EP1569254A1 - Schaltgerät mit Trenn-und/oder Erdungsfunktion - Google Patents
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- EP1569254A1 EP1569254A1 EP04405113A EP04405113A EP1569254A1 EP 1569254 A1 EP1569254 A1 EP 1569254A1 EP 04405113 A EP04405113 A EP 04405113A EP 04405113 A EP04405113 A EP 04405113A EP 1569254 A1 EP1569254 A1 EP 1569254A1
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Definitions
- a switching device according to the preamble of claim 1.
- Such a switching device can perform both separation and grounding functions and is used in gas-insulated, single or multi-phase encapsulated switchgear for voltages of several kV up to several hundred kV. This exploits the fact that the functions of disconnecting and grounding are often required at the same place in the switchgear.
- the switching device has an encapsulating housing filled with an insulating gas, for example nitrogen, air, sulfur hexafluoride (SF 6 ), alone or in a mixture, of up to a few bar pressure, to which a grounding contact is fastened in the interior.
- an insulating gas for example nitrogen, air, sulfur hexafluoride (SF 6 ), alone or in a mixture, of up to a few bar pressure, to which a grounding contact is fastened in the interior.
- a disconnector contact fastened to a conductor and a movable contact element displaceable along an axis and movable into or out of engagement with either the disconnector or the earthing contact.
- a conductor conductor electrically conductively attached to a further current conductor is provided in the housing, which comprises the movable contact element coaxially to form a current transition. The movable contact element is acted upon by a guided by the housing drive with force. With a single drive so the functions of the separation and the ground can be realized.
- the invention takes a prior art of Switchgear reference, as it is, for example, from Hitachi Review Vol. 51 (2002) No.5 pages 169 to 173 or from EP 1 068 624 B1.
- the in these Prior publications described switching devices for gas-insulated, Metal-enclosed switchgear each have a three-position switch, the with a single drive all the functions of a separation and a
- Earthing switch can perform. This is a in an encapsulating arranged, movable contact element displaced along an axis, which Axis is guided by a disconnector and by a ground contact. With a linear movement of the contact element can be so three switch positions of the Switching device can be achieved. In a first of these three positions is that Contact element with neither the disconnector nor the earth contact in engagement (neutral position), d. H. both an integrated in the switching device angle breaker as An earth electrode integrated into the switching device is also open. In a second position engages the contact element in the isolator contact. The isolating switch of the Trenner is now closed when the earth electrode is open. In the third position attacks the contact element in the ground contact a. The earth electrode is now open Disconnector closed.
- Driving force for the movable contact element is transverse to the Transfer movement direction.
- the encapsulating housing needed transversely to Axis additional space (Hitachi Review) or it will be a specially designed and requires a lever gear receiving conductor (EP 1 068 624 B1).
- the invention as defined in the claims solves the problem Specify switching device of the type mentioned, which with low Expense can be converted so that it depending on the needs of the functions Disconnect and earth, only disconnect or only earth can do.
- a movable contact element of the switching device contains at least one of two with the holding body releasably connectable contact tubes, of which a first the mating contact of the fixed ground contact containing Erders and a second the mating contact of the disconnector contact containing separator.
- the switching device is particularly compact, when the Drive a spindle gear having an axially and centrally through the Ground contact guided threaded spindle and with a holding body supporting or forming spindle nut.
- Driving force is now exclusively in Moving direction of the movable contact element transferred. It gets so cross to the direction of movement no additional space needed.
- the Driving force only in the form of a rotating rotational movement from the outside through transfer the wall of the encapsulating housing.
- On the wall bushing can a required shaft can be easily sealed. Because this wave is centric is guided by the ground contact, will be present on the anyway Wall bushing for grounding contact no further implementation needed and so space is saved, to carry out a high-voltage conductor can be exploited.
- the Spindle gear generates a linear movement of the movable contact element only inside the encapsulating housing. This will add space in the Saved inside the encapsulating.
- the spindle nut is formed by a threaded nut and the ring-shaped and attached to the outer edge of the threaded nut Holding body.
- the holding body can then regardless of the exercise to the Gear function of the spindle required threaded nut formed and easy with two for the preparation of the detachable connections with the two contact tubes required connecting parts, such as external threads are provided.
- the In Fig. 1 illustrated switching device is a module of a gas-insulated metal-encapsulated Switchgear formed and has a insulating gas-filled metal housing. 1 on with three openings 2, 3 and 4, each of which is not designated Flange are limited. The flanges are each used to connect to a not illustrated mating flange of a subsequent module of the switchgear.
- the openings 2 and 3 are each denoted by an unmarked Closing insulator gas-tight finished, the opposite the housing. 1 electrically insulated in each case one can be acted upon by high voltage current conductor. 5 or 6 carries.
- the opening 4 is optionally with a blind flange or with a also a current conductor 7 carrying bulkhead insulator gas-tight closable.
