DE762861C

DE762861C - Kurzschlussfortschalteinrichtung

Info

Publication number: DE762861C
Application number: DEF87791D
Authority: DE
Inventors: Albert Monchamps
Original assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Current assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Priority date: 1938-10-14
Filing date: 1939-12-31
Publication date: 1951-12-20
Also published as: FR852550A

Description

Es sind kurzfristig wiedereinschaltende Schalter bekannt, bei denen auf eine durch eine Störung an einer beliebigen Stelle des überwachten Stromkreises selbsttätig bewirkte Öffnung des Schalters kurzfristig eine selbsttätige Wiedereinschaltung desselben folgt. Wenn die Störung bei der Wiedereinschaltung noch andauert, und zwar z. B. deshalb, weil die Störung während der Öffnung des Stromkreises nicht verschwunden ist oder weil der Lichtbogenraum an der Störungsstelle wegen der kleinen Zeitspanne, während der die Spannung in Fortfall kommt, nicht wieder die notwendige dielektrische Festigkeit erlangt hat, so ist es erforderlich, den Stromkreis ein zweites Mal zu öffnen. Diese zweite Öffnung kann von dem gleichen Schalter oder von einem mit diesem in Reihe liegenden besonderen Schalter bewirkt werden,

Da die aufeinanderfolgend zu bewirkenden ao öffnungen des Stromkreises in diesem Falle zeitlich nur durch den Bruchteil einer Sekunde

voneinander getrennt sind, so ist kein bekannter Schalter in der Lage, diese beiden Öffnungen des Stromkreises mit dem'gleichen Sicherheitskoeffizienten in ebenso kurzer Zeit zu bewerkstelligen. Der bei der ersten Öffnung des Stromkreises entionisierte Lichtbogenraum im Innern des Schalters kann nämlich in einem Bruchteil einer Sekunde nicht die dielektrische Festigkeit wiedererlangen, die er ίο zu Beginn der Öffnung des Stromkreises besaß. Dies gilt insbesondere für Schaltvorrichtungen, bei denen bei der Öffnung des Stromkreises Entionisierungsmittel zur Anwendung kommen, die aus isolierenden oder halbleitenden Flüssigkeiten bestehen, denn die Trägheit dieser Flüssigkeiten erlaubt ihnen nicht, in so kurzer Zeit die Lichtbogenkammer vollständig anzufüllen, aus der sie dann wieder ausgetrieben werden. Derartige Schalter haben daher einfach die Aufgabe, im Störungsfalle eine erste Unterbrechung des Stromkreises zu bewirken, auf die dann eine unmittelbare Wiedereinschaltung desselben folgt. Die zweite Öffnung des Stromkreises erfolgt dagegen, sofern sie überhaupt erforderlich ist, durch einen besonderen Schalter. Zwei in Reihe liegende Schalter, von denen beide oder nur einer eine selbsttätige Wiedereinschaltung vornehmen und der andere von gewöhnlicher Bauart ist und lediglich die zweite Öffnung des Stromkreises auszuführen hat, können in bekannter Weise folgendermaßen arbeiten: Im S^törungsfalle findet eine erste Öffnung des Stromkreises statt, der unmittelbar eine Wiedereinschaltung folgt. Ist die Störung dann noch nicht beseitigt, so wird der Stromkreis endgültig geöffnet.

Eine derartige Anordnung ist jedoch umständlich, da sie die Aufstellung von zwei vollständigen Einzelschaltern mit ihren Antriebsvorrichtungen notwendig macht. Auch hat eine solche Anordnung· einen sehr großen Platzbedarf.

Es ist auch schon bekannt, zwei gleiche, in Reihe liegende Schalter zu einer einzigen Einrichtung mit einer gemeinsamen x\ntriebsvorrichtung zu vereinigen. Die Schalter können hier stets nur gleichzeitig und in gleicher Weise arbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, diese Mangel wenigstens teilweise zu beheben. Erfindungsgemäß sind zwei in Reihe liegende Ölschalter in bekannter Weise als gleichartige, ölarme, ohne Richtungswechsel wiedereinschaltende Drehschalter ausgebildet, die nebeneinander auf einem gemeinsamen isolierten Sockel, aber mit getrennten Antriebsvorrichtungen so zusammengebaut sind, daß jeder von ihnen als zuerst arbeitender Kurzschlußfortschalter benutzbar ist, der nach seiner selbsttätigen Wiedereinschaltung die Öffnung j des zweiten Schalters bewirkt, wenn die

I Störung andauert.

j Die Zusammenarbeit der beiden ölschalter kann derart sein, daß einer die Öffnung" und kurzfristige Wiedereinschaltung des Stromkreises und der zweite lediglich die Öffnung desselben bewirkt.

