DE4015979C2 - Switch combination for load switchgear - Google Patents
Switch combination for load switchgearInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalterkombination für Lastschaltanlagen nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.The present invention relates to a switch combination for Power switchgear according to the preamble of the first claim.
Eine solche mit SF6 isolierte Lastschaltanlage ist durch die Druckschrift EP 0 224 051 A1 bekannt.Such a switchgear isolated with SF6 is characterized by the Document EP 0 224 051 A1 known.
Lastschaltanlagen sind in ihrer einfachsten Bauform als sogenannte Ringkabelanlagen ausgeführt, bei denen die Sammelschiene beidseitig durch je einen Lasttrennschalter mit einem Kabel- oder Leitungsring verbunden ist. An der Sammelschiene ist wenigstens ein Transformator-Abzweig angeschlossen. Letzterer wird im normalen Betrieb ebenfalls durch einen Lasttrennschalter zu- und abgeschaltet, während in Reihe dazu angeordnete Sicherungen den Kurzschlußschutz übernehmen.In their simplest design, load switchgears are so-called Ring cable systems designed in which the busbar on both sides by means of a switch disconnector with a cable or line ring connected is. There is at least one on the busbar Transformer branch connected. The latter is in normal operation also switched on and off by a switch disconnector, while in Fuses arranged in series take over the short-circuit protection.
Bei der bekannten Lastschaltanlage handelt es sich um eine dreipolige, mit Druckgas gefüllte Ausführung, bei der die Ringleitungsschalter im unteren Teil des gemeinsamen Gehäuses, in der Nähe der nach unten abgehenden Kabelanschlüsse angeordnet sind, während darüber ein weiterer Lastschalter für einen Transformatorabzweig, eine Hochleistungssicherung und ein Erdungsschalter eingebaut sind. Da die Sicherungen nach jedem Störfall ausgewechselt werden müssen, ergibt sich die Notwendigkeit, sie außerhalb des gasgefüllten Druckraumes, in dem sich sämtliche Lastschalter und der Erdungsschalter befinden, anzuordnen. Außerdem müssen beide Anschlußseiten der Sicherung vor deren Austausch geerdet werden. The known power switchgear is a three-pole, Version filled with compressed gas, in which the ring line switches in lower part of the common housing, near the bottom outgoing cable connections are arranged while another Load switch for a transformer feeder, a high-performance fuse and an earthing switch are installed. Because the fuses after each Incident need to be replaced, the need arises for them outside the gas-filled pressure room, in which all Load switch and the earthing switch are to be arranged. Furthermore Both connection sides of the fuse must be grounded before they are replaced will.
Dazu ist im vorliegenden Fall ein als Dreistellungsschalter mit einer zusätzlichen Erdungsstellung ausgeführter Drehlastschalter und der bereits erwähnte einfache Erdungsschalter vorgesehen.In the present case, this is a three-position switch with a additional earthing position rotary switch and the Simple earthing switch already mentioned is provided.
Die Anforderungen an gekapselte Schaltanlagen verlangen darüber hinaus eine zusätzliche, beim Austausch leicht zu öffnende Kapselung der Sicherungen. Die nach jedem Störfall auszutauschenden Sicherungen befinden sich deshalb nicht im Druckgas, sondern in Luft. Sie sind gegen das restliche Schaltanlagenvolumen geschottet und vergrößern dabei die Abmessungen der Schaltanlage nicht unbeträchtlich. Für die gesamte Schaltanlage ergeben sich somit zwei Räume mit unterschiedlichem Isolationsniveau, da der Sicherungsraum trotz Kapselung den Einflüssen der Umgebung, wie Feuchtigkeit, Verschmutzung usw. ausgesetzt ist, was im Laufe der Betriebsdauer zu einer beträchtlichen Isolationsminderung der gesamten Schaltanlage führt. Außerdem schränkt der Zwang, nach jeder Störung die Sicherung auswechseln zu müssen, die Verfügbarkeit der an den betroffenen Abzweig angeschlossenen Verbraucher erheblich ein.The requirements for encapsulated switchgear also require an additional encapsulation that is easy to open when replaced Fuses. The fuses to be replaced after every malfunction are therefore not in compressed gas, but in air. You are against the remaining switchgear volume is partitioned and thereby increase the Dimensions of the switchgear are not inconsiderable. For the whole Switchgear thus results in two rooms with different ones Isolation level, because the containment space despite the encapsulation influences the environment, such as moisture, pollution, etc. what Significant reduction in insulation over the course of its service life of the entire switchgear. Besides, the constraint limits after everyone Failure to replace the fuse, the availability of the connected to the affected branch considerably.
Bei der bekannten Schaltanlage wird nach einer Störungsunterbrechung durch die Sicherung über ein Gestänge eine Anzeige umgestellt, oder eine Auslösung des zugeörigen Lasttrennschalters bewirkt. Durch letzteren wird nach der Kurzschlußstromunterbrechung eine ausreichende Trennstrecke hergestellt.In the known switchgear, after an interruption of the fault changed the display by securing it via a linkage, or a Triggers the associated switch disconnector. Through the latter becomes sufficient after the short-circuit current interruption Separation section made.
