DE861124C - Betaetigungsvorrichtung fuer elektrische Leistungsschalter - Google Patents

Description

Be,im Entwurf von Vor richtungen zur Betätigung elektrischer Leistungsschalter muß man auf eine Verminderung -der Gesamtschluß- und -Öffnungszeiten, auf die Einhaltung eines sehr geringen Steuerenergiebedarfs und auf hohe Betriebssicherung achten.

Die Erfindung ermöglicht die Erreichung dieser Ziele und sie ist auf die Betätigung aller Leistungsschalter allgemein anwendbar, jedoch' ganz besonders bei Hochspannungsschaltern vorteilhaft, welche mittels Radio- oder Hertzscher Wellen ferngesteuert werden.

Ein Schalter der letztgenannten Art, der für sich

nicht den Gegenstand der vorliegendien Erfindung ' bildet, ist mit einer unabhängigen mechanischen Energiequelle, wie z.B. mit einem Preßlufttank, und mit einer oder mehreren Hilfssteuerstromquellen, wie z. B. Trockenelementen oder Akkumulatorenbatterien, versehen. Diese Energiequellen und der zur individuellen Betätigung jedes Schal- ao terpoles vorgesehene Mechanismus sind hochspannungsseitig und ohne Verbindung mit der Erde angeordnet. Sie werden durch Radioempfänger gesteuert, welche neben den Betätigungsvorrichtungen der betreffenden Schalterpole vorgesehen sind. Jede Betätigungsvorrichtung, die beliebiger Art sein kann unid die Aufgabe bat, den Schalter zu schließen und auszulösen, wird mittels der durch Absperrvorrichtungen oder elektromagnetische < Ventile gesteuerten Druckluft aus dem obenerwähnten Tank und durch Relais und Auslösevorrichtungen in Tätigkeit gesetzt.

Die Erfindung umfaßt auch verschiedene führungsformen einer solchen mit Hertzschen oder Radiowellen arbeitenden Fernsteueranlage.

Wenn jeder Pol des Schalters eine¹ genügend starke elektrische Energiequelle, wie z. B. eine Akkumulatorenbatterie besitzt, welche ständig z.B. mittels· eines Gleichrichters aufgeladen wird, kann der erfindungsgemäße Betrieb in folgender Weise durchgeführt werden.

ίο Der einem bestimmten Pol des Schalters beigegebene Radioempfänger bewirkt mittels seines Ausgangskreises eine selektive Erregung eines empfindlichen Einschaltrelais und eines empfindlichen Auslöserelais. Das erste Relais-, welches nicht fähig zu sein braucht, eine unmittelbare Einschaltung· des Schalterpols herbeizuführen, wirkt auf die elektromagnetischen Ventile oder sonstigen Steuermittel der Betätigungsivomchtung ein, indem es· deren Stromkreise schließt, welche von den erwähnten Stromquellen gespeist werden. Das zweite Relais, welches für die Auslösung bestimmt ist, kann die Ausschaltung des Pols entweder unmittelbar oder mit Hilfe von eingeschalteten Zwischenrelais, die ebenfalls von der erwähnten Sfcromquelle gespeist werden, oder auch mit Hilfe eines pneumatischen Hilfsmotors bewirken.

Es ist möglich, auf die Verwendung der erwähnten kräftigen Batterie zu verzichten und für die Steuerung nur die einzige, aus Trockenelementen bestehende Stromquelle zu verwenden, die der Speisung der Radioempfangsanlage dient. In diesem Fall wirken die von dem Radioempfänger betätigten empfindlichen schwachen Relais: auf die einfach ader in einer Mehrzahl vorhandenen Betätigungen vorrichtungen mit Hilfe geeigneter mechanischer oder pneumatischer Relais in der folgenden Weise ein. Das empfindliche Einschaltrelais, welches den Schluß des Schalters¹ veranlaßt, betätigt beispielsweise Gesperre mit gespeicherter elastischer Energie und setzt dadurch die für den Arbeitsgang erforderlichen mechanischen Energiemengen frei, die in den Gesperren mittels Federn oder Druckluft gespeichert sind. Diese verstärkte Energie wird dazu benutzt, um die Drucklufteinlaßventile zu öffnen, woraufhin die Druckluft die Schließvorrichtung des Schalters in Tätigkeit setzt. Das Schließen der Ventile kann dianacb entweder unmittelbar durch die Bewegungen der Schalterteile oder durch Hilfsvorrichtungen, z. B. durch pneumatische Hilfsmotoren, erfolgen, die von diester Bewegung gesteuert werden.

Das öffnen des Schalters kann durch das empfindliche Ausschaltrelais veranlaßt werden, welches in bekannter Weise ein geeignetes Schloß des Schaltens auslöst oder auf eine pneumatische Vorrichtung einwirkt, welche die Auslösung des Schalters· durchführt oder veranlaßt.

Findet eine Energiespeicherung mittels Federn statt, so kann man insbesondere die Betätigung des Schalters in beiden Richtungen dadurch bewirken, daß man den Anfang von zwangsläufigen Bewegungen ausnutzt, die vorher von einem beweglichen Teil des Schalters ausgeführt wurden. Diese Bewegungen werden dazu benutzt, um Federn zu spannen, die später mit hoher Geschwindigkeit geeignete Ventile betätigen, die für den Schluß oder die Auslösung vorgesehen sind. Diese Ventile werden in geeigneten Augenblicken betätigt, wenn die Federn durch die empfindlichen Relais freigegeben werden, deren Speisung von dem Radioempfänger erfolgt.

Die beschriebenen Vorrichtungen ermöglichen eine¹ wesentliche Verminderung der gesamten' Arbeitszeit sowie eine Verringerung der Energie, welche von dem Radioempfänger geliefert werden muß, um die Betätigungsvorrichtung oder die Betätigungsvorrichtungen in der gewünschten Richtung in Betrieb zu setzen. Statt zwei verschiedene empfindliche Relais: vorzusehen, welche in der anygegebenen Weise von dem Radioempfänger erregt werden und von denen das eine für das Einschalten und das andere für' das· Ausschalten des Schalterpols bestimmt ist, ist es auch möglich, mit einem einzigen empfindlichen Relais zu arbeiten, welches je mach der Stellung des Schalters- auf die Schließelemente oder auf die Auslösungselemente einwirkt. Eine derartige Anordnung ist besonders vorteilhaft für die Steuerung der automatischen Wiedereinschaltung, denn es genügt, das. einzige Relais in Erregung zu halten, um die Arbeitsgänge des Wiedereinischakens automatisch in der richtigen Reihenfolge ablaufen zu lassen. Außerdem braucht man dieses Relais nur im geeigneten Augenblick zu öffnen, um den Schalter in der gewünschten· Stellung zum Stillstand zu bringen·.

Die Vorrichtung, welche eine Betätigung des Schalterpols, in beiden Richtungen bewirkt, kann verschiedene Formen annehmen. Die Vorrichtung kann in bekannter Weise einen pneumatischen Teil für das Einschalten und einen ausschließlich m&- chanischen Teil, bestehend z. B. aus geeigneten Federn, für die Öffnung, d'esi Schalters· besitzen. Die Vorrichtung kann auch so ausgebildet sein, daß die Bewegungen in beiden Richtungen auf pneumatischem Wege durchgeführt werden.

Die Anordnung oder die Anlage kann auch mit verschiedenen Sicherheitsvorrichtungen versehen werden, die z. B. eine selbsttätige Auslösung des Schalterpolis bewirken, wenn der Druck 'in dem Drucklufttank zu stark abfällt oder wenn der Radioempfänger nicht richtig arbeitet. Die Anordnung kann weiterhin so eingerichtet sein, daß die \^rerschiedenen Pole des Gesamtschalters getrennt oder gleichzeitig geschaltet werden können.

Die praktische Ausführung der beschriebenen Betätigungsmirtel erfordert die Verwendung von empfindlichen Geräten, die durch sehr kleine Energiemengeni betätigt werden.

Diese empfindlichen· Geräte sowie die damit verbundenen Betätigungsmittel müssen daher derart gelagert sein, daß sie z. B. beim Arbeiten, des Schalters keinen Stoßen oder Schwingungen ausgesetzt werden, welche ein normalesi Arbeiten beeinträchtigen könnten.

Weiterhin ist es wünschenswert, diese Geräte' unid Vorrichtungen von Zeit zu Zeit zu prüfen,

damit mam sich über ihren Zustand vergewissern kann. Selbstverständlich muß man diese Prüfung unter den vorgeschriebenen- Sicherheitsbedingiurgen ausführen können, so daß das Personal keinerlei Gefahr ausgesetzt ist und der Betrieb keine Unterbrechung erfährt. Schließlich muß man dafür sorgen, daß die Schalter unabhängig von der Fernsteuerung¹ von Hanid aus betätigt werden können.

ίο Die Abbildung zeigt ein Ausfübrungsbeispiel einer Anordnung für einen Schalterpol, die die vorstehenden Bedingungen erfüllt. Der Pol besteht aus einem Schalter ι in, beliebiger Bauart, der mit äußeren Anschlüssen 2 und 3 versehen und auf einem Fuß 4 gelagert ist. Der Fuß ruht auf einer Platte 5, die gegenüber der Erde mit Hilfe geeigneter isolierender Säulen isoliert ist, welche durch die strichpunktierten Linien 6 angedeutet sind.

Der Fuß 4 enthält die Vorrichtung zur Betätigung des Schalters¹1 sowie eine Energiequelle für den. Antrieb dieser· Vorrichtung·. Diese Energiequelle wird, wie oben gesagt, von einem nicht dargestellten DruckLuftbehälter mit einem Ventil gebildet. Wird das Ventil geöffnet, so bewirkt es die Schließung· des Schalters.. Eine geeignete Vorrichtung, die beispielsweise aus einem zweiten; Ventil und einem nicht dargestellten Gesperre besteht, hat die Aufgabe, das Auslösen des Schalters 1 zu bewirken. Diese Vorrichtungen zum Schließen und öffnen des Schalterpols sind ebenfalls im Innern des Gefäßes 4 untergebracht. Sie werden durch . eine Steuervorrichtung 7 in Tätigkeit gesetzt, welche einen oder mehrere Radioempfänger besitzt, die auf von einem Sender 8 ausgesendete und im Sinne des Pfeiles 9 gerichtete Hertzsche Wellen ansprechen.

Die Vorrichtung 7 ist auf einer besonderen Isolatorsäule 10 gelagert, die bei Betätigung des Hebels 11 nicht nur um ihre, Längsachse A-B gedreht, sondern auch in einer senkrechten Ebene um die Achse 12 geschwenkt werden kann, wodurch die Möglichkeit besteht, die Vorrichtung 7 in die gestrichelt angedeutete Stellung 7' zu bringen, in welcher isie sich außer Tätigkeit befindet.

Die elektrischen Verbindungen zwischen der Vorrichtung 7 und dem Fuß-4 bestehen aus bieg- \ samen Leitern 13, die in Kontaktteilen 14 enden. Diese Kontaktteile können aus Steckern, Kontaktfedern oder ähnlichen Vorrichtungen bestehen, mit deren Hilfe die gewünschten Verbindungen hergestellt werden können, wenn sich die Säule 10 in ihrer dargestellten senkrechten Stellung befindet.

Die Säule 10 hat außerdem eine mechanische Verbindung mit dem Fuß 4. Diese Verbindung ist in Form eines. Metallarmes 15 dargestellt, welcher in eine bewegliche Gabel 16 hineinragt.

Jeder Pol des Schalters kann mit einem Überstromrelais versehen, sein, welches die Auslösung bewirkt, wenn eine Überlastung oder ein Kurzschluß auftritt. Dieses Relais ist im Ininiern des Fußes 4 angeordnet und wirkt unmittelbar auf die auf dem gleichen Potential befindliche Betätigungsvorrichtung ein.

Die gezeigte Anordnung arbeitet in folgender Weise: Wenn sich die Isolatorsäule 10 in ihrer senkrechten Stellung befindet, so stellen die Kontaktteile 14 und der biegsame Leiter 13 die notwendigen Verbindungen zwischen denn oder den im. Innern der Vorrichtung 7 angeordneten Radioempfängern und den Schließ- und Auslösevorrichtungen des Schalters 1 her, die in dem Fuß 4 untergebracht sind. Auf diese Weise wird je nach der Art oder der Moduilation der von dem· Sender 8 ausgesendeten und längs· des Pfeiles 9 auf die Vorrichtung 7 gerichteten Welle der Schalter 1 in dem gewünschten Sinn und in der oben beschriebenen Weise betätigt. ■ 8p

Während der Betätigung des Schalters 1 werden etwa auftretende Stöße und Schwingungen nicht auf den Empfänger 7 und nicht auf die in ihm enthaltene empfindliche Apparatur übertragen,, weil der Empfänger und die Apparatur erfindungisgemaß auf einer besonderen Säule gelagert sind. Damit solche Stöße oder Schwingungen auch nicht durch den Arm-15 übertragen werden, kann zwischen diesem Arm und der Gabel 16 ein ausreichendes Spiel vorgesehen sein.

