DE963253C

DE963253C - Trennschalter

Info

Publication number: DE963253C
Application number: DES1671A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Joseph Biersack; Hans Weigmann; Dipl-Ing Marcel Zuehlke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1950-02-12
Filing date: 1950-02-12
Publication date: 1957-05-02

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 2. MAI 1957

S 107IVIIIb/2i c

Trennschalter

Beim Bau von Hochspannungsanlagen, sei es in Freiluftausführung oder für geschlossene Räume, ist es bereits bekannt, um den Platzbedarf klein zu halten, Trennschalter zur unmittelbaren Verbindung zweier elektrischer Leitungen so auszubilden, daß sich ein mit den übrigen Teilen des Schalters baulich nicht vereinigter, räumlich feststehender Gegenkontakt an der einen Leitung befindet und der bewegliche Kontakt von einem Stützisolator getragen wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Aufbau derartiger Trennschalter zu verbessern, insbesondere zu vereinfachen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Kontakt gegenüber dem feststehenden Gegenkontakt durch Verschiebung des Stützisolators in^ichtung~oder quer zu semer_Ächse bewegt wird.
""■"EiTsind. Leistungsschalter'bekannt, bei denen ein als Stift ausgebildeter Kontakt vorgesehen ist, der beim Einfahren des Schalters in die Schaltzelle mit einem Gegenkontakt zum Eingriff kommt. Diese Kontakte haben nicht die Aufgabe eines Trennschalters, da sie lediglich zum Anschluß eines Leistungsschalters, aber nicht zur unmittelbaren Verbindung zweier Leitungen dienen.

Es sind ferner auswechselbare Sicherungen bekannt, die von einem Magazin aufgenommen werden, das über einen stabförmigen Kontakt mit der Leitung und über einen zweiten Kontakt mit dem zu schützenden Gerät, z. B. einem Transformator, verbunden ist. Das Magazin und der stabförmige Kontakt werden von einem schwenkbar angeordneten Stützisolator getragen. Diese Einrichtung wird, wenn die Sicherung durchgeschmolzen ist, durch Schwenken des Stützisolators aus- und wieder eingeschaltet, wobei das Magazin gedreht und damit eine neue Sicherung eingeschaltet wird. Diese Einrichtung hat gleichfalls nicht die Aufgabe

eines Trennschalters, da sie lediglich zum Einschalten einer neuen Sicherung, aber nicht zur unmittelbaren Verbindung zweier Leitungen dient. Das Aus- und Wiedereinschalten dieser Einrichtung erfolgt nicht durch Verschieben des Stützisolators in Richtung oder quer zu seiner Achse, sondern durch Schwenken des Stützisolators.

Durch die Ausbildung des Trennschalters gemäß der Erfindung wird erreicht, daß das öffnen und ίο Schließen des Schalters auf sehr einfache Weise erfolgt, nämlich durch eine geradlinige Bewegung des den beweglichen Kontakt tragenden Stützisolätors7~Dies hat gegenüber den bekannten Trennschaltern, bei denen der Schaltvorgang durch Schwenken des Stützisolators vorgenommen wird, den Vorteil, daß bei dem Trennschalter gemäß der Erfindung eine drehbare Lagerung des Stützisolators und damit Gelenkverbindung nicht mehr erforderlich sind.

Durch Fortfall eines besonderen Isolators zum Heben und Senken des beweglichen Kontaktes werden auch die bekannten Scherentrennschalter in ihrem Aufbau vereinfacht.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele eines Trennschalters gemäß der Erfindung dargestellt. In Fig. ι ist mit 1 der Trennschalter bezeichnet. Er besteht aus einem Stützisolator 2, der den Stiel 4 trägt, auf dem der bewegliche Kontakt 3 befestigt ist. Mit 5 ist die Sammelschiene bezeichnet, die für jede Phase aus zwei Leitungen 6 und 6' besteht. Diese beiden Leitungen bilden im Ausführungsbeispiel den feststehenden Gegenkontakt. Mit 7 sind die Abzweigleitungen, die an den Stützisolator angeschlossen sind, bezeichnet. Die beiden Leitungssysteme, Sammelschienen und Abzweigleitungen, können auch miteinander vertauscht werden. Der Stützisolator sitzt auf einer nach Art eines Wagenhebers ausgebildeten Hebevorrichtung 8, die im Ausführungsbeispiel zum Teil im Boden der Anlage versenkt ist. Wird die Hebevorrichtung nach oben bewegt, so bewegt sich der Stützisofator 2 mit dem beweglichen Kontakt nach oben, und dieser kommt in Eingriff mit den Leitungen 6 und 6', wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Wie bereits erwähnt, dient der Stiel 4 dazu, daß beim Schließen des Trennschalters die Schlagweite zwischen den spannungsführenden Teilen erhalten bleibt.

In Fig. 3 ist dargestellt, daß man durch ein Gewicht 10 die Kräftewirkung der zu bewegenden Massen herabsetzen kann. Die Hebevorrichtung besteht im Ausführungsbeispiel aus einem feststehenden Zylinder 11 und einem beweglichen Zylinder 12. An dem Gewicht 10, das über einen Seilzug, der auf Rollen am feststehenden Zylinder geführt ist, mit dem beweglichen Zylinder verbunden ist, greift über ein Seil die Antriebsvorrichtung 9 an, die sich auf Erdpotential befindet. Je nachdem in welcher Richtung die Antriebsvorrichtung bewegt wird, wird der Stützisolator gehoben oder gesenkt. Man kann das Heben und Senken aber auch durch Zahnstangen oder durch Druckluft oder Drucköl bewirken.

In Fig. 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Soweit die Teile mit denen der Fig. 1 übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen gewählt. Auch hier wird der Stützisolator 2 mit dem an einem Stiel 4 befestigten beweglichen Kontakt 3 gehoben und gesenkt, und zwar erfolgt dies durch ein Hebelsystem 14, das so ausgebildet ist (Parallelführung), daß die Richtung der Achse des Stützisolators bei der Bewegung im wesentlichen die gleiche bleibt. Die Antriebswelle 16 des Hebelsystems ist auf einem Lagerbock 15 gelagert. Der Antrieb der Welle kann über Getriebe durch Druckluft- oder Motorantrieb erfolgen. Auch hier befindet sich der Antrieb, der auf dem Lagerbock sitzt und im Ausführungsbeispiel nicht dargestellt ist, auf Erdpotential. Auch bei der Anordnung nach Fig. 4 ist das Gewicht des Stützisolators mit seinen Zubehörteilen durch ein Gewicht 10 ausgeglichen.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem ähnlich wie in Fig. 1 der Stützisolator in Richtung seiner Achse gehoben und gesenkt wird. Hier erfolgt die Auf- und Abwärtsbewegung mit Hilfe einer teleskopartigen Leiter 17, die durch einen nicht dargestellten Antrieb auseinander- bzw. zusammengezogen werden kann.

Um eine leichte Einführung des beweglichen Kontaktes in den feststehenden Gegenkontakt zu erzielen und trotzdem einen guten Kontaktdruck zu erzeugen, ist es zweckmäßig, die Einführung mit Spiel vorzunehmen und den Kontaktdruck durch eine kleine Drehbewegung des beweglichen Kontaktes zu bewirken. Der bewegliche Kontakt wird dann so ausgebildet, daß sein Querschnitt senkrecht zur Achse des Stützisolators in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen verschieden groß ist, der bewegliche Kontakt bildet also beispielsweise in diesem Querschnitt ein Rechteck oder eine Ellipse. Wird ein so ausgebildeter beweglicher Kontakt gedreht, so kann man den erforderlichen Kontaktdruck erzeugen.

In den Fig. 7 und 8 ist die Ausbildung des beweglichen Kontaktes 3 im Grundriß dargestellt, und zwar zeigt die Fig. 7 den beweglichen Kontakt 3 in der Lage, in der er zwischen die beiden Leitungen 6 und 6' eingeschoben bzw. aus diesen herausgezogen wird, während in der Fig. 8 der bewegliche Kontakt in der Lage gezeigt ist, die er nach der Drehung zur Erzeugung des Kontaktdruckes einnimmt.

In den Fig. 7 und 8 ist noch angegeben, daß die beiden Leitungen 6 und 6', es handelt sich dabei um eine Freiluftausführung, durch Zwischenstücke verbunden sind, um die erforderliche Festigkeit der Leitungen zur Erzeugung des Kontaktdruckes zu erzielen. Man kann auch außerdem zur Festlegung der räumlichen Lage der Leitungen 6 und 6' besondere Maßnahmen treffen, beispielsweise indem man die Leitungen 6 und 6' durch Streben mit besonderen Abspannseilen verbindet.

Da in Freiluftausführungen sich die Leitung 6 bzw. 6' beispielsweise durch Eisabwurf oder durch Wind bewegen kann, ist es zweckmäßig, eine solche

Bewegung in senkrechter Richtung zu gestatten, ohne daß die Kontaktberührung dadurch gestört wird. Zu diesem Zweck wird der bewegliche Kontakt 3, wie das Ausführungsbeispiel der Fig. g S zeigt, in der senkrechten Richtung lang ausgeführt, so daß sich die beiden Leitungen 6 und 6' nach oben und unten bewegen können und dabei immer mit dem beweglichen Kontakt in Berührung bleiben. Zweckmäßig wird man durch Vorsprünge 26 eine Bewegung der Leitungen begrenzen. Dabei ist es vorteilhaft, nicht nur eine Begrenzung nach oben, sondern, wie das Ausführungsbeispiel zeigt, auch eine Begrenzung nach unten vorzunehmen.

Die Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der bewegliche Kontakt 3 U-förmig ausgebildet ist, der oben wieder Ansätze 26 zeigt, während die Leitung 5 nur aus einem einzigen Seil besteht. Beim Heben des beweglichen Kontaktes wird die Leitung mit Spiel eingeführt, dann wird der bewegliche Kontakt gedreht, um den erforderlichen Kontaktdruck herzustellen. Durch die Ansätze 26 und die U-förmige Ausbildung wird die Bewegung der Leitung 5 nach oben und unten begrenzt.

Diese Drehung des beweglichen Kontaktes kann man z. B. in der Weise vornehmen, daß zunächst der bewegliche Kontakt in gleiche Höhe wie der feststehende Gegenkontakt gehoben und dann durch eine kleine Drehbewegung des Stützisolators gedreht wird. Zu diesem Zweck kann man, wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 angedeutet, durch einen besonderen Antrieb 18 nach Hebung des Stützisolators diesen um einen kleinen Winkel drehen. Dies kann auch bei den Anordnungen nach den Fig. 4 und 5 geschehen. Man kann aber auch die Anordnung so ausbilden, daß durch ein und dieselbe Antriebsvorrichtung das Heben des Stützisolators und am Ende der Hubbewegung die Drehung erfolgt.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 bis 5 ist ferner angegeben, daß der Stiel, an welchem der bewegliche Kontakt befestigt ist, schwenkbar ausgeführt ist. Zu diesem Zweck besteht, wie aus der Fig. 3 hervorgeht, der Stiel 4 aus zwei Teilen 24 und 25. Der Teil 25 trägt einen Ansatz 26_a, an welchem der Teil 24 drehbar befestigt ist. Durch einen nicht dargestellten Stift od. dgl. kann die Lage des Teiles 24 gegenüber dem Teil 25 festgelegt werden. Nach Herausziehen des Stiftes kann dann der Teil 24 umgelegt werden. Das hat den großen Vorteil, daß bei ausgeschaltetem Trennschalter der Teil 24 umgelegt und somit der bewegliche Kontakt, ohne daß die Gefahr einer Berührung mit Hochspannung besteht, untersucht werden kann. Außerdem kann man, ohne daß eine 55, Kontaktgabe erfolgt, den Stützisolator bei umgeschwenktem Stiel heben und senken und so die Antriebsvorrichtung prüfen. Das Umlegen des Stieles erfolgt dabei im Ausführungsbeispiel in einer Ebene, in welcher die Leitung 7 liegt. Die Umlegung kann aber auch beispielsweise senkrecht zur Zeichenebene erfolgen.

Während bei den bisherigen Ausführungsbeispielen der bewegliche Kontakt und der Stützisolator als Einheit bewegt werden, zeigt die Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel, bei welchem der bewegliche Kontakt eine andere Bewegung ausführt wie der Stützisolator. Bei der Anordnung nach Fig. 11 sitzt der Stützisolator beweglich auf einer Konsole 30 und wird durch einen Druckluft- oder Motorantrieb 31 quer zu seiner Achse hin- und herbewegt. Auf dem Kopf des Stützisolators ist ein Rad 32 drehbar gelagert, das auf einem Teil seines Umfanges ein gezahntes Segment 33 trägt. Dieses steht mit einer Zahnstange 34 in Verbindung, die mit der Leitung 39, z. B. der Sammelschiene, fest verbunden ist. Auf der Welle des Rades 32 ist über einen Arm 35 der bewegliche Kontakt 36 befestigt. Mit 38 ist der ■feststehende Gegenkontakt bezeichnet, der, wie aus Fig. 12 hervorgeht, U-förmig die beiden Leitungen 37, die z. B. die Abzweigleitungen bilden, umgibt und mit denen der bewegliche Kontakt 36 in Eingriff kommt. Durch die Hin- und Herbewegung des Stützisolators 2 senkrecht zu seiner Achse durch den Druckluft- oder Motorantrieb wird der bewegliche Kontakt 36 geschwenkt und dadurch das Ein- und Ausschalten des Trennschalters bewirkt.

Die gleiche Schwenkbewegung kann auch erzeugt werden, wenn an Stelle des Zahngetriebes eine Seilrolle verwendet wird, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist. Hier ist das Rad 32- als Rolle ausgebildet. Um diese Rolle ist ein Seil 3<5_a geschlungen, das an seinen beiden Enden mit dem Leitungsseil 39 fest verbunden ist. Das Seil 39_a wird außerdem in seiner Mitte zur Mitnahme der Rolle mit dieser fest verbunden, so daß durch Hin- und Herbewegen des Stützisolators die Rolle mitgenommen und der mit der Rollenwelle verbundene bewegliche Kontakt 36 geschwenkt wird.

Bei der Anordnung nach den Fig. 11 und 13 wird der Stützisolator quer zur Richtung seiner Achse bewegt, und der bewegliche Kontakt führt eine Schwenkbewegung aus. Man kann aber auch bei der Ouerbewegung des Stützisolators den beweglichen Kontakt mit dem Stützisolator als Einheit bewegen, wie das folgende Ausführungsbeispiel zeigt. Bei der Anordnung nach Fig. 14 ist der Stützisolator 2, der wieder auf einem Stiel 4 den beweglichen Kontakt 3 trägt, verschiebbar auf einer Führungsbahn 40 angeordnet, die von zwei Konsolen 41 getragen wird. Die Verschiebung kann durch Druckluft- oder Motorantrieb erfolgen, was im einzelnen nicht dargestellt ist. Der feststehende Gegenkontakt 42 ist an einem Stiel 43 befestigt, der mit der Leitung 44 fest verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß es sich um eine Innenraumausführung handelt. Die Leitung 44 sitzt daher auf einem Stützisolator 45. Wie die Fig. 14 zeigt, kann man durch entsprechende Wahl der beiden Stiele erreichen, daß der horizontale Abstand der Leitungen 44 gegenüber den üblichen Anordnungen nicht vergrößert zu werden braucht. Zur Veranschaulichung sind die beiden Kreise, die den Mindestabstand zwischen den spannungsführenden Teilen und Erde bzw. dem beweglichen Kontakt darstellen, eingezeichnet. Man kann aber auch die Leitung 44 an einer Hängekette

aufhängen. Es ist auch möglich, den feststehenden Gegenkontakt an einem besonderen, an der Decke befestigten Stützisolator anzubringen bzw. von einem besonderen Hängeisolator tragen zu lassen. Auch bei diesen Innenraumausführungen bildet ebenso wie bei den Freiluftausführungen der feststehende Gegenkontakt mit dem beweglichen Kontakt keine bauliche Einheit.

Es ist noch zu erwähnen, daß bei der Anordnung ίο nach Fig. 14 dafür Sorge getragen werden muß, daß bei der Bewegung des Stützisolators 2 die Verbindung der Leitung 48 mit diesem Stützisolator aufrechterhalten bleibt. Hierfür sind im Ausführungsbeispiel Rollen 49 vorgesehen. . In Fig. 15 ist noch die Lage der einzelnen Trennschalter und die Bewegungsrichtung .der Stützisolatoren für ein System dargestellt, bei welchem die Sammelschienen einer Dreiphasenanlage (stark ausgezogen) sich mit den Abzweigleitungen (gestrichelt dargestellt) senkrecht kreuzen.

