DE3709664C2

DE3709664C2 -

Info

Publication number: DE3709664C2
Application number: DE3709664A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dr.-Ing. 6148 Heppenheim De Lutz
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1987-03-24
Filing date: 1987-03-24
Publication date: 1992-01-02
Also published as: EP0283949A2; EP0283949A3; EP0283949B1; DE3889685D1; DE3709664A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrstellungs-Kom mutierungstrenner für Hoch- und Mittelspannungs-Schalt anlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a multi-position comm Mutation isolator for high and medium voltage switching plants according to the preamble of claim 1.

Ein solcher Mehrstellungs-Kommutierungstrenner für Hoch- und Mittelspannungs-Schaltanlagen ist aus der DE-OS 35 06 383 bekannt. Der dort beschriebene Mehrstellungs- Kommutierungstrenner dient zur unterbrechungslosen Um schaltung von Einspeiseleitungen bzw. Kabelabgängen auf die Haupt- und Hilfssammelschiene. Dabei sind in einer ersten Schaltstellung die Einspeiseleitungen bzw. Kabel abgänge galvanisch mit der Hauptsammelschiene verbunden. In einer zweiten Schaltstellung sind die Einspeiselei tungen bzw. Kabelabgänge sowohl mit der Haupt- als auch mit der Hilfssammelschiene verbunden, was mittels einer Schleifkontaktanordnung erfolgt. In einer dritten Schaltstellung sind die Einspeiseleitungen bzw. Kabelab gänge galvanisch mit der Hilfssammelschiene verbunden. In einer vierten Schaltstellung sind die Einspeiselei tungen bzw. Kabelabgänge getrennt von der Haupt- und Hilfssammelschiene. In einer fünften Schaltstellung sind die Einspeiseleitungen bzw. Kabelabgänge mit einem Erd kontakt verbunden. Dieser bekannte Mehrstellungs-Kommu tierungstrenner gewährleistet nur bei solchen Schaltan lagen ein funkenloses Umschalten, bei denen keine induk tive Kopplung zwischen den Phasen auftritt und bei denen kein durch Induktionsspannung gespeister Kommutierungs lichtbogen entstehen kann (z. B. einphasig gekapselte Schaltanlagen geringer Baugröße). Im Falle induktiver Kopplung jedoch ist bei diesem bekannten Mehrstellungs- Kommutierungstrenner die Gefahr gegeben, daß bei grö ßeren Stromstärken ein Stehlichtbogen entsteht.Such a multi-position commutation isolator for high and medium-voltage switchgear is from DE-OS 35 06 383 known. The multi-position Commutation isolator is used for uninterrupted order connection of feed lines or cable outlets the main and auxiliary busbar. Are in one first switch position the feed lines or cables outlets galvanically connected to the main busbar. The feeder are in a second switch position lines or cable outlets with both the main and connected to the auxiliary busbar, which by means of a Sliding contact arrangement takes place. In a third Switch position are the feed lines or cables aisles electrically connected to the auxiliary busbar. The feeder are in a fourth switch position lines or cable outlets separate from the main and Auxiliary busbar. Are in a fifth switch position the supply lines or cable outlets with a ground contact connected. This well-known multi-position commu tation isolator only guaranteed with such switchgear there was a sparkless switching, in which no induc tive coupling occurs between the phases and in those no commutation powered by induction voltage arcing can occur (e.g. single-phase encapsulated Switchgear of small size). In the case of inductive However, coupling is in this known multi-position Commutation isolators given the risk that at large A standing arc arises at higher currents.

Aus der DE-OS 34 12 399 ist ein als Dreistellungsschal ter (Betriebsstellung, Trennstellung, Erdungsstellung) ausgeführtes Hochspannungsgerät bekannt, das als Last trennschalter und Erdungsschalter geeignet ist. Der Dreistellungsschalter ist mit einem um einen festen Punkt schwenkbaren Schaltarm ausgeführt. In Reihe zu den in der Mittelstellung entstehenden Trennstrecken im Iso liermedium ist ein Schaltelement, vorzugsweise eine Va kuumschaltröhre, angeordnet. Das unterbrechungsfreie Kommutieren eines Stromes ist mit diesem Schaltgerät nicht möglich.From DE-OS 34 12 399 is a three-position scarf ter (operating position, disconnected position, earthing position) executed high voltage device known as a load disconnector and earthing switch is suitable. The Three position switch is with a fixed one Point swiveling switching arm executed. In line with the in the middle position separating distances in the Iso liermedium is a switching element, preferably a Va vacuum interrupter, arranged. The uninterrupted Commutating a current is with this switching device not possible.

Trenner sind allgemein Schaltgeräte in Anlagen der elek trischen Energieverteilung. Sie schalten normalerweise annähernd stromlos. Im eingeschalteten Zustand müssen Trenner Betriebs- und Kurzschlußströme führen können. Trenner mit der Aufgabe des unterbrechungslosen Kommu tierens von Strömen sind beispielsweise auch aus den EP-OS 01 26 882 un 00 05 209 bekannt. Bei der Anlage der ersten Schrift werden zwei getrennte Trenner für das Kommutieren benötigt; bei jener der zweiten Schrift neben dem Trenner noch ein separater, in der Anlage sich befindlicher sog. Kuppelschalter. Disconnectors are generally switching devices in elek systems energy distribution. They usually switch almost without power. Must be switched on Isolators can cause operating and short-circuit currents. Isolator with the task of uninterrupted commu streams are also from the EP-OS 01 26 882 and 00 05 209 known. At the plant In the first font, two separate separators for the Commutation required; next to that of the second writing the separator is a separate one in the system itself so-called dome switch.