Die Ausführung kann aber auch so sein, daß sowohl der eine als auch der andere Ölschalter nacheinander eine Öffnung und eine kurzfristige Wiedereinschaltung bewirkt. In beiden Fällen erhält man folgenden Arbeitszvklus:

ölschalter Xr. I

geschlossen

geöffnet
geschlossen
geschlossen
geschlossen

'-"■!schalter Xr. II

Sch a R-einricbtun'

geschlossen geschlossen geschlossen

geöffnet
geschlossen

geschlossen

geöffnet geschlossen

Hieraus ergibt sich, daß in jedem Augenblick wenigstens einer der Ölschalter geschlossen ist und daß die Öffnung des Stromkreises nacheinander dem einen bzw. dem anderen Schalter zufällt, so dal:! nacli einer beliebigen Anzahl von Öffnungen des Stromkreises jeder der Schalter ebenso viele Öffnungen desselben ausgeführt hat wie der andere.

Der Unterschied zwischen den beiden Fällen besteht darin, daß im ersten Fall der Schalter I einen Öffnungs- und Schlußarbeitskreislauf ausführt, während auf den Öffnungsvorgang durch den Schalter II eine Pause folgt, bevor der Schalter II wieder in die Schlußstellung gelangt.

Im zweiten Falle läuft der Arbeitszvklus unbegrenzt vollständig symmetrisch ab, und zwar so lange, bis der Arbeitstakt dem Entionisierungsmittel der beiden Schalter erlaubt, sich zwischen zwei ihm zufallenden Unterbrechungen des Stromkreises zu regenerieren. Gegenüber zwei völlig getrennten und voneinander verschiedenen Schaltern erzielt man durch die Erfindung eine beträchtliche Platz- und Herstellungspreisersparnis. Auch die Beschaffung von Ersatzteilen wird einfacher und billiger. Gegenüber der bekannten Anordnung mit zwei gleichen in Reihe liegenden Schaltern mit gemeinsamem Antrieb gibt die Erfindung die Möglichkeit, mit der gleichen »mbinierten Einrichtung in gewünschter Ordnung mehrere verschiedene Arbeitsgänge (statt einer einfachen Unterbrechung) durchzuführen. Man kann also eine einfache oder mehrfache Kurzschlußfortschaltung und alsdann die Öffnung des Stromkreises bewirken. Schließlich hat man es durch die Möglich-

keit, jeden, der beiden Schalter als ersten und den anderen als zweiten zu benutzen, in. der Hand, die Belastungen und die Abnutzung auf die ,beiden Schalter zu verteilen und die Sicherheit der Anlage in beträchtlichem Maße zu steigern.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, die sich beide auf Schalter mit geringem Ölinhalt und Drehkontakten, bekannter Bauart beziehen, zeigt die Zeichnung.

Fig. ι ist ein Schnitt durch eine Kurzschlußfortschalteinrichtung für mittlere Spannungen mit zwei Unterbrechungskammern mit waagerechter Achse, die symmetrisch angeordnet und in Reihe geschaltet sind. Die beweglichen Kontakte dieser beiden Kammern werden getrennt angetrieben. Dadurch erhält man eine aus zwei in Reihe liegenden ölschaltern bestehende Schalteinrichtung,

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Kurzschlußfortschalteinrichtung für Hochspannung, die aus zwei in Reihe geschalteten symmetrisch angeordneten ölschaltern mit je einer Unterbrechungskammer besteht. Hier sind die Ölschalter jedoch schräg angeordnet. Wie vorher sind die Unterbrechungselemente der beiden in Reihe liegenden Schalter getrennt angetrieben, und sie sind in der Lage, abwechselnd eine Unterbrechung des Kurz-Schlußstromes zu bewirken. Die V-förmige Anordnung eignet sich auch, für sehr hohe Spannungen. Jeder ölschalter erhält hierbei statt einer zwei übereinander angeordnete Kammern.

