DE676521C - Elektropneumatische Steuerung fuer einen Druckgasschalter mit einem Trennschalter inReihe - Google Patents

Description

• Elektropneumatische Steuerung für einen Druckgasschalter mit einem Trennschalter in Reihe Die Erfindung betrifft eine elektropneumatische Steuerung für ein- oder mehrphasige Leistungsschalter mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Kontaktstellen, von denen wenigstens die Leistungsschaltstelle mit Druckgas beblasen wird, während die andere Kontaktstelle eine einfache Trennstelle ist, wobei die beblasene Kontaktstelle die Stromunterbrechung und die Serienkontaktstelle die Spannungstrennung übernimmt. Es sind bereits Steuerungen für einen Leistungsschalter und einen zugehörigen Trennschalter bekannt, wo beide Schalter getrennte Schalteinheiten mit getrennten Betätigungsorganen darstellen. Die Steuerung erfolgt unter Verwendung eines ventilgesteuerten Ein- und Ausschaltzvlinders für die Trennstelle und eines Schaltventils am DruckluftbehälterfürdieLeistungsschaltstelle. Diese Anordnung erfordert die Verwendung eines zusätzlichen Abschlußventils in der Rohrleitung zwischen Druckbehälter und den Steuerventilen für den Trennschalter, das mit einem Rückschlagventil und einem vom Leistungsschalter gesteuerten Entlüftungsventil ausgerüstet ist. Der Antrieb wird dadurch umständlich- und teuer und insbesondere in Verbindung mit einer beblasenen Schaltstelle wenig betriebssicher. Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich nun auf eine elektropneumatische Steuerung für ein- oder mehrphasige Leistungsschalter mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Kontaktstellen, von denen wenigstens die Leistungsschaltstelle beblasen wird und sich selbsttätig wieder schließt, während die andere eine einfache Lufttrennstelle ist, unter Verwendung von ventilgesteuerten Ein- und Ausschaltzylindern für die einfache Lufttrennstelle und eines Schaltventils am Druckbehälter für die beblasene Kontaktstelle, bei welcher die geschilderten Mängel dadurch beseitigt sind, daß erfindungsgemäß der zur Betätigung der einfachen Trennstelle dienende Ausschaltzylinder mit dem zur Betätigung der beblasenen Kontaktstelle dienenden Schaltventil derart in @ Verbindung steht, daß bei Steuerung des elektrisch gesteuerten Ausschaltventils die Ausschaltzylinder für die Leistungsschaltstelle und die Trennstelle mit Druckluft gespeist werden, wobei Mittel vorgesehen sind, welche das Öffnen des Trennschalters noch während der Lichtbogenlöschung und während des Bestehens des Lichtbogens an den Leistungskontakten verhindern.
• In der Zeichnung sind in Fig. i und z Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch an einem dreiphasigen Leistungsschalter dargestellt. In den Abbildungen bedeutet a einen Behälter für unter Überdruck stehende Luft oder Gas, welche als Steuermittel und gleich=_ zeitig als Löschmittel für den Öfnungslicht@' bogen an der beblasenen Kontaktstelle dietrtl: Der Behälter a ist mit einer nicht dargestellten Druckgas- oder Drucklufterzeugungsanlage verbunden. Im Innern des Druckluftbehälters a sitzt das Schaltventil b, das eine direkte Verbindung mit Außenluft hat und mittels eines pneumatisch