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Schalteinrichtung, bestehend aus einem öllosen Leistungsschalter und
einem Trennschalter mit gemeinsamem Antrieb Leistungsschalter haben die Aufgabe,
einen Stromkreis zu unterbrechen oder zu schließen. Trennschalter dienen zum Abschalten
der Spannung bei geöffnetem Stromkreis. Sie werden infolgedessen beim Ausschalten
erst nach dem Leistungsschalter betätigt.
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In Hochspannungsanlagen werden zum Unterbrechen großer Leistungen
vielfach Ölschalter benutzt. Beim Ölschalter ist es vorteilhaft, den Stromkreis,
der unter Öl unterbrochen wird, auch unter Öl einzuschalten, da das Öl ein Dielektrikum
von sehr hoher Durchschlagsfestigkeit ist, so daß die Kontakte fast bis zur Berührung
genähert werden können, ohne daß ein Funken überspringt. Der zusammen mit einem
Ölschalter immer verwendete Trennschalter dient daher lediglich zur Isolation des
abgeschalteten Anlageteiles nach Öffnung des Ölschalters. Er wird infolgedessen
beim Ausschalten nach dem Leistungsschalter und beim Einschalten vor diesem betätigt.
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Verwendet man jedoch, wie neuerdings in Anlagen sehr hoher Betriebsspannung
üblich, öllose Leistungsschalter, so tritt auch beim Einschalten kurz vor der Berührung
der Schaltstücke des Leistungsschalters ein Lichtbogen zwischen diesen auf. Der
Lichtbogen hat einen Abbrand der Schaltstücke zur Folge; der insbesondere bei großen
Strömen beträchtlich ist. Das Vorhandensein einer Löscheinrichtung begünstigt noch
dazu die frühzeitige Zündung des Einschaltlichtbogens. Bei Leistungsschaltern, deren
Schaltstücke in einer halbleitenden Flüssigkeit getrennt werden, besteht ferner
der Nachteil, daß infolge der durch den Einschaltlichtbogen herbeigeführten Dampfentwicklung
und der damit zusammenhängenden Druckbildung eine Kraft auftritt, die der Einschaltkraft
entgegenwirkt und das Einschalten wesentlich erschwert.
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Es ist zwar bekamt, einen öllosen Leistungsschalter und einen Trennschalter
mittels eines für beide gemeinsamen Antriebes in der Reihenfolge einzuschalten,
daß zuerst die Leistungsschalterkontakte und danach die Trennschalterkontakte geschlossen
werden. Bei dem bekannten Gerät greift jedoch der Antrieb nur am Trennschaltglied
an, und die lediglich durch Reibung in Eingriff miteinander gehaltenen Trennschalterkontakte
übertragen die Antriebskraft auf das mit dein Trennschaltergegenkontakt fest verbundene,
stiftförmige bewegliche Schaltstück des Leistungsschalters.
Tritt
nun, was sehr leicht möglich ist, der Fall ein, daß die Leistungsschälterkontakte
etwa infolge eines hohen Stoßkurzschlußstromes ein wenig miteinander verschweißt
werden, so daß die Kraft, die . den Leistungsschalter geschlossen hält; stärker
ist als die Reibung an der Lufttrennstelle, so öffnet letztere zuerst und wird durch
den dabei gezogenen Lichtbogen zerstört. Die Leistungsschaltstelle bleibt überhaupt
geschlossen. Ein anderer Fall ist denkbar, daß nämlich bei geöffnetem Schalter der
Stift sich in seinem Sitz verklemmt. Dann bleibt die Leistungsschaltstelle geöffnet.
Beim darauffolgenden Schließen des Schalters wird zuerst die Lufttrennstrecke geschlossen,
dann erst wird durch den Antrieb die Verkletnmung des Stiftes überwunden. Der Stromkreis
wird dann an der Leistungstrennstelle m geschlossen. Die Reihenfolge ist also gerade
umgekehrt wie beabsichtigt.
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Diese Nachteile werden nach der Erfindung dadurch vermieden, daß der
Leistungsschalter zwangsläufig -mit dem Antrieb gekuppelt ist, mit dem der Trennschalter
über einen Leergang kraftschlüssig verbunden ist.
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Diese Schalteinrichtung vereinigt zwei Vorteile, nämlich eine betriebssichere
Unterbrechung durch den Leistungsschalter mit einer Entlastung des öllosen Leistungsschalters
von dem Einschaltlichtbogen und infolgedessen einer weitgehenden Verbesserung des
Einschaltvorganges. Der Ausschaltvorgang wird dabei durch das Zusammenwirken des
öllosen Leistungsschalters, und des Trennschalters ebenfalls wesentlich verbessert
gegenüber einer Schalteinrichtung, bei welcher der Antrieb nur einen öllosen Leistungsschalter
betätigt: Es ist zwar eine Schalteinrichtung bekannt, bei welcher der Leistungsschalter
zwangsläufig mit dem Antrieb gekuppelt ist, mit dem der Trennschalter über einen
Leergang kraftschlüssig verbunden ist, jedoch ist der Leistungsschalter dieser bekannten
Schalteinrichtung ein Ölschalter und wird daher aus den obenerwähnten Gründen beim
Einschalten erst nach dem Trennschalter geschlossen. Der Leergang dient nur dazu,
ein vorzeitiges Öffnen des Luftkontaktes zu verhindern. Er muß jedoch so bemessen
sein, daß das vorzeitige Schließen des Luftkontaktes gewährleistet ist.
