EP1879207B1 - Zahnstangengetriebe für elektrisches Schaltgerät - Google Patents

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EP1879207B1
EP1879207B1 EP06405301.0A EP06405301A EP1879207B1 EP 1879207 B1 EP1879207 B1 EP 1879207B1 EP 06405301 A EP06405301 A EP 06405301A EP 1879207 B1 EP1879207 B1 EP 1879207B1
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EP
European Patent Office
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switch
monobloc
toothed rack
gear mechanism
interrupter unit
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EP06405301.0A
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English (en)
French (fr)
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EP1879207A1 (de
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Markus Vestner
Olaf Hunger
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ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Schweiz AG
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Publication date
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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
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/90—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
    • H01H33/904—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism characterised by the transmission between operating mechanism and piston or movable contact
    • 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
    • H01H2033/028—Details the cooperating contacts being both actuated simultaneously in opposite directions
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    • 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
    • H01H3/40—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using friction, toothed, or screw-and-nut gearing
    • 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
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7023—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle

Definitions

  • the invention relates to the field of high voltage engineering, in particular the high voltage switch technology in electrical power distribution networks. It is based on an interrupter unit for a switching device and a switching device according to the preamble of the independent claims.
  • a circuit breaker is shown with a switch drive, which moves the first arcing contact piece and additionally drives the opposing second arcing contact piece via a hinged to the Isolierstoffdüse auxiliary gear.
  • the auxiliary gear has two gears, which cooperates with two parallel to the switch axis arranged racks or toothings.
  • the first racks are firmly connected to the insulating nozzle.
  • the second rack has two serrations and is connected to the arcing contact pin.
  • the auxiliary transmission comprises a mounting plate or holder, which receives the gear bearing and in turn is attached to the outer nominal current contact.
  • the auxiliary transmission further comprises a guide block, which receives the sliding guides for axial guidance of the arcing contact pin and in turn also on the outside Nominal current contact is attached.
  • the bracket and the guide block represent two separate modules that need to be inserted, aligned and mounted independently of each other in two steps in the switch.
  • an exact synchronization of the first two racks must be ensured because the first racks engage in the mutually aligned toothings of the same second rack and thereby both are frictionally coupled to the arcing contact pin. Therefore, the first racks must be adjusted to each other in alignment. The easiest way to do this is to install them at the same distance from their teeth to the insulating nozzle.
  • the sliding contact arrangement comprises a sliding contact ring, which is firmly connected to the arcing contact pin and is supported with its outer side on the inner surface of the surrounding contact tube and is slidably mounted along this.
  • the sliding contact ring is connected to the arcing contact pin via radial spokes.
  • the invention makes reference to the EP 0 907 195 in which an interrupter unit and a power switch with a double drive with auxiliary gear according to the preamble of claim 1 is disclosed.
  • the auxiliary transmission is on the drive side, that is arranged on the side of the first, driven by the primary drive contact system, and is located from the Düsenengnis from upstream and thus outside the exhaust flow. Because of the drive-side placement of the auxiliary transmission outboard tie rods for power transmission to the other contact side are necessary. These external tie rods must be accurately adjusted in their length and position prior to commissioning of the rack and pinion auxiliary transmission to ensure proper location of the tie rods to each other, their serrations to the associated gear, and proper spacing between the mutual contact systems.
  • Object of the present invention is to provide a simplified design for a switching device with double movement of the arcing contacts. This object is achieved according to the invention by the features of the independent claims.
  • the invention consists in an interrupter unit for an electrical switching device, in particular high voltage switch, for power supply networks, wherein the switching device comprises a central axis, a Isolierstoffdüse for arc blowing, a first contact system, a second contact system and a switch drive, which the first contact system and an auxiliary transmission the second contact system drives, wherein the auxiliary transmission has holding means and guide means for a rack drive, further wherein the auxiliary transmission comprises a monoblock, in which the support means and the guide means for the rack drive are integrated.
  • the monoblock construction reduces the number of components and simplifies the assembly and adjustment of the auxiliary gear in the switch.
  • a driver slide is embedded in driven by the auxiliary gear arcing contact piece.
  • the rack gear has exactly one gear, exactly one first rack for driving the gear and exactly one second rack for moving the second arcing contact.
  • Claims 9-10 relate to an electrical switching device with an arc interrupter unit as described above and with the advantages mentioned there.
  • Claim 11 relates to a method for mounting the interrupter unit in the switching device.
  • Fig. 1 shows for an electrical switching device 1, here for example for a circuit breaker 1, the arc-interrupter unit in a schematic and fragmentary representation.
