DE69111571T2 - Mehrpoliger Drehschalter. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrpoligen Mittelspannungs- Drehlasttrenner in einem gasdichten, mit einem Gas hoher dielektrischer Festigkeit gefüllten zylindrischen Gehäuse, an dessen Innenumfang pro Pol ein feststehender Eingangskontakt, ein feststehender Ausgangskontakt sowie ein feststehender Erdungskontakt um ein bestimmtes Winkelmaß versetzt angeordnet sind, die mit einer beweglichen Kontaktbrücke in Form eines schwenkbar auf einer, sich längs der Achse des Gehäuses erstreckenden Schaltwelle gelagerten Kontaktmessers zusammenwirken, wobei die einzelnen Pole längs der genannten Schaltwelle im Innern des Gehäuses angeordnet und durch, das Gehäuse in Längsrichtung unterteilende Querwände voneinander getrennt sind, die genannte Schaltwelle wahlweise drei Stellungen einnehmen kann, und zwar eine Ausschaltstellung, eine Einschaltstellung, in der die Kontaktbrücke den genannten Eingangskontakt mit dem genannten Ausgangskontakt verbindet, und eine Erdungsstellung, in der die genannte Kontaktbrücke den genannten Ausgangskontakt mit dem genannten Erdungskontakt verbindet, und das genannte Kontaktmesser jeder Kontaktbrücke aus zwei Messerblättern besteht.
• Ein Lasttrenner der beschriebenen Art ist aus der Druckschrift EP-A- 199.044 bekannt. Aufgrund der durch den Stromfluß im Doppelkontaktmesser der Kontaktbrücke verursachten sehr starken elektromagnetischen Anziehungskräfte kann es zur Verformung der beiden Kontaktblätter und damit zu einer verminderten Spannkraft der Kontaktzangen kommen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kontaktkraft in der Einschaltstellung zu erhöhen und jegliche Abstoßung in Höhe der Kontaktzangen zu verhindern.
• Der erfindungsgemäße Lasttrenner ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Messerblätter des genannten Kontaktmessers parallel zueinander angeordnet sind und auseinanderlaufende Endbereiche aufweisen, um an jedem Ende eine bewegliche Kontaktzange zu bilden, die den zugeordneten, als Kontaktstift ausgeführten feststehenden Kontakt in der Einschaltstellung umspannt, daß die beiden Messerblätter elastisch gegeneinander gedrückt werden, wobei die Annäherung bei von den feststehenden Kontakten abgezogenen Kontaktzangen durch auf beiden Seiten des Mittelteus jedes Messerblatts angeordnete Anschläge begrenzt wird, und daß die genannten Mittelteile bei aufgefahrenen Kontaktzangen durch einen geringen Abstand voneinander getrennt sind, um starke elektromagnetische Anziehungskräfte aufnehmen zu können, wenn sie von einem Strom durchflossen werden, wobei der genannte Abstand größer ist als die durch die genannten Kräfte verursachte Durchbiegung, um eine Berührung der Mittelteile der beiden Messerblätter zu verhindern, und die genannten Mittelteile durch eine in den Messerblättern ausgebildete Aussparung gebildet werden. Die elektrodynamischen Anziehungskräfte werden so zur Erhöhung des Kontaktdrucks ausgenutzt.
• Die Tiefe der Aussparung ist ausreichend bemessen, um jegliche Berührung bei Durchbiegung der beiden Messerblätter zu verhindern. Nach einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Tiefe dieser Aussparung einige Zehntel Millimeter, so daß durch den geringen Abstand zwischen den Mittelteilen der Messerblätter verursachte hohe elektrodynamische Anziehungskräfte aufrechterhalten werden können. Das Gehäuse weist vorteilhaft eine Sollbruchstelle auf, an der es vorzugsweise bersten soll, wenn ein störungsbedingter Überdruck im Innern des Gehäuses auftritt. Diese Sollbruchstelle wird durch Verminderung der Gehäusewandstärke, insbesondere im Verbindungsbereich zwischen einem der Böden und der umlaufenden Gehäusewand erzeugt.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen:
• Fig. 1 eine vergrößerte und teilweise längsgeschnittene schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lasttrenners in der Einschaltstellung;
• Fig. 2, 3 und 4 Schnittansichten entlang der Linie 2-2 aus Fig.1 mit Darstellung des Lasttrenners in der Einschaltstellung, der Ausschaltstellung und in Erdungsstellung;
• Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht des Kontaktmessers aus Fig. 1 in der Ausschaltstellung;
• Fig. 6 eine zu Fig. 5 analoge Ansicht mit Darstellung des Kontaktmessers in der Einschaltstellung.
• Die Figuren zeigen einen dreipoligen Mittelspannungs-Drehlasttrenner in einem gasdichten Gehäuse, das aus einem Gehäuseunterteil 11 und einem Deckel 12 aus Formkunststoff besteht, die in einer Stoßebene 13 miteinander verbunden sind. Das mehr oder weniger zylinderförmige, gasdichte Gehäuse 10 ist durch zwei Querwände 14 in drei Abteile unterteilt, und der gesamte Innenraum ist mit einem unter Atmosphären- oder Überdruck stehenden Gas hoher dielektrischer Festigkeit wie z.B. Schwefelhexafluorid gefüllt. Die drei, in jeweils einem der Abteile angeordneten Pole R, S T sind identisch aufgebaut, und im folgenden wird nur einer dieser Pole weiter beschrieben. Jeder Pol umfaßt einen feststehenden Eingangskontakt 15, einen feststehenden Ausgangskontakt 16 und einen feststehenden Erdungskontakt 17. Diese feststehenden Kontakte 15, 16, 17 sind an der Innenseite des Gehäuses 10 