EP1614202A2 - Earthing switch comprising a displaceable contact piece - Google Patents

Earthing switch comprising a displaceable contact piece

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EP1614202A2
EP1614202A2 EP04719923A EP04719923A EP1614202A2 EP 1614202 A2 EP1614202 A2 EP 1614202A2 EP 04719923 A EP04719923 A EP 04719923A EP 04719923 A EP04719923 A EP 04719923A EP 1614202 A2 EP1614202 A2 EP 1614202A2
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EP
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contact piece
movable contact
earthing switch
bellows
encapsulation housing
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EP04719923A
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Wolfgang Braun
Manfred Meinherz
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Siemens AG
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Abstract

A displaceable contact piece (3) of an earthing switch (4) transverses the wall (2) of a housing of a capsule. Said displaceable contact piece (3) is sealed with respect to the capsule housing wall by means of a sealing element. The displaceable contact piece is connected in an electrically conducting manner to the capsule housing wall (2) via the sealing element.

Description

Beschreibung description
Erdungsschalter mit einem bewegbaren KontaktstückEarthing switch with a movable contact piece
Die Erfindung bezieht sich auf einen Erdungsschalter mit einem bewegbaren Kontaktstück, welches mittels eines Dichtelementes abgedichtet durch eine elektrisch leitende Kapselungsgehausewand hindurchgreift, wobei das bewegbare Kontaktstück über das als Faltenbalg ausgebildete Dichtelement mit der Kapselungsgehausewand elektrisch leitend verbunden und in einem an dem Kapselungsgehäuse abgestützten Gleitlager geführt ist .The invention relates to an earthing switch with a movable contact piece, which, by means of a sealing element, extends through an electrically conductive encapsulation housing wall, the movable contact piece being electrically conductively connected to the encapsulation housing wall via the sealing element designed as a bellows, and being guided in a slide bearing supported on the encapsulation housing ,
Es ist bekannt, Erdungsschalter mit einem bewegbaren Kontakt- stück zum Erden eines SammelSchienenabschnittes einer gekapselten druckgasisolierten Schaltanlage zu verwenden. Da sich diese Sammelschienenabschnitte im Innern des Kapselungsgehäuses befinden, ist es notwendig, die zum Antrieb der bewegbaren Kontaktstücke nötigen Kräfte über aufwendige Mechaniken durch das Kapselungsgehäuse hindurch zu dem bewegbaren Kontaktstück hin zu übertragen.It is known to use earthing switches with a movable contact piece for earthing a busbar section of an encapsulated pressurized gas-insulated switchgear. Since these busbar sections are located in the interior of the encapsulation housing, it is necessary to transmit the forces required to drive the movable contact pieces through the encapsulation housing to the movable contact piece via complex mechanisms.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 28 21 049 AI ist beispielsweise bekannt, eine hermetisch gekapselte isolier- gasgefüllte Schaltanlage mit Erdungsschaltern zu versehen.From German published patent application DE 28 21 049 AI, for example, it is known to provide a hermetically encapsulated switchgear filled with insulating gas with earthing switches.
Die Erdungsschalter weisen als Faltenbalg ausgebildete Dichtelemente auf, welche das bewegbare Kontaktstück gegenüber einem Kapselungsgehäuse abdichten. Eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kapselungsgehäuse und dem bewegbaren Kontaktstück ist über die Faltenbälge hergestellt. Die bewegbaren Kontaktstücke sind elektrisch leitend nach außen geführt, so dass zusätzlich externe Erdungsleitungen an die bewegbaren Kontaktstücke anschließbar sind. Vor dem Erden eines Kontaktstückes ist zunächst die Spannungsfreiheit festzustellen. Anschließend werden die externen Erdungsleitungen an entsprechende Festpunkte angeschlagen. Dieses Anschlagen erfolgt dabei derart, dass stets über isolierende Stangen oder ähnliche Vorrichtungen ausreichende Schlagweiten zwischen dem Bediener und dem zu erdenden Kontaktstück eingehalten werden. Diese Anbringung von externen Erdungsleitungen ist zeitaufwendig und erfordert aufgrund der einzuhaltenden Sicherheitsvorschriften technisch geschultes Personal .The earthing switches have bellows-shaped sealing elements which seal the movable contact piece against an encapsulation housing. An electrically conductive connection between the encapsulation housing and the movable contact piece is established via the bellows. The movable contact pieces are guided to the outside in an electrically conductive manner, so that additional external ground lines can be connected to the movable contact pieces. Before grounding a contact piece, the absence of voltage must first be ascertained. Then the external earthing cables are attached to the corresponding fixed points. This striking takes place in such a way that sufficient striking distances between the operator and the contact piece to be grounded are always maintained via insulating rods or similar devices. This installation of external earth lines is time-consuming and requires technically trained personnel due to the safety regulations that must be observed.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Erdungsschalter der eingangs genannten Art vereinfacht zu be- dienen.The object of the present invention is to simplify use of an earthing switch of the type mentioned at the beginning.
Die Aufgabe wird bei einem Erdungsschalter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das bewegbare Kontaktstück mittels eines elektrisch isolierenden Hand- griffes antreibbar ist.The object is achieved according to the invention in an earthing switch of the type mentioned at the outset in that the movable contact piece can be driven by means of an electrically insulating handle.
Die Nutzung des Dichtelementes als elektrischen Leiter zur Kontaktierung des bewegbaren Kontaktstückes erübrigt einen aufwendigen elektrischen Anschluss des Kontaktstückes. Kon- struktionen, um das bewegbare Kontaktstück beispielsweise mittels Gleitkontakten oder flexiblen Kontaktbändern mit einem ortsfesten Erdungspunkt zu verbinden, sind somit nicht mehr notwendig. Dadurch wird die Anzahl von Baugruppen des Erdungsschalters reduziert und somit eine vereinfachte Kon- struktion erzeugt. Damit wird auch die Baugröße des Erdungsschalters verkleinert. Ein Faltenbalg bietet den Vorteil, dass er eine axiale Bewegung durch eine Gehäusewandung hindurch zulässt. Gleichzeitig wird durch den Faltenbalg ein verhältnismäßig großer Leiterquerschnitt zum Ableiten eines Kurzschlusserdstromes zur Verfügung gestellt. Ein Gleitlager gestattet eine kostengünstige Führung des bewegbaren Kontakt- Stückes. Dabei kann es in einem einfachen Falle vorgesehen sein, dass das Gleitlager in Form einer Isolierstoffbuchse ausgeführt ist. Dadurch ist ein mechanischer Abschluss des Inneren des Kapselungsgehäuses von dem Raum, welcher der Aufnahme des durch die Wandung hindurchgeführten Kontaktstückes dient, geschaffen. Somit können über diese Grenze keine Fremdteilchen von dem einen in den anderen Raum wandern.The use of the sealing element as an electrical conductor for contacting the movable contact piece eliminates the need for complex electrical connection of the contact piece. Constructions to connect the movable contact piece to a fixed earthing point, for example by means of sliding contacts or flexible contact strips, are therefore no longer necessary. This reduces the number of modules of the earthing switch and thus creates a simplified design. This also reduces the size of the earthing switch. A bellows has the advantage that it allows axial movement through a housing wall. At the same time, the bellows Relatively large conductor cross-section provided for deriving a short-circuit earth current. A plain bearing allows inexpensive guidance of the movable contact piece. In a simple case, it can be provided that the slide bearing is designed in the form of an insulating material bush. This creates a mechanical closure of the interior of the encapsulation housing from the space that serves to receive the contact piece that is guided through the wall. This means that no foreign particles can migrate from one space to the other over this limit.
Durch dieses Gleitlager kann somit eine Art Schott ausgebildet werden. Da dieses Schott jedoch nicht gasdicht ist, kann weiterhin beispielsweise im Innern des Kapselungsgehäuses befindliches Isoliergas durch das Gleitlager hindurchströmen. Somit ist eine dielektrische Festigkeit gewährleistet.A type of bulkhead can thus be formed by this slide bearing. However, since this bulkhead is not gas-tight, insulating gas located, for example, inside the encapsulation housing can continue to flow through the slide bearing. This ensures dielectric strength.
Durch den Einsatz eines Handgriffes ist ein kostengünstiger Erdungsschalter herstellbar, da aufwendige elektromechanische Antriebseinrichtungen nicht von Nöten sind. Durch die elekt- risch isolierende Ausführung des Handgriffes ist ein Bediener vor einer elektrischen Durchströmung geschützt, die beispielsweise bei einer Fehlbedienung des Erdungsschalters auftreten könnte. Bei Einsatz eines Faltenbalges kann der Handgriff äußerst einfach konstruiert werden, da eine Bewegung des bewegbaren KontaktStückes in axialer Richtung von demBy using a handle, an inexpensive earthing switch can be manufactured since complex electromechanical drive devices are not required. The electrically insulating design of the handle protects an operator from electrical flow which could occur, for example, if the earthing switch is operated incorrectly. When using a bellows, the handle can be constructed extremely simply, since a movement of the movable contact piece in the axial direction of the
Handgriff unmittelbar auf das Kontaktstück übertragen werden kann. Umlenkgetriebe, Hebel usw. sind so vermieden.Handle can be transferred directly to the contact piece. Deflecting gears, levers etc. are thus avoided.
Vorteilhafterweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass der isolierende Handgriff gleitend in einem Führungselement gelagert ist . Die gleitende Lagerung des Handgriffes in einem Führungselement gestattet es, den Erdungsschalter auch auf der Antriebs- seite frei von Wellen, Achsen oder anderen rotierenden Elementen zu halten. Das Führungselement kann dabei derart ausgestaltet sein, dass es den Faltenbalg umgibt. Das Führungselement kann beispielsweise rohrfδrmig ausgestaltet sein und an die Kapselungsgehausewand angeflanscht sein. Dabei kann das Führungselement gleichzeitig dazu genutzt werden, eine Verriegelungseinrichtung des ErdungsSchalters aufzunehmen.Advantageously, it can further be provided that the insulating handle is slidably mounted in a guide element. The sliding mounting of the handle in a guide element allows the earthing switch on the drive side to be kept free of shafts, axes or other rotating elements. The guide element can be designed such that it surrounds the bellows. The guide element can, for example, be tubular and flanged to the encapsulation housing wall. The guide element can be used at the same time to accommodate a locking device of the earthing switch.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.In the following an embodiment of the invention is shown schematically in a drawing and described in more detail below.
Dabei zeigt dieThe shows
Figur einen Schnitt durch einen Erdungsschalter mit einem bewegbaren Kontaktstück.Figure shows a section through an earthing switch with a movable contact piece.
In der Figur ist ein Abschnitt eines Kapselungsgehäuses einer druckgasisolierten Schaltanlage dargestellt. Im Innern des Kapselungsgehäuses ist ein elektrischer Leiter 1 isoliert gelagert . Das Kapselungsgehäuse ist mit einem unter erhöhten Druck stehenden elektronegativen Gas zu Isolierzwecken be- füllt. Durch eine Kapselungsgehausewand 2 greift ein bewegbares Kontaktstück 3. eines Erdungsschalters 4 hindurch. Die Kapselungsgehausewand 2 ist aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise Aluminium, gefertigt und weist ein Erdpotential auf. Das bewegbare Kontaktstück 3 ist bolzenför- mig ausgestaltet und längs seiner Rotationsachse verschiebbar. Das bewegbare Kontaktstück 3 ist in der Einschaltposition des Erdungsschalters 4 in einen an dem elektrischen Leiter 1 befindlichen Gegenkontakt 5 eingefahren. Das bewegbare Kontaktstück 3 ist in einem Gleitlager 6 gelagert. Das Gleitlager 6 ist in Form einer Isolierbuchse ausgeführt und bietet einen mechanischen Schutz vor dem Eindringen von im Bereich des Antriebes des Erdungsschalters 4 gegebenenfalls auftre- tenden Fremdteilchen in das Innere des Kapselungsgehäuses.In the figure, a section of an encapsulation housing of a pressurized gas-insulated switchgear is shown. An electrical conductor 1 is mounted insulated in the interior of the encapsulation housing. The encapsulating housing is filled with an electronegative gas under increased pressure for insulation purposes. A movable contact piece 3 of an earthing switch 4 extends through an encapsulation housing wall 2. The encapsulation housing wall 2 is made of an electrically conductive material, for example aluminum, and has an earth potential. The movable contact piece 3 is designed in the form of a bolt and can be displaced along its axis of rotation. In the switched-on position of the earthing switch 4, the movable contact piece 3 is moved into a mating contact 5 located on the electrical conductor 1. The moveable Contact piece 3 is mounted in a slide bearing 6. The slide bearing 6 is designed in the form of an insulating bush and offers mechanical protection against the ingress of foreign particles which may occur in the area of the drive of the earthing switch 4 into the interior of the encapsulation housing.