  • the interrupter unit has a central axis 1a and at least one first contact system 2 an insulating nozzle 4 for blowing out an arc, a second contact system 3 and a switch drive, not shown.
  • the switch drive drives the first contact system 2 and via an auxiliary gear 5, ..., 11, the second contact system 3 at.
  • the contact parts 2, 3 are arranged concentrically with respect to the central axis 1a.
  • the first contact system 2 here comprises a first arcing contact 2a in the form of a contact tulip 2a and an outwardly disposed first rated current contact 2b in the form of a contact tube 2b.
  • the second contact system 3 here comprises a second arcing contact 3a in the form of a contact pin 3a and, externally, a second rated current contact 3b in the form of a contact tulip 3b.
  • the insulating material nozzle 4 is attached to the nominal current contact 2b by way of example on the first contact system 2. In addition to the main nozzle 4 and an auxiliary nozzle, not shown, may be present.
  • extinguishing gases flows into the arc zone between the arcing contacts 2a, 3a and inflates the arc.
  • the invention described below is applicable in any switch types with double movement of the contact system 2, 3 and in particular in self-blowing switches.
  • the auxiliary transmission 5 to 11 now comprises a monoblock 5, in which mounting means 5a and guide means 5b for the rack and pinion drive 6 to 8 are integrated.
  • the monoblock represents a monolithic assembly that can be assembled as a whole pre-assembled or with elements and can be mounted as a whole in the switch. In the following example embodiments are given.
  • the monoblock 5 should have a support part 5a, in which a bearing for at least one gear 6 of the rack drive 6 ... 8 is present; and / or the monobloc 5 should have in its guide part 5b a sliding guide 9, 11 and a sliding contact 10 for the auxiliary gear 5 ... 11 driven arcing contact piece 3a; and / or the monoblock 5 is intended to power removal from the arcing contact piece 3a be electrically connected to the external rated current contact 3b.
  • the monoblock 5 forms an assembly unit 5, which can be inserted into the switch 1 as a whole, and / or the monoblock 5 is formed in one piece.
  • the monoblock 5 may be a one-piece casting 5.
  • the monoblock 5 can have exactly one mounting flange 5c, which can be fastened to exactly one counter flange 5d of the switch 1.
  • a driver slide 11 is inserted directly in the driven by the auxiliary gear 5 ... 11 arcing contact piece 3a. This reduces the risk of tilting even with unilateral drive as described below.
  • a stationary sliding guide 9 for guiding the arcing contact piece 3a driven or drivable by the auxiliary gear 5... 11 in the guide part 5b of the monoblock 5 can be inserted.
  • This combination of features of the sliding guide 9, 11, in particular the combination of a driver slide 11 in the rear, the arc zone remote from the arc contact piece 3a with a stationary slide 9 in the front, the arc zone facing part of the arcing contact piece 3a can also regardless of the monobloc construction according to claim 1 be realized.
  • the rack gear 6 ... 8 exactly one gear 6, exactly a first rack 7 for driving the gear 6 and exactly a second rack 8 for moving the second arcing contact 3a. This eliminates adjustment screws for alignment alignment of multiple drive racks.
  • the insulating material 4 is movable and is used for power transmission from the switch drive to the auxiliary transmission 5 ... 11th
  • the first rack 7 is attached to the insulating material 4.
  • the first rack 7 is constructed so that it can be screwed into the insulating material nozzle 4 with an adjustable axial distance D of its toothing 7b to the insulating material nozzle 4.
  • the first rack 7 should have no adjustment screw for length adjustment of the first rack 7. In the construction with only one drive rack 7 can namely be waived on their length adjustment, provided that precisely defined distances between the insulating nozzle 4 and 7b toothing are met. This is particularly easy to implement in monoblock construction.
  • This abutment 30a, 50a can be realized by providing a shoulder 30a (protruding or recessed) on the arcing contact piece 3a, which cooperates with a counterpart 50a (recessed or protruding) on the monobloc 5 in such a way that the arc contact piece 3a is in the fully inserted state an end position is defined which corresponds to a desired, predeterminable distance to the opposite arcing contact piece 3b or to the insulating material nozzle 4.
  • the invention also provides an electrical switching device 1 for a power supply network with an interrupter unit as described above.
  • the switching device may in particular be a compressed gas switch or self-blowing switch; and / or a high voltage switch 1 or high current switch or general circuit breaker; and / or an outdoor switch, a sealed switch as a dead tank breaker or for a gas-insulated switchgear or a hybrid switch.