bewegten Kolbens c geöffnet und geschlossen wird. Der Zylinder, in dem der Kolben c des Schaltventils b gleitet, steht durch das Steuerventil s" mit dem Druckluftbehälter a in Verbindung. Das Schaltventil b gibt den Zustrom von Druckluft einerseits über die Zuleitungen e1 bis e3 zu den in den Löschkammern dl bis d3 liegenden Löschkontaktstellen und den mit den beweglichen und abgefederten Löschkontakten derselben verbundenen Triebkolben f1 bis f3 frei und stellt andererseits eine Verbindung des Behälters a über das an die Zuleitung ei angeschlossene Drosselrohr g mit dem Antriebszylinder z" her. Der Antriebszylinder z, steht über das Steuerventil se ebenfalls mit dem Druckluftbehälter a in Verbindung. Die in den Antriebszylindern z, und z" gleitenden Kolben treiben mittels ihrer an dem zweiarmigen Hebel 1z angelenkten Kolbenstangen die Antriebswelle i und verstellen so die Trennkontakte k1 bis k3 der Trennstellen, die mit den in den Löschkammern dl bis d3 liegenden Löschkontakten in Reihe geschaltet sind. Die Bewegung der Kolben der Antriebszvlinder z. und z" bzw. der Antriebswelle i ist durch Dämpfer ü gedämpft. R, S, T sind die Zuleitungen zu den Kontaktstellen des Leistungsschalters. Die Trennkontakte k1 bis k3 sind mit den mit den Triebkolben f1 bis f3 versehenen beweglichen Löschkontakten in der Einschaltstellung des Leistungsschalters z. B. dadurch verklinkt, daß die Trennkontakte ein verstärktes Ende besitzen, mit dein sie in die vorgespannten Kontaktbürsten am Ende der beweglichen Löschkontakte eingelegt werden. An die Löschkammern dl bis d3 sind Auspuffkühler ml bis in, angebaut. Die Elektromagnetspulenre und r" der Steuerventile se und s" werden mit Hilfe eines Umschalters oder Druckknopfes o wechselweise an das Netz p angeschlossen. Mit t ist noch ein von der Antriebswelle i gesteuerter Hilfskontakt bezeichnet, der den Stromkreis für die Steuerspule des Ausschaltsteuerventils vorbereitet. Das Öffnen des Leistungsschalters und damit des durch ihn geschützten Stromkreises R, S, T kann selbsttätig mittels Maximalstromrelais oder von Hand mittels des Umschalters o herbeigeführt werden. Die Abb. i zeigt den Leistungsschalter, nach erfolgter Abschaltung zufolge einer .Störung z. B. in Phase R. Der bewegliche -#.,öschkontakt in der Löschkammer dl ist nach ,@er Öffnungsbewegung durch den von der uckluft bewegten Kolben f1 und nach dem =Löschen des Lichtbogens unter der Federwirkung in seine Schließstellung zurückgegangen. Da aber die Löschkammern dl bis d3 durch die Zuleitungen e1 bis e3 gekuppelt sind, d, h. gemeinsam vom Schaltventil b mit Druckluft gespeist werden, haben gleichzeitig auch die Schalter der übrigen Phasen angesprochen. Bei der Öffnungsbewegung der Löschkontakte sind ihre Kontaktbürsten von den verstärkten Enden der Trennkontakte k1 bis 1s abgeglitten. Die Trennkontakte 1l bis k3 wurden nun unter der Wirkung der Tiber die Drosselleitung g dem Antriebszylinder z" zugeführten Druckluft und des dadurch vorgetriebenen -Kolbens, der mittels der Kolbenstange und des Hebels lt die Antriebswelle i verstellt, in die gezeichnete Offenstellung gebracht. Dabei hat auch der Kolben von ze die gezeichnete Lage eingenommen.