Wenn in einer solchen Schaltanlage im Zuge einer Last schaltung (Schalten von Betriebsströmen) der Strom von einer Sammelschiene auf eine andere Sammelschiene mit zwei Trennern kommutiert werden soll, so muß, wie be reits erwähnt, der beim Kommutierungsvorgang zwischen den Kontakten der die Kommutierung durchführenden Tren ner entstehende Lichtbogen konstruktiv berücksichtigt werden. Die Kontakte herkömmlicher Trenner haben keine dafür geeigneten Kontaktsysteme.If in such a switchgear in the course of a load circuit (switching of operating currents) the current of one busbar to another busbar two separators to be commutated, so must be already mentioned that the commutation process between the contacts of the doors carrying out the commutation The resulting arc is taken into account in the design will. The contacts of conventional disconnectors have none suitable contact systems.

Eine weitere Einschränkung der Eignung herkömmlicher Trenner für das schnelle, unterbrechungslose Kommutieren von Strömen ist durch die geringe Schaltgeschwindigkeit gegeben. Da Trenner keine Ströme schalten müssen, ist ihre Schaltgeschwindigkeit gering. Ein Kommutierungsvor gang mit zwei Trennern der herkömmlichen Bauart dauert also sehr lange. Infolge der geringen Schaltgeschwindig keit erhöhen sich die Zeitdauer der Kontaktbelastung durch den Kommutierungslichtbogen sowie generell die Zeitdauer des Kommutierungsvorgangs. Für das unterbre chungslose Kommutieren von Kurzschlußströmen sind her kömmliche Trenner somit ungeeignet, da der Kommutie rungsvorgang nur wenige Millisekunden bis wenige 10 Mil lisekunden dauern darf und extrem stromstarke Kommutie rungslichtbögen entstehen können.Another limitation of conventional suitability Disconnector for fast, uninterrupted commutation of currents is due to the low switching speed given. Since isolators do not have to switch currents their switching speed is low. A commutation pre gang with two separators of the conventional type lasts so very long. Due to the low switching speed the duration of the contact load increases through the commutation arc and generally the Duration of the commutation process. For the interrupt Seamless commutation of short-circuit currents are a thing of the past Conventional separators are therefore unsuitable because of commutation process only a few milliseconds to a few 10 mils may last liseconds and extremely high-current commutation arcing can occur.

Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrun de, einen Mehrstellungs-Kommutierungstrenner für Hoch- und Mittelspannungs-Schaltanlagen der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem Last- und/oder Kurzschlußströme von einer Sammelschiene oder Leitung auf eine andere Sammelschiene oder Leitung schnell, unterbrechungsfrei sowie mit geringem Aufwand auch dann kommutiert werden können, wenn ein induktiv gespeister Kommutierungslichtbogen, beispielsweise durch Kopplung zwischen den Phasen, entsteht.On this basis, the invention is based on the object de, a multi-position commutation isolator for high and medium-voltage switchgear of the aforementioned Specify the type with which the load and / or short-circuit currents from one busbar or line to another Busbar or line fast, uninterrupted and can also be commutated with little effort if an inductively fed commutation arc, for example by coupling between the phases, arises.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. This task is done in conjunction with the characteristics of the Preamble according to the invention by the in the mark of the specified features solved.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen ins besondere darin, daß ein über die Hauptstrombahn flie ßender Strom schnell und unterbrechungsfrei auf eine oder wahlweise auf eine von zwei oder mehreren Neben strombahnen bzw. umgekehrt von einer Nebenstrombahn auf die Hauptstrombahn kommutiert werden kann, und zwar auch dann, wenn beim Kommutieren von Strömen von einer Sam melschiene auf eine andere Sammelschiene ein Kommutie rungslichtbogen aufgrund einer induktiven Spannung auf tritt. Eine solche induktive Spannung infolge der Kopp lung der Phasen liegt vor bei Freiluftschaltanlagen so wie bei dreiphasig gekapselten gasisolierten Schaltanla gen.The advantages that can be achieved with the invention are special in that one flows over the main current path flowing electricity quickly and uninterruptedly on a or alternatively on one of two or more secondary current paths or vice versa from a secondary current path the main current path can be commutated, and indeed then when commutating currents from a Sam Melschiene a commutie on another busbar arcing due to an inductive voltage occurs. Such an inductive voltage as a result of the Kopp The phases of outdoor switchgear are there as with three-phase encapsulated gas-insulated switchgear gene.

Die für ein schnelles Stromkommutieren geforderten kur zen Schaltzeiten von bis zu wenigen 10 ms werden kon struktiv unter anderem dadurch erreicht, daß die zu be wegenden Massen klein gehalten werden. Der Mehrstel lungs-Kommutierungstrenner kann deshalb z. B. vorteilhaft mit SF6-Gasfüllung ausgeführt sein, wodurch kleine Iso lationsabstände und daraus folgend kleine bewegliche Massen möglich sind.The cure required for fast current commutation zen switching times of up to a few 10 ms are con structurally achieved, among other things, that the to be moving masses are kept small. The multiple tion commutation isolator can therefore z. B. advantageous be filled with SF6 gas, which means that small iso lation distances and consequently small movable Masses are possible.