  • Another object of the invention relates to a method for mounting the switching device 1 with an interrupter unit as described above.
  • the insulating nozzle 4 pre-assembled with the at least one drive rack 7 in the switch 1.
  • the following assembly steps are carried out: (i) inserting the arcing contact piece 3a, which can be driven by the auxiliary gear 5 ... 11, into the monoblock 5 as far as the stop 30a, 50a; (ii) inserting the monobloc 5 into the switch 1 until the assembly device 5c, 5d comes together; and (iii) attaching the monoblock 5 by means of the mounting device 5c, 5d in the switch 1. Due to the monobloc design so the rack and pinion 6 ... 8 is particularly easy adjustable or adjustable.

Landscapes

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

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Hochspannungstechnik, insbesondere der Hochspannungsschaltertechnik in elektrischen Energieverteilnetzen. Sie geht aus von einer Unterbrechereinheit für ein Schaltgerät und von einem Schaltgerät gemäss Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
    • STAND DER TECHNIK
  • In der eigenen EP 0 313 813 A1 wird ein Leistungsschalter mit einem Schalterantrieb gezeigt, der das erste Lichtbogenkontaktstück bewegt und zusätzlich über ein an die Isolierstoffdüse angelenktes Hilfsgetriebe das gegenüberliegende zweite Lichtbogenkontaktstück antreibt. Das Hilfsgetriebe weist zwei Zahnräder auf, welche jeweils mit zwei parallel zur Schalterachse angeordneten Zahnstangen bzw. Zahnungen zusammenwirkt. Die ersten Zahnstangen sind mit der Isolierstoffdüse fest verbunden. Die zweite Zahnstange weist zwei Zahnungen auf und ist mit dem Lichtbogenkontaktstift verbunden. Durch axiale Bewegung der Isolierstoffdüse und ersten Zahnstangen werden die Zahnräder in Drehbewegung versetzt und dadurch die zweite Zahnstange gegenläufig axial angetrieben. Das Hilfsgetriebe umfasst eine Montageplatte oder Halterung, welche die Zahnradlager aufnimmt und ihrerseits am aussenliegenden Nominalstromkontakt befestigt ist. Das Hilfsgetriebe umfasst ferner einen Führungsblock, welcher die Gleitführungen zur axialen Führung des Lichtbogenkontaktstifts aufnimmt und seinerseits ebenfalls am aussenliegenden Nominalstromkontakt befestigt ist. Die Halterung und der Führungsblock stellen zwei separate Baugruppen dar, die in zwei Montageschritten unabhängig voneinander in den Schalter eingeschoben, ausgerichtet und montiert werden müssen. Zudem muss ein exakter Gleichlauf der beiden ersten Zahnstangen gewährleistet sein, da die ersten Zahnstangen in die zueinander fluchtend angeordneten Zahnungen der gleichen zweiten Zahnstange eingreifen und dadurch beide kraftschlüssig an den Lichtbogenkontaktstift angekoppelt sind. Deshalb müssen die ersten Zahnstangen zueinander fluchtend justiert werden. Dies geschieht am einfachsten dadurch, dass sie mit gleichem Abstand ihrer Zahnung zur Isolierstoffdüse montiert werden.
  • In der eigenen EP 0 999 569 A1 ist eine Fortbildung des Schalters mit Zahnstangen-Doppelantrieb offenbart. Die Gleitkontaktanordnung umfasst einen Gleitkontaktring, der mit dem Lichtbogenkontaktstift fest verbunden ist und sich mit seiner Aussenseite an der Innenfläche des umgebenden Kontaktrohrs abstützt und entlang dieser gleitend gelagert ist. Der Gleitkontaktring ist mit dem Lichtbogenkontaktstift über radiale Speichen verbunden.
  • Obwohl in EP 0 313 813 A1 und EP 0 999 569 A1 ein Hilfsgetriebe mit nur einem Zahnrad und jeweils nur einer Antriebszahnstange und angetriebener Zahnstange erwähnt ist, treten dabei bisher ungelöste Probleme mit einseitiger Belastung, Abnutzung oder Verkantung auf. Deshalb wird eine spiegelsymmetrische Anordnung mit zwei Zahnrädern und vier Zahnstangen als bevorzugt dargestellt und wurde bisher in der Praxis ausschliesslich verwendet.