Zweckmäßig wird bei der Anordnung nach Fig. 14 ebenfalls der Stiel schwenkbar ausgeführt. Dabei wird man die Schwenkung in einer Ebene vornehmen, die im Ausführungsbeispiel senkrecht zur Zeichenebene liegt. Den Stiel der beiden äußeren Trennschalter (vgl. Fig. 15) wird man dabei in Richtung auf die mittlere, gestrichelt gezeichnete Leitung schwenken.

Auch bei der Anordnung nach Fig. 14 wird man zweckmäßig nach Beendigung der Querbewegung des Stützisolators durch eine kleine Drehbewegung den erforderlichen Kontaktdruck herstellen. Man kann dabei, wie aus den Fig. 16 und 17 hervorgeht, den feststehenden Gegenkontakt 42 U-förmig ausbilden und den beweglichen Kontakt in seinem Querschnitt, der in den Figuren dargestellt ist, senkrecht zur Achse des Stützisolators rechteckförmig oder elliptisch. Fig. 16 zeigt die Lage, in welcher der bewegliche Kontakt eingeführt wird, während Fig. 17 die Lage zeigt, wenn der Kontaktdruck hergestellt ist. Auch hier kann man, wenn es sich um eine Freiluftausführung handelt, den beweglichen Kontakt ähnlich wie in Fig. 9 ausbilden und durch Vorsprünge eine Bewegung des feststehenden Gegenkontaktes begrenzen. Man kann aber auch die Anordnung ähnlich so treffen, wie es in Fig. 10 dargestellt ist, wobei der feststehende Gegenkontakt dann rohrförmig ausgebildet und der bewegliche Kontakt U-förmig gestaltet wird. 50

Claims

Patentansprüche:

i. Trennschalter zur unmittelbaren Verbindung zweier elektrischer Leitungen, bei dem sich der eine mit den übrigen Teilen des Schalters baulich nicht vereinigte, räumlich feststehende Gegenkontakt an der einen Leitung befindet und der bewegliche Kontakt von einem Stützisolator getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt gegenüber dem feststehenden Gegenkontakt durch Verschiebung des Stützisolators in Richtung oder quer zu seiner Achse bewegt wird.
2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützisolator mit einer nach Art eines Wagenhebers ausgebildeten Hebevorrichtung versehen ist.
3. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützisolator über eine Hebelparallelführung gehoben und gesenkt wird.
4. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt die gleiche Bewegung ausführt wie der Stützisolator, also beide als Einheit bewegt werden.
5. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Stützisolator ein Stiel befestigt ist, welcher den beweglichen Kontakt trägt.
6. Trennschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiel schwenkbar befestigt ist.
7. Trennschalter nach Anspruch 5 mit einer Bewegung des Stützisolators quer zu seiner Achse, dadurch gekennzeichnet, daß der räumlich feststehende Gegenkontakt an einem Stiel befestigt ist, der mit der Leitung verbunden ist.
8. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Stützisolator verbundener beweglicher Teil, der den beweglichen Kontakt trägt, sich bei der Ouerbewegung des Stützisolators an dem Leitungssystem, das mit ihm in leitender Verbindung steht, abwälzt,

z. B. unter Zuhilfenahme eines Zahnrades und einer Zahnstange oder einer Seilrolle.
9. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktdruck durch eine zusätzliche Drehbewegung des Stützisolators bewirkt wird.
10. Trennschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt so ausgebildet ist, daß im eingeschalteten Zustand der Gegenkontakt sich nach oben oder unten bewegen kann, ohne daß die Kontaktberührung aufhört.
11. Trennschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt so ausgebildet ist, daß er eine Bewegung des Gegenkontaktes nach oben begrenzt.
12. Trennschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt so ausgebildet ist, daß er auch eine Bewegung des Gegenkontaktes nach unten begrenzt.
13. Trennschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt in seinem Querschnitt senkrecht zur Achse des Stützisolators in den beiden senkrechten Richtungen verschiedene Ausdehnung besitzt.
14. Trennschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der senkrechten Richtung der Querschnitt des beweglichen Kontaktes T- oder doppel-T-förmig ist.
15. Trennschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt U-förmig ausgebildet ist.