angeordnet und bilden gasdichte Durchführungen durch das Gehäuse 11. Der feststehende Ausgangskontakt 16 umfaßt einen Kontaktstift 18, der dem Kontaktstift 19 des feststehenden Eingangskontakts 15 diametral gegenüberliegt, sowie einen feststehenden Kontaktstift 20, der dem feststehenden Kontaktstift 21 des Erdungskontakts 17 diametral gegenüberliegt. Eine als Drehkontaktmesser 22 ausgeführte bewegliche Kontaktbrücke ist auf einer sich längs der Achse des Gehäuses 10 erstreckenden Schaltwelle 23 gelagert, die mit einem Ende 24 gasdicht aus dem Gehäuse 11 herausragt, um mit einem Schaltmechanismus (nicht dargestellt) zusammenzuwirken. Jedes Kontaktmesser 22 besteht aus zwei parallel zueinander angeordneten Messerblättern 24, 25 und weist zwei auseinanderlaufende Endbereiche zur Bildung von zwei beweglichen Kontaktzangen 27, 28 auf, die jeweils mit einem der feststehenden Kontakte 15, 16, 17 zusammenwirken.
• In der in Fig. 1 und 2 gezeigten Einschaltstellung des Lasttrenners verbindet der Messerkontakt 22 den feststehenden Eingangskontakt 15 elektrisch mit dem feststehenden Ausgangskontakt 16, und der Ausschaltvorgang des Lasttrenners wird entsprechend Fig. 2 über die Drehung der Schaitwelle 23 im Uhrzeigersinn um etwa 60º gesteuert. Durch diese Drehung werden die Messerkontakte 22 der drei Pole entsprechend Fig. 3 in die geneigte Stellung überführt, die der Ausschaltstellung des Lasttrenners entspricht. Durch Fortsetzung der Drehung der Schaltwelle 23 gelangen die Messerkontakte 22 in Kontakt mit den Kontaktstiften 20, 21 des Ausgangskontakts 16 bzw. des Erdungskontakts 17, so daß der feststehende Ausgangskontakt 16 mit dem Erdungskontakt 17 verbunden wird. Der Winkel dieser fortgesetzten Drehung beträgt ebenfalls etwa 60º. In dem in den Figuren gezeigten Beispiel ist der feststehende Eingangskontakt 15 am Boden des Deckels 12 angeordnet, auf dem eine Trennwand 29 befestigt ist, welche vorzugsweise an den Deckel angeformt ist und zwischen dem feststehenden Eingangskontakt 15 und dem Erdungskontakt 17 annähernd senkrecht zur Stoßebene 13 verläuft. Die Trennwand 29 grenzt an den feststehenden Eingangskontakt 15 und erstreckt sich bis zur Umfangslinie der Schaitwelle 23, so daß die Gefahr von Überschlägen oder Zündungen zwischen dem Eingangskontakt und dem Kontaktstift 21 des Erdungskontakts 17 begrenzt wird. Die Trennwand 29 erstreckt sich vorteilhaft über die gesamte Länge des Abteils, und ihre Anordnung neben dem feststehenden Eingangskontakt 15 behindert nicht die Drehung des Messerkontakts 22. Im Verbindungsbereich zwischen der Trennwand 29 und den Querwänden 14 des Abteils sind in der Nähe der Schaltwelle 23 bogenförmige Öffnungen 36 ausgebildet, um eine Gaszirkulation im Innern des Gehäuses und so die Wiederherstellung der dielektrischen Festigkeit im Bereich des Erdungskontakts 17 zu ermöglichen.
• Das Gehäuse 10 weist vorteilhaft eine Sollbruchstelle 30 auf, die bei zu hohem Druck im Gehäuse 10 aufbricht. Diese Sollbruchstelle ist im Verbindungsbereich zwischen dem zylindrischen Gehäuse 10 und einem der Böden 31 ausgebildet und besteht aus einer einfachen Nut, die die Wandstärke des Gehäuses verringert. Diese Sollbruchstelle 30 ist vorzugsweise in der Nähe des feststehenden Ausgangskontakts 16 angeordnet und ermöglicht ein Abströmen der Gase in von den übrigen Polen entfernte Bereiche.
• Aus Fig. 1, 5 und 6 geht insbesondere hervor, daß die Messerblätter 25, 26 durch Federn 32 gegeneinandergedrückt werden. In der in Fig. 5 gezeigten Ausschaltstellung des Messerkontakts wird die Annäherung der Messerblätter 25, 26 durch Anschläge 33 begrenzt, die zu beiden Seiten des Mittelteils 34 der Messerblätter 25, 26 angeordnet sind. Die Kontaktzangen 27, 28 bleiben daher weit genug geöffnet, um während eines Einschaltvorgangs auf die Kontaktstifte der feststehenden Kontakte aufgefahren werden zu können. Die Mittelteile 34 weisen eine gekrümmte Aussparung auf, die einen Spalt 35 zur Trennung der Mittelteile der Messerblätter 25, 26 bildet. Die Breite dieses Spalts 35 beträgt einige Zehntel Millimeter und kann auf bis zu einem Millimeter ausgedehnt werden. In der in Fig. 6 gezeigten Einschaltstellung des Messerkontakts 22 umfassen die Kontaktzangen 27, 28 die feststehenden Kontakte 15, 16, von denen sie gegen die Wirkkraft der Federn 32 auseinandergerückt werden. Es ist erkennbar, daß die Messerblätter 25, 26 aufgrund des über die feststehenden Eingangs- und Ausgangskontakte 15, 16 durch sie hindurchfließenden Stroms elektrodynamischen Anziehungskräften ausgesetzt sind, die den Kontaktdruck verstärken und die Gefahr einer Abstoßung dieser Kontakte begrenzen. Die Breite des Spalts 35 ist so groß gewählt, daß jegliche Berührung der Mittelteile 34 der durchgebogenen Messerblätter 25, 26 verhindert wird. Die Verhinderung dieser Berührung erlaubt die Aufrechterhaltung der durch die zwischen den Messerblättern 25, 26 wirkenden elektrodynamischen Anziehungskräfte erzeugten Kontaktkraft. Die elektrodynamischen Anziehungskräfte sind etwas geringer als bei einer Anordnung ohne Aussparung, jedoch ist diese Verringerung akzeptabel.
• Die Funktionsweise des Lasttrenners ergibt sich vorstehender Beschreibung.

