DE4242379A1

DE4242379A1 - Switch-disconnector for medium voltage with a vacuum interrupter

Info

Publication number: DE4242379A1
Application number: DE4242379A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Lindner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-12-08
Filing date: 1992-12-08
Publication date: 1994-06-09
Also published as: ES2089706T3; EP0601672A1; DE59303134D1; EP0601672B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Lasttrennschalter für Mittelspannung mit einem ortsfesten Trennkontaktstück und einem schwenkbar angeordneten bewegbaren Trennkontaktstück sowie mit je einem Stützisolator für das ortsfeste und für das bewegbare Trennkontaktstück, ferner mit einer elektrisch in Reihe mit den Trennkontaktstücken liegenden, als Lastschalteinrichtung dienenden Vakuumschaltröhre, die beim Einschalten des Lasttrennschalters nach dem Schließen der Trennkontaktstücke geschlossen und beim Ausschalten vor dem Öffnen der Trennkontaktstücke geöffnet wird, und mit einem Tragsockel für die Stützisolatoren und die Vakuum schaltröhre.The invention relates to a switch disconnector for Medium voltage with a fixed isolating contact and a pivotally arranged movable isolating contact piece as well as with a support insulator for the stationary and for the movable isolating contact, further with a electrically in line with the isolating contact pieces serving as a load switching device vacuum interrupter, the when switching on the switch disconnector after closing the isolating contact pieces closed and before switching off opening the isolating contact pieces, and with a support base for the post insulators and the vacuum switching tube.

Ein Lasttrennschalter der genannten Art ist durch die DE-C-29 34 776 bekannt geworden. Die Betätigung der als Lastschalteinrichtung dienenden Vakuumschaltröhre erfolgt dabei zwangsläufig mittels eines Führungsschlitzes und einer Keilschräge. Diese Arbeitsweise erfordert es, daß die Antriebsvorrichtung für das bewegbare Trennkontaktstück nicht nur die Antriebsenergie für das Schließen und Öffnen der Trennstrecke, sondern auch die Antriebsenergie für die Vakuumschaltröhre auf zubringen hat. Mit Rücksicht auf die Unterschiedlichen Anforderungen der Einheiten für den Trennvorgang und den Lastschaltvorgang ist es jedoch schwierig, eine solche gemeinsame Antriebsvorrichtung mit geeigneten Eigenschaften bereitzustellen. Auch ist die bekannte Bauart eines Lasttrennschalters in den Fällen nicht anwendbar, in denen die Ausladung des Trennmessers im ausgeschalteten Zustand aus Gründen des Raumbedarfes uner wünscht ist.A switch disconnector of the type mentioned is by DE-C-29 34 776 become known. The actuation of the as Load switching device serving vacuum interrupter inevitably by means of a guide slot and a bevel. This way of working requires that the Drive device for the movable isolating contact piece not just the drive energy for closing and opening the isolating section, but also the drive energy for the Vacuum interrupter has to bring. With respect to that Different requirements of the units for the Disconnection process and the power shift process, however, it is difficult to have such a common drive device to provide suitable properties. That too is Known type of switch disconnector in the cases not applicable, in which the throat of the cutting knife in switched off state for reasons of space requirements wishes.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Lasttrennschalter mit verhältnismäßig kleinem Einbau raum zu schaffen, der unter Verwendung erprobter Baugruppen hergestellt werden kann und der durch Trennung von Trenn- und Lastschaltfunktion eine hohe mechanische Lebensdauer erreicht.Proceeding from this, the object of the invention is a switch disconnector with a relatively small installation create space using tried and tested assemblies can be produced and which by separating separation and load switching function have a long mechanical life reached.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vakuumschaltröhre eine eigene Antriebsvorrichtung mit einer Speicherfeder besitzt und daß eine zur Betätigung des bewegbaren Trennkontaktstückes vorgesehene Schaltwelle mit einer Spannwelle der Antriebsvorrichtung der Vakuumschalt röhre derart gekuppelt ist, daß die Speicherfeder der An triebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre durch die Einschaltbewegung des bewegbaren Trennkontaktstückes gespannt und durch die Ausschaltbewegung entspannt wird und daß die Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre willkürlich freigebbar ist.According to the invention, this object is achieved in that the vacuum interrupter has its own drive device has a storage spring and that one for actuating the Movable isolating contact piece provided switching shaft a tension shaft of the drive device of the vacuum switch tube is coupled such that the storage spring of the An drive device of the vacuum interrupter through the Switch-on movement of the movable isolating contact piece excited and relaxed by the switch-off movement and that the drive device of the vacuum interrupter can be released at will.

Durch die Verwendung einer gesonderten Antriebsvorrichtung für die Vakuumschaltröhre wird erreicht, daß das bewegbare Trennkontaktstück nicht in die Kraftübertragung zur Vakuumschaltröhre eingeschaltet zu werden braucht. Dadurch sind ähnliche Antriebsvorrichtungen einsetzbar, wie sie für Leistungsschalter bekannt sind. Das bewegbare Trennkontakt stück benötigt demgegenüber nur einen einfachen Handan trieb, weil die Trennstrecke aufgrund der Reihenschaltung mit der Vakuumschaltröhre stets spannungslos geschaltet wird. Ferner entfällt das Erfordernis, eine Trennstrecke mit schwenkbarem Trennmesser zu verwenden. Vielmehr sind auch die bewährten Schwenkstützer-Trennschalter einsetzbar, die sich durch gleichbleibenden Raumbedarf im einge schalteten und ausgeschalteten Zustand auszeichnen. Eine fehlerhafte Schaltfolge der Trennkontakte und der Vakuum schaltröhre ist dadurch ausgeschlossen, daß die Speicher feder der Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre durch die Einschaltbewegung des bewegbaren Trennkontaktstückes gespannt wird. Wird nämlich die Trennstrecke nach dem Schließen wieder geöffnet, so wird auch die Speicherfeder für die Vakuumschaltröhre entspannt, so daß die Vakuumschaltröhre nicht bei offener Trennstrecke geschlossen werden kann.By using a separate drive device for the vacuum interrupter is achieved that the movable Isolating contact piece not in the power transmission Vacuum interrupter needs to be switched on. Thereby similar drive devices can be used as for Circuit breakers are known. The movable isolating contact In contrast, piece only needs a simple hand driven because the isolating section due to the series connection always switched off with the vacuum interrupter becomes. Furthermore, there is no need for a separating section to use with swiveling cutting knife. Rather are the tried and tested swivel support disconnector can also be used, which are characterized by constant space requirements mark switched on and switched off state. A faulty switching sequence of the isolating contacts and the vacuum switching tube is excluded in that the memory spring of the drive device of the vacuum interrupter the switch-on movement of the movable isolating contact piece is excited. If the separation distance after Closing reopens, so is the spring relaxed for the vacuum interrupter, so that the Vacuum interrupter not with the isolating gap open can be closed.

Wie bereits erwähnt, können im Rahmen der Erfindung Trenn schalter der Bauart mit Schwingstützer verwendet werden. Dies kann im Rahmen der Erfindung dadurch geschehen, daß an dem Tragsockel ein weiterer, mittels der Schalterwelle zu betätigender Stützisolator als Träger des bewegbaren Trenn kontaktstückes und ein dritter und vierter Stützisolator als Träger der Vakuumschaltröhre, einer zugehörigen Polantriebseinheit und einer Anschlußvorrichtung des Lasttrennschalters angeordnet sind.As already mentioned, separations can be made within the scope of the invention switches of the type with vibration supports are used. This can be done in the context of the invention in that another to the support base by means of the switch shaft actuating post insulator as a carrier of the movable separation contact piece and a third and fourth support insulator as a support for the vacuum interrupter, an associated one Polantriebseinheit and a connecting device of Switch disconnectors are arranged.