Die Löscheinrichtungen müssen vorteilhaft nur auf eine Wiederkehrspannung von in der Regel weniger als 1000 V ausgelegt sein und sind somit vom Aufwand nicht mit den Löscheinrichtungen der Leistungsschalter der entspre chenden Spannungsebene vergleichbar. Als Löscheinrich tung können deshalb vorteilhaft auch Niederspannungs- oder Mittelspannungs-Vakuumschaltröhren, die in den Strompfad integriert sind, verwendet werden. Eine mecha nische Integration der Vakuumschaltröhre in den bewegli chen Arm des Trenners hat räumliche Vorteile, führt je doch zu größeren zu bewegenden Massen und damit längeren Schaltzeiten oder größeren benötigten Antriebsenergien und ist unter diesem Aspekt nachteilig. Eine Integration der Vakuumschaltröhre in den Hauptstrompfad des Tren ners, wie in der DE-OS 34 12 399 vorgeschlagen, weist darüberhinaus den Nachteil auf, daß die Kontakte ständig vom Strom beaufschlagt werden.The extinguishing devices must be advantageous to only one Return voltage of usually less than 1000 V. be designed and are therefore not with the effort Extinguishing devices of the circuit breakers correspond to corresponding voltage level comparable. As a fire extinguisher Therefore, low voltage or medium voltage vacuum interrupters in the Current path are integrated, are used. A mecha African integration of the vacuum interrupter in the moveable Chen arm of the separator has spatial advantages, ever leads but to larger masses to be moved and thus longer Switching times or larger required drive energies and is disadvantageous from this point of view. An integration the vacuum interrupter in the main current path of the door ners, as proposed in DE-OS 34 12 399, points furthermore the disadvantage that the contacts constantly be charged by electricity.

Die Trenn-, Verbindungs- und Kommutierungsfunktionen des Mehrstellungs-Kommutierungstrenners können durch einen einzigen mechanischen Antrieb erfolgen. Pro Einspeise- oder Abgangsleitung einer Schaltanlage mit einer Haupt sammelschiene und zwei oder mehr Hilfssammelschienen ist stets nur ein einziger Mehrstellungs-Kommutierungstren ner notwendig. Der Mehrstellungs-Kommutierungstrenner ermöglicht somit den Aufbau einer im Vergleich zu kon ventionellen Schaltanlagen deutlich kostengünstigeren Schaltanlage mit minimalem Leistungsschalter-Aufwand.The separation, connection and commutation functions of the Multi-position commutation isolators can be single mechanical drive. Per feed or outgoing line of a switchgear with a main busbar and two or more auxiliary busbars only one single multi-position commutation door ner necessary. The multi-position commutation isolator thus enables the construction of a compared to kon conventional switchgear significantly cheaper Switchgear with minimal circuit breaker effort.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims marked.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeich nungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The invention is based on the in the drawing illustrated embodiments explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 bis 5 eine prinzipielle Darstellung eines Mehr stellungs-Kommutierungstrenners in ver schiedenen Schaltstellungen, Figs. 1 to 5 is a schematic view of a multi-position Kommutierungstrenners ver in different switching positions,

Fig. 6 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Mehrstellungs-Kommutierungstrenners mit mehrereren beweglichen Kontaktstiften, Fig. 6 shows a first embodiment of a multi-position with Kommutierungstrenners mehrereren movable contact pins,

Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Mehrstellungs-Kommutierungstrenners mit einer Vakuumschaltröhre zum Löschen des Komutierungslichtbogens. Fig. 7 shows a second embodiment of a multi-position commutation isolator with a vacuum interrupter for extinguishing the commutation arc.

In den Fig. 1 bis 5 ist eine prinzipielle Darstellung eines Mehrstellungs-Kommutierungstrenners in verschiede nen Schaltstellungen gezeigt. Der Mehrstellungs-Kommu tierungstrenner 1 mit Antrieb 2 weist vier externe An schlüsse 3, 4, 5 und 6 auf. Die externen Anschlüsse 3 bzw. 5 bzw. 6 sind mit internen Kontakten 7 (Hauptstrom bahn-Kontakt) bzw. 8 bzw. 9 (Nebenstrombahn-Kontakte) direkt verbunden. Desweiteren weist der Trenner 1 zwei Erdkontakte 10 bzw. 11 auf. Der externe Anschluß 4 ist intern mit einem durch den Antrieb 2 beweglichen Kon taktstift 12 verbunden. Der Kontaktstift 12 ist an sei nem frei beweglichen Ende mit einem Schleifkontakt 13 (bewegliche Kontaktvorrichtung) zur wahlweisen Verbin dung mit den Kontakten 7 bis 9 bzw. Erdkontakten 10, 11 versehen.In Figs. 1 to 5 is a schematic representation of a multi-position Kommutierungstrenners in Various NEN switching positions shown. The multi-position commutation isolator 1 with drive 2 has four external connections 3 , 4 , 5 and 6 . The external connections 3 or 5 or 6 are directly connected to internal contacts 7 (main flow contact) or 8 or 9 (secondary contact). Furthermore, the isolator 1 has two earth contacts 10 and 11, respectively. The external connection 4 is internally connected to a pin 12 movable by the drive 2 Kon. The contact pin 12 is at its nem free end with a sliding contact 13 (movable contact device) for optional connec tion with the contacts 7 to 9 or earth contacts 10 , 11 is provided.