In dem Aufsatz "SF-isoliertes Ringkabelfeld als Schaltanlage in Industrienetzen"; Jürgen Scheifele, Bruno Schemann, Werner Vorbeck; ETZ, Band 110 (1989), Heft 17, Seite 894 bis 898, ist eine Schaltanlage beschrieben, bei der die beiden Anschlüsse an das Ringkabel mit Lasttrennschaltern bestückt sind, während im Abzweig für den Transformator ein Vakuum-Leistungsschalter die Schaltfunktion im Betriebs- und im Störfall übernimmt. Diesem Leistungsschalter ist ein Trennschalter vorgeschaltet, der im allgemeinen nur bei Arbeiten am Abzweig zu bestätigen ist, bevor der abgetrennte Netzteil geerdet wird. Darüber hinaus muß durch eine Verriegelung eine Bestätigung des Trennschalters bei geschlossenen Schaltkontakten des Leistungsschalters in üblicher Weise verhindert werden. Um den geschilderten Aufgaben gerecht werden zu können, muß der Vakuum-Leistungsschalter ein vollwertiges Gerät sein, das allen Anforderungen der einschlägigen VDE- bzw. internationalen Bestimmungen benügt. Dazu gehört u. a. auch nicht nur die Beherrschung der bei der Stromunterbrechung entstehenden Schaltüberspannungen, sondern auch der vollen Blitzstoßspannung über der geöffneten Schaltstrecke. Darüber hinaus muß der Kontaktwerkstoff, die mechanische Energie des Einschaltspeichers und die Größe der Kontaktkraft so ausgelegt sein, daß beim Einschalten auf Kurzschlüsse keine Verschweißungen und keine daraus resultierenden großen Schweißkräfte beim Wiederöffnen der Kontakte entstehen. Dies wird u. a. durch hohe Duktilität der Kontaktwerkstoffe und durch prellfreies Schalten erreicht.In the article "SF insulated ring cable panel as switchgear in Industrial networks "; Jürgen Scheifele, Bruno Schemann, Werner Vorbeck; ETZ, volume 110 (1989), number 17, pages 894 to 898, is a switchgear described in which the two connections to the ring cable with Switch disconnectors are equipped, while in the branch for the Transformer a vacuum circuit breaker the switching function in Operational and in the event of a fault. This circuit breaker is a Disconnect switch upstream, which is generally only when working on Branch must be confirmed before the disconnected power supply is grounded. In addition, a Confirmation of the disconnector when closed Switch contacts of the circuit breaker in the usual way be prevented. To do the described tasks To be able to be, the vacuum circuit breaker must be a full-fledged device that meets all the requirements of relevant VDE or international regulations are sufficient. This includes u. a. not only mastery of the Switching overvoltages arising from power interruption, but also the full lightning impulse voltage above the open one Switching distance. In addition, the contact material, the mechanical energy of the switch-on memory and the size of the Contact force should be designed so that when switching on Short circuits no welds and none from them resulting large welding forces when reopening the Contacts are made. This will u. a. through high ductility of the Contact materials and achieved by bounce-free switching.
Aus der DE 36 11 270 A1 ist eine Schaltanlage bekannt, die zwei in Reihe geschaltete Schalter mit unterschiedlichen, Unterbrechungsprinzipien aufweist. Dabei ist es möglich, den Lastschalter mit einem Energiespeicher zu versehen, der mit einer Ein- und einer Ausschaltfeder ausgestattet ist, die ggf. nachspannbar sind.From DE 36 11 270 A1 a switchgear is known two switches connected in series with different Has interruption principles. It is possible to Load switch to be provided with an energy store a switch-on and switch-off spring, which may are retensionable.
Aus der DE 36 07 435 C2 ist ein Schaltgetriebe für einen Strom-/Spannungsunterbrecher bekannt, bei der eine Auslösung durch ein Überstromrelais beeinflußt wird.DE 36 07 435 C2 is a manual transmission for one Current / voltage breaker known to trigger is influenced by an overcurrent relay.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schalterkombination der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so zu verbessern, daß die Bedienbarkeit auch nach Abschaltungen von Fehlerströmen vereinfacht handzuhaben ist und daß das Isoliervermögen aller Teile der Schalterkombination dabei unabhängig von Umgebungseinflüssen ist.The invention is based, which Switch combination in the preamble of claim 1 to improve the type mentioned so that the usability also easier to handle after switching off fault currents is and that the insulating ability of all parts of the Switch combination regardless of environmental influences is.
Die gestellte Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannte Ausführung gelöst. Die erfindungsgemäße Schalterkombination kann vorteilhaft als ganzes in einem hermetisch geschlossenen, mit Druckgas gefüllten Schaltanlagengehäuse eingebaut werden. Der Isolationspegel dieser Kombination wird dabei nicht durch Umgebungseinflüsse verringert, er ist auch nach längerer Betriebsdauer gleichmäßig hoch. Nach der Unterbrechung eines Störstromes braucht zur Wiederinbetriebnahme des Anschlusses keine aufwendige Austauschaktion wie bei der zum Stand der Technik angegebenen Schaltanlage stattzufinden. Man kann die Wiederinbetriebnahme nach einer Störung mit Hilfe eines einfachen Motorantriebs sogar ferngesteuert ablaufen lassen.The task is given by the in the characterizing part of claim 1 execution solved. The Switch combination according to the invention can advantageously as whole in a hermetically sealed, with compressed gas filled switchgear housing. Of the Isolation level of this combination is not thereby Reduced environmental influences, it is also after a long time Operating time evenly long. After interrupting one Interference current is required to restart the connection no time-consuming exchange campaign as with the state of the Technology specified Switchgear to take place. You can restart after a Malfunction even remotely controlled using a simple motor drive drain.
Bei allen betriebsmäßigen Schaltungen bleibt die Vakuum- Schaltkammer in eingeschalteter Stellung, da diese ausschließlich vom Lasttrennschalter durchgeführt werden. Die Vakuumschaltkammer muß lediglich in der Lage sein, Kurzschlußströme zu unterbrechen. Das Einschalten derselben wird vom Lasttrennschalter vorgenommen, so daß die große Kontaktbelastung für die Vakuumschaltkammer dabei entfällt. Letztere kann deshalb in einer vereinfachten Ausführung mit leichteren Kontakten und mit einer geringeren Kontaktkraft als eine Leistungsschalter-Kammer ausgeführt sein.With all operational circuits, the vacuum Switching chamber in the switched on position, as this is only from Switch disconnectors are carried out. The The vacuum interrupter only has to be able to withstand short-circuit currents interrupt. The switch disconnector switches on the same made so that the large contact load for the Vacuum interrupter is not required. The latter can therefore be a simplified version with lighter ones Contacts and with a lower contact force than one Circuit breaker chamber to be executed.