Zur gasdichten Abdichtung des bewegbaren Kontaktstückes 3 gegenüber der Kapselungsgehausewand 2 ist koaxial zu dem bewegbaren Kontaktstück 3 ein Faltenbalg 7 angeordnet . Der Faltenbalg 7 ist an seinem ersten Ende 8 gasdicht und elektrisch leitend mit der Kapselungsgehausewand 2 verbunden. Zur Abdichtung ist an der Fügestelle zwischen Kapselungsgehausewand 2 und dem Faltenbalg 7 ein O-Ring 9a eingelegt. An dem von dem ersten Ende 8 abgewandten zweiten Ende 10 ist der Faltenbalg 7 mit einer zylindrischen Platte 11 elektrisch leitend verbunden. Diese Verbindung kann auftrennbar ausgeführt sein, wobei eine gasdichte Verbindung zwischen der zylindrischen Platte 11 und dem Faltenbalg 7 durch einen O-Ring 9a erhalten bleibt. Zum Anpressen des Faltenbalges 7 gegen die zylindrische Platte 11 bzw. gegen die Kapselungsgehausewand 2 können beispielsweise ein umlaufender mit wenigen Schrauben ange- presster Druckring 21 oder eine Vielzahl von am Umfang des Faltenbalges7 angeordneten Schrauben 22 dienen. Über den Faltenbalg 7 und die zylindrische Platte 11 ist die Öffnung in der Kapselungsgehausewand 2, durch welche das bewegbare Kon- taktstück 3 hindurchgreift, gasdicht verschlossen.A bellows 7 is arranged coaxially with the movable contact piece 3 for the gas-tight sealing of the movable contact piece 3 with respect to the encapsulation housing wall 2. The bellows 7 is connected at its first end 8 to the encapsulation housing wall 2 in a gastight and electrically conductive manner. For sealing, an O-ring 9a is inserted at the joint between the encapsulating housing wall 2 and the bellows 7. At the second end 10 facing away from the first end 8, the bellows 7 is electrically conductively connected to a cylindrical plate 11. This connection can be made separable, whereby a gas-tight connection between the cylindrical plate 11 and the bellows 7 is maintained by an O-ring 9a. For pressing the bellows 7 against the cylindrical plate 11 or against the encapsulation housing wall 2, for example, a circumferential pressure ring 21 pressed on with a few screws or a plurality of screws 22 arranged on the circumference of the bellows 7 can be used. Via the bellows 7 and the cylindrical plate 11, the opening in the encapsulation housing wall 2, through which the movable contact piece 3 extends, is closed gas-tight.
Auf der von dem bewegbaren Kontaktstück 3 abgewandten Fläche der zylindrischen Platte 11 ist ein isolierender Handgriff 12 angeordnet. Mittels des isolierenden Handgriffes 12 ist das bewegbare Kontaktstück 3 von seiner Ausschaltposition in seine Einschaltposition und umgekehrt überführbar. In der Figur ist der Erdungsschalter 4 in seiner Ausschaltposition dargestellt . Zur Führung des isolierenden Handgriffes 12 ist die zylindrische Platte 11 innerhalb eines Hohlzylinders 13, welcher als Führungselement dient, verschiebbar gelagert. Die zylindri- sehe Platte 11 ist mittels eines umlaufenden Kunststoffringes 20 gleitend in dem Hohlzylinder 13 gelagert. Der Hohlzylinder 13 schützt den Faltenbalg 7 vor äußeren mechanischen Einflüssen. Weiterhin weist die zylindrische Platte 11 eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des bewegbaren Kontaktstückes 3 liegende Öffnung 14 auf. Die Öffnung 14 liegt mit einem ersten Paar Öffnungen 15a, b in der Ausschaltposition des Erdungsschalters 4 in einer Flucht, so dass ein Sperrbolzen 16 durch das erste Paar Öffnungen 15a, b in die Öffnung 14 schiebbar ist. Der Sperrbolzen 16 ist mittels eines Vorhänge- Schlosses 18 verriegelbar, so dass ein Bewegen des bewegbaren Kontaktstückes 3 erst nach Entriegeln des Vorhängeschlosses 18 und der Entnahme des Sperrbolzens 16 ermöglicht wird. Weiterhin ist ein zweites Paar Öffnungen 19a, b in den Hohlzylinder 13 eingebracht, zu welchen die Öffnung 14 im einge- schalteten Zustand des Erdungsschalters 4 in einer Flucht liegt, so dass auch im eingeschalteten Zustand des Erdungsschalters 4 mittels des Sperrbolzens 16 ein Blockieren des bewegbaren Kontaktstückes 3 ermöglicht ist.An insulating handle 12 is arranged on the surface of the cylindrical plate 11 facing away from the movable contact piece 3. The movable contact piece 3 can be transferred from its switch-off position to its switch-on position and vice versa by means of the insulating handle 12. In the figure, the earthing switch 4 is shown in its off position. To guide the insulating handle 12, the cylindrical