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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Hochspannungsschaltautomaten, der mit einem
Schließwiderstand versehen ist, der mit einer Vorrichtung
zum Einführen dieses Widerstandes verbunden ist.
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In dem Patent FR-A-2450501 ist ein Schaltautomat
beschrieben, der einen Widerstand umfasst, welcher dazu
bestimmt ist, innerhalb kürzester Zeit seriell in den
Schaltkreis des Schaltautomaten eingefügt zu werden,
während des Schließens des letzteren. Ein derartiges
Einfügen dient dazu, die Überspannung zu begrenzen, welche
insbesondere während des Schließens langer leerer Leitungen
auftreten kann.
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In dem vorgenannten Dokument ist der Widerstand innerhalb
der Unterbrechungskammer angeordnet und ist mit einem
Mechanismus zum Einfügen verbunden, die ebenfalls im
Inneren der Unterbrechungskammer angeordnet ist.
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Die letztere umfasst einen Einfügkontakt, der durch einen
Ring aus Wolfram gebildet ist und mit einem Kontakt
zusammenwirkt, der mit einer festen Anordnung des
Schaltautomaten verbunden ist und ebenfalls aus einem Ring
aus Wolfram gebildet wird. Der elektrische Kontakt wird am
Kopfende realisiert und erfolgt mit einem relativ großen
Stoß, was die Wahl von Wolfram als Kontaktmaterial erklärt.
Diese Ringe sind kostenintensiv. Der mit dem mobilen
Element verbundene Ring ist schwer; diesen schnell in
Bewegung zu setzen, erfordert eine große Energie, so dass
die Leistung zur Steuerung des Schaltautomaten dieser
Tatsache Rechnung tragen muss, was den Selbstkostenpreis in
die Höhe treibt. Der Stoß der zwei Ringe erzeugt
Stoßeffekte und Abprallrisiken, so dass der Mechanismus
Stoßdämpferelemente umfassen muss, die ebenfalls zu einer
Erhöhung der Kosten des Schaltautomaten führen. Der
Platzbedarf und insbesondere der Durchmesser des Ringes aus
Wolfram ist groß, so dass der Durchmesser des Porzellans,
welches die Unterbrechungskammer begrenzt, groß ist.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen
Mechanismus zu realisieren, der kein schweres Teil umfasst,
so dass die Steuerleistung verringert werden kann, und die
Kosten sinken.
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Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen
Mechanismus zu realisieren, der keine
Stoßdämpfereinrichtung während des Kontaktes der
Einführkontakte benötigt.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen
Einführmechanismus mit reduziertem Durchmesser zu
realisieren, was eine Verringerung des Durchmessers der
Porzellanhülle wie auch eine Verringerung der Kosten
derselben ermöglicht.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Schaltautomat, umfassend,
für jede Phase, eine Unterbrechungskammer, die durch ein
isolierendes Gehäuse begrenzt ist, das im Wesentlichen
zylindrisch ist und in dessen Inneren in koaxialer Weise
eine mobile Anordnung angeordnet ist, umfassend
insbesondere einen mobilen Hauptkontakt, einen mobilen
Bogenkontakt und einen Blaskolben, der mit einem
Blaszylinder zusammenarbeitet, der durch eine Blasdüse
abgeschlossen ist, wobei die mobilen Kontakte mit einer
ersten Anschlussstelle verbunden sind, einer festen
Anordnung, umfassend einen festen Bogenkontakt in Serie mit
einem Widerstand, der koaxial angeordnet ist und mit einer
Einrichtung zum zeitweiligen Einführen zum Verschluss des
Schaltautomaten zusammenarbeitet, wobei der Widerstand mit
einer zweiten Anschlussstelle verbunden ist, dadurch
gekennzeichnet, dass der feste Bogenkontakt aus einem
axialen metallischen Schaft gebildet ist, wobei die
Einführanordnung einen Ring umfasst, der mit einem
elektrischen Kontakt entlang des metallischen Schaftes
gleiten kann und auf der Seite der mobilen Anordnung erste
Kontakte trägt, die der Zusammenarbeit mit den ersten
mobilen Kontakten dienen und andererseits zweite Kontakte,
die mit dritten festen Kontakten zusammenarbeiten können,
die elektrisch mit der zweiten Anschlussstelle verbunden
sind, wobei die Einführanordnung darüber hinaus einen
isolierenden zylindrischen Stössel umfasst, der durch eine
an dem Ring gelagerte erste Feder gedrückt wird, wobei die
Einführanordnung der Wirkung einer zweiten Feder
unterliegt, die an der festen Anordnung gelagert ist und
die Einführanordnung in Richtung der mobilen Anordnung
spannt, wobei der mobile Hauptkontakt, die ersten, zweiten
und dritten Kontakte derart angeordnet sind, dass wenn der
Schaltautomat in ausgelöster Position ist, die Distanz
einerseits zwischen den ersten Kontakten und dem
Hauptkontakt und andererseits zwischen den zweiten und
dritten Kontakten zumindest gleich der isolierenden Distanz
ist, entsprechend der Spannung der Kammer.
