EP0031791B1 - Hochspannungs-Leistungsschalter - Google Patents

Hochspannungs-Leistungsschalter Download PDF

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EP0031791B1
EP0031791B1 EP80730071A EP80730071A EP0031791B1 EP 0031791 B1 EP0031791 B1 EP 0031791B1 EP 80730071 A EP80730071 A EP 80730071A EP 80730071 A EP80730071 A EP 80730071A EP 0031791 B1 EP0031791 B1 EP 0031791B1
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EP
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connecting rod
auxiliary
auxiliary switching
crank drive
gap
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Karl Ing. Grad Mascher
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/16—Impedances connected with contacts
    • H01H33/166—Impedances connected with contacts the impedance being inserted only while closing the switch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/42—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using cam or eccentric
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/60—Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock

Definitions

  • the invention relates to a high-voltage circuit breaker with an on-resistance, which is connected in the course of the closing process via an auxiliary switching path in parallel with the main switching path and is switched off after its closing by opening the auxiliary switching path until the main switching path is switched on again, with a movable auxiliary switching pin of the auxiliary switching path which is spring-loaded in the opening direction and with a connecting rod articulated on this auxiliary switching pin, which is connected in an articulated manner to a rotatably mounted crank mechanism of the drive element.
  • crank pin is pivoted by the crank mechanism, which moves the connecting rod via a locking cam until this locking cam strikes a stationary trigger and releases the connecting rod for a return movement. N., ch the release runs the crank pin in an elongated hole arranged in the connecting rod, the length of which is adapted to the return path of the auxiliary switching pin.
  • the invention has for its object to provide a high-voltage circuit breaker of the type mentioned, the auxiliary switching path drive is simplified in construction. In particular, locking cams, ratchet lock or the like. be avoided.
  • crank mechanism has a link which forcibly guides the associated joint of the connecting rod, which consists of a part which is concentric with the rotary shaft of the crank mechanism and an adjoining rectilinear part which is upstream and bent upward in the direction of engagement.
  • the control of the auxiliary switching pin is effected by the backdrop, the timing of the auxiliary switching pin movement resulting from the design of the two backdrop parts and their relatively related lengths.
  • the spring loading of the auxiliary switching pin results in positive guidance with only one guide surface of the link.
  • the link has parallel guide surfaces for the crank bearing of the connecting rod. This results in a positive connection between the connecting rod and the crank mechanism.
  • the triggering of the return movement during the opening process of the circuit breaker is automatically effected by the backdrop. Nevertheless, it can be advantageous in some cases to assign a projection to the straight-line part of the setting, which acts on the connecting rod in the sense of triggering.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention results if the link is provided with a hub which forms a stop and guide surface.
  • Figure 1 shows schematically a high-voltage circuit breaker with on-resistance.
  • FIGS. 2 to 6 show representations for the sequence of movements of the crank mechanism provided for controlling the starting resistor according to FIG. 1 on the basis of various positions during the switching on and off. _
  • a high-voltage circuit breaker with on-resistance with the parts necessary for understanding the invention is partly shown schematically in section, in which all parts not essential to explain the invention, such as Post insulators, base frame and hydraulic or pneumatic drive devices, which are omitted for the sake of simplicity.
  • the high-voltage circuit breaker contains a main switching path 1, which can be connected in parallel with a closing resistor 2 for damping switch-on overvoltages.
  • the switch-on resistor 2 is assigned an auxiliary switching path 3, which consists of a movable auxiliary switching pin 3a and a spring-loaded fixed contact 3b.
  • the auxiliary switching pin 3a is loaded by a spring 4 in the switch-off direction and is actuated via a connecting rod 5 by a crank mechanism 7 arranged on a rotary shaft 6.
  • the sequence of movements for the auxiliary switching pin 3a is controlled in such a way that the auxiliary switching path 3 closes in the course of the switch-on process before the main switching path 1 closes.
  • the series connection consisting of the on-resistance 2 and the auxiliary switching path 3 is bridged and thus rendered ineffective.
  • the auxiliary switching path 3 opens automatically after the main switching path 1 is closed. In this switch-off position The auxiliary switching path 3 remains until the main switching path 1 is switched on again.
  • the crank mechanism 7 has a link 10 comprising the joint 9 of the connecting rod 5 with parallel guide surfaces, which consists of a part 10a which is concentric with the rotary shaft 6 of the crank mechanism 7 and a subsequent rectilinear part 10b which is upstream and bent upward in the switch-on direction. If the drive for the auxiliary switching path 3, as shown in FIG. 2, is pivoted in the direction of the arrow 8, the connecting rod bearing (joint 9) arranged in part 10b of the link 10 and the associated connecting rod 5 are actuated in such a way that the auxiliary switching pin 3a is in the direction of the arrow 11 is moved.
  • the connecting rod bearing runs through part 10a to a damping cushion 13 provided at the end of the link.
  • the main switching path is switched on.
  • the crank mechanism 7 is moved in the direction of the arrow 14 together with the gear provided for this purpose, the hub 15 surrounding the rotary shaft 6 forming a stop and guide surface for the connecting rod 5.
  • the connecting rod bearing (joint 9) again reaches the bent part 10b and is ready for a restart.
  • the cushion pad 13 may be made of rubber or other suitable shock absorbing material.