Die Schalteinrichtung mit zwei waagerechten Schaltelementen, die in Reihe liegen, besteht gemäß Fig. ι aus einem Metallsockel i, der eine doppelte Antriebsvorrichtung enthält und einen senkrechten Isolator 2 trägt, auf dem sich die ölschalter befinden, die hierdurch gegenüber dem Erdboden vollständig isoliert werden. Die Einrichtung hat ein mittleres Metallgehäuse 3, das auf dem oberen Ende des Isolators 2 ruht. An das Gehäuse 3 schließt sich einerseits und andererseits eine Unterbrechungskammer an. Jede dieser Kammern besteht aus einem Isolier-Stoffzylinder 4 und zwei Scheiben 5 und 6, die ebenfalls aus Isolierstoff bestehen. Das Ganze befindet sich in einem Mantel 7 aus Porzellan oder einem anderen witterungsbeständigen Werkstoff. Der Mantel 7 ist an seinem dem mittleren Gehäuse gegenüberliegenden Ende mit einem Metallgehäuse 8 versehen, in dem sich durch irgendein geeignetes Mittel die Trennung des Öles und der bei der Unterbrechung frei werdenden Gase oder Metalldämpfe vollzieht. Eine Welle 9 aus Isolierstoff, die an ihren Enden in von den Gehäusen 3 und 8 getragenen Lagern umläuft, ist schräg durch eine Metallstange 10 durchsetzt, an deren Enden sich die beweglichen Kontakte 11 und 11' befinden.
- Die festen Kontali te 12 und 12' werden von den Scheiben 5 und 6 getragen. Längs des 5^ Weges des beweglichen Kontaktes 11' sind in dem Zylinder 4 radiale Öffnungen 13 vorgesehen, durch die hindurch im Augenblick der Unterbrechung ein Strahl- frischen Öles normal zu dem Lichtbogen strömt. Zu diesem ^₀ Zweck ist zwischen dem Zylinder 4 und dem Mantel 7 ein Ringraum vorgesehen, der mit dem Gehäuse 8 in Verbindung steht.

Gemäß der Erfindung erhält die die beweglichen Kontakte 11 und ii' jeder Kammer tragende Welle 9 einen eigenen Antrieb, der in Fig. ι durch ein Kegelradpaar 14, 14', eine senkrechte Isolierstoff welle 15 und einen Schneckenantrieb 16 mit Schnecke 17 schematisch dargestellt ist. Die Schnecke 17 wird in beliebiger Weise angetrieben, und sie ist auf einer Steuerwelle 18 bzw. 19 angeordnet, die für die verschiedenen Pole der Schalteinrichtung gemeinsam vorgesehen ist. Der Antrieb kann der die beweglichen Kontakte g₅ ii und 11' jeder Kammer tragenden Welle9 eine hin und her gehende Bewegung erteilen, deren größte Amplitude gleich dem Winkel ist, der die beiden Schlußstellungen der Kontakte voneinander trennt, also etwa 360⁰ um- g₀ faßt. Der Antrieb kann der Welle während der aufeinanderfolgenden öffnungen und Schließungen jedoch auch eine Bewegung in ein und derselben Richtung erteilen. Es genügt, zu diesem Zweck Gleitkontakte derjenigen Art zu verwenden, wie sie schematisch in Fig.'ι dargestellt sind.

Gemäß der Erfindung können die Schalter I und II gleich und je für sich in der Lage sein, eine Öffnung zu bewirken, der unmittel- _1Oo bar darauf eine Schließung folgt. Es ist jedoch auch möglich, nur eines der Elemente für die Öffnung und die kurzfristig darauf erfolgende Wiedereinschaltung vorzusehen. Die Antriebsvorrichtung des zweiten Schalters kann dann die beiden Vorgänge der Öffnung und der Wiedereinschaltung nicht ohne Pause vornehmen. Im einen wie im anderen Falle ist der von der Einrichtung gemäß der Erfindung überwachte Stromkreis demnach no abwechselnd durch die. Schalter I und II geöffnet, ohne daß sich die beiden Schalter, wenigstens soweit es sich um eine normale Ausführung handelt, jemals gleichzeitig in der Öffnungsstellung befinden.