Die erwähnte Spannung und Entspannung der Speicherfeder der Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre durch die Einschaltbewegung des bewegbaren Trennkontaktstückes kann auf einfache Weise dadurch erzielt werden, daß in dem Tragsockel in paralleler Stellung zu der Schalterwelle für die Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre eine Spann welle drehbar gelagert ist, daß an der Schalterwelle und an der Spannwelle je ein Kurbelarm angebracht ist und daß die Kurbelarme miteinander gekuppelt sind.The mentioned tension and relaxation of the spring of the Drive device of the vacuum interrupter through the Switch-on movement of the movable isolating contact piece can can be achieved in a simple manner in that Support base in parallel position to the switch shaft for the drive device of the vacuum interrupter a clamping shaft is rotatably mounted on the switch shaft and on the crankshaft a crank arm is attached and that the Crank arms are coupled together.

Zur Verringerung der Abmessungen des Lasttrennschalters kann noch dadurch beigetragen werden, daß die Speicherfeder der Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre in dem Trag sockel angeordnet und zur Übertragung der Federkraft zu der Polantriebseinheit eine isolierende Koppelstange vorgesehen ist.To reduce the dimensions of the switch disconnector can still be contributed by the fact that the spring the drive device of the vacuum interrupter in the support arranged base and for transmitting the spring force to the Pole drive unit provided an insulating coupling rod is.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is described below with reference to the figures illustrated embodiment explained in more detail.

Die Fig. 1 zeigt einen Lasttrennschalter in einer Seitenansicht. Fig. 1 shows a switch disconnector in a side view.

In der Fig. 2 ist der Lasttrennschalter gemäß der Fig. 1ein dreipoliger Ausführung in der Vorderansicht dargestellt. FIG. 2 shows the switch disconnector according to FIG. 1 in a three-pole design in a front view.

Der in der Fig. 1 gezeigte Lasttrennschalter 1 besitzt einen Tragsockel 2, der in bekannter Weise aus Stahlblech bestehen kann. Auf dem Tragsockel 2 sind insgesamt für jeden Pol vier Stützisolatoren 3, 6, 11 und 17 angebracht. Der oberste Stützisolator 3 dient als Träger eines feststehenden Trennkontaktes 4 und einer oberen An schlußvorrichtung 5. Der folgende Stützisolator 6 ist auf einer Schalterwelle 7 angebracht, die in dem Tragsockel 2 gelagert ist. An seinem freien Ende trägt der Stützisolator 6 ein bewegbares Trennkontaktstück 10, daß in der Fig. 1 in der geöffneten Stellung gezeigt ist. Durch Drehen der Schalterwelle 7 läßt sich der Stützisolator 6 mit dem bewegbaren Trennkontaktstück 10 im Uhrzeigersinn schwenken, wodurch das Trennkontaktstück 10 mit dem ortsfesten Trennkontaktstück 4 in Eingriff gelangt.The circuit breaker 1 shown in Fig. 1 has a supporting base 2, which may be made in known manner from sheet steel. A total of four support insulators 3 , 6 , 11 and 17 are attached to the support base 2 for each pole. The uppermost post insulator 3 serves as a carrier of a fixed isolating contact 4 and an upper connection device 5 . The following post insulator 6 is mounted on a switch shaft 7 , which is mounted in the support base 2 . At its free end, the support insulator 6 carries a movable isolating contact piece 10 , which is shown in the open position in FIG. 1. By rotating the switch shaft 7 , the support insulator 6 with the movable isolating contact piece 10 can be pivoted clockwise, as a result of which the isolating contact piece 10 engages with the stationary isolating contact piece 4 .

An dem Tragsockel 2 ist dem Stützisolator 6 benachbart ein weiterer Stützisolator 11 fest montiert. Dieser trägt eine Klemmvorrichtung 12, an der ein biegsames schleifenförmiges Stromband 13 zur Verbindung mit dem bewegbaren Trenn kontaktstück 10 befestigt ist. Ferner ist an der Klemm vorrichtung 12 ein fest stehender Anschlußbolzen 14 einer Vakuumschaltröhre 15 befestigt. Das gegenüberliegende Ende der Vakuumschaltröhre 15 ruht in einer Polantriebseinheit 16, die an einem weiteren Stützisolator 17 angebracht ist. An der Polantriebseinheit 16 befindet sich auch eine untere Anschlußvorrichtung 18.Another support insulator 11 is fixedly mounted on the support base 2 adjacent to the support insulator 6 . This carries a clamping device 12 on which a flexible loop-shaped current band 13 for connection to the movable separator contact piece 10 is attached. Furthermore, a fixed connection pin 14 of a vacuum interrupter 15 is attached to the clamping device 12 . The opposite end of the vacuum interrupter 15 rests in a pole drive unit 16 which is attached to a further post insulator 17 . A lower connection device 18 is also located on the pole drive unit 16 .