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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem Einschaltwiderstand, der im Verlaufe des Einschaltvorganges über eine Hilfsschaltstrecke parallel zur Hauptschaltstrecke geschaltet und nach deren Schliessen durch Öffnen der Hilfsschaltstrecke bis zum Wiedereinschalten der Hauptschaltstrecke ausgeschaltet ist, mit einem in Ausschaltrichtung federbelasteten beweglichen Hilfsschaltstift der Hilfsschaltstrecke und mit einer an diesem Hilfsschaltstift angelenkten Pleuelstange, die mit einem drehbar gelagerten Kurbeltrieb des Antriebsorgans gelenkig verbunden ist.
  • Bei einem derartigen, aus der DE-PS 21 08 915 bekannten Hochspannungs-Leistungsschalter wird vom Kurbeltrieb ein Kurbelzapfen verschwenkt, der über einen Sperrnocken die Pleuelstange bewegt, bis dieser Sperrnocken an einem ortsfesten Auslöser anschlägt und die Pleuelstange zu einer Rücklaufbewegung freigibt. N.,ch der Freigabe läuft der Kurbelzapfen in einem in der Pleuelstange angeordneten Langloch, dessen Länge dem Rücklaufweg des Hilfsschaltstiftes angepasst ist.
  • Aus der Siemens-Druckschrift «2 cycle» SFa-Leistungsschalter 3AT5, Bestell-Nr. B 122/1698-220, ist ferner ein Hochspannungs-Leistungsschalter mit Einschaltwiderstand bekannt, dessen Kurbel aus einem mit der Pleuelstange verbundenen Mitnehmerhebel, einem darin geführten federbelasteten Mitnehmer und einer mit der Antriebswelle verdrehungssteif verbundenen Mitnehmerscheibe besteht. Im Verlauf der Einschaltbewegung wird der Hebel aufgrund der verklinkten Lage des Mitnehmers an der Mitnehmerscheibe gemeinsam mit dieser verdreht, bis ein ortsfester Anschlag den Mitnehmer entgegen der Kraft der ihn belastenden Feder ausser Eingriff mit der Mitnehmerscheibe bringt und so die Rücklaufbewegung des ebenfalls federbelasteten Hilfsschaltstiftes einleitet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungs-Leistungsschalter der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Hilfsschaltstreckenantrieb konstruktiv vereinfacht ist. Insbesondere sollen Sperrnocken, Klinkengesperre o.dgl. vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der Kurbeltrieb eine das zugehörige Gelenk der Pleuelstange zwangsweise führende Kulisse aufweist, die aus einem zur Drehwelle des Kurbeltriebs konzentrischen Teil und einem daran anschliessenden, in Einschaltrichtung vorgelagerten, annähernd radial nach aussen geknickten geradlinigen Teil besteht.
  • Die Steuerung des Hilfsschaltstiftes wird durch die Kulisse bewirkt, wobei sich der zeitliche Ablauf der Hilfsschaltstift-Bewegung aus der Gestaltung der beiden Kulissenteile und ihrer relativ aufeinander bezogenen Längen ergibt.
  • Durch die Federbelastung des Hilfsschaltstiftes ergibt sich eine Zwangsführung mit nur einer Führungsfläche der Kulisse. Um bei Stossimpulsen des Antriebs einen unerwünschten Freilauf des Hilfsschaltstiftes zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Kulisse parallel verlaufende Führungsflächen für das Kurbellager der Pleuelstange aufweist. Damit ergibt sich eine formschlüssige Verbindung zwischen Pleuelstange und Kurbeltrieb.
  • Die unvermeidbaren, auf die Pleuelstange einwirkenden Stosskräfte können in ihrer Wirkung auf die Schaltstelle gemindert werden, wenn die Kulisse an den Endstellen Dämpfungspolster enthält.
  • Die Auslösung der Rücklaufbewegung während des Einschaltvorganges des Leistungsschalters wird an sich durch die Kulisse selbsttätig bewirkt. Dennoch kann es für manche Fälle vorteilhaft sein, dem geradlinigen Teil der Kulisse einen Vorsprung zuzuordnen, der auf die Pleuelstange im Sinne einer Auslösung einwirkt. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn die Kulisse mit einer Nabe versehen ist, die eine Anschlags- und Führungsfläche bildet.
  • Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.
  • Die Figur 1 zeigt schematisch einen Hochspannungs-Leistungsschalter mit Einschaltwiderstand.
  • Die Figuren 2 bis 6 zeigen Darstellungen für den Bewegungsablauf des für die Steuerung des Einschaltwiderstandes nach Fig. 1 vorgesehenen Kurbeltriebs anhand verschiedener Stellungen während des Ein- und Ausschaltvorgangs. _
  • In Fig. 1 ist ein Hochspannungs-Leistungsschalter mit Einschaltwiderstand mit den zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teilen zum Teil im Schnitt schematisch dargestellt, bei dem alle nicht zur Erläuterung der Erfindung wesentlichen Teile, wie z.B. Stützisolatoren, Fussgestell und hydraulische bzw. pneumatische Antriebseinrichtungen, der Einfachheit halber weggelassen sind.
  • Der Hochspannungs-Leistungsschalter enthält eine Hauptschaltstrecke 1, der zum Dämpfen von Einschalt-Überspannungen ein Einschaltwiderstand 2 parallelschaltbar ist. Hierzu ist dem Einschaltwiderstand 2 eine Hilfsschaltstrecke 3 zugeordnet, die aus einem beweglichen Hilfsschaltstift 3a und einem federbelasteten Festkontakt 3b besteht. Der Hilfsschaltstift 3a ist von einer Feder 4 in Ausschaltrichtung belastet und wird über eine Pleuelstange 5 von einem auf einer Drehwelle 6 angeordneten Kurbeltrieb 7 betätigt. Der Bewegungsablauf für den Hilfsschaltstift 3a wird dabei so gesteuert, dass im Verlauf des Einschaltvorganges die Hilfsschaltstrecke 3 zeitlich vor dem Schliessen der Hauptschaltstrecke 1 schliesst. Durch das Schliessen der Hauptschaltstrecke 1 wird die aus dem Einschaltwiderstand 2 und der Hilfsschaltstrecke 3 bestehende Reihenschaltung überbrückt und damit wirkungslos gemacht. Um während des Ausschaltvorganges den Einschaltwiderstand 2 unbelastet zu lassen, öffnet die Hilfsschaltstrecke 3 nach dem Schliessen der Hauptschaltstrecke 1 selbsttätig. In dieser Ausschaltlage verbleibt die Hilfsschaltstrecke 3 bis zum Wiedereinschalten der Hauptschaltstrecke 1.
  • Dieser Bewegungsablauf wird durch den in den Figuren 2 bis 6 schematisch dargestellten Kurbeltrieb bewirkt. Ausgehend von der Ausschaltstellung des Hochspannungs-Leistungsschalters, in dem die Hauptschaltstrecke 1 und die Hilfsschaltstrecke 3 geöffnet sind, wird während des Einschaltvorganges die Drehwelle 6 in Pfeilrichtung 8 verdreht. Dadurch wird auch der Kurbeltrieb 7 in der gleichen Richtung verschwenkt.
  • Der Kurbeltrieb 7 weist eine das Gelenk 9 der Pleuelstange 5 umfassende Kulisse 10 mit parallelen Führungsflächen auf, die aus einem zur Drehwelle 6 des Kurbeltriebs 7 konzentrischen Teil 10a und einem daran anschliessenden, in Einschaltrichtung vorgelagerten, annähernd radial nach aussen geknickten geradlinigen Teil 10b besteht. Wird der Antrieb für die Hilfsschaltstrecke 3, wie die Figur 2 zeigt, in Pfeilrichtung 8 verschwenkt, so wird das im Teil 10b der Kulisse 10 angeordnete Pleuellager (Gelenk 9) und die zugehörige Pleuelstange 5 in der Weise betätigt, dass der Hilfsschaltstift 3a in Pfeilrichtung 11 bewegt wird.
  • In der aus Fig. 3 ersichtlichen Position findet die galvanische Berührung des Hilfsschaltstiftes 3a mit dem Festkontakt 3b statt, d.h. die Hilfsschaltstrecke 3 ist geschlossen. Im weiteren Verlauf der Einschaltbewegung gelangt der Kurbeltrieb in die Ausklinkstellung. Die entgegengesetzt der Pfeilrichtung 11 wirkende Feder 4 des Hilfsschaltstiftes 3a drückt das Pleuellager (Gelenk 9) vom Teil 10b in den Teil 10a der Kulisse 10, wobei sich aufgrund der Abknickung beider Teile eine sprunghafte Auslösung ergibt. Diese sprunghafte Auslösung kann durch einen Vorsprung 12 unterstützt werden, der als Auflöser auf die Pleuelstange 5 einwirkt (Fig. 4).
  • Wie die Figur 5 zeigt, läuft das Pleuellager durch den Teil 10a hindurch bis zu einem am Kulissenende vorgesehenen Dämpfungspolster 13. In der in der Figur 6 dargestellten Ausschaltstellung der Hilfsschaltstrecke ist die Hauptschaltstrecke eingeschaltet. Zum Ausschalten der Hauptschaltstrecke wird gemeinsam mit dem hierfür vorgesehenen Getriebe der Kurbeltrieb 7 in Pfeilrichtung 14 bewegt, wobei die die Drehwelle 6 umgebende Nabe 15 eine Anschlags- und Führungsfläche für die Pleuelstange 5 bildet. In der ausgeschalteten Lage der Hauptschaltstrecke gelangt das Pleuellager (Gelenk 9) erneut in den abgeknickten Teil 10b und steht für eine Wiedereinschaltung bereit. Das Dämpfungspolster 13 kann aus Gummi oder einem anderen geeigneten stossdämpfenden Material bestehen.