Außerdem enthält der Energiespeicher nur eine Ausschaltfeder, da von der Vakuumschaltkammer kein Einschaltvermögen verlangt wird. Besondere Vorkehrungen sorgen dafür, daß die Vakuumschaltkammer nur bei geöffneten Lasttrennschalter eingeschaltet werden kann. Weiterhin ist die Vakuum-Schaltkammer nur mit einem Isoliervermögen ausgestattet, das der größten Schaltspannung entspricht, dadurch verringern sich deren Abmessungen erheblich.In addition, the energy storage contains only one switch-off spring, because of the Vacuum interrupter no make capacity is required. Special precautions ensure that the vacuum interrupter only at open switch disconnector can be switched on. Furthermore, the Vacuum interrupter only with an insulating ability equipped, which corresponds to the largest switching voltage, thereby their dimensions decrease considerably.
Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungsidee an.The subclaims give advantageous developments of the inventive idea on.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die folgenden Zeichnungen hingewiesen:For a better understanding of the invention, reference is made to the following Drawings noted:
Fig. 1 ... schematische Funktionsdarstellunng der Schalterkombination für Lastschaltanlagen, Fig. 1 ... schematic functional representation of the switch combination for load switchgear,
Fig. 2 ... Prinzipdarstellung der mechanischen und elektrischen Verbindung der beiden Schalter; eingeschaltete Stellung, Fig. 2 ... schematic representation of the mechanical and electrical connection of the two switches; switched on position,
Fig. 3 ... wie Fig. 2; ausgeschaltete Stellung, Fig. 3 ... as Fig. 2; off position,
Fig. 4 ... Prinzipdarstellung einer Sperre zwischen Lastschalter und Vakuumschaltkammer; ausgeschalteter Lastschalter, Fig. 4 ... schematic representation of a lock between the load switch and vacuum interrupter; switched off switch,
Fig. 5 ... wie Fig. 4; eingeschalteter Lastschalter, Fig. 5 ... as Fig. 4; activated load switch,
Fig. 6 ... zweite Ausführung einer Sperre bei ausgeschalteter Vakuum-Schaltkammer, Fig. 6 ... second version of a lock with the vacuum interrupter switched off,
Fig. 7 ... Prinzipdarstellung einer gemeinsamen Betätigung von Lasttrennschalter und Vakuum-Schaltkammer; Vakuum-Schaltkammer geschlossen, Fig. 7 ... schematic representation of a joint actuation of switch disconnector and vacuum interrupter; Vacuum interrupter closed,
Fig. 8 ... wie Fig. 7; Vakuumschalter während der Öffnungsbewegung der Schaltkontakte, Gelenkschloß zusammengefallen, Fig. 8 ... as Fig. 7; Vacuum switch during the opening movement of the switch contacts, articulated lock collapsed,
Fig. 9 ... wie Fig. 7; Vakuumschaltkammer mit geöffneten Schaltkontakten am Ende der Ausschaltbewegung, Gelenkschloß in gestreckter Stellung, Fig. 9 ... as Fig. 7; Vacuum switching chamber with open switching contacts at the end of the opening movement, articulated lock in the extended position,
Fig. 10 ... Prinzipdarstellung einer gemeinsamen Betätigung von von Lasttrennschalter und Vakuum-Schaltkammer; Vakuum-Schaltkammer geschlossen, Fig. 10 ... schematic representation of a joint actuation of the load break switch and vacuum interrupter; Vacuum interrupter closed,
Fig. 11 ... wie Fig. 10; Schwenkriegelbewegung von verlängertem Kontaktstift abgeleitet, Fig. 11 ... as Fig. 10; Swivel lock movement derived from extended contact pin,
Fig. 12 ... vereinfachte Vakuum-Schaltkammer. Fig. 12 ... simplified vacuum interrupter.
Zur erfindungsgemäßen Schalterkombination gehört gemäß Fig. 1 der Lasttrennschalter 1 mit seinem Energiespeicher 5. Letzterer enthält eine Ausschaltfeder und eine Einschaltfeder sowie die zugehörigen Verklinkungen und Auslöseorgange. Solche Energiespeicher sind grundsätzlich seit langem bekannt (z. B. Deutsche Patentschrift 1 087 228). Aus diesem Grund unterbleibt eine genaue Beschreibung derselben. Es werden lediglich die für diese Erfindung relevanten Bauteile erwähnt, soweit sie für die Funktionen wichtig sind.According to FIG. 1, the switch disconnector 1 with its energy store 5 belongs to the switch combination according to the invention. The latter contains a switch-off spring and a switch-on spring as well as the associated latches and release mechanisms. Such energy stores have basically been known for a long time (e.g. German Patent 1,087,228). For this reason, a detailed description of the same is omitted. Only the components relevant to this invention are mentioned insofar as they are important for the functions.
