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Verriegelungsvorrichtung an Trennschaltern In elektrischen Stromverteilernetzen
sind: auf Grund besonderer VDE-Bestimmung die Leistungsschalter mit der Stromquelle
oder den zugehörigen Sammelschienen über Trennschalter mit deutlich sichtbarer Schaltstellung
verbunden. Diese Trennschalter werden infolge Unachtsamkeit der Bedienung entgegen
ihrer Zweckbestimmung häufig unter Last abgeschaltet, wobei durch den auftretenden
Lichtbogen nicht selten erhebliche 'Störungen in den Schaltanlagen sowie schwere
Unfälle beim Bedienungspersonal hervorgerufen werden. Es ist daher bereits vorgeschlagen
worden, derartige Trennschalter durch eine elektrische, vom Lastschalter aus gesteuerte
Verriegelung zu sichern. Elektrische, vom Lastschalter beeinflußte Verriegelungen
sind aber außerordentlich störungsanfällig und lassen es zu, die Verriegelung aufzuheben
oder die Rückschaltung auf Verriegelung zu unterlassen. Zudem sind die bekannten
elektrischen Verriegelungseinrichtungen außerordentlich teuer. Ihr ,hoher Preis
und der von ihnen gebotene nur unvollkommene Schutz sind der Grund dafür, daß in
Deutschland höchstens i °/o der Anlagen von Kraftwerken und Umspannstationen mit
einem elektrischen Verriegelungsschutz ausgestattet sind.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Trennschalter unabhängig vom.
Lastschalter durch Einrichtungen zu verriegeln, die am Trennschalter selbst angebracht
sind und wirksam werden, sobald der Versuch gemacht wird, den Trennschalter unter
Last auszuschalten. Diese bekannten Verriegelungen besitzen einen ständig vom Betriebsstrom
erregten
Magneten und einen Anker, der in angezogenem Zustand den
Trennschalter blockiert und bei Unterbrechung des Magnetisierungsstroms, d. h. also
des den Schalter durchfließenden Betriebsstroms, abfällt und den Schalter entsichert.
Bei einer dieser bekannten Einrichtungen ist der Magnet auf dem Messer der Trennschalter
befestigt und muß mit diesem bewegt werden. Da ein Magnet mit in derartigen Einrichtungen
außerordentlich hohem Aufnahmestrom verhältnismäßig schwer sein muß, ist ein unerwünscht
hoher Kraftbedarf für die Schalterbetätigung erforderlich. Außerdem hat die ständige
Erregung des Magneten nicht unbeträchtliche Stromverluste durch Erwärmung und Wirbelstrombildung
zur Folge. Eine andere Einrichtung verlegt zwar den Elektromagneten in stationäre
Schalterteile, läßt aber den Magnetanker nicht wie bei der vorerwähnten Anordnung
unmittelbar als Sperre auf das Schaltermesser wirken, sondern steuert mit Hilfe
des Magnetankers das. Ventil einer hydraulischen Bremse, die mit dem Schaltermesser
gekoppelt ist und nur betätigt werden. kann, wenn die Druckmittelleitung durch Abfallen
des Ankers, also in stromlosem Zustand des Schalters, geöffnet ist. Abgesehen von
dem, zusätzlichen Aufwand für die hydraulische Einrichtung erfordert diese Schaltersicherung
besonders hohe Antriebskräfte, da mit dem Schaltermesser nicht nur das Druckmittel
umgepumpt, sondern auch die Kraft einer Rückholfeder für den Bremskolben noch überwunden.
werden muß. Diese Einrichtung besitzt außerdem eine Feder, die das unter Last über
einen gewissen Bereich verstellte Schaltermesser in seine Endstellung zurückholt,
was die Anwendung der allgemein im Gebrauch befindlichen selbstsperrenden Schalterantriebe
ausschließt.
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Keine der bekannten Trennschaltersperren eignet sich dazu, in vorhandene.Trennschalter
üblicher Bauart nachträglich eingebaut zu werden.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Verriegelungsvorrichtung für Trennschalter,
die allem Bekannten gegenüber außerordentlich einfach im. Aufbau, daher übersichtlich,
billig und außerordentlich betriebssicher ist und an gebräuchlichen Trennschaltern
ohne weiteres nachträglich angebracht werden kann. Sie sieht zwei im Schaltweg des
Schaltmessers vor dem Hauptkontakt in vom Schaltmesser leitend überbrückbaren Abständen;
angeordnete Vorkontakte vor, von denen der dem Hauptkontakt zunächst liegende über
die Erregerwicklung eines Elektromagneten, der andere unmittelbar mit dem Hauptkontakt
leitend verbunden ist. Ein. Riegel sperrt den Weg des Schaltmessers über den unmittelbar
mit dem Hauptkontakt verbundenen Vorkontakt. Dieserkiegel wird vomAnker des Elektromagneten
bei Stromlosigkeit der Erregerspule gegen die ihn bei angezogenem Anker in Sperrstellung
bringende Kraft einer Feder oder seines Eigengewichts in nichtsperrender Stellung
gehalten.