Claims (5)

1. Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem Einschaltwiderstand (2), der im Verlaufe des Einschaltvorganges über eine Hilfsschaltstrecke (3) parallel zur Hauptschaltstrecke (1) geschaltet und nach deren Schliessen durch Öffnen der Hilfsschaltstrecke (3) bis zum Wiedereinschalten der Hauptschaltstrecke (1) ausgeschaltet ist, mit einem in Ausschaltrichtung federbelasteten beweglichen Hilfsschaltstift (3a) der Hilfsschaltstrekke (3) und mit einer an diesem Hilfsschaltstift (3a) angelenkten Pleuelstange (5), die mit einem drehbar gelagerten Kurbeltrieb (7) des Antriebsorgans gelenkig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbeltrieb (7) eine das zugehörige Gelenk (9) der Pleuelstange (5) zwangsweise führende Kulisse (10) aufweist, die aus einem zur Drehwelle (6) des Kurbeltriebs (7) konzentrischen Teil (10a) und einem daran anschliessenden, in Einschaltrichtung vorgelagerten, annähernd radial nach aussen geknickten geradlinigen Teil (10b) besteht.
2. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (10) parallel verlaufende Führungsflächen für das Gelenk (9) der Pleuelstange (5) aufweist.
3. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (10) an ihren Endstellen Dämpfungspolster (13) hat.
4. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem geradlinigen Teil (10b) der Kulisse (10) ein auf die Pleuelstange (5) einwirkender Vorsprung (12) als Auslöseorgan zugeordnet ist.
5. Hochspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (10) mit einer Nabe (15) versehen ist, die eine Anschlags- und Führungsfläche für die Pleuelstange (5) bildet.
EP80730071A 1979-12-07 1980-11-11 Hochspannungs-Leistungsschalter Expired EP0031791B1 (de)

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