- Axis 8 is the direction of movement of a movable contact element 9 of the Determined switching device, and along which the current conductor 6 from the outside ins Interior of the housing 1 is guided.
- the openings 2 and 4 are each other in the Housing 1 in such a way that the current conductor 5 and optionally provided conductor 7 along a centrally guided through the openings line 10 are aligned.
- Axis 8 and line 10 close together a right Angle and thus determine the geometry of the current conductors 5 and 6 containing current paths.
- a conductor tube 11 which is the Contact element 9 coaxially and with this regardless of its position Constantly forms a current transition via two non-designated sliding contacts.
- the along the axis 8 feasible contact element 9 of the switching device is connected to a Holding body 12 removably attached.
- the holding body 12 is part of a longitudinal axis 8th gas-tight through the wall of the housing 1 guided drive 13 and can be longitudinal the axis 8 are moved. Accordingly, the position of the Contact element 9. In a apparent from Fig.1 first position is then the Contact element 9 only with the contact tube 11 in electrically conductive Connection. In a second (not apparent from Fig.1) position it is after shifted left and then engages in an electrically conductive manner in a - optionally electrically isolated - attached to the housing 1 and the drive 13th coaxially surrounding ground contact 14. The switching device then acts as earth electrode E.
- the contact element 9 contains two axis 8 coaxial surrounding the contact tubes 9 ' or 9 ", which are each detachably connected to the holding body 12 and from the holding body 12 to the left (direction fixed ground contact 14) or extend to the right (direction fixed isolator contact 15).
- the switching device can therefore vary depending on Purpose in the switchgear for a combined earthing E and Trenner T be executed, or only as a simple E earth or separator T.
- Ein Example of such a simple E is E 3 and that of such simple disconnector T Figure 4 is removable.
- the drive 13 of the movable contact element 9 by a the wall of the housing 1 guided push rod or a lever, since by this means, the displacement of the contact element 9 is made possible.
- the contact element 9 via to move an integrated into the drive spindle gear, which is an axial and centrally guided by the ground contact 14 threaded spindle 16 has and a spindle nut 17 carrying or forming the holding body 12 (FIG. 1).
- the threaded spindle 16 has three adjoining sections 18, 19 and 20 on.
- the section 19 is made of insulating material and thus isolated by the Wall of the housing 1 guided, rotatably mounted in the ground contact 14, metal section 18 of section 20.
- Section 20 contributes to the Spindle nut 17 cooperating external thread.
- three sliding bodies 21 are provided, each with one of three axially aligned in the conductor tube 11 aligned guide rails 22.
- the Slider 21 and accordingly also the guide rails are in Circumferentially evenly distributed (from Fig.1 are only two of the three Sliding body 21 or rails 22 to see).
- the actuation of the movable contact element takes place during a switching operation by an outside of the housing 1 at the section 18 initiated rotation of the Screw 16 torque is now on the insulating central portion 19th transferred to the thread provided in section 20 and on the Spindle nut 17 implemented in a longitudinal movement of the contact element 9.
- the Threaded spindle 16 is cantilevered, since the radial guidance of the spindle 16th takes place through the spindle nut 17.
- the sliding body 21 slide along the Guide rails 22 and thus prevent co-rotation of the spindle nut 17th Mit a corresponding drive control, the movable contact element 9 in easily in each of the three positions E 'E' and T 'off', Earth E and disconnector T “off” (neutral position) or earth E “off” and disconnector T to be driven "one".
- the spindle nut 17 is a Threaded nut 23 and the holding body 12 is formed.
- the holding body 12 is as Carrying ring executed and about by a screw on the outer edge of the Threaded nut 23 attached.
- the contact tubes 9 'and 9 "of the movable Contact element 9 are detachable, for example, by screwing on the holding body 12 attached.
Landscapes
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Das Schaltgerät enthält ein isoliergasgefülltes Kapselungsgehäuse (1). Im Inneren des Gehäuses (1) sind ein Erdungskontakt (14) sowie ein Trennerkontakt (15) feststehend gehalten. Im Gehäuseinneren ist ferner ein längs einer Achse (8) verschiebbares und mit mindestens einem der beiden Kontakte (14, 15) in oder ausser Eingriff bringbares, bewegliches Kontaktelement (9) angeordnet. Auf das bewegliche Kontaktelement (9) wirkt ein durch die Wand des Gehäuse (1) geführter und von aussen mit Kraft beaufschlagbarer Antrieb (13). Dieser Antrieb (13) weist einen längs der Achse (8) verschiebbaren und im Leiterrohr (11) radial geführten Haltekörper (12) auf. Das bewegliche Kontaktelement (9) enthält mindestens eines von zwei mit dem Haltekörper (12) lösbar verbindbare Kontaktrohre (9', 9"). Ein erstes (9') der beiden Kontaktrohre bildet den Gegenkontakt eines den Erdungskontakt (14) enthaltenden Erders (E), ein zweites (9") den Gegenkontakt eines den Trennerkontakt (15) enthaltenden Trenners (T). Dieses Schaltgerät kann durch Zufügen oder Entfernen der Kontaktrohre (9', 9") leicht umgerüstet werden, so dass es je nach Bedarf die Funktionen Trennen und Erden, nur Trennen oder nur Erden ausführen kann. <IMAGE>
Description
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Schaltgerät nach dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1. Ein solches Schaltgerät kann sowohl Trenn- als auch
Erdungsfunktionen erfüllen und wird in gasisolierten, ein- oder mehrphasig
gekapselten Schaltanlagen für Spannungen von mehren kV bis zu mehreren
hundert kV eingesetzt. Hierbei wird ausgenutzt, dass in den Schaltanlagen die
Funktionen Trennen und Erden häufig am gleichen Ort benötigt werden. Das
Schaltgerät weist ein mit einem Isoliergas, beispielsweise Stickstoff, Luft,
Schwefelhexafluorid (SF6) allein oder in Mischung, von bis zu einigen bar Druck
gefülltes Kapselungsgehäuse auf, an dem im Inneren ein Erdungskontakt befestigt
ist. Im Gehäuseinneren angeordnet sind ferner ein an einem Stromleiter befestigter
Trennerkontakt sowie ein längs einer Achse verschiebbares und entweder mit dem
Trenner- oder mit dem Erderkontakt in oder ausser Eingriff bringbares bewegliches
Kontaktelement. Zudem ist im Gehäuse ein an einem weiteren Stromleiter
stromleitend befestigtes Leiterrohr vorgesehen, welches das bewegliche
Kontaktelement unter Bildung eines Stromübergangs koaxial umfasst. Das
bewegliche Kontaktelement wird von einem durch das Gehäuse geführten Antrieb
mit Kraft beaufschlagt. Mit einem einzigen Antrieb können so die Funktionen des
Trennens und des Erdens realisiert werden.
Mit dem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von
Schaltgeräten Bezug, wie er sich beispielsweise aus Hitachi Review Vol. 51 (2002)
No.5 S.169 bis 173 oder aus EP 1 068 624 B1 ergibt. Die in diesen
Vorveröffentlichungen beschriebenen Schaltgeräte für gasisolierte,
metallgekapselte Schaltanlagen weisen jeweils einen Dreistellungsschalter auf, der
mit einem einzigen Antrieb alle Funktionen eines Trenn- und eines
Erdungsschalters ausführen kann. Hierbei wird ein in einem Kapselungsgehäuse
angeordnetes, bewegliches Kontaktelement längs einer Achse verschoben, welche
Achse durch einen Trenner- und durch einen Erdungskontakt geführt ist. Mit einer
linearen Bewegung des Kontaktelements können so drei Schaltstellungen des
Schaltgerätes erreicht werden. In einer ersten dieser drei Positionen ist das
Kontaktelement weder mit dem Trenner- noch mit dem Erderkontakt in Eingriff
(neutrale Position), d. h. sowohl ein ins Schaltgerät integrierter Winkeltrenner als
auch ein ins Schaltgerät integrierter Erder sind geöffnet. In einer zweiten Position
greift das Kontaktelement in den Trennerkontakt ein. Die Trennschaltstelle des
Trenners ist nun bei geöffnetem Erder geschlossen. In der dritten Position greift
das Kontaktelement in den Erdungskontakt ein. Der Erder ist nun bei geöffnetem
Trenner geschlossen.
Antriebskraft für das bewegliche Kontaktelement wird quer zu dessen
Bewegungsrichtung übertragen. Dazu benötigt das Kapselungsgehäuse quer zur
Achse zusätzlich Raum (Hitachi Review) oder es wird ein speziell ausgeführter und
ein Hebelgetriebe aufnehmender Stromleiter benötigt (EP 1 068 624 B1).
In der Druckschrift Nr. CH-HS 1215 87 D "SF6-Gas-isolierte Schaltanlagen (GIS)
Typ ELK" der Fa. BBC Brown Boveri AG Hochspannungstechnik, CH-5401 Baden
Schweiz, ist auf S.9 ein Winkeltrennschalter vom Typ ELK T beschrieben, bei dem
der in einem Kapselungsgehäuse angeordnete, bewegliche Trennerkontakt an
einer Mutter eines Spindelgetriebes befestigt ist. Eine Gewindespindel des
Getriebes ist an einer gasdicht durch die Wand des Kapselungsgehäuses
geführten Drehwelle befestigt. Bei Drehung der Welle wird die Spindelmutter und
damit auch der daran befestigte bewegliche Trennerkontakt linear im Gehäuse
verschoben und kann so in oder ausser Eingriff mit einem im Kapselungsgehäuse
angeordneten, feststehenden Trennergegenkontakt gebracht werden. Ein
Mitdrehen der Spindelmutter verhindert eine in einem Kontaktträger angeordnete
und in Bewegungsrichtung des beweglichen Trennerkontakts ausgerichtete
Führungsschiene, welche mit einem Gleitkörper des beweglichen Kontakts
zusammenwirkt.
Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist, löst die Aufgabe, ein
Schaltgerät der eingangs genannten Art anzugeben, welches mit geringem
Aufwand derart umgerüstet werden kann, dass es je nach Bedarf die Funktionen
Trennen und Erden, nur Trennen oder nur Erden ausführen kann.
Der beim Schaltgerät nach der Erfindung vorgesehene Antrieb weist einen längs
einer Achse verschiebbaren und in einem Leiterrohr radial geführten Haltekörper
auf. Zudem enthält ein bewegliches Kontaktelement des Schaltgeräts mindestens
eines von zwei mit dem Haltekörper lösbar verbindbare Kontaktrohre, von denen
ein erstes den Gegenkontakt eines den feststehenden Erdungskontakt
enthaltenden Erders und ein zweites den Gegenkontakt eines den Trennerkontakt
enthaltenden Trenners bildet. Diese Massnahmen ermöglichen es, durch Öffnen
oder Schliessen höchstens zweier lösbarer Verbindungen mit nur einem einzigen
Basisschaltgerät drei Schaltgeräte mit den Funktionen Trennen und Erden, nur
Trennen oder nur Erden zu bilden. Enthält das Kontaktelement beide Kontaktrohre,
so ist das Schaltgerät als kombinierter Trenn- und Erdungsschalter (Kombitrenner)
ausgebildet. Es können dann in einer gasisolierten, gekapselten Schaltanlage die
Funktionen Trennen und Erden mit einem lediglich einen einzigen Antrieb
aufweisenden Schaltgerät ausgeführt werden. Allerdings bedingt dies, dass Trenn-und
Erdungsstelle in der Anlage eng benachbart sind. Liegen Trenn- und
Erdungsstelle weit voneinander entfernt und ist nur eine Erdungs- oder
Trennaufgabe zu lösen, so braucht nur eines der Kontaktrohre nach Öffnen einer
der beiden lösbaren Verbindung entfernt zu werden, um so ein Schaltgerät mit
Trenner- oder Erderfunktion zu schaffen. Daher können in gasisolierten,
gekapselten Schaltanlage die elektrischen Funktionen Trennen und Erden, nur
Trennen oder nur Erden mit einem einzigen Schaltgerätetyp abgedeckt werden. Es
werden so die Kosten für Lagerhaltung und Montage der Anlage reduziert.
Das Schaltgerät nach der Erfindung ist besonders kompakt ausgebildet, wenn der
Antrieb ein Spindelgetriebe aufweist mit einer axial und zentrisch durch den
Erdungskontakt geführten Gewindespindel und mit einer den Haltekörper
tragenden oder bildenden Spindelmutter. Antriebskraft wird nun ausschliesslich in
Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktelements übertragen. Es wird so quer
zur Bewegungsrichtung kein zusätzlich Raum benötigt. Zudem wird die
Antriebskraft lediglich in Form einer rotierender Drehbewegung von aussen durch
die Wand des Kapselungsgehäuses übertragen. An der Wanddurchführung kann
eine dafür benötigte Welle leicht abgedichtet werden. Da diese Welle zentrisch
durch den Erdungskontakt geführt ist, wird über die sowieso vorhandene
Wanddurchführung für den Erdungskontakt hinaus keine weitere Durchführung
benötigt und wird so Platz eingespart, der zur Durchführung eines
hochspannungsführenden Stromleiters ausgenutzt werden kann. Das
Spindelgetriebe erzeugt eine lineare Bewegung des beweglichen Kontaktelements
erst im Inneren des Kapselungsgehäuses. Hierdurch wird zusätzlich Platz im
Inneren des Kapselungsgehäuses eingespart.
Mit Vorteil ist die Spindelmutter gebildet von einer Gewindemutter und dem
ringförmig ausgebildeten und am Aussenrand der Gewindemutter befestigten
Haltekörper. Der Haltekörper kann dann unabhängig von der zur Ausübung der
Getriebefunktion der Spindel benötigten Gewindemutter ausgebildet und leicht mit
zwei zur Herstellung der lösbaren Verbindungen mit dem beiden Kontaktrohren
benötigten Verbindungsteilen, wie etwa Aussengewinden, versehen werden.
Die lineare Bewegung der Spindelmutter und damit auch der Kontaktrohre wird
dadurch aufrechterhalten, dass an einem Aussenrand des Haltekörpers ein mit
einer axial in Leiterrohr ausgerichteten Führungsschiene zusammenwirkender
Gleitkörper angeordnet ist.
