DE4209199C2

DE4209199C2 - Trennschalter mit hoher Schaltgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE4209199C2
Application number: DE4209199A
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Ing Gerlach; Ekkehard Dr Ing Anke
Original assignee: Elpro AG
Current assignee: ELPRO BAHNSTROMANLAGEN GMBH, 13053 BERLIN, DE
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2012-03-20
Also published as: DE4209199A1; DE59301186D1; EP0561485B1; ATE131955T1; EP0561485A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Trennschalter mit hoher Schaltgeschwindigkeit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Trennschalter soll insbesondere in Bahnstrom-Anlagen mit Kommutierungseinrichtungen zum Einsatz kommen.

Die bekannten Leistungs- und Trennschalter, die für eine hohe Schaltgeschwindigkeit ausgelegt sind, arbeiten mit Federspeicherantrieb und komplizierten Speziallösungen für die Entriegelungsmechanismen. Für das angestrebte Anwendungsgebiet bei Bahnstromanlagen mit elektronischen Kommutierungseinrichtungen, bei denen eine schnelle Abtrennung eines havarierten Streckenabgangs und ggf. eine schnelle Wiedereinschaltung nötig sind, sind sie, abgesehen von ihrer Kompliziertheit, auch nicht schnell genug. Ein erheblicher Teil des gesamten Schaltvorganges muß nämlich bereits für die Entriegelung aufgewendet werden.

Es sind auch elektrische Schalter mit elektrodynamischem Antrieb, sogenanntem Thomson-Antrieb bekannt, siehe z. B. CH 361051. Der Thomson-Antrieb arbeitet mit mindestens einer Spule und einer gegenüberliegenden Scheibe aus leitfähigem Material, in der bei Erregung der Spule, z. B. durch eine Kondensator entladung, ein Strom induziert wird. Die gegeneinandergerichteten Ströme bewirken eine Kraft auf die Scheibe, die mit einem Kontakt in Verbindung steht. Die Kraftwirkung erfolgt sehr schnell.

Abgesehen davon, daß bei diesen bekannten Schalteinrichtungen viele Bauteile notwendig sind, sind sie von ihrem Aufbau her für den angegebenen Zweck, z. B. für eine schnelle Wiedereinschaltung, noch nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen schnellen Trennschalter mit geringer bewegter Masse, ohne Entriegelungssystem beim Auftrennen sowie einer möglichst verschleißfreien und sehr schnellen Verriegelungseinrichtung nach dem Auftrennen zu realisieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Trennschalter mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Im Falle einer sofortigen, sehr schnellen Rückbewegung der Kon taktplatte ist die Einfangeinrichtung somit bereits wieder voll arbeitsfähig, um die bewegten Teile sicher zu arretieren.

Weitere ausgestaltende Merkmale sind den Unteransprüchen zu ent nehmen.

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Trennschal ters mit der Parallelschaltung von zwei Kontaktplatten, die ohne Anschlußlitzen ausgeführt werden können,

Fig. 2 den Trennschalter mit der Reihenschaltung von zwei Kon taktplatten, die mit Anschlußlitzen ausgeführt sind.

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Trennschalter, wobei die beiden Kontaktplatten 1 parallel geschaltet sind. Über Kontaktlamellen 2 wird die elektrische Verbindung zu einem Anschlußstück 3 herge stellt. In gleicher Weise wird die elektrische Verbindung von Anschlußstück 4 über die Kontaktlamellen 5 zu den Kontaktplatten 1 hergestellt, so daß der Stromweg in der gekennzeichneten Pfeil richtung hergestellt und somit eine Kontaktbrücke gebildet ist. Über eine nichtdargestellte Kondensatorentladeeinrichtung wird die Wicklung 6 erregt, so daß die beiden Kontaktplatten 1 in axialer Richtung sehr schnell gegenläufig abgestoßen werden, bis die mit der Kontaktplatte 1 fest verbundene Eisenscheibe 7 an den Permanentmagneten 8 anstößt. Die Wicklung 6 ist in einem Wick lungsträger angeordnet, der zwischen den Anschlußstücken 3 und 4 angeordnet ist. Vorteilhaft werden die Anschlußstücken 3 und 4 zusammen mit der Wicklung 6 vergossen.