In paralleler Stellung zur der Schalterwelle 7 ist in dem Tragsockel 2 des Lasttrennschalters 1 eine Spannwelle 20 drehbar gelagert, die einen Kurbelarm 21 besitzt. Ein weiterer, ähnlicher Kurbelarm 22 befindet sich an der Schalterwelle 7. Die Kurbelarme sind miteinander durch eine Stange 23 derart gekuppelt, daß bei einer Drehung der Schalterwelle 7 die Spannwelle 20 im gleichen Sinne mitgenommen wird. Mit der Spannwelle 20 ist wenigstens eine geeignete Speicherfeder 24 verbunden, die in der Fig. 1 als Schraubenfeder dargestellt ist. Gleichfalls geeignet sind Biegefedern, welche die Spannwelle 20 umgeben. Wie man erkennt, wird somit beim Drehen der Schalterwelle 7 im Sinne des Einschaltens die Speicherfeder 24 gespannt. Diese ist Bestandteil einer als Ganzes mit 25 bezeichneten Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre 15, zu der die Polantriebseinheit 16 gehört. Weiterer Bestandteil der An triebsvorrichtung 25 ist eine isolierende Koppelstange 26, welche die Kraft der Speicherfeder 24 auf die Polantriebs einheit 16 überträgt.In a parallel position to the switch shaft 7 , a tension shaft 20 is rotatably mounted in the support base 2 of the switch disconnector 1 and has a crank arm 21 . Another, similar crank arm 22 is located on the switch shaft 7 . The crank arms are coupled to one another by a rod 23 in such a way that when the switch shaft 7 rotates, the tension shaft 20 is carried along in the same sense. At least one suitable storage spring 24 is connected to the tensioning shaft 20 , which is shown in FIG. 1 as a helical spring. Bending springs which surround the tensioning shaft 20 are also suitable. As can be seen, the storage spring 24 is thus tensioned when the switch shaft 7 is turned in the sense of switching on. This is part of a drive device of the vacuum interrupter 15 , designated as a whole by 25, to which the pole drive unit 16 belongs. Another component of the drive device 25 is an insulating coupling rod 26 , which transmits the force of the storage spring 24 to the pole drive unit 16 .

In der Fig. 1 ist der Lasttrennschalter 1 im ausgeschal teten Zustand gezeigt. Zum Einschalten wird, wie bereits erwähnt, durch Drehen der Schalterwelle 7 das bewegbare Trennkontaktstück 10 in Eingriff mit dem ortsfesten Trenn kontaktstück 4 gebracht. Bei diesem Vorgang wird mittels der Stange 23 die Speicherfeder 24 gespannt. Zum Ein schalten der als Lastschaltvorichtung dienenden Vakuum schaltröhre 15 wird nun eine nicht gesondert dargestellte Verklinkung üblicher Bauart freigegeben, wodurch die Kraft der Speicherfeder 24 mittels der Koppelstange 26 auf die Polantriebseinheit 16 übertragen und die Schaltstücke der Vakuumschaltröhre 15 geschlossen werden. Damit besteht eine durchgehende elektrische Verbindung zwischen der oberen Anschlußvorrichtung 5 am Stützisolator 3 und der unteren Anschlußvorrichtung 18 an der Polantriebseinheit 16.In FIG. 1, the circuit breaker 1 is shown in the scarf be ended state. To switch on, as already mentioned, by moving the switch shaft 7, the movable isolating contact piece 10 is brought into engagement with the stationary isolating contact piece 4 . In this process, the storage spring 24 is tensioned by means of the rod 23 . To a switch serving as Lastschaltvorichtung vacuum interrupter 15 is a latch of conventional design, not separately shown, is now released, transferred whereby the force of the accumulator spring 24 by means of the coupling rod 26 to the Polantriebseinheit 16 and the contact members of the vacuum interrupter are closed 15th There is thus a continuous electrical connection between the upper connection device 5 on the post insulator 3 and the lower connection device 18 on the pole drive unit 16 .

Das Ausschalten des Lasttrennschalters 1 erfolgt in umge kehrter Reihenfolge der beschriebenen Vorgänge. Zunächst wird durch Lösung einer geeigneten Ausschaltverklinkung mittels der Polantriebseinheit 16 die Vakuumschaltröhre 15 betätigt, um deren Schaltstücke voneinander zu trennen. Dies kann man auch dadurch erreichen, indem man die Spann welle 20 oder die Schalterwelle 7 mit einem Freilauf ausrüstet, der, bevor er die Spannwelle zurückbewegt, die Ausschaltverklinkung der Vakuumschaltröhre 15 löst. Hiermit wird der Stromkreis, in den der Lasttrennschalter 1 eingeschaltet ist, unterbrochen. Anschließend kann durch Drehung der Schalterwelle 7 und Schwenkung des Stütz isolators 6 seine Ausgangslage (Fig. 1) eine sichtbare Trennstrecke geschaffen werden.The switch disconnector 1 is switched off in the reverse order of the operations described. First, the vacuum interrupter 15 is actuated by loosening a suitable switch-off latching device by means of the pole drive unit 16 in order to separate its switching pieces from one another. This can also be achieved by equipping the tensioning shaft 20 or the switch shaft 7 with a freewheel which, before moving the tensioning shaft back, releases the latching latch of the vacuum interrupter 15 . The circuit into which the load break switch 1 is switched on is hereby interrupted. Subsequently, by rotating the switch shaft 7 and pivoting the support insulator 6, its starting position ( FIG. 1) a visible separation distance can be created.

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, sind auf dem Tragsockel 2 nebeneinander drei der anhand der Fig. 1 erläuterten Pol einheiten angeordnet. Die Schalterwelle 7 und die Spannwelle 20 erstrecken sich dabei zweckmäßig über die gesamte Breite des Tragsockel 2 und können mit ihren Enden in der Endwangen 27 des Tragsockels 2 gelagert sein.As can be seen in FIG. 2, three of the pole units explained with reference to FIG. 1 are arranged next to one another on the support base 2 . The switch shaft 7 and the tensioning shaft 20 expediently extend over the entire width of the support base 2 and can be supported with their ends in the end cheeks 27 of the support base 2 .

Die aus der Vakuumschaltröhre 15 und der Antriebsvor richtung 25 bestehende Lastschaltvorrichtung bildet eine selbständig funktionsfähige Baugruppe, die durch ihren Speicherantrieb ähnlich wie ein Leistungsschalter arbeitet. Durch die Kupplung mit der Schalterwelle 7 ist jedoch dafür gesorgt, daß die Antriebsenergie für die Vakuumschaltröhre 15 erst dann zur Verfügung steht, wenn die Trennkontakt stücke 4 und 10 geschlossen sind. Ferner wird durch die Kuppelstange 23 erreicht, daß die Speicherfeder 24 wieder entspannt wird, und damit die Vakuumschaltröhre 15 nicht eingeschaltet werden kann, wenn aus beliebigen Grund die bereits geschlossenen Trennkontaktstücke 4 und 10 wieder geöffnet werden. Durch die Ausbildung der Antriebsvor richtung 25 als Speicherantrieb besteht auch eine günstige Möglichkeit für eine Auslösung durch den Schlagbolzen einer in Reihe mit dem Lasttrennschalter 1 liegenden Sicherung. Sicherungen für den vorliegenden Zeck sind als HH-Siche rungen allgemein bekannt, so daß von einer näheren Beschreibung abgesehen werden kann.The existing from the vacuum interrupter 15 and the Antriebsvor device 25 load switching device forms an independently functional assembly that works similarly to a circuit breaker by its memory drive. By coupling with the switch shaft 7 , however, it is ensured that the drive energy for the vacuum interrupter 15 is only available when the isolating contact pieces 4 and 10 are closed. It is also achieved by the coupling rod 23 that the storage spring 24 is relaxed again, and thus the vacuum interrupter 15 can not be switched on if the already closed isolating contact pieces 4 and 10 are opened again for any reason. By designing Antriebsvor direction 25 as a storage drive there is also a favorable possibility for triggering by the firing pin of a fuse in series with the load break switch 1 . Fuses for the present purpose are generally known as HR hedges, so that a more detailed description can be dispensed with.