Die interne elektrische Verbindung von Anschluß 3 nach Anschluß 4 wird als Hauptstrombahn und die Verbindungen von Anschluß 4 nach Anschluß 5 sowie von Anschluß 4 nach Anschluß 6 werden als Nebenstrombahnen bezeichnet. Die in Fig. 1 gezeigte Schaltstellung des beweglichen Kon taktstiftes 12 und des daran befestigten Schleifkontak tes 13 ist gerade so, daß die Hauptstrombahn 3-4 ge schlossen ist.The internal electrical connection from connection 3 to connection 4 is referred to as the main current path and the connections from connection 4 to connection 5 and from connection 4 to connection 6 are referred to as secondary current paths. The switching position of the movable Kon shown in Fig. 1 clock pin 12 and attached Schleifkontak tes 13 is straight so that the main current path ge included is 3-4.

In den Fig. 2 bis 5 sind eine Kommutierung von der Hauptstrombahn 3-4 auf die Nebenstrombahn 4-5 und daran anschließend die Trennung und die nachfolgende Erdung über den Erdkontakt 10 dargestellt. Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei Phasen des unterbrechungslosen Kommutierens von der Hauptstrombahn 3-4 auf die Nebenstrombahn 4-5. In Fig. 2 verbindet der Schleifkontakt 13 den Kontakt 7 der Hauptstrombahn 3-4 mit dem Kontakt 8 der Nebenstrom bahn 4-5. In dieser Phase kann die unterbrechungslose Kommutierung erfolgen. Das Ende der Kommutierung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Verbindung zwischen dem Schleif kontakt 13 und dem Kontakt 7 der Hauptstrombahn 3-4 ist unterbrochen, so daß der Stromfluß nun ausschließlich über den Kontakt 8 der Nebenstrombahn 4-5 erfolgt.In Figs. 2 to 5 are a commutation from the main current path 3-4 to the secondary flow path 4-5 and thereafter shown the separation and the subsequent ground via the ground contact 10th Figs. 2 and 3 show two phases of the uninterrupted commutating the main current path 3-4 to the secondary flow path 4-5. In Fig. 2, the sliding contact 13 connects the contact 7 of the main current path 3-4 with the contact 8 of the secondary current path 4-5 . Uninterrupted commutation can take place in this phase. The end of commutation is shown in Fig. 3. The connection between the sliding contact 13 and the contact 7 of the main current path 3-4 is interrupted, so that the current flow is now exclusively via the contact 8 of the secondary current path 4-5 .

Fig. 4 zeigt eine Trennstellung, in der sowohl die Hauptstrombahn 3-4 als auch die Nebenstrombahnen 4-5 und 4-6 unterbrochen sind und der Kontakt 7 der Hauptstrom bahn 3-4 sowie die Kontakte 8 und 9 der Nebenstrombahnen 4-5 bzw. 4-6 voneinander elektrisch isolierend getrennt sind. Fig. 4 shows a disconnected position in which both the main current path 3-4 and the secondary current paths 4-5 and 4-6 are interrupted and the contact 7 of the main current path 3-4 and the contacts 8 and 9 of the secondary current paths 4-5 and 4-6 are electrically isolated from each other.

In Fig. 5 ist der Schleifkontakt 13 mit dem Erdkontakt 10 verbunden. Dadurch wird eine an den Anschluß 4 ange schlossene Einspeise- oder Abgangsleitung geerdet.In Fig. 5 the sliding contact 13 is connected to the ground contact 10th As a result, a supply or outgoing line connected to terminal 4 is grounded.

In gleicher Weise wie die beschriebene Kommutierung von der Hauptstrombahn 3-4 auf die Nebenstrombahn 4-5 kann eine Kommutierung von der Hauptstrombahn 3-4 auf die Nebenstrombahn 4-6 erfolgen, und ebenso kann sich daran die Trennung sowie die Erdung über den Erdkontakt 11 anschließen.In the same way as the described commutation from the main current path 3-4 to the secondary current path 4-5 , commutation can take place from the main current path 3-4 to the secondary current path 4-6 , and this can also affect the separation and grounding via the ground contact 11 connect.

In Fig. 6 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Mehr stellungs-Kommutierungstrenners 14 in perspektivischer Darstellung gezeigt. Der Trenner 14 weist drei interne Kontakte 15 (Nebenstrombahn-Kontakt) bzw. 16 (Haupt strombahn-Kontakt) bzw. 17 (Nebenstrombahn-Kontakt) auf, unter denen sich Kontaktstifte 18 bzw. 19 bzw. 20 (be wegliche Kontaktvorrichtung) befinden. In die Kontakte 15, 16, 17 sind Einrichtungen zur Beblasung des beim Kommutierungsvorgang entstehenden Lichtbogens integ riert, so daß eine Löschung erfolgt (siehe hierzu bei spielsweise Burkhard, Schaltgeräte der Elektroenergie technik, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach 1985, Seiten 104 bis 110). Die beim Beispiel gemäß Fig. 6 vorgesehenen Einrichtungen zur Beblasung des Kommutierungslichtbogens unterscheiden sich von den bekannten Einrichtungen zur Bogenbeblasung in Leistungsschaltern dadurch, daß sie speziell auf die nur geringe Wiederkehrspannung beim Kommutierungsvorgang abgestimmt und somit gegenüber den bekannten Einrichtungen vergleichsweise sehr einfach aufgebaut sind.In Fig. 6, a first embodiment of a multi-position commutation isolator 14 is shown in perspective. The isolator 14 has three internal contacts 15 (bypass contact) or 16 (main contact) or 17 (bypass contact), under which there are contact pins 18 or 19 or 20 (movable contact device). In the contacts 15 , 16 , 17 devices for blowing the arc arising during the commutation process are integrated so that they are extinguished (see, for example, Burkhard, Schaltgeräte der Elektroenergie technik, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach 1985, pages 104 to 110 ). The devices provided in the example according to FIG. 6 for blowing the commutation arc differ from the known devices for blowing the arc in circuit breakers in that they are specially matched to the low return voltage during the commutation process and are therefore comparatively very simple compared to the known devices.