Zur Schalterkombination gehört auch eine Vakuum- Schaltkammer 2, die mit dem Lasttrennschalter 1 in Reihe geschaltet ist. Die Vakuum-Schaltkammer 2 wird vom Ausschaltspeicher 4 betätigt, in dem eine Ausschaltfeder und eine zugehörige Verklinkung mit Auslösemagnet angeordnet ist. Der Ausschaltspeicher 4 arbeitet mit dem beweglichen Schaltkontakt 3 der Vakuum-Schaltkammer 2 zusammen. Beim Einschalten der Vakuum-Schaltkammer wird die Kontaktkraftfeder 16 durch das zwischen dem Ausschaltspeicher 4 und der Kontaktkraftfeder 16 angeordnete Isoliergestänge 28 gespannt. Der Strom wird durch ein geeignetes Kontaktteil 17, z. B. ein Stromband, vom Kontaktbolzen des beweglichen Schaltkontakts 3 abgenommen und dem Verbraucher zugeführt. Auf den Ausschaltspeicher 4 wirkt ein Überstromauslöser 7 ein, der entweder als Primärauslöser ausgebildet ist oder von einem Stromwandler 6 gespeist wird. Zwischen dem Energiespeicher 5 und dem Ausschaltspeicher 4 wirken verschiedene mechanische Gestänge 8a, 8b und 8c bzw. elektrische Verbindungen, die für die Einhaltung der zum Betrieb der Schalterkombination notwendigen Bedingungen vorgesehen sind. Auf sie wird in den folgenden Ausführungen näher eingegangen. Mit Hilfe eines Betätigungsgestänges 41 wird der Energiespeicher 5 nach erfolgter Ausschaltung des Lasttrennschalters 1 wieder einschaltbereit gemacht.The switch combination also includes a vacuum interrupter 2 , which is connected in series with the load break switch 1 . The vacuum interrupter 2 is actuated by the switch-off memory 4 , in which a switch-off spring and an associated latch with a release magnet are arranged. The switch-off memory 4 works together with the movable switch contact 3 of the vacuum interrupter 2 . When the vacuum interrupter is switched on, the contact force spring 16 is tensioned by the insulating linkage 28 arranged between the switch-off memory 4 and the contact force spring 16 . The current is through a suitable contact part 17 , for. B. a current band, removed from the contact bolt of the movable switching contact 3 and supplied to the consumer. An overcurrent release 7 acts on the switch-off memory 4 , which is either designed as a primary release or is fed by a current transformer 6 . Different mechanical linkages 8 a, 8 b and 8 c or electrical connections, which are provided for maintaining the conditions necessary for operating the switch combination, act between the energy store 5 and the switch-off store 4 . They are discussed in more detail in the following explanations. With the aid of an actuating linkage 41 , the energy store 5 is made ready to switch on again after the load-break switch 1 has been switched off.
In den Fig. 2 u. 3 ist je eine mechanische und eine elektrische Verbindung zwischen dem Ausschaltspeicher 4 und dem Energiespeicher 5 der erfindungsgemäßen Schalterkombination zur Erzeugung der Schaltfolge im Störungsfall zu erkennen. In Fig. 2 ist der Lasttrennschalter 1 eingeschaltet, ebenso die nicht dargestellte Vakuum-Schaltkammer 2. Demzufolge ist die Speicherfeder 21 des Ausschaltspeichers 4 aufgeladen und die Kontaktkraftfeder 16 übermittelt die volle Kontaktkraft auf den bewegliche Schaltkontakt 3. Die Speicherfeder 21 wird durch die Auslöseklinke 22 abgestützt, auf die der Überstromauslöser 7 wirkt. Das bewegliche Ende der Speicherfeder 21 arbeitet über den Mitnehmer 33 mit dem Gestänge 8a zusammen, wobei dessen vertikale Stange den Winkelhebel 23 mit der Sperrklinke 9a verbindet, die im eingeschalteten Zustand die Ausschaltfeder 10 des Energiespeichers 5 in ihrer arbeitsbereiten Stellung blockiert. Beide Bauteile greifen am Winkelhebel 24 an, der andererseits mit der Isolierstange 25 mit den aktiven Teilen des Lasttrennschalters 1 in Verbindung steht. Außerdem wird vom Winkelhebel 23 auch noch ein Steuerkontakt 11a betätigt, der während des Ausschaltvorgangs als Schließer wirkt und den Stromkreis zur Auslösespule 12a schließt. Zur Durchführung der vorgesehenen Funktionen genügt es, die Verbindung zwischen dem Energiespeicher 5 und dem Ausschaltspeicher 4 entweder über das mechanische Gestänge 8a oder über den vom Steuerkontakt 11a betätigten Stromkreis herzustellen. Eine nicht dargestellte Ausgleichsfeder hält den Mitnehmer 33 immer in Berührung mit dem Federteller der Speicherfeder 21.U in FIG. 2. 3 each shows a mechanical and an electrical connection between the switch-off memory 4 and the energy store 5 of the switch combination according to the invention for generating the switching sequence in the event of a fault. In Fig. 2, the load break switch 1 is turned on, as is the vacuum interrupter 2, not shown. As a result, the storage spring 21 of the switch-off storage device 4 is charged and the contact force spring 16 transmits the full contact force to the movable switching contact 3 . The storage spring 21 is supported by the release pawl 22 , on which the overcurrent release 7 acts. The movable end of the storage spring 21 works via the driver 33 with the linkage 8 a, the vertical rod of which connects the angle lever 23 to the pawl 9 a, which in the switched-on state blocks the switch-off spring 10 of the energy store 5 in its working position. Both components act on the angle lever 24 , which on the other hand is connected to the insulating rod 25 with the active parts of the load break switch 1 . In addition, the control lever 23 also actuates a control contact 11 a, which acts as a make contact during the switch-off process and closes the circuit to the trip coil 12 a. To carry out the intended functions, it is sufficient a-operated circuit establish the connection between the energy storage device 5 and the Ausschaltspeicher 4 via either the mechanical linkage 8 a or via the control contact. 11 A compensating spring, not shown, always keeps the driver 33 in contact with the spring plate of the storage spring 21 .