  • In dem eigenen U. S. Pat. No. 5,478,980 ist eine weitere Variante des Schalters mit Zahnstangen-Doppelantrieb gezeigt. Die Montageplatte zur Aufnahme der Zahnräder ist über axial erstreckte Stützen am Führungsblock befestigt. Der Führungsblock enthält die Gleitführungen und ist seinerseits am aussenliegenden Nominalstromkontakt befestigt. Die Zahnstangen sind über Einstellschrauben in ihrer Länge verstellbar. Dadurch können die Antriebszahnstangen besser zueinander fluchtend justiert werden.
  • Die Erfindung nimmt Bezug auf die EP 0 907 195 , in welcher eine Unterbrechereinheit und ein Leistungsschalter mit einem Doppelantrieb mit Hilfsgetriebe gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 offenbart ist. Das Hilfsgetriebe ist antriebsseitig, d.h. auf der Seite des ersten, vom Primärantrieb angetriebenen Kontaktsystems, angeordnet und liegt vom Düsenengnis aus gesehen stromaufwärts und damit ausserhalb der Abgasströmung. Wegen der antriebsseitigen Platzierung des Hilfsgetriebes sind aussenliegende Zugstangen zur Kraftübertragung auf die andere Kontaktseite notwendig. Diese aussenliegenden Zugstangen müssen vor Inbetriebnahme des Zahnstangen-Hilfsgetriebes in ihrer Länge und Position genau justiert werden, um eine korrekte Lage der Zugstangen zueinander, ihrer Zahnungen zum zugehörigen Zahnrad und eine korrekte Beabstandung zwischen den beiderseitigen Kontaktsystemen sicherzustellen.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für ein Schaltgerät mit Doppelbewegung der Lichtbogenkontakte eine vereinfachte Bauweise anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Die Erfindung besteht in einer Unterbrechereinheit für ein elektrisches Schaltgerät, insbesondere Hochspannungsschalter, für Energieversorgungsnetze, wobei das Schaltgerät eine zentrale Achse, eine Isolierstoffdüse zur Lichtbogenbeblasung, ein erstes Kontaktsystem, ein zweites Kontaktsystem und einen Schalterantrieb umfasst, welcher das erste Kontaktsystem und über ein Hilfsgetriebe das zweite Kontaktsystem antreibt, wobei das Hilfsgetriebe Halterungsmittel und Führungsmittel für einen Zahnstangenantrieb aufweist, wobei ferner das Hilfsgetriebe einen Monoblock umfasst, in dem die Halterungsmittel und die Führungsmittel für den Zahnstangenantrieb integriert sind. Durch die Monoblockbauweise wird die Anzahl Bauteile reduziert und die Montage und Justierung des Hilfsgetriebes im Schalter vereinfacht.
  • In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist eine Mitnehmer-Gleitführung im durch das Hilfsgetriebe angetriebenen Lichtbogenkontaktstück eingelassen ist. Dadurch kann ein Verkanten des Lichtbogenkontaktstücks besonders wirksam und dauerhaft verhindert werden.
  • In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist das Zahnstangengetriebe genau ein Zahnrad, genau eine erste Zahnstange zum Antrieb des Zahnrads und genau eine zweite Zahnstange zum Bewegen des zweiten Lichtbogenkontaktes auf. Durch die Reduzierung auf genau ein Zahnrad, das mit genau einer Antriebszahnstange und genau einer Zahnung im Lichtbogenkontaktstück zusammenwirkt, wird eine grosse bauliche Vereinfachung des Hilfsgetriebes ohne Einbusse an Zuverlässigkeit des Schalterantriebs realisiert. In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist ein Anschlag für das durch das Hilfsgetriebe angetriebene Lichtbogenkontaktstück vorhanden. Dadurch entfallen beim Bestücken des Schalters mit dem Hilfsgetriebe komplizierte Justierungsmassnahmen am Zahnstangenantrieb.
  • Weitere Ausführungsbeispiele betreffen in Anspruch 2-3 konstruktive Ausgestaltungen des Monoblocks und seiner Halterung im Schalter und in Anspruch 6-7 konstruktive Ausgestaltungen des Zahnstangenantriebs.
  • Anspruch 9-10 betreffen ein elektrisches Schaltgerät mit einer Lichtbogenunterbrechereinheit wie zuvor beschrieben und mit den dort genannten Vorteilen.
  • Anspruch 11 betrifft ein Verfahren zur Montage der Unterbrechereinheit im Schaltgerät.
  • Weitere Ausführungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, aus den Anspruchskombinationen und aus der nun folgenden Beschreibung und den Figuren.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen beispielhaft und schematisch
    • Fig. 1
    ein Schaltgerät mit Hilfsgetriebe für doppelbewegte Lichtbogenkontakte; und
    Fig. 2
    eine Detailansicht zu Fig. 1.