Die Einrichtung mit zur Waagerechten geneigten. Schaltern nach Fig. 2 besitzt ein Metallgehäuse 20, das eine doppelte Antriebsvorrichtung "beherbergt. Das Gehäuse trägt drei senkrechte Isolatoren 21, 22 und 23, auf denen die dem Erdboden gegenüber isolierten Schalter angeordnet sind. Die Einrichtung

hat ferner einen unteren Metallkasten 24, der auf den oberen Enden der senkrechten Isolatoren 2i, 22 und 23 ruht. "Auf seinem oberen Teil sind die Schaltelemente der beiden in Reihe liegenden Schalter angeordnet, die sich in ilänteln 25,26 aus Porzellan oder anderem witterungsbeständigen Werkstoff befinden. Jedes dieser Elemente ist je nach der Gebrauchsspannung mit einer oder mehreren übereinanderliegenden Kammern versehen. In Fig. 2 ist nur eine Kammer je Element dargestellt. Die aus der oder den Unterbrechungskammern ein und desselben Elementes herrührenden Gase und Dämpfe, die die Kammern durch die oberen Öffnungen 27 verlassen, werden von dem Öl mittels einer Zentrifugalvorrichtung 28 getrennt, die am oberen Ende dieses Elementes angeordnet ist. Gemäß der Erfindung erhält die die bewegliehen Kontakte des Schaltelementes jedes Schalters tragende Welle 29 einen Einzelantrieb, der in Fig. 2 durch zwei Kegelradpaare 30, 30' und 31, 31', eine senkrechte Isolierstoffweile 32, die im Innern des Isolators 22 bzw. 23 umläuft, und ein Schneckengetriebe 33 mit Schnecke 34 schematisch dargestellt ist. Die Schnecke 34 befindet sich auf einer den verschiedenen Polen der Einrichtung gemeinsamen Steuerwelle 35 bzw. 36.

Dieser Antrieb vermittelt der die beweglichen Kontakte des Schaltelementes jedes Ölschalters tragenden Welle 29 eine hin und her gehende Bewegung mit einer x\mplitude, die dem die beiden Schlußstellungen der Kontakte voneinander trennenden Winkel gleich ist, d. h. im Falle der Fig. 2 ungefähr 360^ beträgt.

Wie vorstehend mit Bezug auf Fig. 1 angegeben wurde, können die beiden Ölschalter gleich und befähigt sein, je für sich eine Öffnung mit unmittelbar darauffolgendem Schluß des Stromkreises herbeizuführen. Es ist jedoch möglich, daß nur einer der Schalter dazu in der Lage ist, während der andere Schalter die Öffnung und den Schluß nicht ohne Pause durchführen kann. Die Kontakte können auch Gleitkontakte sein, in welchem Falle jede der Kontaktträgerwellen an Stelle einer hin und her gehenden Bewegung stets eine Bewegung in gleicher Richtung ausführt.

wobei aufeinanderfolgend eine Öffnung und ein Schluß des Stromkreises stattfindet.

Es ist natürlich möglich, die Ausführungsbeispiele Änderungen zu unterziehen, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen würde. Es kann u. a. die Anzahl der jedem beweglichen Kontakt entsprechenden festen Kontakte statt auf einen einzigen beschränkt zu sein, einen beliebigen Wert η annehmen.

Claims

Patentansprüche:

1. Kurzschlußfortschalteinrichtung, bestehend aus zwei in Reihe liegenden ölschaltern, dadurch gekennzeichnet, daß diese Ölschalter in bekannter Weise als gleichartige ölarme, ohne Richtungswechsel wiedereinschaltende Drehschalter ausgebildet sind, die nebeneinander auf einem gemeinsamen isolierten Sockel, aber mit getrennten Antriebsvorrichtungen so zusammengebaut sind, daß jeder von ihnen als zuerst arbeitender Kurzschlußfortschalter benutzbar ist, der nach seiner selbsttätigen Wiedereinschaltung die Öffnung des zweiten Schalters bewirkt, wenn die Störung andauert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schalter nach seiner Auslösung einen neuen Kurzschlußfortschaltungsversuch ausführt, wonach er bei noch andauernder Störung den ersten auslöst.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei fortdauernder Störung nach Öffnung und Schließung des ersten Schalters und Öffnung und Schließung des zweiten Schalters der erste Schalter sich wieder öffnet und schließt und so fort, bis sich nach Erreichung der gewünschten Anzahl von Wiedereinschaltungen der sich dann öffnende Schalter nicht mehr schließt.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Französische Patentschriften Nr. 829 334, 833 188, S41 686.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen