EP0104599B1

EP0104599B1 - Hochspannungstrennschalter mit Vorkontakten

Info

Publication number: EP0104599B1
Application number: EP83109371A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Eberhardt; Dietrich Dipl.-Ing. Hoffmann; Karl Dr.-Ing. Kriechbaum; Erwin Rohde
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1982-09-24
Filing date: 1983-09-21
Publication date: 1988-11-17
Also published as: ES283987U; DE3235353A1; ES283987Y; ES283169Y; ATE38740T1; DE3235353C2; US4521654A; ES283169U; EP0104599A3; EP0104599A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungstrennschalter gemäss den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Das Kontaktsystem eines Trennschalters ist im allgemeinen so ausgelegt, dass es nur im Leerlauf, d.h. ohne Strombelastung ein- und auszuschalten ist. Aus diesem Grunde sind bei Trennschaltern keine Vorkehrungen getroffen, welche das Einschaltvermögen erhöhen oder welche eine Ausschaltung von Last- oder Kurzschlussströmen ermöglichen.
In bestimmten Fällen muss auch für Trennschalter ein gewisses Ein- und Ausschaltvermögen gefordert werden. Dies ist z. B. der Fall, wenn der Schalter zum Ein- und Ausschalten einer längeren Leitung verwendet wird.
Wenn ein solcher Schalter weiterhin zum Ein-und Ausschalten eines Sammelschienenabschnittes benutzt wird, dem ein zweiter stromführender Sammelschienenabschnitt parallel geschaltet ist, kann ein Schaltlichtbogen während der Öffnungsbewegung der Trennerkontakte entstehen.
Bei bekannten Trennschaltern, die keine besonderen Einrichtungen zur Erhöhung des Schaltvermögens haben, können durch die entstehenden Schaltfunken die Kontaktflächen beschädigt werden. Hierdurch wird mit der Zeit die Dauerstromtragfähigkeit vermindert. Je nach Strombelastung, der Aggressivität der Atmosphäre und der Dauer der Einwirkungen können derart beschädigte Kontaktstellen einen so hohen Übergangswiderstand annehmen, dass schliesslich die Kontaktstücke verschmoren und Betriebsstörungen die Folge sind.
Aus der DE-A-3 120 129 ist ein Hochspannungstrennschalter mit einer Schere bekannt. Dieser Hochspannungstrennschalter ist mit Hauptkontaktstücken und einem Gegenkontaktstück ausgerüstet, wobei, um die oben genannten Mängel zu beseitigen, federnde, isoliert angebrachte Vorkontaktstücke vorgesehen sind, die mit zusätzlichen Schaltkontakten beim Einschalten vor den Hauptkontaktstücken schliessen und beim Ausschalten nach den Hauptkontaktstücken öffnen.
Diese zusätzlichen Schaltkontakte verfügen jedoch über einen relativ geringen Hub sowie über eine geringe Schaltgeschwindigkeit. Dadurch kann sich zwischen diesen zusätzlichen Schaltkontakten ein Lichtbogen ausbilden, der zu Abbrand und Kontaktverschlechterung führt. Desweiteren kann ein solcher Lichtbogen zwischen den zusätzlichen Schaltkontakten dazu führen, dass die Vorkontaktstücke ihre Funktion nicht mehr erfüllen und zwischen den Hauptkontaktstücken und dem Gegenkontaktstück ein Schaltlichtbogen auftritt, was die oben genannten Nachteile zur Folge hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktanordnung für Hochspannungstrennschalter verfügbar zu machen, bei der die Schaltgeschwindigkeit sowie der Hub an der Kontaktstelle zwischen den zusätzlichen Schaltkontakten vergrössert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der beim Ausschalten zwischen den zusätzlichen Schaltkontakten auftretende Lichtbogen rasch erlöscht und die Entstehung eines Lichtbogens zwischen den Hauptkontaktstücken und dem Gegenkontaktstück mit Sicherheit verhindert wird.
Weiterbildungen der Erfindung sowie zweckmässige Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen, insbesondere wird durch die Löscheinrichtung gemäss Anspruch 2 die Effektivität der erfindungsgemässen Massnahme wesentlich erhöht.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Kontaktanordnungen von Hochspannungstrennschaltern dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 die Kontaktanordnung eines Hochspannungstrennschalters, die die Merkmale des Standes der Technik aufweist,
Fig. 2 eine Seitenansicht dieser Kontaktanordnung,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kontaktanordnung und
Fig. 4 deren Seitenansicht.

In Fig. 1 sind mit 1 die Vorkontaktstücke bezeichnet, die mit den Hauptkontaktstücken 2 zusammenwirken. Die Vorkontaktstücke sind in einer isolierenden Halterung 3 am Gegenkontaktstück 4 befestigt. An den Vorkontaktstücken 1 sind Schaltkontakte 5 und am Gegenkontaktstück 4 die mit ihnen zusammenwirkenden Gegenkontakte 5' angeordnet.
Während des Einschaltvorganges kommen zunächst die Vorkontaktstücke 1 in bekannter Weise mit den beweglichen Hauptkontaktstücken 2 an den Scherenholmen in Berührung. Da die Vorkontaktstücke jedoch in der isolierenden Halterung 3 am Gegenkontaktstück 4 befestigt sind, wird der Stromkreis erst im Zuge der weiteren Einschaltbewegung geschlossen, nämlich dann, wenn die Vorkontaktstücke 1 elektrisch leitend das Gegenkontaktstück 4 berühren. Diese Berührung erfolgt zunächst an den Schaltkontakten 5, 5' bevor die beweglichen Hauptenkontakte 2 den Gegenkontakt 4 berühren. Die Schaltkontakte 5, 5' übernehmen auch beim Ausschaltvorgang des Trennschalters die Funktion des Abschaltens von Rest-oder Kommutierungsströmen. Gegen den hierbei von dem Abschaltlichtbogen ausgehenden Abbrand können die Schaltkontakte besonders geschützt werden, indem man sie mit abbrandfestem Material ausstattet.
Aus Fig. 2 geht die Lage der Schaltkontakte 5 und die Form der Vorkontaktstücke 1 hervor. Die Vorkontaktstücke 1 sind C-förmig ausgebildet und sind in den isolierenden Halterungen 3 gelagert. Diese Lagerung und die Schaltkontakte 5, 5' sind an den Enden des Gegenkontaktstückes 4 angeordnet, wobei als Schutz gegen eine mögliche Beeinflussung der Oberfläche des Gegenkontaktes durch den Schaltlichtbogen eine Blende 6, beispielsweise aus Kunststoff angordnet ist. Ausserdem verhindert die Blende 6 das seitliche Anschlagen des Scherenholmes, z. B. unter der Einwirkung starker Kurzschlusskräfte an der Schaltkontaktanordnung der Vorkontaktstücke.
Die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Kontaktanordnung nach den Fig. 3 und 4 hat den Vorteil, dass der Hub der Kontaktstücke 8', 8" der zusätzlichen Schaltkontakte 8 wesentlich vergrössert wird, indem der Hub der Vorkontaktstücke 1 nicht mehr über ein einarmiges sondern über ein zweiarmiges Hebelsystem 7, 7' auf die an den den Hauptkontaktstücken 2 abgewandten Enden der gekreuzten Hebel 7, 7' angeordneten Schaltkontakte 8 übertragen wird. Dadurch wird eine Vergrösserung der Schaltgeschwindigkeit bzw. des Hubes an der Kontaktstelle erreicht. Der gemeinsame Befestigungspunkt 10 der zangenartig um diesen schwenkbaren Hebel 7, 7' ist gegenüber dem Gegenkontaktstück 4, ebenso wie die Hebel selbst, isoliert. Mittels einer Feder 11, im Ausführungsbeispiel als Druckfeder ausgebildet, wird ein Spreizen der Vorkontaktstücke 1 im ausgeschalteten Zustand sichergestellt. Ein Anschlag 12 begrenzt diesen Spreizhub.
Die Löschung der beim Ausschalten entstehenden Lichtbögen muss möglichst rasch erfolgen, um einen unnötigen Abbrand zu vermeiden. Hierzu dient eine Löscheinrichtung 9, die aus sogenanntem Hartgas-Material besteht. Dieses Material wird in unmittelbarer Umgebung der zusätzlichen Schaltkontakte 8 angeordnet, so dass beim Entstehen des Lichtbogens eine intensive Gasströmung erzeugt wird, die eine Löschung des Lichtbogens herbeiführt. Das Hartgas-Material kann in Form einer Hülse ausgebildet sein, die in ihrem Inneren die Schaltkontakte 8 aufnimmt, wobei das bewegliche Kontaktstück 8" sich annähernd in der Achse der Hülse bewegt, während das feststehende Kontaktstück 8' als federndes Kontaktstück, z.B. radial in die Hülse 9 eingreift. Die feststehenden Kontaktstücke 8' sind mit dem Gegenkontaktstück 4 über einen Kontaktträger 13 verbunden.
Den Schutz der zusätzlichen Kontaktstücke 8 der Löscheinrichtung 9 sowie des oberen Teiles des Hebelsystems gegen Witterungseinflüsse übernimmt eine Haube 14, die aus Metall oder aus witterungsbeständigem Kunststoff bestehen kann.