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Gemäß einer weiteren Eigenschaft umfasst die
Einführanordnung des Schaltautomaten darüber hinaus einen
Kolben, der mit dem Ring verbunden ist und um den festen
Bogenkontakt sowie im Inneren eines festen Zylinders
gleitet, der fest an der festen Anordnung ist und mit
kalibrierten Öffnungen versehen ist, zur Bildung einer
Verzögerung der Luftansaugung.
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Die Einführanordnung umfasst einen Dämpfungszylinder, der
mit dem Ring verbunden ist und mit einem Anschlag
zusammenwirkt, der an dem festen Bogenkontakt fixiert ist.
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Die Erfindung wird verständlich durch die Lektüre der
Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, mit Bezug
auf die beigefügten Zeichnungen; darin zeigt:
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Fig. 1 die Ansicht einer Unterbrechungskammer eines
Schaltautomaten mit Schließwiderstand,
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Fig. 2 eine axiale Teilschnittansicht einer
Unterbrechungskammer gemäß der Erfindung,
dargestellt in eingeklinkter Position,
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Fig. 3 eine axiale Teilschnittansicht derselben Kammer,
wobei der Schaltautomat in ausgeklinkter Position
dargestellt ist,
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Fig.
4 und 5 axiale Teilschnittansichten derselben
Unterbrechungskammer, wobei die unterschiedlichen
Schritte des Vorganges des Einklinkens des
Schaltautomaten dargestellt sind.
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Die Fig. 1 zeigt eine Unterbrechungskammer eines
Schaltautomaten mit Schliessviiderstand. Die
Unterbrechungskammer umfasst eine dichte, isolierende
Hülle, im Allgemeinen aus Porzellan, die durch zwei
Flansche an den Enden 2 und 3 verschlossen ist, versehen
mit einem ersten 2A und einem zweiten 3A Anschluss. Der
Innenraum der Hülle ist mit einem isolierenden Gas gefüllt
(vorzugsweise mit Schwefelhexafluorid SF&sub6;, welches unter
einem Druck von einigen Dutzend Hektapascal steht). Ein
Schliesswiderstand ist koaxial zu der Hülle 1 angeordnet,
im Inneren einer metallischen Haube 4, die mit dem Inneren
der Hülle kommuniziert und die die elektrische Verbindung
zwischen einem Ende des Widerstandes und der
Anschlussstelle 2A sicherstellt.
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Es ist zu bemerken, dass ein und derselbe Schaltautomat für
jede Phase mehrere Unterbrechungskammern der vorgenannten
Art umfassen kann, die in Serie geschaltet sind.
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Darüber hinaus lässt sich die Erfindung, die Gegenstand der
vorliegenden Patentanmeldung ist, ebenfalls auf
Installationen mit einer "geerdeten metallischen Hülle"
anwenden, d. h. gekapselte Installationen. In diesem Fall
ist die Porzellanhülle 1 durch eine metallische Hülle
ersetzt, beispielsweise aus Aluminium, welche geerdet ist
und die Anschlussstellen sind isoliert.
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Die Fig. 2 zeigt, in größerem Maßstab jedoch teilweise in
Axialschnitt, die Unterbrechungskammer gemäß der Erfindung.
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Man unterscheidet die keramische Hülle 1 und ein erstes
Ende des Widerstandes S. der aus gestapelten Blechen
gebildet ist. Das zweite Ende des Widerstandes, welches in
der Fig. 2 nicht sichtbar ist, ist elektrisch mit der
ersten Anschlussstelle 2A verbunden, die in der Fig. 2
nicht dargestellt ist.
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Der feste Bogenkontakt der Unterbrechungskammer ist aus
einem metallischen Stapel 11 gebildet, beispielsweise aus
einer Legierung auf der Basis von Kupfer, ausgestattet mit
einem. Ende 11A, das aus einem Material gemacht ist, welches
resistent gegen Effekte des elektrischen Bogens ist. Dieses
Material kann eine Legierung auf der Basis von Wolfram
sein.
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Die mobile Anordnung des Schaltautomaten umfasst einen
metallischen Zylinder 13, der mechanisch mit einem nicht
dargestellten Handhabungsgestänge verbunden ist und
elektrisch mit einem zweiten Stromanschluss 3A, der in der
Fig. 2 nicht sichtbar ist. An einem Ende des Zylinders ist
ein Kontaktansatz 14 angeordnet, der den permanenten
Kontakt der mobilen Anordnung bildet.