Zur Betätigung des, Schalters 1 von Hand aus genügt es, den Hebel 11 zu verstellen, welcher in angemessener Höhe über dem Erdboden angebracht · ist. Mit Hilfe dieses Hebels wird die Säule 10 um ihre Längsachse A-B gedreht. Der Arm 15 betwirkt dann eine Schwenkung der Gabel 16, welche je nach der Richtung der ·Schwenkbewegung unmittelbar oder mittelbar auf die Schließ- oder OfF-nungsvorrichtungen des. Schalters 1 einwirkt. Auf diese Weise kann man mit einfachen Mitteln unabhängig von der Fernsteuerung eine Schließung und öffnung des Schalters bewirken.

Will man gefahrlos die Apparatur in der Empfangsvorrichtung 7 zum Zweck der Einstellung oder Instandhaltung einer Prüfung unterziehen oder beispielsweise die in der Vorrichtung 7 enthaltenen Trockenelemente schnell ersetzen oder die Akkumulatorenbatterie aufladen, so wird die Säule 10 in Richtung des Pfeiles 17 geschwenkt, wodurch der Hebel i-i in die Stellung 11' und die Vorrichtung 7 in die Stellung 7' gelangt. Dabei werden die mittels der Kontakte 14 hergestellten Verbindungen unterbrochen. Die Kontakte bewegen sich in ' di-e Stellung 14', während die -biegsamen Leiter in die Stellung 13' gelangen, so daß die Empfangsvorrichtung 7 nicht mehr unter Spannung steht und, gefahrlos geprüft werden kann.

Im Augenblick der Trennung der Kontakte 14· kann eine Unterbrechung von 'Kapazitanzströmen erfolgen, wodurch Teile der Anlage, wie z. B. die empfindlichen Relais, welche zu· dem Empfänger 7 gehören, beschädigt werden können. Um diesen Nachteil· zu beseitigen, kann man eine zu 13, 14 zusätzliche Verbindung vorsehen, die stets zuletzt getrennt wird und nicht mit den erwähnten empfindlichen Vorrichtungen, sondern mit dem Rah-

men der Vorrichtung 7 in Verbindung steht. Dadurch werden die Kapazitanzströme bei Öffnung dieser Verbindung unterbrochen.

Wenn sich die Säule 10 nicht in ihrer normalen Stellung befindet, .so sind die Arbeitstaöglichkeiten des Schalters 1 auf das Arbeiten des· Maximalstromrelais in dem Fuß 4 beschränkt. Dieses Relais kann den Schalter automatisch im Falle einer Überbelastung oder eines Kurzschlusses auslösen, doch ist es nicht möglich, den Schalter nichtautomatisch zu betätigen,

Somit ist es erforderlich, vor dem Herunterschwenken' der Säule 10 entweder den Pol des Schalters zu öffnen oder dien Schutz des betreffendem Stromkreises anderen- Vorrichtungen zu übertragen. Im ereteren Fall ist es außerdem erforderlich, die vorgeschriebenen Sicherheitsmaßnahmen, wie z. B. die Trennschaltung der Stromkreise usw., vorzunehmen.

ao Um die Bedienungsperson zu zwingen, diese vorherigen oder automatischen Vorsichtsmaßnahmen· durchzuführen, kann man sich der folgenden Mittel bedieneni: Es karun eine Vorrichtung vorgesehen sein, welche dlas Scharnier 12 blockiert, so daß man die Säule 10 erst herunterschwenken kann, nachdem sie auf einen bestimmten Winkel um ihre Längsachse A-B gedreht wurde. Diese Drehung muß dann die öffnung des Schalters durch den Arm 15 und die Gabel 16 bewirken. Eine solche Blockierungsvorrichtuag kann in einfacher Weise aus Nocken od. dgl. bestehen, die nahe dem Scharnier Γ2 angeordnet; sind.