In Fig. 3 erkennt man, daß bei einer Kurzschlußunterbrechung über den Überstromauslöser 7 die Auslöseklinke 22 nach links gedreht und so die Speicherfeder 21 freigegeben wird. Bei der Durchführung der Ausschaltbewegung nimmt der die Speicherfeder 21 abschließende Federteller das Gestänge 8a mit und dreht die Sperrklinke 9a der Ausschaltfeder 10 des Energiespeichers 5. Die freigegebene Ausschaltfeder 10 öffnet über den Winkelhebel 24 dabei den Lasttrennschalter 1. Durch diese zwangsläufig aufeinander folgenden Schalthandlungen kann ein Kurzschlußstrom unterbrochen und unmittelbar anschließend die erforderliche Trennstrecke zwischen Sammelschiene und Verbraucher hergestellt werden. Der Handantrieb 26 bleibt dabei in seiner Stellung stehen, da das Langloch 29 in der Schaltstange 27 den erforderlichen Freigang bewirkt. Durch den Ausschaltvorgang wird, wie in Fig. 3 ebenfalls erkennbar ist, der Steuerkontakt 11a geschlossen, so daß die Ausschaltung des Lasttrennschalters 1 auch über die Auslösespule 12a herbeigeführt werden kann. Bei Verwendung der Auslösespule 12a kann der vertikale Teil des Gestänges 8a entfallen.In Fig. 3 it can be seen that in the event of a short-circuit interruption via the overcurrent release 7, the release pawl 22 is turned to the left and the storage spring 21 is thus released. When the switch-off movement is carried out, the spring plate that closes the storage spring 21 takes the linkage 8 a with it and rotates the pawl 9 a of the switch-off spring 10 of the energy store 5 . The released switch-off spring 10 opens the load break switch 1 via the angle lever 24 . A short-circuit current can be interrupted by these inevitably successive switching operations, and the required isolating path between the busbar and the consumer can be produced immediately thereafter. The manual drive 26 remains in its position, since the elongated hole 29 in the shift rod 27 causes the required clearance. Is determined by the switch-off operation, as shown in Fig. 3 also shows, 11 is closed the relay contact a, so that the elimination of the circuit breaker 1 can also be brought about via the trip coil 12 a. When using the trigger coil 12 a, the vertical part of the linkage 8 a can be omitted.
In den Steuerstromkreis der Auslösespule 12a kann ein Drucktaster 15a eingeschaltet sein, dessen Betätigung eine Öffnung des Lasttrennschalters bewirkt. Auf die Sperrklinke 9a kann aber auch eine mechanische Betätigungsmöglichkeit einwirken. Da eine solche Anordnung allgemein bekannt ist und kein erfindungswesentliches Merkmal darstellt, ist sie in den Fig. 2 u. 3 weggelassen worden.In the control circuit of the trip coil 12 a, a push button 15 a can be turned on, the actuation of which causes the switch disconnector to open. But also a mechanical actuation possibility to act on the pawl 9 a. Since such an arrangement is generally known and is not a feature essential to the invention, it is shown in FIGS . 3 have been omitted.
In den folgenden Zeichnungen sind mehrere Möglichkeiten dargestellt, mit denen nach einer Störungsunterbrechung eine Wiedereinschaltung der Vakuum-Schaltkammer bei in offener Stellung verriegeltem Lasttrennschalter erfolgen kann. Jede dieser Anordnungen muß auch mit einer Verbindung zur Einhaltung der erforderlichen Schaltfolge der beiden Schaltgeräte ausgerüstet sein, wie sie beispielhaft in den Fig. 2 u. 3 gezeigt worden ist. Aus Gründen der besseren Übersicht wurde in den folgenden Figuren jedoch dabei auf eine nochmalige Darstellung dieser Verbindung verzichtet. In den Fig. 4 u. 5 ist eine Sperrvorrichtung für die erfindungsgemäße Schalterkombination mit getrennter Spannvorrichtung für den Ausschaltspeicher der Vakuum-Schaltkammer angegeben, mit der eine Einschaltung derselben bei stromlosem Abzweig sichergestellt ist. Am Winkelhebel 23 greift dazu mittels einer Schaltstange 27 ein Handantrieb 26 an, dessen Drehung im Uhrzeigersinn die Schaltstange aus der Stellung in Fig. 5 so lange nach rechts bewegt, bis die in Fig. 4 gezeigte verklinkte Stellung der Speicherfeder 21 erreicht ist. Das Langloch 29 am Ende der Schaltstange erlaubt dabei eine Rückstellung des Handantriebs 26 in seine Ausgangsstellung. Die Sperrvorrichtung sieht eine Sperrklinke 14 vor, die bei geschlossenem Lasttrennschalter 1 den Winkelhebel 23 blockiert. (Fig. 5) Versucht man in dieser Stellung mit dem Handantrieb 26 eine Einschaltung der Vakuum- Schaltkammer 2 durchzuführen, so verhindert die Klinke 14 diese Bewegung. Bei ausgeschaltetem Lasttrennschalter 1 hebt das Gestänge 8b die Sperrklinke 14 in die in Fig. 4 angegebene offene Stellung; mit dem Handantrieb 26 kann nun eine Einschaltung der Vakuum- Schaltkammer 2 durchgeführt werden. Bei dieser Einschaltbewegung wird der Steuerkontakt 11c geschlossen, so daß mit dem in Serie dazu geschalteten Drucktaster 15b die Auslösespule 12b an Spannung gelegt werden kann. Letztere wirkt auf die Sperrklinke 9b und gibt dabei die Einschaltfeder 13 des Energiespeichers 5 zur Einschaltung des Lasttrennschalters 1 frei. Mit der Sperrklinke 14 kann außerdem der Steuerkontakt 11b verbunden sein, der bei ausgeschaltetem Lasttrennschalter 1 den Stromkreis des Motors. mit dem gegebenenfalls ebenfalls die Vakuum-Schaltkammer 2 eingeschaltet werden kann, an Spannung legt. Dieser Stromkreis ist bei geschlossenem Lasttrennschalter 1 zwangsläufig geöffnet, so daß alternativ auch eine ferngesteuerte Einschaltung der Vakuum-Schaltkammer 2 nicht stattfinden kann.The following drawings show several options with which the vacuum interrupter can be switched on again after an interruption of the fault with the switch disconnector locked in the open position. Each of these arrangements must also be equipped with a connection to maintain the required switching sequence of the two switching devices, as exemplified in FIGS. 2 u. 3 has been shown. For reasons of a better overview, however, this connection has been omitted in the following figures. U in Fig. 4. 5 shows a locking device for the switch combination according to the invention with a separate tensioning device for the switch-off memory of the vacuum interrupter, with which the same is ensured when the feeder is de-energized. For this purpose, a manual drive 26 acts on the angle lever 23 by means of a switching rod 27 , the clockwise rotation of which moves the switching rod from the position in FIG. 5 to the right until the latched position of the storage spring 21 shown in FIG. 4 is reached. The slot 29 at the end of the shift rod allows the manual drive 26 to be reset to its initial position. The locking device provides a pawl 14 which blocks the angle lever 23 when the switch disconnector 1 is closed. ( Fig. 5) If you try to switch on the vacuum interrupter 2 in this position with the manual drive 26 , the pawl 14 prevents this movement. When the switch disconnector 1 is switched off, the linkage 8 b lifts the pawl 14 into the open position shown in FIG. 4; With the manual drive 26 , the vacuum interrupter 2 can now be switched on. In this switching-on movement of the control contact is closed c 11 so that with the series-connected to push-button 15 b, the trip coil 12 b can be laid to voltage. The latter acts on the pawl 9 b and thereby releases the closing spring 13 of the energy store 5 for switching on the load break switch 1 . With the pawl 14 , the control contact 11 b can also be connected to the circuit of the motor when the load break switch 1 is switched off. with which the vacuum interrupter 2 can also be switched on if necessary. This circuit is inevitably open when the load break switch 1 is closed, so that, alternatively, remote switching on of the vacuum interrupter 2 cannot take place.
Bei getrennter Spannvorrichtung für den Ausschaltspeicher 4 der Vakuum-Schaltkammer 2 kann auch durch die in Fig. 6 dargestellte Sperre eine Einschaltung der letzeren bei geschlossenem Lasttrennschalter 1 verhindert werden. Dazu greift am Winkelhebel 23 das Gestänge 8c an und bewirkt über das Langloch 34 bei ausgeschalteter Vakuum-Schalterkammer 2 eine Sperrung der Sperrklinke 9b. Diese kann weder von Hand noch über die Auslösespule 12b verdreht werden, so daß eine Einschaltung des Lasttrennschalters 1 nur bei eingeschalteter Vakuum-Schaltkammer 2 durchführbar ist. Dies ist durch die gestrichelte Stellung des Gestänges 8c in Fig. 6 erkennbar gemacht. Die beiden beschriebenen Verrieglungsmöglichkeiten können alternativ eingesetzt werden.In the case of a separate clamping device for the switch-off memory 4 of the vacuum interrupter 2 , the lock shown in FIG. 6 can also be used to prevent the latter from being switched on when the load break switch 1 is closed. For this purpose, the linkage 8 c engages on the angle lever 23 and causes the pawl 9 b to be locked via the elongated hole 34 when the vacuum switch chamber 2 is switched off. This can neither be turned by hand nor via the trigger coil 12 b, so that the switch disconnector 1 can only be switched on when the vacuum interrupter 2 is switched on. This is shown by the dashed position of the linkage 8 c in Fig. 6. The two locking options described can be used alternatively.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens besteht darin, die Schließung der Schaltkontakte der Vakuum-Schaltkmmer und den Spannvorgang der Federn des Energiespeichers des Lasttrennschalters im Zuge einer einzigen Betätigung durchzuführen. Ein solcher Mechanismus ist in den Fig. 7, 8 u. 9 gezeigt. Das Betätigungsgestänge 41 befindet sich in Fig. 7 in der gespannten Stellung der Federn 10 u. 13 des Energiespeichers 5 in der oberen, in der entspannten Stellung in der unteren Position. Die Schaltkontakte 3 u. 18 der Vakuum-Schaltkammer 2 sind geschlossen. Die gespannte Speicherfeder 21 stützt sich bei diesem Antrieb über das transversal verschiebbare Gelenkschloß 42 und die Schubstange 47 mittels der Nase 53 an dem Schwenkriegel 43 ab. Bei eingeschaltetem Lasttrennschalter 1 (gestrichelte Stellung) und bei Auftreten eines Kurzschlusses im vorliegenden Abzweig wird das Gelenkschloß 42 durch einen Impuls des Überstromauslösers 7 geöffnet und nimmt bei entspannter Speicherfeder 21 zunächst die in Fig. 8 gezeigte Position ein, bei der sich letztere an einem Anschlag 35 abstützt.A particularly advantageous development of the concept of the invention consists in closing the switching contacts of the vacuum switching features and tensioning the springs of the energy store of the switch disconnector in the course of a single actuation. Such a mechanism is shown in Figs. 7, 8 u. 9 shown. The actuating linkage 41 is in Fig. 7 in the tensioned position of the springs 10 u. 13 of the energy store 5 in the upper, in the relaxed position in the lower position. The switch contacts 3 u. 18 of the vacuum interrupter 2 are closed. The tensioned spring 21 is supported in this drive via the transversely displaceable joint lock 42 and the push rod 47 by means of the nose 53 on the pivot bolt 43 . When the load break switch 1 is switched on (dashed position) and when a short circuit occurs in the present branch, the articulated lock 42 is opened by a pulse from the overcurrent release 7 and, when the storage spring 21 is relaxed, first assumes the position shown in FIG. 8, in which the latter touches a stop 35 supports.
Über die mit dem Langloch 44 versehene Koppelstange 45 wird dabei der Schwenkriegel 43 nach rechts gegen Kraft der Rückstellfeder 46 verdreht, wonach sich die nun entsperrte Schubstange 47 durch die Wirkung der Feder 48 bis zum Anschlag 49 verschiebt. Nach Fig. 9 gelangt dabei das Gelenkschloß 42 in die Strecklage; die Drehfeder 50 besorgt sofort eine Weiterdrehung des Gelenkschlosses 42 in die Sperrstellung, die auch in Fig. 7 gezeigt ist, die Schaltkontakte 3 u. 18 der Vakuum-Schaltkammer 2 sind dabei jedoch noch geöffnet. Durch die Ausschaltung der Schaltkammer 2 wird in schon früher angegebener Weise die unmittelbar anschließende Öffnung des Lasttrennschalters 1 bewirkt (siehe Fig. 2 u. 3 mit zugehöriger Beschreibung). Nach der Beseitigung der Störung läßt sich durch eine Betätigung des Gestänges 41 gleichzeitig der Energiespeicher 5 des Lasttrennschalters 1 wieder einschaltbereit machen und die Vakuum-Schaltkammer 2 in die geschlossene Stellung ihrer Schaltkontakte überführen. Dazu ist am Betätigungsgestänge 41 ein einseitig wirkender Mitnehmer 51 vorgesehen, der zum Einschalten der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer 2 auf den Seitenarm 52 der Schubstange 47 einwirkt.About the coupling rod 45 provided with the slot 44 , the pivot bolt 43 is rotated to the right against the force of the return spring 46 , after which the now unlocked push rod 47 is displaced by the action of the spring 48 to the stop 49 . According to FIG. 9 thereby reaches the joint lock 42 in the extended position; the torsion spring 50 immediately ensures a further rotation of the articulated lock 42 into the locked position, which is also shown in FIG. 7, the switching contacts 3 u. 18 of the vacuum interrupter 2 are however still open. By switching off the switching chamber 2 , the immediately subsequent opening of the load-break switch 1 is effected in a manner previously indicated (see FIGS. 2 and 3 with the associated description). After the fault has been eliminated, the energy store 5 of the load-break switch 1 can simultaneously be made ready for switch-on again by actuating the linkage 41 and the vacuum interrupter 2 can be brought into the closed position of its switch contacts. For this purpose, a one-sided driver 51 is provided on the actuating linkage 41 , which acts on the side arm 52 of the push rod 47 to switch on the simplified vacuum switching chamber 2 .
Bei Erreichen der gespannten Stellung der Einschaltfeder 13 (Fig. 4 u. 5) ist auch die Einschaltstellung der Vakuum-Schaltkammer 2 erreicht und durch den wieder in Sperrstellung rückfallenden Schwenkriegel 43 (Fig. 7) gesichert. Bei Verwendung des in den Fig. 7 bis 9 dargestellten gemeinsamen Betätigungsmechanismus entfällt in den Fig. 2 u. 3 die Auslöseklinke 22. Die in den Fig. 2 u. 3 durch die Mitnehmer 33 und 23, sowie durch das Gestänge 8a dargestellte Steuerung der zwangsläufigen Öffnung des Lasttrennschalters 1 nach einer Störstromunterbrechung durch die Vakuum-Schaltkammer 2 muß hingegen ebenfalls zur Anwendung gelangen.When the tensioned position of the switch-on spring 13 ( FIGS. 4 and 5) is reached, the switch-on position of the vacuum interrupter chamber 2 is also reached and secured by the pivot bolt 43 ( FIG. 7) which falls back into the blocking position. When using the common actuating mechanism shown in FIGS. 7 to 9 is omitted in FIGS . 3 the release pawl 22 . The in Fig. 2 u. 3 by the driver 33 and 23 , as well as by the linkage 8 a control of the inevitable opening of the load break switch 1 after an interruption in the current through the vacuum interrupter 2 must also be used.
Die Steuerung des Schwenkriegels 43 kann auch direkt vom Stangenkopf 55 des Ausschaltspeichers 4 erfolgen. Zu diesem Zweck ist nach Fig. 10 dieser Stangenkopf über die Koppelstange 45 mit einem Arm des Schwenkriegels 43 verbunden. In der Fig. 10 ist das Gelenkschloß verklinkt, während der Schwenkriegel 43 die Schubstange 47 an der Nase 53 abstützt. Nach der Auslösung des Gelenkschlosses 42 öffnet der Ausschaltspeicher 4 die Schaltkontakte der Vakuum-Schaltkammer 2 und führt dabei den beweglichen Schaltkontakt 3 nach unten. Der an ihm am unteren Ende befestigte Stangenkopf 55 verdreht über die Schubstange 45 den Schwenkriegel 43 im Uhrzeigersinn und gestattet so die Abwärtsbewegung der Schubstange 47. Alle anderen Vorgänge entsprechen den Abläufen, wie sie zu Fig. 7, 8 u. 9 bereits besprochen worden sind. The pivot bolt 43 can also be controlled directly from the rod head 55 of the switch-off memory 4 . For this purpose, according to FIG. 10, this rod head is connected to an arm of the pivot bolt 43 via the coupling rod 45 . In Fig. 10, the articulated lock is latched, while the pivot bolt 43 supports the push rod 47 on the nose 53 . After triggering the articulated lock 42 , the switch-off memory 4 opens the switch contacts of the vacuum interrupter 2 and in doing so leads the movable switch contact 3 downwards. The rod head 55 attached to it at the lower end rotates the swivel bolt 43 in a clockwise direction via the push rod 45 and thus allows the push rod 47 to move downward. All other processes correspond to the processes as shown in FIGS. 7, 8 and. 9 have already been discussed.
Ein weiteres Ergebnis der Erfindungsidee besteht darin, die Vakuum-Schaltkammer bezüglich der angegebenen verringerten Belastungen zu vereinfachen. Die Vereinfachungen können darin bestehen, daß man einen kostengünstigeren Werkstoff für die Kontaktplatte eines jeden Schaltkontaktes verwendet, wobei vor allen Dingen dessen Dicke geringer sein kann als bei normalen Leistungsschaltern. Es kann außerdem ein geringerwertiger Werkstoff verwendet werden, dessen Schweißneigung und Schweißkräfte größer als bei normalen Leistungsschaltern sind. Da Prellvorgänge bei der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer keine Rolle spielen, kann auch die Kontaktkraftfeder 16 entsprechend geringer dimensioniert sein.Another result of the idea of the invention is to simplify the vacuum interrupter with respect to the specified reduced loads. The simplifications can be that a cheaper material is used for the contact plate of each switch contact, and above all its thickness can be less than that of normal circuit breakers. A lower quality material can also be used, whose tendency to weld and welding forces are greater than with normal circuit breakers. Since bouncing processes play no role in the simplified vacuum interrupter, the contact force spring 16 can also be dimensioned correspondingly smaller.
Da die für Schaltanlagen erforderliche Trennstrecke nach allen Schaltvorgängen zwangsläufig durch den geöffneten Lasttrennschalter 1 gebildet wird, kann die innere und die äußere Isolation der vereinfachten Vakuum-Schaltkammern auf die für den Scheitelwert der Schaltspannungen festgelegten Spannungswerte reduziert werden. Für die Nennspannung von 24 KV bedeutet dies, daß die vereinfachte Vakuum- Schaltkammer 2 gemäß der Erfindungsidee nach der VDE-Bestimmung 0670 Teil 102 nur einer Schaltspannung vom Scheitelwert 41 KV und einem 50 Hz-Anteil von 21 KV in der erstlöschenden Phase bis zur Öffnung des Lasttrennschalters 1 ausgesetzt ist. Beim Einsatz eines Vakuum- Leistungsschalters ohne zusätzlichen Trennschalter muß dieser nach der VDE-Bestimmung 0670 Teil 1000 über der geöffneten Schaltstrecke einer Blitzstoßspannung von 145 KV und einer Prüfwechselspannung von 60 KV standhalten. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann demnach eine normale 12 KV-Leistungsschalter-Kammer als vereinfachte Vakuum- Schaltkammer für eine Nennspannung von 24 KV eingesetzt werden. Bei kleineren Nennspannungen wird zusätzlich vorgeschlagen, eine wirtschaftlich sehr günstige Ausführung einer vereinfachten Vakuum-Schaltkammer 2 nach Fig. 12 einzuführen. Als Isolation wird dabei ein scheibenförmiger Isolierkörper 20 vorgesehen, wie er beispielsweise bei Vakuumschaltern für Niederspannung bekannt ist. Der Isolierkörper 20 ist dabei an seiner Außenseite mit dem die Schaltkontakte 3, 18 umhüllenden Metallschirm 31 und an seiner Innenseite mit dem Metallfaltenbalg 32 verbunden. Letzterer dichtet den beweglichen Schaltkontakt 3 vakuumdicht ab.Since the isolating distance required for switchgear is inevitably formed by the open switch disconnector 1 after all switching operations, the inner and outer insulation of the simplified vacuum interrupters can be reduced to the voltage values specified for the peak value of the switching voltages. For the nominal voltage of 24 KV, this means that the simplified vacuum interrupter 2 according to the idea of the invention according to VDE regulation 0670 part 102 only has a switching voltage from the peak value 41 KV and a 50 Hz component of 21 KV in the first quenching phase until opening of the load break switch 1 is exposed. If a vacuum circuit breaker is used without an additional isolating switch, it must withstand a lightning impulse voltage of 145 KV and an AC test voltage of 60 KV over the open switching distance in accordance with VDE regulation 0670 part 1000. According to a further feature of the invention, a normal 12 KV circuit breaker chamber can therefore be used as a simplified vacuum interrupter chamber for a nominal voltage of 24 KV. With smaller nominal voltages, it is additionally proposed to introduce an economically very favorable embodiment of a simplified vacuum interrupter 2 according to FIG. 12. A disk-shaped insulating body 20 is provided as insulation, as is known, for example, from vacuum switches for low voltage. The insulating body 20 is connected on its outside to the metal shield 31 enveloping the switching contacts 3 , 18 and on its inside to the metal bellows 32 . The latter seals the movable switch contact 3 in a vacuum-tight manner.
Claims (25)
- a) als Schaltelement findet eine Vakuum-Schaltkammer (2) Anwendung,
- b) die Vakuum-Schaltkammer (2) wird durch einen beim Auftreten eines Fehlerstroms auslösbaren Ausschaltspeicher (4) mit einer Speicherfeder (21) ausgeschaltet, wobei unmittelbar anschließend die Freigabe der Ausschaltfeder (10) des Energiespeichers (5) zur Unterbrechung des Lasttrennschalters erfolgt, und
- c) es sind Mittel zur Verhinderung einer Einschaltung der Vakuum-Schaltkammer (2) bei bereits eingeschaltetem Lasttrennschalter (1) vorgesehen.
- a) a vacuum interrupter ( 2 ) is used as the switching element,
- b) the vacuum interrupter ( 2 ) is switched off by a switch-off memory ( 4 ) which can be triggered when a fault current occurs, with a storage spring ( 21 ), the switch-off spring ( 10 ) of the energy store ( 5 ) being released immediately afterwards to interrupt the switch disconnector, and
- c) means are provided to prevent the vacuum interrupter ( 2 ) from being switched on when the load break switch ( 1 ) is already switched on.
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8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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