DE69221264T2

DE69221264T2 - Mittelspannungslastschalter für innen oder aussen

Info

Publication number: DE69221264T2
Application number: DE69221264T
Authority: DE
Inventors: Paul Rozier
Original assignee: GEC Alsthom SA
Current assignee: Grid Solutions SAS
Priority date: 1991-11-20
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2012-06-27
Also published as: EP0543681B1; FR2683940B1; CA2083301C; MX9206632A; CN1073800A; JPH07114093B2; ATE156300T1; WO1993010547A1; JPH05509195A; FR2683940A1; US5350892A; DK0543681T3; BR9204467A; TR26197A; TW228598B; ES2103908T3; ZA928951B; CA2083301A1; GR3025127T3; DE69221264D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mittelspannungs-Lastschalter bis zu 36 kV gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Einsatz in Innen- oder Außenanlagen.
Solche Lastschalter, die Schaltkammern verwenden, sind insbesondere aus der Druckschrift DE-U-86 14 497 bekannt. Ein solcher Lastschalter enthält für jeden Pol eine isolierende Traverse, die einen ersten zylindrischen Bereich mit einer Schaltkammer enthält, die eine durch einen ersten und einen zweiten Metallflansch verschlossene Isolierhülle enthält, wobei der erste Metallflansch außerhalb der Hülle eine erste Klemme und innerhalb der Hülle einen ortsfesten Kontakt trägt, während der zweite Flansch dicht von einer einen beweglichen Kontakt tragenden beweglichen Metallstange durchquert wird und elektrisch mit der beweglichen Stange verbunden ist.
Ein Ziel der Erfindung ist es, einen Lastschalter mit Schaltkammer anzugeben, der einfach konstruiert und preiswert ist sowie ein geringes Volumen besitzt.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen Lastschalter anzugeben, der eine einfach aufgebaute Strommeßsonde aufnehmen kann.
Gegenstand der Erfindung ist ein Mittelspannungs- Lastschalter mit einem Pol je Phase, der eine isolierende Traverse mit einem ersten zylindrischen Teil besitzt, der eine Schaltkammer mit einer isolierenden Hülle enthält, die durch einen ersten bzw. zweiten Metallflansch verschlossen ist, wobei der erste Metallflansch außerhalb der Hülle eine erste Klemme und innerhalb der Hülle einen ortsfesten Kontakt trägt, während durch den zweiten Flansch dicht ein elektrisch mit dem Flansch verbundener beweglicher Metallstab verläuft, der einen beweglichen Kontakt trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Traverse einen zweiten zylindrischen Teil besitzt, in dem koaxial ein mechanisch mit der Schaltkammer und elektrisch mit dem beweglichen Stab verbundenes Metallrohr liegt, das eine mit dem beweglichen Metallstab verbundene Betätigungsstange enthält, wobei die isolierenden Traversen aller Pole an einem gemeinsamen Metallprofil befestigt sind, das im wesentlichen an der Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Teil jeder Traverse liegt, daß das Metallprofil eine allen Polen gemeinsame Steuerwelle besitzt, die an den Betätigungsmechanismus gekoppelt ist, daß die Steuerstange jedes Pols mechanisch mit der Welle über einen Hebel, der an einem fest mit dem Metallrohr verbundenen Endstück angelenkt ist, und über einen isolierenden Arm gekoppelt ist, der mit einem ersten Ende an den Hebel und mit einem zweiten Ende an einer Kurbelstange angelenkt ist, die auf der Steuerwelle verkeilt ist, und daß das Endstück mechanisch und elektrisch mit dem Metallrohr verbunden ist und die zweite Klemme des Pols bildet.
Die Steuerwelle für die Pole kann eine drehbare Welle oder eine sich entlang ihrer Achse translatorisch verschiebende Welle sein.
Vorzugsweise weist der erste Teil der isolierenden Traverse zur Achse der Traverse parallele innere Rinnen auf, die mit der Außenwand der Schaltkammer Lüftungskanäle definieren, wobei die Luft durch das Metallrohr strömt und in die Kanäle durch Löcher im Rohr eindringt.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schaltkammer in einem zylindrischen Käfig aus Harz, der sich im ersten Teil der Traverse befindet.
In diesem Fall enthält der Käfig aus Harz zu seiner Achse parallele innere Rinnen, die mit der Wand der Schaltkammer Belüftungskanäle definieren, wobei die Luft durch das Metallrohr strömt und in die Kanäle durch Löcher im Rohr eindringt.
Vorzugsweise wird die Durchschlagsfestigkeit zwischen dem Metallrohr und dem zweiten Teil der isolierenden Traverse durch eine Umhüllung aus einem Isoliermaterial gewährleistet, die auf das Metallrohr aufgezogen und in den zweiten Teil gesteckt wird, wobei die Montage durch die Verwendung eines Isolierfetts erleichtert wird.