Die Verwendung der Antriebsvorrichtung 25 erlaubt es auch, im Unterschied zu Lasttrennschaltern anderer Bauart, die eine Lastschalteinrichtung in Gestalt eines Löschrohres oder einer Flachlöschkammer besitzen, das Trennkontaktstück 10 mit mäßiger Geschwindigkeit zu betätigen. Es genügt daher eine einfache Drehung der Schalterwelle 7 von Hand. Diese Eigenschaft des neuen Lasttrennschalters ist auch dann vorteilhaft, wenn eine Fernsteuerung vorgesehen ist, da sich die geringen Anforderungen an die Schaltge schwindigkeit auch auf den Aufwand für eine fernsteuerbare Antriebsvorrichtung, z. B. einen Motorantrieb, vorteilhaft auswirken.The use of the drive device 25 also makes it possible, in contrast to switch disconnectors of another type, which have a load switch device in the form of an extinguishing tube or a flat extinguishing chamber, to actuate the isolating contact piece 10 at a moderate speed. A simple rotation of the switch shaft 7 by hand is therefore sufficient. This property of the new switch disconnector is also advantageous if a remote control is provided, since the low requirements on the Schaltge speed also on the effort for a remotely controllable drive device, for. B. a motor drive, have an advantageous effect.

Claims

1. switch disconnector ( 1 ) for medium voltage with a fixed isolating contact piece ( 4 ) and a pivotably arranged movable isolating contact piece ( 10 ) and each with a support insulator ( 3 , 6 ) for the stationary and for the movable isolating contact piece ( 4 , 10 ), also with an electrically in series with the isolating contact pieces ( 4 , 10 ), serving as a load switching device, vacuum interrupter ( 15 ), which closes when the load break switch ( 1 ) is switched on after the isolating contact pieces ( 4 , 10 ) are closed and when switched off before the opening Isolating contact pieces ( 4 , 10 ) is opened, and with a support base ( 2 ) for the support insulators ( 3 , 6 ) and the vacuum interrupter ( 15 ), characterized in that the vacuum interrupter ( 15 ) has its own drive device ( 25 ) with a storage spring ( 24 ) and that a switch shaft ( 7 ) for actuating the movable isolating contact piece ( 10 ) is provided with a clamping valve lle (20) of the drive device (25) of the vacuum switching tube (15) coupled in such a manner that the storage spring (24) towards the Antriebsvor (25) of the vacuum switching tube (15) by the one of the movable isolating contact piece (10) shift movement tensioned and by the disconnection is relaxed and that the drive device ( 25 ) of the vacuum interrupter ( 15 ) can be released arbitrarily.

2. Switch disconnector according to claim 1, characterized in that on the support base ( 2 ) a further, by means of the switch shaft ( 7 ) to be operated support insulator ( 6 ) as a carrier of the movable isolating contact piece ( 10 ) and a fourth post insulator ( 17 ) as a carrier of Vacuum interrupter ( 15 ), an associated pole drive unit ( 16 ) and a connecting device ( 18 ) of the load break switch ( 1 ) are arranged.

3. Switch-disconnector according to claim 2, characterized in that in the support base ( 2 ) in a parallel position to the switch shaft ( 7 ) for the drive device ( 25 ) of the vacuum interrupter ( 15 ), a clamping shaft ( 20 ) is rotatably mounted on the clamping shaft ( 20 ) and on the switch shaft ( 7 ) a crank arm ( 21 , 22 ) is attached and that the crank arms ( 21 , 22 ) are coupled together by a rod ( 23 ).

4. Switch disconnector according to claim 3, characterized in that the storage spring ( 24 ) of the drive device ( 25 ) of the vacuum interrupter ( 15 ) in the support base ( 2 ) and for transmitting the spring force to the pole drive unit ( 16 ) an insulating coupling rod ( 26 ) is provided.