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Da beim Schalten unter Strom die Magnetspule nur kurzzeitig eingeschaltet
wird, ergibt sich der weitere Vorteil, daß das Wirksamwerden der Verriegelung in
weiten Grenzen unabhängig ist von der Stärke des im Augenblick des Abschaltens durch
das Schaltmesser fließenden Stroms. Infolge ihrer nur kurzen Belastung braucht die
Magnetwicklung nicht einem bestimmten Stromfluß 'angepaßt zu sein., sie läßt sich
vielmehr leicht so bemessen, daß der Magnet von einem bestimmten Mindeststrom an
bis hinauf zu den höchsten, für Trennschalter überhaupt zulässigen Strömen anspricht
und die Verriegelung sicher auslöst. Zudem ist das Trennmesser in seiner vollere
Länge frei zugängig, und es brauchen beim Schalten andere schwere oder schwer bewegliche
Teile nicht mitbewegt zu werden. Durch die Möglichkeit des Verlegens der mechanisch
wirkenden Teile der Sperre in den Schalterantrieb kann die vorliegende Verriegelung
auch bei Schaltern mit Druckluftantrieb verwendet werden.
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Ausgestaltung und Wirkungsweise des. neuen Trennschalters ergeben
sich aus der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, und zwar
zeigt die Abbildung einen Trennschalter in beispielsweiser Ausführung nach der Erfindung
in Seitenansicht, teilweise im Schnitt.
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Auf den Stützisolatoren i und 2 sind die durch das Schaltmesser 3
zu überbrückenden Hauptkontakte 4 und 5 befestigt. Am Kontakt 4 ist das Schaltmesser
3 fest angelenkt. Es wird durch Drehung der Welle 6 über das Hebelgestänge 7, 8
beschaltet. Im Schaltweg des freien Endes des Schaltmessers 3 liegen zwei Vorkontakte
9 und io, mit denen das Schaltmesser 3 Kontakt gibt, jeweils bevor es die Verbindung
mit dem zuvor berührten Kontakt aufgibt. Der Vorkontakt io ist leitend mit dem Hauptkontakt
5 über die Brücke i i verbunden.
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An der Brücke ii ist der Fallhügel i2 bei 17 so angebracht, daß er
mit seinem freien Ende in den Schaltweg des Messers 3 fallen und dessen Abschaltung
über den Vorkontakt io hinweg sperren kann. In angehobener Lage ist der Fallbügel
12 über den an ihm befestigten Klinkenhebel 13 an dem Anker 14 des elektrisch erregten
Magneten, 15 gehalten. Die Wicklung der Magnetspule 16 steht einerseits mit dem.
Vorkontakt 9, andererseits mit der Brücke i i und damit mit dem Hauptkontakt 5 in
leitender Verbindung. Wird das Schaltmesser 3 abgeschaltet, während es von Strom
durchflossen ist, so fließt der Strom, sobald das Messer den Hauptkontakt 5 freigegeben
hat und lediglich dem Vorkontakt 9 anliegt, durch die Erregerspule 16
zum
Hauptkontakt 5, wodurch der Magnet 15 erregt, der Anker 14 angezogen und der Fallbügel
12, frei-gegeben, wird. Dieser fällt daher herab und hält das Schaltmesser 3 am
Vorkontakt io fest. Sobald das Messer 3 mit dem Vorkontakt io in Berührung kommt,
ist die Erregerspule i6 .wieder stromlos.
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Wird spannungsfrei abgeschaltet, so unterbleibt die Erregung des Magneten
i5, und das Messer 3 kann frei über den. Vörkontakt io hinaus abgeschaltet werden.
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Die Stromaufnahme und Belastbarkeit der Erregerspule sind den jeweiligenBetriebsverhältnissen
anzupassen und leicht zu errechnen.
Der in der Abbildung dargestellte
äußere Vorkontakt io kann auch in Wegfall kommen, wobei dann die Verriegelung wirksam
werden muß, bevor das Schaltmesser 3 außer Kontakt mit dem Vorkontakt 9 kommt.