Vorzugsweise ist die Umhüllung aus Latex.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die kinematische Kette zwischen der Steuerstange und der Steuerwelle einen Mechanismus mit einer Feder, um das mechanische Spiel zu kompensieren.
Gemäß einer Variante enthält das Ende der Steuerstange einen rohrförmigen Endbereich, in den der bewegliche Stab eindringt, wobei dieser Stab einen Schlitz besitzt, in dem ein erster die Steuerstange durchquerender Stift verläuft, wobei eine Feder sich an einer ersten Stützscheibe in Kontakt mit dem Ende der Steuerstange und an einer zweiten Stützscheibe abstützt, die auf den beweglichen Stab aufgesteckt ist und durch einen zweiten, den beweglichen Stab durchquerenden Stift gehalten wird.
In einer besonderen Ausführungsform wird die mechanische Verbindung des Metallrohrs mit der Schaltkammer und die elektrische Verbindung des Metallrohrs mit dem beweglichen Kontaktstab über eine am zweiten Flansch befestigte Hülse, einen an der Hülse und dem Rohr befestigten Ring und einen Kontaktring vom Akkordeontyp erhalten, der sich in dem Ring befindet und den beweglichen Kontaktstab umgibt.
Gemäß einer Variante ist der bewegliche Kontaktstab mit der Steuerstange verschraubt, wobei der elektrische Kontakt zwischen dem beweglichen Stab und dem Metallrohr über einen Lamellenkontakt erfolgt.
In einer besonderen Ausführungsform ist die isolierende Hülle auf das Metallrohr aufgegossen.
Vorzugsweise weist das Endstück zwei Halbkragen auf, die auf das Metallrohr aufgepreßt sind und am Ende des zweiten Teils der isolierenden Traverse anliegen.
Gemäß einem bevorzugen Merkmal der Erfindung umgibt ein bewickelter Magnetring den zweiten Teil der isolierenden Traverse in Höhe der Kehle des übergangs vom ersten zum zweiten Teil der is6lierenden Traverse.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 zeigt in Perspektive einen dreiphasigen Lastschalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Figur 2 zeigt im Axialschnitt einen Pol des erfindungsgemäßen Lastschalters.
Figur 3 zeigt teilweise und geschnitten einen Pol gemäß einer Ausführungsvariante.
Figur 4 zeigt vergrößert die Maßnahmen, um mechanisch und elektrisch das Metallrohr und die Schaltkammer zu verbinden.
Figur 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in Figur 2.
Figur 5A zeigt im Schnitt eine Vorrichtung zur Kompensation des Spiels für die Steuerung der Kontakte der Kammer.
Figur 5B zeigt im Schnitt einen Pol gemäß einer erfindungsgemäßen Aus führungsvariante.
Figur 5C zeigt einen fackelartigen Aufbau während der Montage eines Pols des selbsttrennenden Lastschalters.
Figur 5D zeigt eine Variante zu Figur 5B.
Figur 6 zeigt schematisch den Steuermechanismus des Lastschalters.
Figur 6A zeigt in Perspektive eine Ausführungsvariante der Betätigungsmittel für die Schaltkammern der Pole.
Figur 7 zeigt schematisch einen Lastschalter, der für jede Phase zwei parallele Pole zur Verdopplung des Nennstroms verwendet.
Figur 8 zeigt schematisch einen abtrennbaren Mittelspannungs-Lastschalter mit frontaler Kopplung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Figur 9 zeigt schematisch einen Mittelspannungs-Lastschalter mit stirnseitiger Kopplung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Figür 10 zeigt schematisch einen Mittelspannungs- Lastschalter für Außenanlagen auf einem Stützgerüst gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Figur 11 zeigt schematisch von vorne einen Mittelspannungs-Lastschalter für Außenanlagen auf einem Ausleger.
Figur 12 zeigt schematisch von vorne einen Lastschalter für Außenanlagen gemäß einer Ausführungsforrn der Erfindung, der trennbar ist.
Figur 13 zeigt von der Seite in verkleinertem Maßstab den Lastschalter aus der vorhergehenden Figur, wobei die Schublade mit den Polen herausgezogen ist.
Figur 1 zeigt in Perspektive einen dreiphasigen Lastschalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Die Pole des Lastschalters tragen die Bezugszeichen 1, 2 und 3. Sie sind auf einem gemeinsamen Balken 4 oder Metallprofil befestigt, der als Träger dient, aber hohl ist, um eine Steuerwelle 38 für die Pole aufnehmen zu können.
Die Steuerwelle endet in einem mit dem Balken fest verbundenen Steuerkasten.
Figur 2 zeigt im Axialschnitt eine Pol, beispielsweise den Pol 1, aber natürlich sind alle Pole vollkommen identisch aufgebaut und austauschbar.