Wenn jedoch die notwendigen Schutzmaßnahmen an der betreffenden Phase auf anderem Wege durchgeführt wurden und hierbei den Sicherheits^ Vorschriften genügt ist, so werden diese Blockierungselemente automatisch unter der Wirkung eines örtlichen Schwachstromsicherungskreises» entfernt, welcher durch, entsprechende Sicherheitskontakte vervollständigt ist. In diesem Fall kann die Bedienungsperson die Säule 10 ohne Betätigung· der Gabel 16, d. h. ohne Auslösung des Schalters 1 frei herumschwenken.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur drahtlos gesteuerten Be-.tätigung für elektrische Leistungsschalter mit auf der Hochspannungsseite liegenden Betätigungsvorrichtungen und mit einer unabhängigen Quelle mechanischer Energie, wie z. B. einem Druckluftbehälter, sowie einer oder mehreren Steuerhilfsstromquellen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Betätigungsvorrichtungen der betreffenden Pole verbundenen Steuerwellenempfänger empfindliche Relais erregen, welche auf diese Vorrichtungen mit Hilfe von nicht elektrischen Zwischengeräten mit Energiespeicherung einwirken, und daß die Empfänger sowie andere stoß- und schwinr gungsettnpfindliche Steuerelemente au-f besonderen beweglichen Isoliersäulen angeordnet ■sind, die auch eine Handbetätigung des Schalters gestatten.
2. 2. Betätigungsanordnung für Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-. net, daß jeder Empfänger ein empfindliches Schließrelais und ein empfindliches Öffnungsrelais erregt, von denen das erstere den Steuerstromkreis eines elektromagnetisch betätigten Einschaltventils und das zweite den Steuer-Stromkreis eines elektromechanischen. Gesperres schließt, welches den Schalter für gewöhnlich in seiner Einschaltstellung hält, wobei die beiden Steuerstromkreise durch eine mittels^ eines Gleichrichters geladene Akkumulatorenbatterie gespeist werden.
3. 3. Betätigungsanordnung für Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß' jeder Empfänger ein empfindliches Schließrelais und ein empfindliches öffnungsrelais erregt und daß jedes dieser Relais· die Freigabe eines mechanischen Relais bewirkt, welches ein während; des vorhergehenden Arbeitsganges dies Schalters Energie speicherndes elastisches Element besitzt, und daß diese Energie dazu benutzt wird, um den Schalter ohne die Zuhilfenahlme von elektrischen Zwisohenstromkreisen' zu betätigen.
4. 4. Betätigungsanordnung für Leistungsschalter nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Empfänger ein einziges empfindliches Relais erregt, das die Freigabe der elastischen Energie bewirkt, welche während des vorhergehendem Arbeitsganges in einem in beiden Richtungen arbeitenden mechanischen Relais gespeichert wurde.
5. 5. Betätigungsanordnung für Leistungsschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Isoliersäule auf einem Schwenkzapfen gelagert ist und die von ihr getragenen Vorrichtungen durch elastische Anr schlußkontakte mit den spannungsführenden Elementen des betreffenden Schalterpols derart verbunden sind, daß durch Schwenken der Säule in einer Ausschaltstellung die von ihr getragenen Vorrichtungen' von der Hochspannung abgeschaltet werden.
6. 6. Betätigungsanordnung für Leistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennr zeichnet, daß' zwischen der schwenkbaren Säule und den !spannungsführenden Elementen des Sdhalterpols ein zusätzlicher Kontakt vorgesehen ist, welcher nach Trennung der anderen Verbindungskontakte die Kapazitanzströme unterbricht. ng
7. 7. Betätigungsanordnung für Leistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Isoliersäule von Hand aus um ihre Längsachse gedreht werden kann- und einen mit der Betätigungsvorrichtung des betreffenden Schalterpols zusammenarbeitenden Arm besitzt, welcher bei Drehung dier Säule diese Vorrichtung betätigt.
8. 8. Betätigungsanordnung für Leistungsschalter nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Isoliersäule erst dann ge-

   schwenkt werden kann, nachdem der betreffende Schalterpol durch Drehung der Isoliersäule um ihre Längsachse geöffnet worden ist.
9. 9. Betätigungsanordnung für Leistungsschalter nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkung jeder Isoliersäule erst dann möglich ist, nachdem Sicherheitskontakte geschlossen wurden, wodurch die vorgeschriebenen Sicherheitsmaßnahmen durchgeführt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   55~87 12.