plate 11 is slidably mounted within a hollow cylinder 13, which serves as a guide element. The cylindrical plate 11 is slidably supported in the hollow cylinder 13 by means of a circumferential plastic ring 20. The hollow cylinder 13 protects the bellows 7 from external mechanical influences. Furthermore, the cylindrical plate 11 has an opening 14 lying perpendicular to the direction of movement of the movable contact piece 3. The opening 14 lies in alignment with a first pair of openings 15a, b in the switched-off position of the earthing switch 4, so that a locking pin 16 can be pushed into the opening 14 through the first pair of openings 15a, b. The locking pin 16 can be locked by means of a padlock 18, so that movement of the movable contact piece 3 is only possible after unlocking the padlock 18 and removing the locking pin 16. Furthermore, a second pair of openings 19a, b are introduced into the hollow cylinder 13, to which the opening 14 is in alignment when the earthing switch 4 is switched on, so that the movable block can also be blocked by means of the locking bolt 16 when the earthing switch 4 is switched on Contact piece 3 is enabled.
In der Einschaltposition ist zwischen dem elektrischen Leiter 1 über den Gegenkontakt 5, in welchen das bewegbare Kontakt- stück 3 eingefahren ist, über das bewegbare Kontaktstück 3 weiter über die zylindrische Platte 11 und den mit der zylindrischen Platte 11 elektrisch kontaktierten Faltenbalg 7 sowie über den elektrischen Kontakt des Faltenbalges 7 mit der Kapselungsgeh usewand 2 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter 1 und der Erdpotential führenden Kapselungsgehausewand 2 hergestellt. Der aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise einem Metall bestehende Faltenbalg 7 ist Teil der Erdungsstrombahn. Es kann auch vorgesehen sein, dass zur Verstärkung der Stromtragfähigkeit des Faltenbalges 7 zusätzliche Leiterverbindun- gen wie Leiterseile Verwendung finden. In the switch-on position, there is between the electrical conductor 1 via the mating contact 5, into which the movable contact piece 3 is inserted, via the movable contact piece 3, further via the cylindrical plate 11 and the bellows 7 electrically contacted with the cylindrical plate 11, as well as via the electrical contact of the bellows 7 with the Kapselungsgeh usewand 2 an electrically conductive connection between the electrical conductor 1 and the earth potential-carrying Kapselungsgehausewand 2 is established. The one electrically conductive material, such as a metal bellows 7 is part of the ground current path. It can also be provided that additional conductor connections, such as conductor cables, are used to increase the current carrying capacity of the bellows.

Claims

Patentansprüche claims
1. Erdungsschalter (4) mit einem bewegbaren Kontaktstück (3) , welches mittels eines Dichtelementes abgedichtet durch eine elektrisch leitende Kapselungsgehausewand (2) hindurchgreift , wobei das bewegbare Kontaktstück (3) über das als Faltenbalg (7) ausgebildete Dichtelement mit der Kapselungsgehäuse- wand (2) elektrisch leitend verbunden und in einem an dem Kapselungsgehäuse (2) abgestützten Gleitlager (6) geführt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das bewegbare Kontaktstück (3) mittels eines elektrisch isolierenden Handgriffes (12) antreibbar ist.1. Earthing switch (4) with a movable contact piece (3), which reaches through an electrically conductive encapsulation housing wall (2), sealed by means of a sealing element, the movable contact piece (3) passing through the sealing element designed as a bellows (7) with the encapsulation housing wall (2) is connected in an electrically conductive manner and is guided in a slide bearing (6) supported on the encapsulation housing (2), characterized in that the movable contact piece (3) can be driven by means of an electrically insulating handle (12).
2. Erdungsschalter (4) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der isolierende Handgriff (12) gleitend in einem Füh- rungselement (13) • gelagert ist. 2. earthing switch (4) according to claim 1, characterized in that the insulating handle (12) slidably approximately element in a leadership (13) • is stored.
EP04719923A 2003-04-11 2004-03-12 Earthing switch comprising a displaceable contact piece Withdrawn EP1614202A2 (en)

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