• Zum Wiedereinschalten des Leistungsschalters müssen die Trennkontakte k1 bis k3 eingelegt werden. Dies geschieht durch Umlegen des Umschalters oder Druckknopfes o in die Stellung E, wobei die Spule r, Strom erhält und beim Ansprechen das Steuerven-til se öffnet, so daß Druckluft aus dem Druckluftbehälter a über die Leitung u in den Antriebszylinder z, eintreten und den Kolben vortreiben kann. Der Kolben bewegt sich nach unten, verstellt den Arm lc und dreht dabei die Antriebswelle i, so daß die Trennkontakte verzögert durch die Dämpfungen n in die Schließstellung gelangen. Bei dieser Einschaltbewegung wird der Kolben im Ausschaltantriebszylinder z" gehoben und die vor ihm befindliche Luft über das Schaltventil b in die Atmosphäre abgeblasen. Hat nun der Leistungsschalter auf einen Kurzschluß angesprochen und ist dieser beim Einleiten der Steuerung zum Wiedereinschalten nicht behoben, so würde bei jedesmaligem Versuch, die Trennkontakte k1 bis k3 einzulegen, sofort der Steuerzylinder z" unter Druck gesetzt und der Schalter wieder ausgeschaltet werden, d. h. die gegenläufige Bewegung der durch den zweiarmigen Hebel la gekoppelten Kolben des Einschaltantriebszylindersze und des Ausschaltantriebszylinders z"" ist unmöglich. Um nun trotzdem die Ausschaltung des Schalters zu ermöglichen, ist die Kolbenstange des Einschaltantriebszylinders mit einem Freilauf versehen. Die Kolbenstange ist am Kolben des Einschaltantriebszylinders gelenkig befestigt, außerdem ist am unteren Ende der Kolbenstange ein Hebel v angelenkt, der mit der Kolbenstange einen Kniehebel bildet und an dem seinerseits eine Klinke w drehbar ist, die in der Einschaltstellung mit einem festen Anschlag x in Berührung kommt. Die Feder y dient dazu, den Kniehebel normalerweise angenähert in der Strecklage zu halten und die Verklinkung des Endes der Kolbenstange mit der Klinke zu sichern. Wird nun auf einen Kurzschluß die Steuerung für Einschaltung eingeleitet, so kann der Kolben des Einschaltantriebszylinders z, frei nach unten gleiten. Bei dieser Bewegung stößt die Klinke w am Anschlag x an, so daß die Verklinkung w gelöst und dabei der aus der Kolbenstange und dem Hebel v gebildete Kniehebel entgegen der Feder y durchgedrückt wird. Das selbsttätige Ausschalten des Schalters kann erfolgen, ein Pumpen ist somit vermieden. Sobald der Kurzschluß behoben ist und der Kolben des Ausschaltantriebszlinders z" von Druckluft entlastet ist, wird' der Kniehebel durch die Wirkung der Feder y in seine angenäherte Strecklage gebracht, die Antriebswelle i wird gedreht, und die Trennkontakte k1 bis k3 werden eingelegt.
• Das Öffnen des Leistungsschalters auf elektropneumatischem Wege erfolgt durch Umlegen des Umschalters o auf Stellung A. Hierdurch wird die Spule r, erregt, das Steuerventil s" geöffnet und Druckluft aus dem Behälter a hinter den Kolben c des Schaltventils b geführt. Die Druckluft strömt nun über die Rohre e1 bis es zu den Löschkammern dl bis dg und in den Antriebszylinder za, so daß in der früher erläuterten Weise die Trennkontakte geöffnet werden.
• Um nun dafür zu sorgen, daß eine einmal eingeleitete Steuerung für das Ein- oder für das Ausschalten auch dann restlos durchgeführt wird, wenn der Umschalter oder Druckknopf o zu kurze Zeit in der entsprechenden Steuerstellung belassen bzw. unmittelbar darauf in die andere Steuerstellung gelegt wird, ist eine besondere Verriegelung vorgesehen, die während der Durchführung der eingeleiteten Steuerung die Einleitung der zweiten Steuerung verhindert, d: h. das jeweils andere Steuerventil und den Anker seiner Steuerspule verriegelt. Diese Verriegelungseinrichtung besitzt zwei auf der gleichen Achse sitzende zweiarmige und unter Federwirkung stehende Klinkenhebel z1, z2, von denen je ein Arm als Sperrklinke für die Anker r1, r2 der Spulen re, r" dient, während die anderen Arme der Klinkenhebel wechselweise je nach der Stellung des Leistungsschalters mit Stößeln stl, st, in Berührung stehen. Diese Stößel führen in übereinstimmung mit dem Kolben der Antriebszylinder z., z" eine gegenläufige Bewegung aus. Beim Ausführungsbeispiel ist die Kolben-Stange des Kolbens vom Ausschaltantriebszylinder z" als Stößel st. verlängert und an einen zweiarmigen Hebel z3 angelenkt, dessen anderer Arm den Stößel st, trägt.
