (35, 36) auf den Halterungssteg (32, 33, 34) hin vorgespannt sind.

9. Trennschalter nach Patentanspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kontaktfinger (29, 30) jedes beweg­ lichen Kontaktsatzes (26, 27, 28) mittels eines U- förmigen, den Halterungssteg (32, 33, 34) untergreifen­ den Bügels (37), der mit seinen Schenkelenden form­ schlüssig in die gegenüberliegenden Kontaktfinger (29, 30) eingreift, gegen Längsverschiebung in der Ausnehmung (20, 21, 22) gesichert sind.

10. Trennschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zwischen die inneren Enden der Kon­ taktfinger sich erstreckende freie Ende des ortsfesten Schleifkontaktes (43, 44, 45) durch zwei ebene Stirn­ seiten und einen zur Drehachse (19) konzentrischen Halb­ kreisbogen (46) begrenzt ist (Fig. 2).

11. Trennschalter nach den Patentansprüchen 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Drehachse (19) kon­ zentrische Halbkreisbogen (46) am freien Ende der orts­ festen Schleifkontakte (43, 44, 45) zugleich einen An­ schlag für das den Halterungssteg untergreifende Joch des U-förmigen Halterungsbügels (37) bildet.

12. Trennschalter nach Patentanspruch 1 in metallge­ kapselter Ausführung, dadurch gekennzeichnet, daß in einem axialen Ende des Trägerkörpers (18) ein Innen­ mehrkant, beispielsweise ein Innenvierkant (48) ange­ ordnet ist, in den ein mit einem Außenmehrkant ver­ sehenes Ende (49) einer dichtend die Metallkapselung (11) durchsetzenden Antriebswelle (50) greift.

13. Trennschalter nach Patentanspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in das andere axiale Ende des Träger­ körpers (18) eine stummelförmige, von der Metallkapselung (11) nach innen sich erstreckende Führungswelle (52) ein­ greift.

14. Trennschalter nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je Pol zwei orts­ feste Kontakte vorgesehen sind, von denen der eine (14, 15, 16) ein Sammelschienenkontakt und der andere ein Erdungskontakt (53) ist.