Obwohl bereits durch einen oder zwei Gleitkörper und die entsprechende Anzahl
an Führungsschienen ein Mitdrehen der Spindelmutter verhindert wird, hat es sich
als zweckmässig erwiesen, in Umfangsrichtung gleichmässig verteilt am
Aussenrand des Haltekörpers neben dem einen noch mindestens zwei weitere
Gleitkörper anzuordnen, welche mit einer entsprechenden Anzahl von axial im
Leiterrohr ausgerichteten Führungsschiene zusammenwirken. Durch diese
Massnahmen ist eine präzise und sichere Führung des bei der Betätigung des
Schaltgeräts grossen Kräften ausgesetzten Kontaktelements gewährleistet.
Weist das Gehäuse zwei Öffnungen auf, von denen eine erste von der Achse
durchdrungen ist und der Durchführung des ersten Stromleiters dient und die
zweite gegenüber der Achse gewinkelt angeordnet ist und der Durchführung des
zweiten Stromleiters dient, so können mit dem Schaltgerät nach der Erfindung mit
geringem Montageaufwand nicht nur die drei elektrischen Funktionen "Trennen und
Erden", "allein Trennen" oder "allein Erden" ausgeführt werden, sondern es ist dann
für alle drei elektrischen Funktionen der Einbau des Schaltgerätes unter einem
Winkel in die Schaltanlage möglich. Kombitrenner, Trenner oder Erder wirken dann
auf eine gewinkelt geführte Strombahn und der Erder kann gegebenenfalls ohne
Verbindungsfunktion in die Anlage eingebaut werden.
Längsverbindungsfunktion wird erreicht, wenn das Gehäuse eine dritte
Gehäuseöffnung aufweist, welche der Durchführung eines in Linie mit dem zweiten
Stromleiter angeordneten und mit Hochspannung beaufschlagbaren dritten
Stromleiters dient. Durch das Schaltgerät ist dann eine Längsverbindung der
Schaltanlage geführt, welche bei der Ausführungsform als Kombitrenner mit dem
dazu gewinkelt geführten ersten Stromleiter verbunden, davon getrennt oder
geerdet werden kann, bei der Ausführungsform als nur Trenner mit dem ersten
Stromleiter verbunden oder davon getrennt und bei der Ausführungsform nur als
Erder geerdet werden kann. Bei der Ausbildung des erfindungsgemässen
Schaltgerätes nur als Erder kann dann sogar die Längsverbindung mit dem
gewinkelt angeordneten ersten Stromleiter in einem erdbaren Sternpunkt
verbunden sein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es
zeigt:
- Fig. 1
- eine Aufsicht auf einen Schnitt durch ein Schaltgerät nach der Erfindung, welches als kombinierter Trenn- und Erdungsschalter in eine gekapselte Schaltanlage eingebaut werden kann,
- Fig. 2
- eine detaillierte Darstellung eines in Fig.1 durch eine Umrandung markierten Bereichs U,
- Fig.3
- eine Weiterbildung des Schaltgerätes nach Fig.1, welches als Erdungsschalter in eine gekapselte Schaltanlage eingebaut werden kann,
- Fig.4
- eine Weiterbildung des Schaltgerätes nach Fig.1, welches als Trennschalter in eine gekapselte Schaltanlage eingebaut werden kann,
- Fig.5
- zwei Ausführungsformen des Schaltgerätes nach Fig.1, welche unter Bildung einer Winkelverbindung (a) oder einer Winkel- und Längsverbindung (b) in die gekapselte Schaltanlage eingebaut werden können,
- Fig.6
- vier Ausführungsformen des Schaltgerätes nach Fig.3, welche ohne eine Stromverbindung (c), unter Bildung einer Längsverbindung (d), einer Winkelverbindung (e) oder einer Winkel- und Längsverbindung (f) in die gekapselte Schaltanlage eingebaut werden können, und
- Fig.7
- zwei Ausführungsformen des Schaltgerätes nach Fig.4, welche unter Bildung einer Winkelverbindung (g) oder einer Winkel- und Längsverbindung (h) in die gekapselte Schaltanlage eingebaut werden können.
In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen auch gleichwirkende Teile. Das
in Fig. 1 dargestellte Schaltgerät ist als Modul einer gasisolierten metallgekapselten
Schaltanlage ausgebildet und weist ein isoliergasgefülltes metallenes Gehäuse 1
auf mit drei Öffnungen 2, 3 und 4, welche jeweils von einem nicht bezeichneten
Flansch begrenzt sind. Die Flansche dienen jeweils der Verbindung mit einem nicht
dargestellten Gegenflansch eines sich anschliessenden Moduls der Schaltanlage.
Die Öffnungen 2 und 3 sind jeweils durch einen nicht bezeichneten
Schottungsisolator gasdicht abgeschlossen, der gegenüber dem Gehäuse 1
elektrisch isoliert jeweils einen mit Hochspannung beaufschlagbaren Stromleiter 5
bzw. 6 trägt. Die Öffnung 4 ist wahlweise mit einem Blindflansch oder mit einem
ebenfalls einen Stromleiter 7 tragenden Schottungsisolator gasdicht verschliessbar.
Gegebenenfalls können anstelle von Schottungsisolatoren auch Stützisolatoren mit
Gasdurchlassöffnungen eingesetzt werden. Zentral durch die Öffnung 3 führt eine
Achse 8, welche die Bewegungsrichtung eines beweglichen Kontaktelements 9 des
Schaltgerätes bestimmt, und entlang welcher der Stromleiter 6 von aussen ins
Innere des Gehäuses 1 geführt ist. Die Öffnungen 2 und 4 stehen einander im
Gehäuse 1 derart gegenüber, dass der Stromleiter 5 und der gegebenenfalls
vorgesehene Stromleiter 7 längs einer zentral durch die Öffnungen geführten Linie
10 ausgerichtet sind. Achse 8 und Linie 10 schliessen miteinander einen rechten
Winkel ein und bestimmen so die Geometrie eines die Stromleiter 5 und 6
enthaltenden Strompfades. Am Stromleiter 5 und dem gegebenenfalls
vorgesehenen Stromleiter 7 ist stromleitend ein Leiterrohr 11 befestigt, welches das
Kontaktelement 9 koaxial umfasst und mit diesem unabhängig von dessen Position
über zwei nicht bezeichnete Gleitkontakte beständig einen Stromübergang bildet.
Das längs der Achse 8 führbare Kontaktelement 9 des Schaltgerätes ist an einem
Haltekörper 12 lösbar befestigt. Der Haltekörper 12 ist Teil eines längs der Achse 8
gasdicht durch die Wand des Gehäuses 1 geführten Antriebs 13 und kann längs
der Achse 8 verschoben werden. Entsprechend ändert sich so die Position des
Kontaktelements 9. In einer aus Fig.1 ersichtlichen ersten Position steht dann das
Kontaktelement 9 lediglich mit dem Kontaktrohr 11 in elektrisch leitender
Verbindung. In einer zweiten (aus Fig.1 nicht ersichtlichen) Position ist es nach
links verschoben und greift dann in elektrisch leitender Weise in einen -
gegebenenfalls elektrisch isoliert - am Gehäuse 1 befestigten und den Antrieb 13
koaxial umgebenden Erdungskontakt 14 ein. Das Schaltgerät wirkt dann als Erder
E. In einer aus Fig.1 ebenfalls nicht zu ersehenden dritten Position ist das
Kontaktelement 9 nach rechts verschoben und greift dann in elektrisch leitender
Weise in einen das Kontaktelement 9 umgebenden und am Stromleiter 6
befestigten Trennerkontakt 15 ein. Das Schaltgerät wirkt dann als Trenner T.
Das Kontaktelement 9 enthält zwei die Achse 8 koaxial umgebende Kontaktrohre 9'
bzw. 9", welche jeweils mit dem Haltekörper 12 lösbar verbunden sind und sich
vom Haltekörper 12 nach links (Richtung feststehender Erdungskontakt 14) bzw.
nach rechts (Richtung feststehender Trennerkontakt 15) erstrecken. Durch den
einzigen Antrieb 13 können so in platzsparender Weise die Funktionen des Erders
E und des Trenner T, nach Entfernen des Kontaktrohrs 9" lediglich die Funktion
des Erders E und nach Entfernen des Kontaktrohrs 9' lediglich die Funktion des
Trenners T ausgeführt werden. Das Schaltgerät kann daher je nach
Verwendungszweck in der Schaltanlage zum einen als kombinierter Erder E und
Trenner T ausgeführt sein, oder aber nur als einfacher Erder E oder Trenner T. Ein
Beispiel eines solchen einfachen Erders E ist Fig.3 und das eines solchen
einfachen Trenners T ist Fig.4 entnehmbar.
Durch die geeignet getroffene Anordnung der beiden Öffnungen 2 und 3 im
Gehäuse 1 können zugleich auch für alle drei Typen von Schaltgeräten neben den
drei Funktionen Erden und Trennen, nur Erden oder nur Trennen zusätzlich noch
unterschiedliche Verbindungsfunktionen realisiert werden. Beim Schaltgerät nach
Fig.6 c) ist dies für einen Erder E gezeigt, bei dem kein Strompfad durch das Gerät
geführt ist und der Erder E lediglich auf den durch die Öffnung 2 geführten
Stromleiter 5 wirkt. Ausschliesslich Winkelverbindungsfunktion wird hingegen mit
dem in Fig.5 a) dargestellten Schaltgerät mit kombinierter Erder- und
Trennerfunktion erreicht, bei dem der Trenner T eine gewinkelte, durch die
Öffnungen 2, 3 geführte und die Stromleiter 5, 6 enthaltende Strombahn aufweist.