Claims

1. Hochspannungs-Scherentrennschalter, insbesondere Einsäulen-Scherentrennschalter, mit an den Enden der Scherenarme angeordneten beweglichen Hauptkontaktstücken (2) und mit einem an der Hochspannungsleitung befestigten Gegenkontaktstück (4), wobei mit dem Gegenkontaktstück (4) federnde Vorkontaktstücke (1) isoliert verbunden sind, diese Vorkontaktstücke (1) und das Gegenkontaktstück (4) Kontaktstücke (8', 8") zusätzlicher Schaltkontakte (8) tragen, die beim Einschalten schliessen bevor die Hauptkontaktstücke (2) das Gegenkontaktstück (4) kontaktieren und beim Ausschalten erst öffnen, wenn sich die Hauptschaltkontaktstücke (2) von dem Gegenkontaktstück (4) getrennt haben, dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorkontaktstücke (1) zwei im Bereich ihrer Befestigungspunkte (10) am Gegenkontakt (4) gekreuzte, um ihren Kreuzungspunkt zangenartig, gegen die Kraft einer Spreizfeder (11) aufeinanderzuschwenkbare Hebel (7, 7') darstellen, dass die von den Vorkontaktstücken (1) getragenen Kontaktstücke (8") der zusätzlichen Schaltkontakte (8) an den den Hauptkontaktstücken (2) abgewandten Enden der gekreuzten Hebel (7, 7') ausgebildet sind und dass die von dem Gegenkontaktstück (4) getragenen Kontaktstücke (8') der zusätzlichen Schaltkontakte (8) an einem gemeinsamen Kontaktträger (13) derart zwischen den die Vorkontaktstücke (1) darstellenden Hebeln (7, 7') angeordnet sind, dass sie von den von den Vorkontaktstücken (1) getragenen Kontaktstücken (8") der zusätzlichen Schaltkontakte (8) beim von der Einschaltbewegung der Hauptkontaktstücke (2) bewirkten Aufeinanderzuschwenken der die Vorkontaktstücke (1) darstellenden Hebel (7, 7') kontaktiert werden.

2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die zusätzlichen Schaltkontakte (8) von einem in der Nachbarschaft eines Lichtbogens gasabgebenden Werkstoff umgeben sind.

3. Trennschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der gasabgebende Werkstoff die Form einer Hülse (9) aufweist, die in ihrem Inneren die zusätzlichen Schaltkontakte (8) aufnimmt.

4. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die zusätzlichen Schaltkontakte (8) mit abbrandfestem Material versehen sind.

5. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Kontaktstück (8', 8") der zusätzlichen Schaltkontakte (8) federnd angeordnet ist.

6. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die zusätzlichen Schaltkontakte (8) ganz oder teilweise durch eine Haube (14) abgedeckt sind.

7. Trennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Haube (14) aus witterungsbeständigem Material besteht.

8. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Spreizung der Vorkontaktstücke (1) durch Anschläge (12) begrenzt ist.