Die Kontaktstifte 18 bzw. 19 bzw. 20 sind in Führungs hülsen 21 bzw. 22 bzw. 23 vertikal beweglich gelagert. Über einen Kulissenschieber 24 können die Bewegungen der Kontaktstifte 18, 19, 20 mechanisch gekoppelt koordi niert werden.The contact pins 18 and 19 and 20 are mounted in guide sleeves 21 and 22 and 23 vertically movable. The movements of the contact pins 18 , 19 , 20 can be mechanically coupled via a link slide 24 .

Die koordinierte Steuerung der Bewegungen der Kontakt stifte erfolgt durch fest mit den Kontaktstiften 18 bzw. 19 bzw. 20 verbundene Führungszapfen 25 bzw. 26 bzw. 27, die im Schlitz des waagerecht in beiden Richtungen ver schiebbaren Kulissenschiebers 24 geführt sind. Die Kon taktstifte 18 bzw. 19 bzw. 20 sind an ihren den Kontak ten 15, 16, 17 jeweils abgewandten Enden über flexible Anschlußleitungen 28 bzw. 29 bzw. 30 mit einem gemeinsa men Anschluß 31 elektrisch verbunden.The coordinated control of the movements of the contact pins is carried out by fixedly connected to the contact pins 18 or 19 or 20 guide pins 25 or 26 or 27 which are guided in the slot of the horizontally slidable sliding gate 24 in both directions. The contact pins 18 or 19 or 20 are electrically connected at their contacts th 15 , 16 , 17 respectively opposite ends via flexible connecting lines 28 or 29 or 30 to a common terminal 31 .

Der Anschluß 31 ist mit einer Einspeise- oder Abgangs leitung, der Kontakt 16 mit einer Hauptsammelschiene, der Kontakt 15 mit einer ersten Hilfssammelschiene und der Kontakt 17 mit einer zweiten Hilfssammelschiene ver bunden. Die interne Verbindung von Kontakt 16 nach An schluß 31 wird als Hauptstrombahn und die Verbindungen von Kontakt 15 nach Anschluß 31 sowie von Kontakt 17 nach Anschluß 31 als Nebenstrombahnen bezeichnet.The terminal 31 is connected to a feed or outgoing line, the contact 16 with a main busbar, the contact 15 with a first auxiliary busbar and the contact 17 with a second auxiliary busbar. The internal connection from contact 16 to circuit 31 is referred to as the main current path and the connections from contact 15 to terminal 31 and from contact 17 to terminal 31 as secondary current paths.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Schaltstellung des Trenners 14 ist der Kontaktstift 19 mit dem Kontakt 16 der Haupt strombahn verbunden, während die Kontaktstifte 18 und 20 keinen elektrischen Kontakt mit den Kontakten 15 und 17 der Nebenstrombahnen haben. Die Hauptstrombahn 16-31 ist demnach über den Kontaktstift 19 und die Anschlußleitung 29 geschlossen, während die Nebenstrombahnen 15-31 und 17-31 geöffnet sind. Wird jetzt der Kulissenschieber 24 beispielsweise nach links verschoben, dann wird zunächst der Kontaktstift 18, - durch den Führungszapfen 25 ange trieben, - nach oben bewegt und somit wird die Neben strombahn 15-31 geschlossen. Danach bewegt sich der Kon taktstift 19, - durch den Führungszapfen 26 angetrieben, - nach unten, wodurch die Hauptstrombahn 16-31 geöffnet wird. Ein zunächst über die Hauptstrombahn 16-31 flie ßender Strom wird demnach unterbrechungsfrei auf die Ne benstrombahn 15-31 kommutiert.In the switching position of the isolator 14 shown in FIG. 6, the contact pin 19 is connected to the contact 16 of the main current path, while the contact pins 18 and 20 have no electrical contact with the contacts 15 and 17 of the secondary current paths. The main current path 16-31 is therefore closed via the contact pin 19 and the connecting line 29 , while the secondary current paths 15-31 and 17-31 are open. If the sliding block 24 is now moved, for example, to the left, then the contact pin 18 , - is driven by the guide pin 25 , - moved upwards and thus the secondary flow path 15-31 is closed. Then the con tact pin 19 , - driven by the guide pin 26 , - down, whereby the main current path 16-31 is opened. A current initially flowing over the main current path 16-31 is accordingly commutated without interruption on the secondary current path 15-31 .

Wird jetzt der Kulissenschieber 21 noch weiter nach links bewegt, so bewegt sich der Kontaktstift 18, - durch den Führungszapfen 25 angetrieben, - wieder nach unten, und der Mehrstellungs-Kommutierungstrenner 14 befindet sich in der Trennstellung.If the sliding block 21 is now moved further to the left, the contact pin 18 , driven by the guide pin 25 , moves down again, and the multi-position commutation isolator 14 is in the disconnected position.

In gleicher Weise wie die beschriebene Kommutierung von der Hauptstrombahn 16-31 auf die Nebenstrombahn 15-31 kann eine Kommutierung von der Hauptstrombahn 16-31 auf die Nebenstrombahn 17-31 erfolgen.In the same way as the described commutation from the main current path 16-31 to the secondary current path 15-31 , commutation from the main current path 16-31 to the secondary current path 17-31 can take place.