Ausschliesslich Winkelverbindungsfunktion wird auch mit dem aus Fig.6 e)
entnehmbaren Erder E bzw. dem aus Fig.7 g) entnehmbaren Trenner T erreicht.
Bei diesen Ausführungsformen der Erfindung ist im Gehäuse 1 jeweils eine
gewinkelte, erdbare bzw. auftrennbare Strombahn vorgesehen, die ebenfalls durch
die Öffnungen 2 und 3 geführt ist.
Durch die Öffnung 4 kann zugleich für alle drei Typen von Schaltgeräten neben
den Funktionen Erden und Trennen, nur Erden oder nur Trennen und der
Winkelverbindungsfunktion zusätzlich eine Längsverbindungsfunktion realisiert
werden. Beim kombinierten Schaltgerät nach Fig.5 b) ist durch die Öffnung 4 der
Stromleiter 7 geführt, der zusammen mit dem durch die Öffnung 2 geführten
Stromleiter 5 eine Längsverbindung bildet. Diese Längsverbindung kann ersichtlich
wahlweise geerdet, über den Trenner T mit dem Stromleiter 6 bei geöffnetem Erder
E verbunden oder bei geöffnetem Erder E und geöffnetem Trenner T isoliert durch
das Gehäuse geführt werden. Beim Erder gemäss Figuren 6 d) ist lediglich die
durch die Stromleiter 5 und 7 realisierte erdbare Längsverbindung vorgesehen,
wohingegen beim Erder nach Fig.6 f) ein durch die Längsverbindung und den
Stromleiter 6 gebildeter Sternpunkt und beim Trenner nach Fig.7 h) die
Längsverbindung vom gewinkelt dazu angeordneten Stromleiter 6 getrennt oder mit
diesem verbunden werden kann.
Grundsätzlich kann der Antrieb 13 des beweglichen Kontaktelements 9 eine durch
die Wand des Gehäuses 1 geführte Schubstange oder einen Hebel umfassen, da
durch diese Mittel das Verschieben der Kontaktelements 9 ermöglicht wird. Aus
Gründen von Platzersparnis empfiehlt es sich jedoch, das Kontaktelement 9 über
ein in den Antrieb integriertes Spindelgetriebe zu verschieben, welches eine axial
und zentrisch durch den Erdungskontakt 14 geführte Gewindespindel 16 aufweist
sowie eine den Haltekörper 12 tragende oder bildende Spindelmutter 17 (Fig.1).
Die Gewindespindel 16 weist drei aneinander anschliessende Abschnitte 18, 19
und 20 auf. Der Abschnitt 19 ist aus Isoliermaterial und isoliert so den durch die
Wand des Gehäuses 1 geführten, im Erdungskontakt 14 drehbar gelagerten,
metallenen Abschnitt 18 vom Abschnitt 20. Der Abschnitt 20 trägt ein mit der
Spindelmutter 17 zusammenwirkendes Aussengewinde. Am Aussenrand des
Haltekörpers 12 sind drei Gleitkörper 21 vorgesehen, die jeweils mit einer von drei
axial im Leiterrohr 11 ausgerichteten Führungsschienen 22 zusammenwirken. Die
Gleitkörper 21 und dementsprechend auch die Führungsschienen sind in
Umfangsrichtung gleichmässig verteilt (aus der Fig.1 sind nur zwei der drei
Gleitkörper 21 bzw. Schienen 22 zu ersehen).
Die Betätigung des beweglichen Kontaktelements bei einem Schaltvorgang erfolgt
durch eine ausserhalb des Gehäuses 1 am Abschnitt 18 eingeleitete Drehung der
Gewindespindel 16. Drehmoment wird nun über den isolierenden Mittelabschnitt 19
auf das im Abschnitt 20 vorgesehene Gewinde übertragen und über die
Spindelmutter 17 in eine Längsbewegung des Kontaktelements 9 umgesetzt. Die
Gewindespindel 16 ist fliegend gelagert, da die radiale Führung der Spindel 16
durch die Spindelmutter 17 erfolgt. Hierbei gleiten die Gleitkörper 21 entlang den
Führungsschienen 22 und verhindern so ein Mitdrehen der Spindelmutter 17. Mit
einer entsprechenden Antriebssteuerung kann das bewegliche Kontaktelement 9 in
einfacher Weise in jede der drei Positionen Erder E "ein" und Trenner T "aus",
Erder E und Trenner T "aus" (neutrale Stellung) oder Erder E "aus" und Trenner T
"ein" gefahren werden.