Der Pol enthält eine isolierende Traverse 10 aus Harz oder einem Elastomermaterial, die mit Rippen 11 versehen ist. In einer besonderen Ausführungsform sind die Rippen separat aufgebracht. Im Rahmen einer Variante können sie zusammen mit der isolierenden Traverse 10 gegossen werden.
Ein erster Bereich 10A der Traverse ist rohrförmig und umschließt eine Schaltkammer 14, die schematisch angedeutet ist.
Die Schaltkammer enthält eine isolierende Hülle 15, vorzugsweise aus Keramikrnaterial, und zwei metallische Endplatten oder Flansche 16 und 17. An der Platte 16 ist einseitig ein Stab 18 befestigt, der einen ortsfesten Kontakt 19 trägt, und an der anderen Seite eine erste Klemme 20 des Pols.
Die Schaltkammer enthält einen beweglichen Kontakt 21, der von einer Stange 22 getragen wird, die aufgrund eines Abdichtungsbalgs 23 dicht die Platte 17 durchdringt.
Die innere Oberfläche des Teils 10A der Traverse ist mit zur Achse der Traverse parallel verlaufenden Rinnen 12 versehen, die als Belüftungskanäle dienen, wie dies später erläutert wird.
Es sei bemerkt, daß die Abmessungen des Teils 10A der Traverse und besonders sein Innendurchmesser vorzugsweise so gewählt sind, daß die Schaltkammern mit den größten Abmessungen darin untergebracht werden können. Möchte man eine Schaltkammer kleinerer Abmessungen einsetzen, dann legt man, wie dies in Figur 3 gezeigt ist, zwischen die Innenseite der Traverse 10A und die Schaltkammer 10 einen zylindrischen Käfig 13 aus einem Isoliermaterial wie z.B. einem Harz, der außen Rinnen 13A besitzt, welche mit der seitlichen Oberfläche der Schaltkammer Belüftungskanäle definieren.
In Figur 2 sieht man weiter, daß die isolierende Traverse 10 einen zweiten Teil 10B ebenfalls in Rohrform besitzt, dessen Durchmesser aber kleiner als der des Teils 10A ist und der an diesen über eine Kehle 10C anschließt. Die innere Oberfläche des Teils 10B ist konisch, wobei die Dicke der Traverse vön der Kehle 10C in dem Maß, wie man sich von ihr entfernt, zunimmt. Natürlich bilden die beiden Teile 10A und 10B ein gemeinsam gegossenes Bauteil.
Der rohrförmige Teil 10B enthält ein Metallrohr 25, vorzugsweise aus Kupfer, das, wie anhand der Figur 5 gezeigt werden wird, mit der Schaltkammer fest verbunden ist, und steht in elektrischem Kontakt mit dem beweglichen Stab 22 der Schaltkammer. Das Rohr 25 hat die Aufgabe, den Strom zwischen der Schaltkammer und einem komplexen Endstück 26 zu übertragen, das insbesondere als zweite Klemme für den Pol dient.
Die dielektrische Festigkeit zwischen der Traverse 10B und dem Metallrohr 25 wird mit Hilfe einer Umhüllung 27 sichergestellt, die aus isolierendem Material wie z.B. Latex besteht und allgemein rohrförmig ist, mit einem inneren zylindrischen Querschnitt und einem äußeren konischen Querschnitt, der komplementär zur inneren Oberfläche des Teils 10B der isolierenden Traverse ist. Bei der Montage wird diese Umhüllung auf das Metallrohr 25 geschoben, wobei die Gleitbewegung durch die Verwendung eines Isolierfetts, beispielsweise auf Silikonbasis, erleichtert wird. Dann wird die äußere Oberfläche der Umhüllung mit dem gleichen Fett bestrichen und in den Teil 10B der isolierenden Traverse geschoben, indem ein Druck ausgeübt wird, so daß die Luft entweicht. Die Kompression der Umhüllung wird mit Hilfe eines Blockiermittels wie z.B. eines Klemmrings 28 aufrechterhalten, der in eine Nut des Rohrs 25 eindringt.
Das Gerät ist auf dem Metallprofil 4 mit Hilfe eines Befestigungsendstücks 29 befestigt.
Die Öffnungs- und Schließbewegung der Kontakte in der Schaltkammer erfolgt über eine beispielsweise metallische Stange 30, die in dem Rohr 25 hin- und herbewegt werden kann und am Stab 22 befestigt ist. Diese Stange ist bei 31 an einen Umlenkhebel 32 angelenkt, der seinerseits bei 33 gelenkig mit dem Endstück 26 verbunden ist. Das Ende des Hebels 32 ist bei 34 mit einem ersten Ende eines Isoliergestänges 35 gelenkig verbunden, dessen zweites Ende bei 36 gelenkig mit einem ersten Ende einer Kurbel 37 verbunden ist, deren zweites Ende auf der in dem Balken 4 liegenden Steuerwelle 38 verkeilt ist.
Das Kupferrohr besitzt in der Nähe der Platte 17 Löcher 25, deren Aufgabe nun beschrieben wird.
Beim Durchfluß des Nennstroms durch die Schaltkammer erfährt diese eine Erwärmung aufgrund des Joule-Effekts. Die Kühlung der Kammer erfolgt durch eine Luftströmung, die in das Endstück 26 eindringt, den ringförmigen Bereich zwischen der Betätigungsstange 30 und dem Rohr 25 durchquert, dann durch die Löcher 25A und schließlich durch die Belüftungsrinnen 12 des Teils 10A der Traverse verläuft.
Figur 4 zeigt, wie das Metallrohr 25 mechanisch an der Schaltkammer 14 befestigt ist und wie der Strom durch den beweglichen Stab 22 zum Rohr 25 fließen kann.
Die Schaltkammern enthalten üblicherweise eine Me tallhaube, die an die Platte 17 angeschweißt ist und eine Abstufung für den beweglichen Stab 22 enthält. Für die Zwecke der Erfindung wird die Haube verändert und zu einer innen mit Gewinde versehenen Hülse ISA, an der ein Metallring 158 angeschraubt werden kann. Das Rohr 25 steckt in diesem Ring und ist mit diesem durch Verlöten oder Verschrauben verbunden. Der Ring und das Rohr definieren damit eine Schulter, an der sich ein Kontakt vom Akkordeontyp oder vom Hülsentyp 15C abstützt.
Die Form und die Aufgabe des Endstücks 26 werden nun anhand von Figur 5 erläutert. Man erkennt, daß das Endstück 26 zwei Halbkragen 41 und 42 besitzt, die mit Hilfe von Schrauben 43 und 44 zusammengespannt werden können. Dieser Kragen umschließt das Ende des leitenden Rohrs 25 mit einem ausreichend großen Kontaktdruck, um einen guten Strorndurch gang zu gewährleisten. Die Halbkragen, die gegen das Ende der Traverse 10B anliegen, blockieren in axialer Translation das Rohr 25 und die damit fest verbundene Schaltkammer 14.
Zapfen 45, die auf den Halbkragen angebracht sind, wirken mit Vertiefungen im Ende der Traverse 10B zusammen, um das Rohr 25 und damit die Schaltkammer 14 gegen Drehung zu sichern.
Zwei Laschen 46 und 47 der Halbkragen bilden die zweite Klemme 48 des Pols.
Die Schraube 44 dient als Gelenkachse 33 für den Hebel 32.
Die Halbkragen besitzen einen Ausschnitt 49, um die Montage des Gelenks 31 zu erlauben.
Der Pol wird durch eine Strommeßsonde 50 in Form eines bewickelten Magnetringkerns vervollständigt. Wenn die Rippen nachträglich aufgebracht sind, kann der gewickelte Magnetring geschlossen sein und vor dem Aufbringen der Rippen 11 auf die Traverse 10B aufgeschoben werden. Wenn dagegen die Rippen mit der Traverse zusammen gegossen wurden, handelt es sich bei dem Magnetkreis um einen offenen Kreis.
Die Strommeßsonden der Pole können einen abnorm großen Überlast- oder Kurzschlußstrom in den Polen erfassen und das öffnen des Lastschalters steuern. Das Maximalstromrelais mit direkter Aktion, das keine Hilfsstromquelle erfordert, kann im Steuerkasten 5 untergebracht werden. Beim Durchschlag der Traverse in Höhe des Metallbalkens erfaßt die Strommeßsonde den Erdungsfehler und veranlaßt die Auslösung.
Die Außenseite der Traverse in Höhe des Magnetrings 50 und des Kragens 29 für die Verbindung mit dem Balken 4 ist mit einer Metallschicht bedeckt, um das Potential zu egalisieren, das Erdpotential ist.
Der Ring kann mit einer Glimmentladungs-Schutzhaube 51 versehen sein, die durch nicht dargestellte übliche Mittel gehalten wird.
Aus Figur 2 ersieht man, daß zwischen dem Flansch 17 und dem Zwischenbereich 10C der Traverse sich ein mit Luft gefülltes Volumen befindet. Ohne besondere Vorkehrungen entstünde in diesem Volumen ein großer Potentialgradient, der zu partiellen Entladungen führen könnte, die auf Dauer zerstörende Wirkung hätten. Um diesen Nachteil zu beheben, ent hält die Traverse in Höhe des erwähnten Volumens in das Gießmaterial der Traverse eingebettet ein Metallgitter 51A, das auf das Potential des Metallrohrs 25 gebracht ist. Auf diese Weise wirkt die einfache Spannung nur auf den isoherenden Bereich.
Die Betätigungsstange 30 kann ein Organ enthalten, um das Spiel zu kompensieren. Dieses Organ enthält einen mit einer Feder 53 versehenen Käfig, kann aber im Rahmen einer Variante auch an einer beliebigen anderen Stelle der kinematischen Kette zwischen dem Stab 22 und der Steuerwelle 38 im Balken 4 liegen.
Dieser Käfig kann, wenn er in manchen Fällen zuviel Platz benötigt, als daß er innerhalb des Metallrohrs 25 untergebracht werden könnte, auch durch die nachfolgend anhand der Figur 5A beschriebene Vorrichtung ersetzt werden.
Zumindest das Ende des Steuerstabs besitzt einen rohrförmigen Bereich 30A, in den das Ende des beweglichen Stabs 22 der Kammer eindringt. Der bewegliche Metallstab 22 enthält einen Schlitz 22A, in den ein erster Stift 22B eingreift, welcher die Stange 30 durchquert. Eine Feder 22C liegt zwischen einer ersten Stützscheibe 22B in Kontakt mit dem Ende des rohrförmigen Bereichs 30A und einer zweiten Scheibe 22E, die auf den Stab 22 gesteckt ist und durch einen zweiten Stift 22F gehalten wird, der den Stab 22 durchquert. Wenn die Kontakte der Kammer geschlossen sind, kom primiert die Stange 30 die Feder 22C, die ohne Spiel die Kraft auf den beweglichen Stab 22 überträgt. Beim Öffnen zieht die Stange 30 am Stab 22. Es sei bemerkt, daß die Mittel zur Kompensation des Spiels in dem leitenden Rohr 25 durch die Scheiben 22D und 22E geführt werden, auf denen sich die Feder abstützt. Diese Scheiben besitzen Löcher oder Einschnitte an ihrem Umfang, um den Kühlluftstrom für die Kammer durchzulassen.
Es wurde erwähnt, daß nur das Ende der Steuerstange rohrförmig ausgebildet ist. In einer Variante könnte die Steuerstange über ihre ganze Länge rohrförmig sein.
Figur 5B zeigt im Axialschnitt einen Pol gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung. Die gleichen Elemente in den Figuren 2 und 5B trage die gleichen Bezugszeichen. Das Kupferrohr 25 besitzt einen durch Flachprägen erweiterten oberen Bereich 25B, der den unteren Teil des Platzes für die Schaltkammer bildet. Die Betätigungsstange 30 ist unmittelbar an den beweglichen Kontakt 21 der Schaltkammer angeschraubt. Der elektrische Kontakt zwischen dem Stab 22 der Schaltkammer und dem Rohr 25 wird durch einen Lamellenkontakt LSD hergestellt. Der obere Bereich des Teils 10A der Traverse wird durch eine Platte 16A verschlossen, die durch Schrauben 16B festgeschraubt ist, welche mit Einsätzen in die Gießwand der isolierenden Traverse zusammenwirken. Die Platte 16A trägt Lamellen 16C, die sowohl den elektrischen Kontakt als auch Kühlelemente für die Schaltkammer bilden.
Beim Gießen der isolierenden Traverse 10 wird das Rohr 25 als Einsatz angebracht und liegt damit korrekt positioniert bezüglich des Isoliermaterials.
Für die Montage des Pols beginnt man mit der Herstel lung der fackelartigen Einheit, die in Figur SC zu sehen ist und die Schaltkammer 14, den Lamellenkontakt 15D, die Vorrichtung 53 zur Kompensation des Spiels und die Verschlußplatte 16A enthält. Diese Einheit wird dann in die Isolierhülle 10 gesteckt. Dann muß man nur noch das Bauteil 26, den Hebel 32 und das isolierende Gestänge 35 befestigen.
Figur 5D zeigt eine Ausführungsvariante, in der gleiche Elemente wie in Figur 2 und 5B die gleichen Bezugszeichen tragen.
Das Kupferrohr 30 hat nur eine kurzelänge und liegt in dem Bereich 10B der isolierenden Traverse. Es wirkt mit einem Lamellenkontakt 15D zusammen, der unmittelbar auf dem dann eine ausreichende Länge besitzenden beweglichen Stab 22 der Schaltkammer sitzt. Die Vorrichtung 43 zur Kompensation des Spiels sitzt auf dem isolierenden Gestänge 33.
Der Steuerkasten 5 enthält außer dem Maximalstromrelais, das oben erwähnt wurde, den Mechanismus zur Drehung der Steuerwelle 38, über den die Stange 30 translatorisch bewegt werden kann, um Zyklen zum Öffnen und Schließen des Lastkontakts durchzuführen.
Figur 6 zeigt prinzipiell diesen Mechanismus, der direkt an die Steuerwelle 38 des Lastschalters gekoppelt ist. Hier kann eine prinzipielle Beschreibung dieses Mechanismus genügen, da seine Realisierung dem Fachmann vertraut ist, der sich auch auf das Werk "Techniques de l'Ingénieur, Appareillage Electrique d'Interruption a Haute Tension" von Eugène Maury, D 657-4, Seite 49 beziehen kann.
In Figur 6 erkennt man die Welle 38, die sich in dem am Steuerkasten befestigten Balken 4 befindet.
Der Mechanismus enthält eine Trommel 80 mit einer Feder, die das Reservoir für die Betätigungsenergie bildet. Ein Getriebemotor 81 treibt die Trommel an, um die Feder zu spannen. Die Trommel treibt stets in der gleichen Richtung bei der Entlastung der Feder eine Welle 82 an, die Blockiervorrichtungen 83 zur elektrischen oder manuellen Steuerung zugeordnet ist, um übliche Öffnungs- und Schließzyklen durchzuführen (beispielsweise einen Zyklus "Öffnen - 0,1 s Schließen - Öffnen"). Eine Exzentervorrichtung 84 wandelt die in einer Richtung verlaufende Bewegung der Welle 82 in eine abwechselnde Kreisbewegung um, die der Steuerwelle 38 für die Pole des Lastschalters übermittelt wird.
Der Mechanismus enthält wie bekannt ein Organ zum manuellen Spannen der Feder mit einer Kurbel 85, die insbesondere in Figur 1 zu sehen ist.
Oben wurde dargelegt, daß die Betätigung der Schaltkammern aufgrund der Drehung des Steuerkastens 38 erfolgt. Figur 6A zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die Welle 38 einer translatorischen Hin- und Herbewegung unterliegt. Diese Bewegung wird dem Hebel 32 in bekannter Weise über einen Hebel 32A und eine geknickte Kurbelstange 32B übermittelt.
Die Erfindung ist typisch auf einen Mittelspannungs- Lastschalter anwendbar bis zu einer Nennspannung von 36 kV und einem Nennstrom von 1250 A.
Es ist möglich, den Wert des Nennstroms zu verdoppeln, indem Polpaare parallel verwendet werden, wie dies Figur 7 zeigt.
In Figur 7 erkennt man die Polpaare 1, 1'; 2, 2' und 3, 3', die auf demselben Balken 4 sitzen und die gleiche Steuerwelle 38 sowie den gleichen Steuerkasten 5 verwenden.
Die Enden der Pole sind paarweise zusammengefaßt und bilden Klemmen 61A, 61B, 61C und 62A, 62B, 62C.
Ein solcher Lastschalter kann mit einer Nennspannung von 36 kV und einem Nennstrorn von 2500 A betrieben werden. Natürlich kann der erfindungsgemäße Lastschalter den ganzen Mittelspannungsbereich abdecken, also 7,2 oder 12 oder 24 oder 36 kV.
Die Erfindung ist auf die Herstellung von Mittelspannungs-Lastschaltern anwendbar, die sowohl bei Innen- als auch bei Außenanlagen eingesetzt werden können.
Figur 8 zeigt einen Lastschalter für Innenanlagen mit frontaler Kopplung.
Dieser Lastschalter besitzt drei Pole der oben beschriebenen Art. Diese Pole sind auf einem gemeinsamen Balken 4 aufgereiht. In Figur 8 ist nur der Pol 71 zu sehen, da es sich um eine Seitenansicht handelt. Ein Gestell 72 auf Rollen 73 ermöglicht die Verschiebung auf Schienen 74 und trägt den Balken 4 und den Steuerkasten 5. Der Steuermechanismus wird durch ein Gestänge mit einer Kurbel 75 und einer Zugstange 76 vervollständigt. Die Klemmen der Pole sind durch steckbare Anschlüsse 77 und 78 verlängert.
Solche Lastschalter werden grundsätzlich in der Anordnung von entweder neuen oder alten bekannten steckbaren Zellen verwendet, bei denen man die Schaltkammern der Geräte einer überholten Technik ersetzen will (beispielsweise Last schalter mit einem kleinen Ölvolumen). Es sei bemerkt, daß in Innenanlagen der Lastschalter in einer Metallzelle eingeschlossen ist.
Figur 9 zeigt einen Lastschalter mit einer endseitigen Kopplung. Man erkennt den Tragbalken 4 für die drei Pole 91, 92 und 93. Der Steuerkasten 5 ist senkrecht zum Tragbalken so montiert, daß die Steuerwelle für die Pole 38 unmittelbar an den Steuermechanismus gekoppelt ist. Die Verwendung eines solchen Lastschalters in Innenanlagen betrifft im wesentlichen die Ausrüstung von festen Zellen, die im allgemeinen mit Trennschaltern zur Isolierung kombiniert sind. Es handelt sich entweder um zu renovierende alte Zellen oder um neue Zellen, in denen man Schaltkammern verwenden will.
Die Erfindung ist auch bei Lastschaltern für Außenanlagen durch übliche Anpassungen hinsichtlich der Witterungsverhältnisse anwendbar (Verwendung von Isolierstoffen, die der Verschmutzung und der UV-Strahlung widerstehen Schutz der Pole gegen das Eindringen von Wasser oder Schnee, galvanisiertes Chassis, Tropenbehandlung der Spulen usw.).
Figur 10 zeigt einen ortsfesten Lastschalter mit endseitiger Kopplung.
Der Balken 4 mit den Polen 101, 102 und 103 ist aus galvanisiertem Stahl. Er sitzt auf einem Stützgerüst aus demselben Metall. Der Steuerkasten am Boden wirkt mit einem Gestänge 105 und einem Umlenkgestänge 106 zusammen, um die Steuerwelle 38 im Tragbalken zu betätigen.
Die Pole sind mit einer Metallschutzhaube 101A, 102A, 103A versehen, die die Kammern gegen die Witterungseinflüsse schützt, insbesondere das Eindringen von Regenwasser verhindert, ohne die Luftkühlung zu behindern. Die Traversen der Pole sind vorzugsweise aus cycloaliphatischem Epoxyharz.
In einer in Figur 11 gezeigten Ausführungsvariante kann das Gerüst durch eine einfache Säule 107 ersetzt sein, die mit dem Balken 4 einen Ausleger bildet.
Die Figuren 12 und 13 zeigen eine andere Anwendung, nämlich einen Lastschalter (auch recloser genannt) für Au- ßenanlagen mit Trennschaltern.
Der Balken 4, der die Pole 111, 112, 113 trägt, ist schwenkbar in einer Schublade 114 montiert, die in einem von einer Säule 116 getragenen Chassis 115 gleiten kann. Der Steuerkasten ist mit dem Balken 4 fest verbunden. Das Chassis besitzt weiter Stützisolatoren 121, 122, 123 für die ankommende und Stützisolatoren 131, 132, 133 für die abgehende Leitung 117.
Wenn der Lastschalter geöffnet ist, kann der Balken 4 90º um seine Achse gedreht werden. Dann sind die Pole geöffnet und in der Schublade 114 enthalten. Die Schublade kann teilweise herausgezogen werden (Figur 13), um sie optisch zu überprüfen, zu warten oder um einen oder mehrere Pole zu ersetzen. Ein Schutzgitter 118 schützt das Wartungspersonal, das zur Schublade über eine Leiter 119 Zugang hat.

Claims

1. Mittelspannungs-Lastschalter mit einem Pol je Phase, der eine isolierende Traverse (10) mit einem ersten, zylindrischen Teil (10A) besitzt, der eine Schaltkammer (14) mit einer isolierenden Hülle (15) enthält, die durch einen ersten (16) bzw. zweiten Metallflansch (17) verschlossen ist, wobei der erste Metallflansch (16) außerhalb der Hülle eine erste Klemme (20) und innerhalb der Hülle einen ortsfesten Kontakt (18) trägt, während durch den zweiten Flansch (17) dicht ein elektrisch mit dem Flansch (17) verbundener beweglicher Metallstab (22) verläuft, der einen beweglichen Kon takt (21) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Traverse (10) einen zweiten zylindrischen Teil (10B) besitzt, in dem koaxial ein mechanisch mit der Schaltkammer (14) und elektrisch mit dem beweglichen Stab (22) verbundenes Metallrohr (25) liegt, das eine mit dem beweglichen Metallstab (22) verbundene Betätigungsstange (30) enthält, wobei die isolierenden Traversen (10) aller Pole an einem gemeinsamen Metallprofil (4) befestigt sind, das im wesentlichen an der Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Teil (10A, 10B) jeder Traverse (10) liegt, daß das Metallprofil (4) eine allen Polen gemeinsame Steuerwelle (38) besitzt, die an den Betätigungsmechanismus gekoppelt ist, daß die Steuerstange (30) jedes Pols mechanisch mit der Welle (38) über einen Hebel (32), der an einem fest mit dem Metallrohr (25) verbundenen Endstück (26) angelenkt ist, und über einen isolierenden Arm (35) gekoppelt ist, der mit einem ersten Ende an den Hebel (32) und mit einem zweiten Ende an einer Kurbelstange (37) angelenkt ist, die auf der Steuerwelle (38) verkeilt ist, und daß das Endstück (26) mechanisch und elektrisch mit dem Metallrohr (25) verbunden ist und die zweiteklemme (48) des Pols bildet.

2. Lastschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (10A) der isolierenden Traverse (10) zur Achse der Traverse parallele innere Rinnen (12) aufweist, die mit der Außenwand der Schaltkammer Lüftungskanäle definie ren, wobei die Luft durch das Metallrohr (25) strömt und in die Kanäle durch Löcher (25A) im Rohr eindringt.

3. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle (38) drehbar ist.

4. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle (38) eine translatorisch entlang ihrer Achse verschiebbare Welle ist.

5. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkammer (14) in einem zylindrischen Käfig (13) aus Harz liegt, der sich im ersten Teil (10A) der Traverse (10) befindet.

6. Lastschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (13) aus Harz zu seiner Achse parallele innere Rinnen (13A) aufweist, die mit der Wand der Schaltkammer (14) Belüftungskanäle definieren, wobei die Luft durch das Metallrohr (25) strömt und in die Kanäle durch Löcher (25A) im Rohr eindringt.

7. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchschlagsfestigkeit zwischen dem Metallrohr (25) und dem zweiten Teil (10B) der isolierenden Traverse durch eine Umhüllung (27) aus einem Isoliermaterial gewährleistet wird, die auf das Metallrohr (25) aufgezogen und in den zweiten Teil (28) gesteckt wird, wobei die Montage durch die Verwendung eines Isolierfetts erleichtert wird.

8. Lastschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (27) aus Latex ist.

9. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kinematische Kette zwischen der Steuerstange (30) und der Steuerwelle (38) einen Mechanismus mit einer Feder (53) enthält, um das mechanische Spiel zu kompensieren.

10. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Steuerstange (30) einen rohrförmigen Endbereich (30A) enthält, in den der bewegliche Stab (22) eindringt, wobei dieser Stab einen Schlitz (22A) besitzt, in dem ein erster die Steuerstange durchquerender Stift (22B) verläuft, wobei eine Feder (22C) sich an einer ersten Stützscheibe (22D) in Kontakt mit dem Ende der Steuerstange (30) und an einer zweiten Stützscheibe (22E) abstützt, die auf den beweglichen Stab (22) aufgesteckt ist und durch einen zweiten, den beweglichen Stab (22) durchquerenden Stift (22F) gehalten wird.

11. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindung des Metallrohrs (25) mit der Schaltkammer (14) und die elektrische Verbindung des Metallrohrs (25) mit dem beweglichen Kontaktstab (22) über eine am zweiten Flansch (17) befestigte Hülse (15A), einen an der Hülse (15A) und dem Rohr (25) befestigten Ring (15B) und einen Kontaktring (15C) vom Akkordeontyp erfolgt, der sich in dem Ring (15B) befindet und den beweglichen Kontaktstab (22) umgibt.

12. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Stab (22) mit der Steuerstange (30) verschraubt ist, wobei der elektrische Kontakt zwischen dem beweglichen Stab (22) und dem Metallrohr über einen Lamellenkontakt (15D) erfolgt.

13. Lastschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Hülle auf das Metallrohr (25) aufgegossen ist.

14. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (26) zwei Halbkragen (41, 42) aufweist, die auf das Metallrohr (25) aufgepreßt sind und am Ende des zweiten Teils (10B) der isolierenden Traverse (10) anliegen.

15. Lastschalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbkragen (41, 42) Zapfen (45) besitzen, die mit Vertiefungen im zweiten Teil (10B) der isolierenden Traverse (10) zur Festlegung des Metallrohrs (25) in Drehrichtung zusammenwirken.

16. Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein bewickelter Magnetring (50) den zweiten Teil (10B) der isolierenden Traverse (10) in Höhe der Kehle (10C) des Übergangs vom ersten zum zweiten Teil (10A, 10B) der isolierenden Traverse (10) umgibt.

17. Mittelspannungs-Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole (71) und der Steuerkasten an einem beweglichen Chassis (72) befestigt sind, wobei die Steckverbindungen der Pole des Lastschalters (77, 78) so ausgebildet sind, daß sie ein frontales Einstecken erlauben, und wobei die Steuerwelle (38) der Pole an den Steuerkasten (5) über ein Gestänge (75, 76) angeschlossen ist.

18. Mittelspannungs-Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole (91, 92, 93) auf einem gemeinsamen Tragprofil (4) sitzen, das die gemeinsame Steuerwelle (38) in direktem Eingriff mit dem Steuerkasten (5) enthält, wobei der Kasten mit dem Tragprofil (4) fest verbunden ist und das Tragprofil (4) von einem Chassis (94) getragen wird, wobei die Pole (91, 92, 93) des Lastschalters so ausgebildet sind, daß sie eine endseitige Kopplung erlauben.

19. Mittelspannungs-Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 16 für Außenanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Profil (4) zum Tragen der Pole (101, 102, 103), das die gemeinsame Steuerwelle enthält, von einem Gerüst oder einer Auslegersäule (107) getragen wird, wobei der in dem Steuerkasten enthaltene Steuermechanismus in der Nähe des Bodens angeordnet ist und mit der Steuerwelle (38) über ein Gestänge (105) und ein Umlenkgestänge (106) gekoppelt ist.

20. Mittelspannungs-Lastschalter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß über jedem der Pole (101, 102, 103) eine Schutzhaube (101A, 102A, 103A) angeordnet ist, die das Eindringen von Regenwasser verhindert, aber die Luftkühlung der Schaltkammer (14) zuläßt.

21. Mittelspannungs-Lastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 16 für Außenanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragprofil (4) für die drei Pole (111, 112, 113) innerhalb einer Schublade (114) beweglich angeordnet ist, daß die Schublade von einem Chassis (115) getragen wird, das seinerseits am oberen Ende einer Säule (116) liegt, und daß der Lastschalter durch Drehung um 900 von den Kontakten entfernt werden kann, die von den die Leitung (117) tragenden Stützisolatoren (121, 122, 123; 131, 132, 133) getragen werden, und daß die Schublade für Wartungsarbeiten oder für den Ersatz der Pole teilweise herausgezogen werden kann.

22. Mittelspannungs-Lastschalter nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Pol (1, 2, 3) ein identischer Pol (1', 2', 3') parallel verbunden zugeordnet ist, um den Nennstrom zu verdoppeln.