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Sind Leistungsschalter und Trennschalter in bekannter Weise derart
gekuppelt, daß der Trennschalter nach dem Leistungsschalter geöffnet wird, so wird
nach der weiteren Erfindung der elektrische Stromkreis durch beide Schalter gleichzeitig
oder durch den Trennschalter dadurch geschlossen, daß der Teil der Einschaltbewegung;
bei dem sich das bewegliche Schaltstück im festen Schaltstück bewegt, beim Leistungsschalter
gleich oder größer ist als beim Trennschalter.
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Um bei mehrpoliger Ausführung der Schalteinrichtung zu verhindern,
daß die am Trennschalter entstehenden Einschaltfunken zusammenschlagen und einen
Phasenkurzschluß hervorrufen, werden nach der weiteren Erfindung zwischen den Polen
des Trennschalters Isoliertrennwände angeordnet. Um den am Trennschalter auftretenden
Eingehalt-Lichtbogen unschädlich zu machen, kann aber auch am festen Schaltstück
des Trennschalters eine Einrichtung zum Unterdrücken des Einschaltlichtbogens vorgesehen
werden. Die Einrichtung besteht z. B. aus einer Isolierkammer, die sich am festen
Schaltstück des Trennschalters in Richtung auf das bewegliche Schaltstück zu befindet
und so eng ist, daß sie vom beweglichen Schaltstück ausgefüllt wird. Tritt beim
Einschalten das bewegliche Schaltstück in die Isolierkammer ein, so wird die in
ihr befindliche Luft so komprimiert, daß der zwischen den Schaltstücken sich bildende
Lichtbogen verkleinert wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt.
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io ist die auf denn Isolator ii aufgestellte Schaltkammer eines als
Expansionsschalter ausgebildeten Flüssigkeitsschalters, :deren Deckel 1a mit einer
Öffnung für das als Schaltstück 13 ausgebildete bewegliche Schaltstück versehen
ist. 14 ist das in der Schaltkammer io befindliche Gegenschaltstück, in das bei
eingeschaltetem Schalter der Schaltstift 13 eingreift. Die Länge des Eingriffs ist
mit a bezeichnet. 15 ist der Schaltstift eines als Schubtrennschalter ausgebildeten
Trennschalters, der mit dem Flüssigkeitsschalter in Reihe liegt. Im Einschaltzustand
ist der Schaltstift i 5 des Trennschalters auf die Länge b in sein isoliert angeordnetes
Gegenschaltstück 16 eingeschoben. Die beiden Schaltstifte 13 und 15 sind miteinander
durch einen doppelarmigen Hebel 17 mit beispielsweise gleich langen Armen verbunden,
an dem die Kraft zum Ein- und Ausschalten angreift. iVlit dem linken Hebelarm ist
der Schaltstift 13 des Leistungsschalters über einen Lenker 18 verbunden. Der rechte
Hebelarm des Hebels 17 greift an den Schaltstift 15 des Trennschalters zwischen
den beiden Nocken ig und 2o an.
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Infolge des Leerganges des rechten Armes des Hebels 17 zwischen den
Nocken i9 und 2o wird der Trennschalter erst geöffnet, wenn der Schaltstift 13 des
Expansionsschalters aus dem Deckel 12 der Schaltkammer ro herausgezogen ist und
die Löschung des Lichtbogens durch Expansion des beim Ausschalten
in
der Schaltkammer io entwickelten Dampfes stattgefunden hat. Der Leergang ist so
bemessen, daß beim Einschalten der Schaltstift 13 des Leistungsschalters sein festes
Gegenschaltstück 1q. eher berührt als der Schaltstift 15 des Trennschalters
das feste Gegenschaltstück 16; dazu ist ferner die Strecke a, die der Schaltstift
des Leistungsschalters im festen Gegenschaltstück zurücklegt, größer als die Strecke
b des Trennschalters. Der Trennschalter übernimmt also die ganze Einschaltleistung.
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Um den Trennschalter hierzu besonders brauchbar zu machen, ist auf
das Gegenschaltstück 16 ein Isolierrohr 2i aufgeschoben, das vor der Mündung des
Schaltstückes so verengt ist, daß es vom Schaltstift 15 ausgefüllt wird.
Es findet dann beim Eintritt des Schaltstückes 15 in das Isolierrohr :2i eine Luftverdichtung
statt, so daß erst kurz vor der Berührung der Schaltstücke ein kleiner Lichtbogen
gezogen wird.