Obwohl bereits durch einen oder zwei Gleitkörper 21 und die entsprechende
Anzahl an Führungsschienen 22 ein Mitdrehen der Spindelmutter 17 verhindert
wird, hat es sich als zweckmässig erwiesen, drei oder gegebenenfalls sogar noch
mehr Gleitkörper und Führungsschienen vorzusehen. Es wird so eine präzise und
sichere Führung des bei der Betätigung des Schaltgeräts grossen Kräften
ausgesetzten Kontaktelements 9 erreicht.
Wie Fig.2 ist entnommen werden kann, ist die Spindelmutter 17 von einer
Gewindemutter 23 und dem Haltekörper 12 gebildet. Der Haltekörper 12 ist als
Tragring ausgeführt und etwa durch eine Schraubverbindung am Aussenrand der
Gewindemutter 23 befestigt. Die Kontaktrohre 9' und 9" des beweglichen
Kontaktelements 9 sind beispielsweise durch Verschrauben lösbar am Haltekörper
12 befestigt.
- 1
- Kapselungsgehäuse
- 2,3,4
- Öffnungen
- 5, 6, 7
- Stromleiter
- 8
- Achse
- 9
- Kontaktelement
- 9', 9"
- Kontaktrohre
- 10
- Linie
- 11
- Leiterrohr
- 12
- Haltekörper
- 13
- Antrieb
- 14
- Erdungskontakt
- 15
- Trennerkontakt
- 16
- Gewindespindel
- 17
- Spindelmutter
- 18, 19, 20
- Spindelabschnitte
- 21
- Gleitkörper
- 22
- Führungsschiene
- 23
- Gewindemutter
- E
- Erder
- T
- Trenner
Claims (8)
- Schaltgerät mit Trenn- und/oder Erdungsfunktion, enthaltend
ein isoliergasgefülltes Kapselungsgehäuse (1),
einen am Gehäuse (1) befestigten Erdungskontakt (14),
einen an einem mit Hochspannung beaufschlagbaren ersten Stromleiter (6) befestigten Trennerkontakt (15),
ein längs einer Achse (8) verschiebbares und mit mindestens einem der beiden feststehenden Kontakte (14, 15) in oder ausser Eingriff bringbares bewegliches Kontaktelement (9),
ein an einem mit Hochspannung beaufschlagbaren zweiten Stromleiter (5) befestigtes Leiterrohr (11), welches das bewegliche Kontaktelement (9) unter Bildung eines Stromübergangs koaxial umfasst, und
einen durch das Gehäuse (1) geführten und das bewegliche Kontaktelement (9) mit Kraft beaufschlagenden Antrieb (13),
dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (13) einen längs der Achse (8) verschiebbaren und im Leiterrohr (11) radial geführten Haltekörper (12) aufweist, und
dass das Kontaktelement (9) mindestens eines von zwei mit dem Haltekörper (12) lösbar verbindbare Kontaktrohre (9', 9") enthält, von denen ein erstes (9') den Gegenkontakt eines den feststehenden Erdungskontakt (14) enthaltenden Erders (E) und ein zweites (9") den Gegenkontakt eines den Trennerkontakt (15) enthaltenden Trenners (T) bildet. - Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (9) beide Kontaktrohre (9', 9") enthält.
- Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
der Antrieb (13) ein Spindelgetriebe aufweist mit einer axial und zentrisch durch den Erdungskontakt (14) geführten Gewindespindel (16) und mit einer den Haltekörper (12) tragenden und/oder bildenden Spindelmutter (17). - Schaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Spindelmutter (17) gebildet ist von einer Gewindemutter (23) und dem ringförmig ausgebildeten und am Aussenrand der Gewindemutter (23) befestigten Haltekörper (12). - Schaltgerät nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
an einem Aussenrand des Haltekörpers (12) ein mit einer axial im Leiterrohr (11) ausgerichteten Führungsschiene (22) zusammenwirkender Gleitkörper (21) angeordnet ist. - Schaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
in Umfangsrichtung gleichmässig verteilt am Aussenrand des Haltekörpers (12) neben dem einen (21) noch mindestens zwei weitere Gleitkörper (21) angeordnet sind, welche mit einer entsprechenden Anzahl von axial im Leiterrohr (11) ausgerichteten Führungsschiene (22) zusammenwirken. - Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (1) zwei Öffnungen (2, 3) aufweist, von denen eine erste (3) von der Achse (8) durchdrungen ist und der Durchführung des ersten Stromleiters (6) dient und die zweite (2) gegenüber der Achse (8) gewinkelt angeordnet ist und der Durchführung des zweiten Stromleiters (5) dient. - Schaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (1) eine dritte Gehäuseöffnung (4) aufweist, welche der Durchführung eines in Linie (10) mit dem zweiten Stromleiter (5) angeordneten und mit Hochspannung beaufschlagbaren dritten Stromleiters (6) dient.
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