• In der in Fig. i gezeichneten Ausschaltstellung des Leistungsschalters, d. h. der einen Endstellung, ist die Verriegelung unwirksam, weil der Stößel st, an dem Klinkenhebel z1 anliegt; die Steuerventile sind geschlossen und die Anker r1, r2 ihrer Steuerspulen sind abgefallen. Wird jetzt der Umschalter oder Druckknopf o nach E gelegt, so erhält die Spule r, Strom, und sein Anker geht in die gestrichelte Lage. Dabei wird aber dem Antriebszylinder z, über das sich öffnende Steuerventil se Druck zugeführt, und die Kolben von z. und z" werden gegenläufig bewegt, wobei der Stößel st, von dem Klinkenhebel z1 abgeleitet, so daß dieser und auch der Hebel z2 durch die Feder nach rechts gezogen wird. Dabei wird der Anker r1 in der gestrichelten Lage und der Anker r2 in der ausgezogenen Ruhelage festgehalten. Erst gegen Ende der eingeleiteten Einschaltsteuerung, d. h. mit dem Einlegen der Trennkontakte hl bis k3 kommt der Stößel st, in Berührung mit dem Klinkenhebel z2, der entgegen der Feder umgelegt wird und die Anker r1, r2 entriegelt. Eine gleiche Verriegelung ist vorhanden für die Ausschaltsteuerung des geschlossenen Schalters. Die Steuerventile bzw. Steuerspulen sind also wechselweise während der Durchführung einer Steuerung verriegelt, in den Endlagen aber frei.
• Fig. z zeigt schließlich die Verwendung der Steuerung gemäß der Erfindung bei Leistungsschaltern für hohe Schaltströme, wobei die in Reihe geschalteten Kontaktstellen durch besondere Trennmesser überbrückt sind, . die dazu dienen, die Löschkontakte vom Betriebsstrom zu entlasten. Die Gegenkontakte der Trennmesser sitzen an den Löschkammern dl bis d3. Diese überbrückungstrennmesser K1 bis K3 müssen vor den Löschkontakten geöffnet, jedoch zugleich mit den mit den Löschkontakten in Reihe liegenden Trennkontakten hl bis k3 geschlossen werden. Die Steuerung und Verriegelung der einzelnen Antriebsteile ist im wesentlichen die gleiche, wie für Fig. i beschrieben. Ein Unterschied in der Anordnung ist der, daß der Ausschaltantriebszylinder z" mit dem Steuerventil s" unmittelbar verbunden ist und daß dieser Zylinder za eine unmittelbare Verbindung mit dem Schaltventil b besitzt, wobei der Anschluß der letzteren Verbindung am Antriebszylinder so angebracht ist, daß die Verbindung des Antriebszylinders za mit dem Triebkolben des Schalterventils b erst dann hergestellt wird, wenn der Kolben des Antriebszylinders za eine Wegstrecke zurückgelegt hat, die genügt, um die Überbrückungstrennmesser zu öffnen. Die Trennkontakte k1 bis k3 sind bei dem Ausführungsbeispiel auf den Überbrückungstrennmessern selbst gelagert und durch Federn mit den letzteren verbunden. Die Trennkontakte können aber auch gemeinsame Drehachsen mit den Überbrückungstrennmessern haben. Beim Öffnen der Überbrückungstrennmesser K1 bis K3 werden zunächst die Federn zwischen ihnen und den Trennkontakten k1 bis kg gespannt, bis nach Freigabe der früher beschriebenen Verriegelung der Trennkontakte mit den beweglichen Löschkontakten die sich entspannende Feder die Trennkontakte öffnet. Eine Veränderung der Phasenabstände der Schalter untereinander kann durch auswechselbare Zwischenstücke in den die Schalteinrichtungen verbindenden Druckluftleitungen erzielt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCIIE: i. Elektropneumatische Steuerung für ein- oder mehrphasige Leistungsschalter mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Kontaktstellen, von denen wenigstens die Leistungsschaltstelle mit Druckgas beblasen wird und sich selbsttätig wieder schließt, während die andere eine einfache Lufttrennstelle ist, unter Verwendung von ventilgesteuerten Ein- und Ausschaltzylindern für die einfache Lufttrennstelle und eines Schaltventils am Druckbehälter für die beblasene Kontaktstelle, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Betätigung