Über die Dämpfungspuffer 9 und die Dämpfungsscheibe 10 wird die sich bewegende Masse, im wesentlichen die Kontaktplatte 1 und die Eisenscheibe 7 und ein Teil der Kontaktandruckfeder 11, abge bremst. Die Kontaktandruckfeder 11 wird mit einer geeigneten Federvorspannung eingesetzt und erzeugt somit die notwendige Kontaktanpreßkraft. Die Kontaktanpreßfeder 11 stützt sich dabei auf das Gehäuse 12 ab, welches mit den Anschlußstücken 3 und 4 fest verschraubt ist. Das Freimachen der Verriegelung zum Schließen des Trennschalters erfolgt über einen kurzen Stromstoß in die Entriegelungswicklung 13, die innerhalb des Permanentmag neten 8 angeordnet ist.

Bei der Öffnung der Kontaktstellen entsteht durch den einfachen Schaltweg eine zweifache Öffnungsstrecke. Die Kontaktplatte benö tigt bei dieser Variante keine Anschlußlitzen.

Fig. 2 zeigt eine Variante der Anordnung mit der Reihenschaltung der zwei Kontaktplatten 1, die über Anschlußlitzen 14 zu einem Anschlußring 15 die elektrische Verbindung herstellen. In glei cher Weise wird die elektrische Verbindung von der Kontaktplatte 1 über die Anschlußlitzen 16 zum Anschlußring 17 hergestellt, so daß der Stromweg vom Anschlußstücke 3 zum Anschlußring 17 durch die Anschlußlitzen 16 zu den Kontaktlamellen 18, durch das Leit stück 19 zu den anderen Kontaktlamellen 20, durch die Kontakt platte 1 zu den Anschlußlitzen 14 und zu dem Anschlußring 15 hin zum Anschlußstück 4 erfolgt. Das Leitstück 19 ist eingelagert in einen Wicklungsträger 21, der die beiden scheibenförmigen Wick lungen 22 und 23 trägt.

Die Wirkungsweise ist derart, daß eine Kondensatorentladung über die in Reihe liegenden Wicklungen 22 und 23 erfolgt und somit die Kontaktplatten 1 abgestoßen werden, dann mit den zu Fig. 1 be schriebenen Mitteln eingefangen werden und sicher arretiert blei ben. Je nach der notwendigen Größe und Anordnung der Kontaktflä chen sind in Fig. 1 und Fig. 2 die Wicklung 6 bzw. die Wicklungen 22 und 23 in Rechteck- oder Kreisform ausgeführt.

Bei beiden Varianten wird ein reaktionsfreier Aufbau durch die gegenläufige Bewegung der Kontaktplatten realisiert, d. h. daß nach außen keine Kräfte wirksam werden können. Die Kontakttren nung erfolgt sehr schnell und ohne einen Entriegelungsmechanis mus. Die Verriegelung im geöffneten Zustand erfolgt ohne mechani sche Verriegelungsteile und ist deshalb ebenfalls sehr schnell.

Claims

1. Trennschalter mit hoher Schaltgeschwindigkeit, bei dem ein elektrodynamischer Antrieb, bestehend aus einer Spule und einer gegenüberliegenden Scheibe aus leitfähigem Material, Verwendung findet, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- zwei gegenüberliegend angeordnete, axial bewegliche Kontaktplatten (1), die jeweils eine magnetisch leitfähige Scheibe (7) tragen, werden mit jeweils einer Kontaktandruckfeder (11) auf ein Kontaktvermittlungsstück angedrückt,
- das Kontaktvermittlungsstück trägt eine Wicklung (6 bzw. 22, 23), durch deren Erregung die Kontaktplatten (1) voneinander weg bewegt werden,
- die Bewegung der Kontaktplatten (1) erfolgt gegen eine perma nentmagnetische Einfangeinrichtung, die mit einer Entmagnetisierungswicklung (13) versehen ist.

2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Wicklung (6 bzw. 22, 23) durch eine Kondensatorentladung erfolgt.

3. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktvermittlungsstück aus den Anschlußstücken (3, 4) des Trennschalters mit einem zwischen diesen angeordneten Träger für die Wicklung (6) besteht.

4. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktvermittlungsstück aus einem Träger für die Wicklungen (22, 23) mit einem mittig angeordneten leitfähigen Verbindungsstück besteht.

5. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (6) zusammen mit den Anschlußstücken (3, 4) vergossen ist.

6. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kontaktandruckfedern (11) am Gehäuse (12) abstützen.

7. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die permanentmagnetische Einfangeinrichtung mit einem elastischen Dämpfungspuffer (9) versehen ist.

8. Trennschalter nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die permanentmagnetische Einfangeinrichtung über eine Dämpfungsscheibe (10) am Gehäuse (12) abgestützt ist.

9. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktplatten (1) mit dem Kontaktvermittlungsstück über Kontaktlamellen (2, 5 bzw. 18, 20) verbunden sind.