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Koaxial zu dem Zylinder 13 ist eine metallische Röhre 15
angeordnet, dessen eines Ende, nicht sichtbar in der Fig.
2, elektrisch mit einer zweiten Stromanschlussstelle 3A
verbunden ist und deren zweites Ende 15A aus Kontaktzapfen
gebildet ist, aus einem Material, das resistent gegen
Bogeneffekte ist.
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Der Zylinder 13 und die Röhre 15 definieren ein
Ringblasvolumen 16, das einerseits durch eine Scheibe 17
geschlossen ist, die mit dem Zylinder 13 und der Röhre 15
verbunden ist und andererseits durch einen festen
Blaskolben 18 mit ringförmigem Querschnitt. Die Scheibe 17
ist mit Löchern 19 versehen, für den Durchtritt des
Blasgases, welches über eine Blasdüse 20 entweicht.
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Die Einführanordnung des Widerstandes umfasst einen
metallischen Ring 22, der entlang des Stapels 11 gleiten
kann und elektrisch in Kontakt mit dem letzteren ist,
aufgrund des Gleitkontaktes 23. Der Ring 22 ist mit Löchern
22A versehen.
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Die Einführanordnung ist daher beweglich bezüglich der
festen Anordnung der Unterbrechungskammer.
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Auf einer Seite des Ringes ist eine Krone elektrischer
Kontakte 25 angeordnet, die am Ende eines zylindrischen
Leiterteiles 26 angeordnet sind; die Kontakte 25 wirken mit
dem Ansatz 14 für den Durchtritt eines permanenten Stromes
zusammen, wenn der Schaltautomat in eingeklinkter Position
ist.
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Auf derselben Seite wie die Krone 26 ist ein zylindrischer
Stössel 28 aus isolierendem Material angeordnet, der in
Kontakt mit der mobilen Anordnung kommt, wenn der
Schaltautomat in eingeklinkter Position ist. Der Stössel
wird durch eine Feder 29 gestoßen, die an dem Ring 22
gelagert ist. In dem Beispiel der Figur kommt der Stössel
28 in Anlage gegen einen Absatz 20A der Düse 20.
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Der Ring 22 trägt darüber hinaus ein Kontaktstück 31, das
mit einem festen zylindrischen Kontakt 32 zusammenwirkt,
der an den festen metallischen Armen 33 fixiert ist, welche
elektrisch mit der ersten Stromanschlussstelle 2A verbunden
sind und mechanisch an dem korrespondierenden Ende der
Unterbrechungskammer fixiert ist. Die Kontakte 31 und die
Kontakte 32 stehen in elektrischem Kontakt, wenn sich der
Schaltautomat in eingeklinkter Position befindet.
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Die Einführanordnung umfasst darüber hinaus einen Kolben
35, der um den Stab 11 gleiten kann und mit dem Ring 22
über die Arme 37 verbunden ist, beispielsweise drei um
einen Winkel von 120º beabstandete Arme. Der Kolben 35
gleitet in einem festen Zylinder 38, der an einem
metallischen Block 39 befestigt ist, welcher am Ende des
Widerstandes 5 plaziert ist. Der Zylinder. 38 ist mit nicht
dargestellten Ausnehmungen versehen, die nach außen münden,
um eine Verzögerung der mobilen Einführanordnung bei ihrer
Bewegung zur rechten Seite der Figur zu bilden. Eine Feder
40, die einerseits an der Außenwand des Zylinders 38
gelagert ist und andererseits an den Krümmungen der Arme
37, hat die Tendenz, die Einführanordnung zur rechten Seite
der Figur zu drücken.
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Die Einführanordnung wird komplettiert durch ein
zylindrisches Widerlager aus isolierendem Material 41, das
an dem Stab 11 befestigt ist und in Eingriff kommt, wenn
die Einführanordnung an das Ende ihres Weges auf der
rechten Seite der Figur kommt, in einem Zylinder 42, der
Teil der mobilen Anordnung ist. Diese Anordnung erlaubt
eine Stoßdämpfung am Ende des Weges der mobilen
Einführanordnung.
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Wenn der Schaltautomat eingeklinkt ist, zirkuliert der
Strom von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss,
indem er aufeinanderfolgend die Arme 33, die Kontakte 32
und 31, den Ring 22, den zylindrischen Teil 26, die
Kontakte 25 und 14 und die zylindrische Röhre 13
durchläuft.
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Die Fig. 3 zeigt die Unterbrechungskammer in ausgeklinkter
Position.
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Die Einführanordnung ist in ihrer Extremposition in
Anschlag gegen den Anschlag 41. Es ist zu bemerken, dass
die Distanzen d1 zwischen den Kontakten 25 und dem mobilen
Hauptkontakt und d2 zwischen den Kontakten 31 und 32 größer
sind, als die Isolationsdistanz der Spannung der
Unterbrechungskammer. Diese Bedingung ist notwendig, zur
Vermeidung eines jeglichen Überschlages zwischen Kontakten.
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Es kann nun gezeigt werden, wie, aufgrund der
Einführanordnung, der Widerstand 5 eingeführt wird, während
einer begrenzten Zeitdauer während eines Schließvorganges
des Schaltautomaten (Einklinken).
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Beim Schließen bewegt sich das mobile Element zur linken
Seite der Figuren.
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Die Fig. 4 zeigt die Konfiguration nach einem geringen Weg
des mobilen Elementes.
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Die Kontakte 14 und 25 haben sich angenähert, ohne dass
sich die Einführanordnung bewegt hätte. Damit die Distanz
d1 kleiner wird als die Isolationsdistanz, springt ein
Bogen A1 zwischen den Kontakten 14 und 25 über und der
Strom durchläuft den zylindrischen Teil 26, den Ring 22,
die Kontakte 23, den Stab 11 und den Widerstand 5. Der
Widerstand wird auf diese Weise eingeführt.
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Das mobile Element setzt seinen Weg fort und treibt die
Einführanordnung an, da die Feder 29 des Stößels 28 ihre
Kompression beendet hat.
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Damit die Distanz d2 zwischen den Kontakten 31 und 32
kleiner wird als die Isolationsdistanz (Fig. 5), springt
ein Bogen A2 zwischen diesen Kontakten über; der Widerstand
5 wird kurzgeschlossen, der Strom geht von dem zweiten
Stromanschluss zu dem ersten Stromanschluss und durchläuft
den Zylinder 13, die Kontakte 14 und 25, den zylindrischen
Teil 26, den Ring 22, den Kontakt 31, den Bogen A2, den
Kontakt 32 und die Arme 33.
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Die Abmessungen der unterschiedlichen Elemente der
Unterbrechungskammer wurden dimensioniert unter
Berücksichtigung der Geschwindigkeit der Bewegung der
mobilen Anordnung, um eine ausreichende Einführdauer des
Widerstandes 5 sicherzustellen, beispielsweise 8 bis 12
Millisekunden.
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Die mobile Anordnung setzt seinen Weg zur linken Seite bis
zum Ende des Weges fort; in diesem Moment sind die Kontakte
31 und 32 in Kontakt und die Kammer und die, in der
Konfiguration der Fig. 2.
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Bei der Ausklinkung wird die mobile Anordnung durch das
Handhabungsgestänge zur linken Seite gezogen. Die
Permanentstromkontakte 14 und 25 trennen sich, wie auch die
Bogenkontakte 15A und 11A.
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Aufgrund der Initialkräfte und der durch den Zylinder 38
gebildeten Verzögerung bleibt die Einführanordnung bis zur
Unterbrechung des Stromes unbeweglich. Auf diese Weise
bleibt der Widerstand 5 kurzgeschlossen während der
gesamten Phase der Unterbrechung des Stromes und wird daher
nicht in die Öffnung eingeführt.
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Die bewegliche Einheit setzt ihren Weg fort, der Kontakt
zwischen dem Stößel 28 und der mobilen Anordnung stoppt,
wenn die Feder 29 am Ende des Weges ankommt; unter der
Wirkung der Feder 40 bewegt sich die Einführanordnung
entlang des Stabes 11 bis zum Anschlag mit dem Anschlag 41;
in diesem Moment sind die Kontakte 31 und 32 durch einen
Abstand d2 getrennt, der größer ist als der
Isolationsabstand (Konfiguration der Fig. 3). Der Zylinder
42 und der Anschlag 41 bilden eine sehr einfache
Stoßdämpfereinrichtung.
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Die Einführanordnung der Erfindung ist leicht, so dass die
Steuerenergie des Schaltautomaten durch die
Einführanordnung nicht erhöht wird.
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Der maximale Durchmesser der Einführanordnung, bei dem es
sich um denjenigen der Arme 33 und des Kontaktes 32
handelt, ist gering, so dass der Durchmesser des Porzellans
durch die Anwesenheit dieser Einführanordnung nicht
vergrößert wird.
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Die Einführanordnung benötigt keinerlei
Stoßdämpfereinrichtung zur Einführung, was eine Quelle der
Ökonomie ist.
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Die Erfindung ist anwendbar auf Schaltautomaten hoher
Spannung, "offener" oder "geschützter" Art.