Der Mehrstellungs-Kommutierungstrenner 14 kann mit wei teren Kontakten und Kontaktstiften/Führungshülsen verse hen sein, um zusätzlich eine Erdung zu ermöglichen.The multi-position commutation isolator 14 can be provided with further contacts and contact pins / guide sleeves to additionally enable grounding.

In Fig. 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Mehrstellungs-Kommutierungstrenners 32 dargestellt. Der Trenner 32 weist drei Kontakte 33 (Nebenstrombahn-Kon takt), 34 (Hauptstrombahn-Kontakt), 35 (Nebenstrombahn- Kontakt) sowie einen zentralen Kommutierungsschleifkon takt 36 auf. Der Kommutierungsschleifkontakt 36 (beweg liche Kontaktvorrichtung) verfügt über drei nebeneinan der liegende Kontaktsegmente 37, 38, 39, die mittels Isolierstücke 40, 41 elektrisch isoliert voneinander getrennt sind, wobei die Kontaktsegmente 37, 38 an den äußeren Enden des Kommutierungsschleifkontaktes 36 ange ordnet sind und sich das Kontaktsegment 39 in der Mitte zwischen den Segmenten 37, 38 bzw. zwischen den Isolier stücken 41, 40 befindet. FIG. 7 shows a second exemplary embodiment of a multi-position commutation isolator 32 . The isolator 32 has three contacts 33 (secondary current path contact), 34 (main current path contact), 35 (secondary current path contact) and a central commutation loop contact 36 . The commutation sliding contact 36 (movable contact device) has three adjacent contact segments 37 , 38 , 39 which are electrically insulated from one another by means of insulating pieces 40 , 41 , the contact segments 37 , 38 being arranged at the outer ends of the commutating sliding contact 36 and the contact segment 39 is in the middle between the segments 37 , 38 or between the insulating pieces 41 , 40 .

Der Kommutierungsschleifkontakt 36 ist am beweglichen Ende eines um einen Drehpunkt 43 schwenkbaren Dreharmes 42 angebracht. Der Dreharm 42 ist mit einer ebenfalls um den gleichen Drehpunkt 43 schwenkbaren, elektrisch iso lierenden Kurvenscheibe 44 mechanisch fest verbunden. An der Kurvenscheibe 44 liegt der bewegliche Kontakt 47 einer (einzigen) Vakuumschaltröhre 46 (siehe hierzu bei spielsweise Burkhard, Schaltgeräte der Elektroenergie technik, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach, 1985, Seite 110 bis 111), d. h. die Vakuumschaltröhre 46 kann je nach momentaner Stellung der Kurvenscheibe 44 über den beweg lichen Kontakt 47 ein- und ausgeschaltet werden. Das Schaltvermögen der Vakuumschaltröhre ist der Kommutie rungsspannung (induktive Spannung infolge der Kopplung zwischen den Phasen) angepaßt.The commutation sliding contact 36 is attached to the movable end of a pivot arm 42 which can be pivoted about a pivot point 43 . The pivot arm 42 is mechanically fixed to a likewise pivotable about the same pivot 43 , electrically isolating cam 44 . On the cam 44 , the movable contact 47 of a (single) vacuum interrupter 46 (see, for example, Burkhard, switchgear for electrical engineering, VDE publishing house, Berlin, Offenbach, 1985, pages 110 to 111), that is, the vacuum interrupter 46 can vary current position of the cam 44 can be switched on and off via the movable contact 47 . The switching capacity of the vacuum interrupter is adapted to the commutation voltage (inductive voltage due to the coupling between the phases).

Die beiden äußeren Kontaktsegmente 37, 38 des Kommutie rungsschleifkontaktes 36 sind durch einen Bügel 45 elek trisch miteinander verbunden. Der Bügel 45 ist über eine flexible Verbindungsleitung 49 an den beweglichen Kon takt 47 der Vakuumschaltröhre 46 angeschlossen. Das mittlere (innere) Kontaktsegment 39 des Kommutierungs schleifkontaktes 36 ist über den Dreharm 42 und eine flexible Verbindungsleitung 50 mit einem Anschluß 52 elektrisch verbunden. Der Festkontakt 48 der Vakuum schaltröhre 46 ist über eine flexible Verbindungsleitung 51 ebenfalls mit dem Anschluß 52 elektrisch verbunden. The two outer contact segments 37 , 38 of the commutation slide contact 36 are electrically connected to one another by a bracket 45 . The bracket 45 is connected via a flexible connecting line 49 to the movable con tact 47 of the vacuum interrupter 46 . The middle (inner) contact segment 39 of the commutation sliding contact 36 is electrically connected to a terminal 52 via the rotary arm 42 and a flexible connecting line 50 . The fixed contact 48 of the vacuum interrupter 46 is also electrically connected to the terminal 52 via a flexible connecting line 51 .

Der den Dreharm 42 und die Kurvenscheibe 44 um den Dreh punkt 43 schwenkende Antrieb ist mit Ziffer 53 bezeich net.The drive arm 42 and the cam plate 44 about the pivot point 43 pivoting drive is designated by numeral 53 .

Der Anschluß 52 ist mit einer Einspeise- oder Abgangs leitung, der Kontakt 34 mit einer Hauptsammelschiene, der Kontakt 33 mit einer ersten Hilfssammelschiene und der Kontakt 35 mit einer zweiten Hilfssammelschiene ver bunden. Die interne Verbindung von Kontakt 34 nach An schluß 52 wird als Hauptstrombahn und die Verbindungen von Kontakt 33 nach Anschluß 52 sowie von Kontakt 35 nach Anschluß 52 werden als Nebenstrombahnen bezeichnet.The terminal 52 is connected to a feed or outgoing line, the contact 34 with a main busbar, the contact 33 with a first auxiliary busbar and the contact 35 with a second auxiliary busbar. The internal connection from contact 34 to connection 52 is referred to as the main current path and the connections from contact 33 to connection 52 and from contact 35 to connection 52 are referred to as secondary current paths.