der einfachen Trennstelle dienende Ausschaltzylinder (z,) mit dem zur Betätigung der beblasenen Kontaktstelle dienenden Schaltventil (b) derart in Verbindung steht, daß bei Steuerung des elektrisch gesteuerten Ausschaltventils (s,) die Ausschaltzylinder (z") für die einfache Kontaktstelle und die beblasene Kontaktstelle (dl, d2, d3) mit Druckluft gespeist werden, wobei Mittel vorgesehen sind, welche das Öffnen des Trennschalters noch während der Lichtbogenlöschung und während des Bestehens des Lichtbogens an den Leistungskontakten verhindern. a. Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschaltzylinder (z,) der einfachen Trennstelle über eine Drosselleitung (g) an die Druckzuleitung zur beblasenen Kontaktstelle und damit an das Schaltventil (b) angeschlossen ist, während das elektrisch gesteuerte Ausschaltventil (s,) einerseits mit dem Steuerzylinder des Schaltventils (b), anderseits mit dem Druckbehälter (a.) verbunden ist. 3. Steuerung nach Anspruch i, bei der die in Reihe liegenden Kontaktstellen beider Schalter in der Einschaltstellung durch ein besonderes Trennmesser überbrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschaltzylinder (~a) der einfachen Trennstelle einerseits über das elektrisch gesteuerte Ausschaltventil (s") mit dem Druckbehälter (r,) und anderseits so mit einer zum Schaltzylinder des Schaltventils (b) führenden Rohrleitung verbunden ist, daß diese Rohrleitung vom Ausschaltkolben erst gegen Ende der Ausschaltbewegung freigegeben wird. q.. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die überbrückungstrennmesser und die Trennkontakte der Serientrennstelle von den gleichen Ein-und Ausschaltzylindern betätigt werden. 5. Steuerung nach Anspruch i bis d., dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (i) für die Trennkontakte der Lufttrennstelle Einrichtungen (n) zur Dämpfung der Verstellbewegung in beiden Richtungen besitzt. 6. Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (i) einen Hilfsschalter (t) steuert, der den Stromkreis für die Steuerspule des Ausschaltventils (s") vorbereitet. 7. Steuerung nach Anspruch i bis d., bei der zur Verhütung des Pumpens, wenn auf Kurzschluß eingeschaltet wird, ein Freilauf vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange des Einschaltantriebszylinders (z,) mit einem Freilauf versehen ist, insbesondere daß am unteren Ende der gelenkig mit dem Kolben des Einschaltzylinders (N,) verbundenen Kolbenstange ein Hebel (v) angelenkt -ist, der mit der Kolbenstange einen Kniehebel bildet, der durch eine Feder (y) angenähert in der Strecklage gehalten ist, und daß ferner an diesem Hebel eine durch Anschlag (x) auslösbare Klinke (zu) für die Verklinkung des Kniehebels in der Streeklage gelagert ist. Steuerung nach Anspruch i bis .f., dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile bis zum Erreichen ihrer Endlagen durch eine Ver riegelungseinrichtung derart gegeneinander gesperrt sind, daß nach dem Einleiten einer Steuerung dieser Steuervorgang durchgeführt werden muß, bevor eine neue Steuerung eingeleitet werden kann. g. Steuerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung zwei auf der gleichen Achse sitzende zweiarmige und unter Federwirkung stehende Klinkenhebel (z1, z.,) besitzt, von denen je ein Arm als Sperrklinke für die Anker (y1, r2) der Steuerspulen (ye, ra) dient, während die andern Arme der Klinkenhebel wechselweise je nach der Stellung des Leistungsschalters mit Stößeln (stl, st2) in Berührung stehen, die in Übereinstimmung mit den Kolben (ze, "a) der Schaltzylinder eine gegenläufige Bewegung ausführen. z o. Steuerung nach Anspruch q., dadurch # gekennzeichnet, daß die Lufttrennkontakte (k) an den überbrückungstrennmessern (K) drehbar gelagert und mit diesen durch Federn verbunden sind.