Claims (7)

1. Mehrpoliger Mittelspannungs-Drehlasttrenner in einem gasdichten, mit einem Gas hoher dielektrischer Festigkeit gefüllten zylindrischen Gehäuse (10), an dessen Innenumfang pro Pol ein feststehender Eingangskontakt (15), ein feststehender Ausgangskontakt (16) sowie ein feststehender Erdungskontakt (17) um ein bestimmtes Winkelmaß versetzt angeordnet sind, die mit einer beweglichen Kontaktbrücke (22) in Form eines schwenkbar auf einer, sich längs der Achse des Gehäuses (10) erstreckenden Schaltwelle (23) gelagerten Kontaktmessers zusammenwirken, wobei die einzelnen Pole (R, S, T) längs der genannten Schaltwelle (23) im Innern des Gehäuses (10) angeordnet und durch, das Gehäuse in Längsrichtung unterteilende Querwände (14) voneinander getrennt sind, die genannte Schaltwelle (23) wahlweise drei Stellungen einnehmen kann, und zwar eine Ausschaltstellung, eine Einschaltstellung, in der die Kontaktbrücke (22) den genannten Eingangskontakt (15) mit dem genannten Ausgangskontakt (16) verbindet, und eine Erdungsstellung, in der die genannte Kontaktbrücke (22) den genannten Ausgangskontakt (16) mit dem genannten Erdungskontakt (17) verbindet, und das genannte Kontaktmesser jeder Kontaktbrücke (22) aus zwei Messerblättern (25, 26) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktmesserblätter (25, 26) parallel zueinander angeordnet sind und auseinanderlaufende Endbereiche aufweisen, um an jedem Ende eine bewegliche Kontaktzange (27, 28) zu bilden, die den zugeordneten, als Kontaktstift ausgeführten feststehenden Kontakt (15, 16, 17) in der Einschaltstellung umspannt, daß die beiden Kontaktmesserblätter (25, 26) elastisch gegeneinander gedrückt werden, wobei die Annäherung bei von den feststehenden Kontakten (15, 16, 17) abgezogenen Kontaktzangen durch auf beiden Seiten des Mittelteils (34) jedes Messerblatts (25, 26) angeordnete Anschläge (33) begrenzt wird, und daß die genannten Mittelteile (34) bei aufgefahrenen Kontaktzangen (27, 28) durch einen geringen Abstand voneinander getrennt sind, um starke elektromagnetische Anziehungskräfte aufnehmen zu können, wenn sie von einem Strom durchflossen werden, wobei der genannte Abstand größer ist als die durch die genannten Kräfte verursachte Durchbiegung, um eine Berührung der Mittelteile (34) der beiden Messerblätter (25, 26) zu verhindern, und die genannten Mittelteile (34) durch eine in den Messerblättern (25, 26) ausgebildete Aussparung (35) gebildet werden.

2. Drehlasttrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Aussparung (35) einige Zehntel Millimeter beträgt.

3. Drehlasttrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Pol eine Trennwand (29) zwischen dem Innenumfang des Isolier-Formstoffgehäuses (10) und der Schaltwelle (23) angeordnet ist und dabei zwischen dem feststehenden Eingangskontakt (15) und dem feststehenden Erdungskontakt (17) verläuft, und daß die Trennwand (29) an das Gehäuse (10) angeformt ist und auf der dem feststehenden Erdungskontakt (17) zugewandten Seite an den feststehenden Eingangskontakt (15) grenzt.

4. Drehlasttrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskontakt (16) einen Kontaktstift (18), der dem Eingangskontakt (15) diametral gegenüberliegt, sowie einen Kontaktstift (20), der dem Erdungskontakt (17) diametral gegenüberliegt (18), umfaßt, und daß der Winkelversatz zwischen dem Eingangskontakt (15) und dem Erdungskontakt (17) etwa 60º beträgt.

5. Drehlasttrenner nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Gehäuse (10) eine Sollbruchstelle (30) aufweist, die einen vorzugsweise berstenden Gehäusebereich darstellt.

6. Drehlasttrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Sollbruchstelle (30) durch einen Gehäusebereich mit verminderter Wandstärke gebildet wird.

7. Drehlasttrenner nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Sollbruchstelle (30) im Verbindungsbereich zwischen einem (31) der Böden und der umlaufenden Wand des Gehäuses (10) angeordnet ist.