Bei der in Fig. 7 gezeigten Schaltstellung des Trenners ergibt sich ein Stromfluß vom Kontakt 34 über das Kon taktsegment 39, den Dreharm 42 und die Verbindungslei tung 50 zum Anschluß 52 (Hauptstrombahn 34-52). Da der bewegliche Kontakt 47 der Vakuumschaltröhre 46 bei der dargestellten Schaltstellung durch die Kurvenscheibe 44 in die "Aus"-Stellung geführt wird, ist die Vakuum schaltröhre 46 geöffnet. Durch Schwenken des Dreharmes 42 nach links oder rechts kann der Strom auf den Kontakt 33 oder den Kontakt 35 kommutiert werden.In the switching position of the isolator shown in FIG. 7, there is a current flow from the contact 34 via the contact segment 39 , the rotary arm 42 and the connecting line 50 to the connection 52 (main current path 34-52 ). Since the movable contact 47 is out of the vacuum interrupter 46 in the illustrated switch position by the cam 44 in the "off" position, the vacuum interrupter open 46th The current can be commutated to the contact 33 or the contact 35 by pivoting the rotary arm 42 to the left or right.

Wird beispielsweise der Dreharm 42 nach links ge schwenkt, so bleibt zunächst die Berührung des Kontakt segmentes 39 mit dem Kontakt 34 erhalten. Durch entspre chende Gestaltung der Kurvenscheibe 44 wird die Vakuum schaltröhre 46 unmittelbar nach der Berührung des Kon taktes 33 mit dem Kontaktsegment 37 geschlossen, indem der bewegliche Kontakt 47 der Vakuumschaltröhre 46 durch einen trapezförmigen Nocken der Kurvenscheibe 44 in die "Ein"-Stellung (abwärts) gedrückt wird. Das Kontaktseg ment 39 berührt in dieser Schaltstellung immer noch den Kontakt 34, d. h. die elektrische Verbindung 34-39-42-50-52 bleibt bestehen. Beim Schließen der Va kuumschaltröhre findet ein Vorzündlichtbogen innerhalb der Vakuumschaltröhre statt, d. h. es ergibt sich ein Stromfluß vom Anschluß 52 über die Verbindungsleitung 51, den Festkontakt 48, die Vakuumschaltröhre 46, den beweglichen Kontakt 47, die Verbindungsleitung 49, den Bügel 45 und das Kontaktsegment 37 zum Kontakt 33.For example, if the rotary arm 42 pivots to the left, the contact of the contact segment 39 with the contact 34 is initially maintained. By corre sponding design of the cam 44 , the vacuum interrupter 46 is closed immediately after touching the con clock 33 with the contact segment 37 by the movable contact 47 of the vacuum interrupter 46 by a trapezoidal cam of the cam 44 in the "on" position (downward ) is pressed. The contact segment 39 still touches the contact 34 in this switching position, ie the electrical connection 34-39-42-50-52 remains. When closing the Va vacuum interrupter, a pre-ignition arc takes place within the vacuum interrupter, ie there is a current flow from the connection 52 via the connecting line 51 , the fixed contact 48 , the vacuum interrupter 46 , the movable contact 47 , the connecting line 49 , the bracket 45 and the contact segment 37 to contact 33 .

Durch weiteres Schwenken des Dreharms 42 nach links wird eine Lage erreicht, in der nur noch das Isolierstück 40 und das äußere Kontaktsegment 38 den Kontakt 34 berühren und in der das mittlere Kontaktsegment 39 den Kontakt 33 bereits berührt. In dieser Lage wird die Vakuumschal tröhre 46 wieder geöffnet, indem der bewegliche Kontakt 47 durch die Kurvenscheibe 44 wieder in die "Aus"-Stel lung (aufwärts) geführt wird.By further pivoting the rotary arm 42 to the left, a position is reached in which only the insulating piece 40 and the outer contact segment 38 touch the contact 34 and in which the middle contact segment 39 already contacts the contact 33 . In this position, the vacuum scarf tube 46 is opened again by moving the movable contact 47 through the cam plate 44 into the “off” position (upward).

Nach dem Öffnen entsteht innerhalb der Vakuumschaltröhre 46 ein Kommutierungslichtbogen und verlöscht beim ersten Stromnulldurchgang wieder. Die Kommutierung von der Hauptstrombahn 34-52 auf die Nebenstrombahn 33-52 ist somit abgeschlossen und ein Stromfluß 52-50-42-39-33 bzw. umgekehrt ist gewährleistet. Durch weiteres Schwen ken des Dreharmes 42 nach links wird die Trennstellung erreicht, in der sowohl die Hauptstrombahn als auch die Nebenstrombahnen unterbrochen sind und auch keine Quer verbindung zwischen der Hauptstrombahn und einer der Nebenstrombahnen besteht.After opening, a commutation arc arises within the vacuum interrupter 46 and extinguishes again at the first current zero crossing. The commutation from the main current path 34-52 to the secondary current path 33-52 is thus completed and a current flow 52-50-42-39-33 or vice versa is ensured. By further Schwen ken the rotary arm 42 to the left, the separation position is reached, in which both the main flow path and the secondary flow paths are interrupted and there is no cross connection between the main current path and one of the secondary flow paths.

In der gleichen Art erfolgen beim Kommutieren von Kon takt 33 auf den Kontakt 34 (Schwenken des Dreharmes nach rechts) bzw. vom Kontakt 34 auf den Kontakt 35 (weiteres Schwenken des Dreharmes nach rechts) bzw. vom Kontakt 35 auf den Kontakt 34 (Schwenken des Dreharmes nach links) ebenfalls das Entstehen und Löschen des Kommutierungs lichtbogens sowie das Entstehen des Vorzündlichtbogens innerhalb der Vakuumschaltröhre 46. Da die Vakuumschalt röhre 46 mechanisch nicht in den Dreharm 42 integriert ist, werden ihre Kontakte stets nur beim Kommutieren belastet, nicht jedoch in den Betriebsstellungen 52-34, 52-33 oder 52-35. Die Kontaktbelastung ist deshalb er heblich reduziert.In the same way, when commutating con tact 33 on contact 34 (swiveling the rotating arm to the right) or from contact 34 to contact 35 (further swiveling the rotating arm to the right) or from contact 35 to contact 34 (swiveling of the rotary arm to the left) also the emergence and extinguishing of the commutation arc and the emergence of the pre-ignition arc within the vacuum interrupter 46 . Since the vacuum switching tube 46 is not mechanically integrated in the rotary arm 42 , its contacts are always loaded only when commutating, but not in the operating positions 52-34 , 52-33 or 52-35 . The contact load is therefore significantly reduced.

Der Mehrstellungs-Kommutierungstrenner 32 kann mit wei teren Kontakten versehen sein, um zusätzlich eine Erdung zu ermöglichen.The multi-position commutation isolator 32 can be provided with further contacts to enable additional grounding.

Außer der gemäß Fig. 7 beschriebenen einzigen Vakuum schaltröhre können auch mehrere Vakuumschaltröhren oder andere Kommutierungslichtbogenlöscheinrichtungen einge setzt werden, beispielsweise kann die Löschung des ent stehenden Lichtbogens mit niedriger Wiederkehrspannung durch magnetische Beblasung oder Gasbeblasung (z. B. mit Schwefelhexafluorid) unterstützt werden (siehe hierzu beispielsweise Burkhard, Schaltgeräte der Elektroener gietechnik, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach, 1985, Seiten 88, 104 bis 110, 218).In addition to the single vacuum interrupter described in accordance with FIG. 7, several vacuum interrupters or other commutation arc extinguishing devices can also be used, for example the extinguishing of the resulting arc with low return voltage can be supported by magnetic blowing or gas blowing (e.g. with sulfur hexafluoride) (see here for example Burkhard, switching devices of Elektroener gietechnik, VDE publishing house, Berlin, Offenbach, 1985, pages 88, 104 to 110, 218).

Claims

1. Multi-position commutation isolator for high and medium voltage switchgear with a connection for a feed or outgoing line, a movable contact device connected to this connection and a fixed main circuit contact for connecting a main busbar and at least one fixed branch circuit contact for connecting an auxiliary busbar , wherein the movable contact device can be connected by means of a mechanical drive to the main current path contact or to the secondary current path contact or to both at the same time, characterized in that extinguishing devices for extinguishing a commutation arc in the commutation isolator ( 1, 14, 32 ) integrated and are inevitably effective when operated.

2. Multi-position commutation isolator according to claim 1, characterized in that the commutation isolator ( 14 ) for extinguishing the resulting commutation arc has a device for magnetic blowing or gas blowing.

3. Multi-position commutation isolator according to claim 1, characterized in that the commutation isolator ( 32 ) has a vacuum interrupter ( 46 ) for arc quenching, which is controlled so that it only comes into action during commutation and switches the commutation current both on and off.

4. Multi-position commutation isolator according to claims 1 and 2, characterized in that the movable contact device consists of at least two electrically connected, in guide sleeves ( 21 , 22 , 23 ) displaceable contact pins ( 18 , 19 , 20 ), the Contact pins are arranged directly under the fixed contacts ( 15 , 16 , 17 ) and the contact pins ( 18 , 19 , 20 ) are provided with guide pins ( 25 , 26 , 27 ) which can be moved in a mechanically coupled manner by means of a sliding block ( 24 ).

5. Multi-position commutation isolator according to claims 1 and 3, wherein the movable Kontaktvorrich device consists of a rotating arm with attached commutation sliding contact, characterized in that the commutation sliding contact ( 36 ) three each by Iso lierstücke ( 40 , 41 ) electrically separate contact segments ( 37 , 38 , 39 ), wherein the one contact ( 48 ) of the vacuum interrupter ( 46 ) and the rotary arm ( 42 ) electrically connected to the central contact segment ( 39 ) are connected to the connection ( 52 ) for the feed or outlet line while the other contact ( 47 ) of the vacuum interrupter ( 46 ) is connected to the two outer contact segments ( 37 , 38 ).

6. Multi-position commutation isolator according to claim 5, characterized in that the control of the movable contact ( 47 ) of the vacuum interrupter ( 46 ) is carried out by a cam ( 44 ) which is mechanically coupled to the movement of the rotary arm ( 42 ).

7. Multi-position commutation isolator according to one of the preceding claims, characterized by an erosion-resistant design of the main current contact ( 7 , 16 , 34 ), the secondary current contacts ( 8/9 , 15/17 , 33/35 ) and the movable contact device ( 12/13 , 18/19/20 , 36/42 ).