  • In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen.
    • WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Fig. 1 zeigt für ein elektrisches Schaltgerät 1, hier beispielhaft für einen Leistungsschalter 1, die Löschbogen-Unterbrechereinheit in schematischer und ausschnittweiser Darstellung. Die Unterbrechereinheit weist eine zentrale Achse 1a und mindestens ein erstes Kontaktsystem 2 mit einer Isolierstoffdüse 4 zur Beblasung eines Lichtbogens, ein zweites Kontaktsystem 3 und einen nicht dargestellten Schalterantrieb auf. Der Schalterantrieb treibt das erste Kontaktsystem 2 und über ein Hilfsgetriebe 5, ..., 11 das zweite Kontaktsystem 3 an. Typischerweise sind die Kontaktteile 2, 3 konzentrisch bezüglich der zentralen Achse 1a angeordnet. Das erste Kontaktsystem 2 umfasst hier einen ersten Lichtbogenkontakt 2a in Form einer Kontakttulpe 2a und einen aussenliegend angeordneten ersten Nennstromkontakt 2b in Form eines Kontaktrohrs 2b. Das zweite Kontaktsystem 3 umfasst hier einen zweiten Lichtbogenkontakt 3a in Form eines Kontaktstifts 3a und aussenliegend einen zweiten Nennstromkontakt 3b in Form einer Kontakttulpe 3b. Die Isolierstoffdüse 4 ist beispielhaft am ersten Kontaktsystem 2 am Nennstromkontakt 2b befestigt. Neben der Hauptdüse 4 kann auch eine nicht dargestellte Hilfsdüse vorhanden sein. Im Schaltfall strömt Löschgase in die Lichtbogenzone zwischen den Lichtbogenkontakten 2a, 3a ein und bebläst den Lichtbogen. Es sei darauf hingewiesen, dass die im folgenden beschriebene Erfindung in beliebigen Schaltertypen mit Doppelbewegung der Kontaktsystem 2, 3 und insbesondere in Selbstblasschaltern anwendbar ist.
  • Erfindungsgemäss umfasst nun das Hilfsgetriebe 5 bis 11 einen Monoblock 5, in dem Halterungsmittel 5a und Führungsmittel 5b für den Zahnstangenantrieb 6 bis 8 integriert sind. Der Monoblock stellt eine monolithische Baugruppe dar, die als Ganzes vormontierbar bzw. mit Elementen bestückbar ist und als Ganzes im Schalter montierbar ist. Im folgenden werden hierzu Ausführungsbeispiele angegeben.
  • Der Monoblock 5 soll einen Halterungsteil 5a aufweisen, in dem ein Lager für mindestens ein Zahnrad 6 des Zahnstangenantriebs 6...8 vorhanden ist; und/oder der Monoblock 5 soll in seinem Führungsteil 5b eine Gleitführung 9, 11 und einen Gleitkontakt 10 für das vom Hilfsgetriebe 5...11 angetriebene Lichtbogenkontaktstück 3a aufweisen; und/oder der Monoblock 5 soll zur Stromabnahme vom Lichtbogenkontaktstück 3a mit dem aussenliegenden Nennstromkontakt 3b elektrisch leitend verbunden sein.
  • Mit Vorteil bildet der Monoblock 5 eine Montageeinheit 5, die gesamthaft in den Schalter 1 einsetzbar ist, und/oder ist der Monoblock 5 einstückig ausgebildet. Insbesondere kann der Monoblock 5 ein einstückiges Gussteil 5 sein.
  • Für eine besonders einfache Montierbarkeit des Monoblocks 5 am Schalter 1 ist lediglich eine einzige Montagevorrichtung 5c, 5d vorhanden. Wie beispielhaft dargestellt kann der Monoblock 5 genau einen Montageflansch 5c aufweisen, welcher an genau einem Gegenflansch 5d des Schalters 1 befestigbar ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Mitnehmer-Gleitführung 11 direkt im durch das Hilfsgetriebe 5...11 angetriebenen Lichtbogenkontaktstück 3a eingelassen. Dies vermindert die Gefahr von Verkantung auch bei einseitigem Antrieb wie weiter unten beschrieben. Alternativ oder ergänzend kann eine stationäre Gleitführung 9 zur Führung des durch das Hilfsgetriebe 5...11 angetriebenen bzw. antreibbaren Lichtbogenkontaktstücks 3a im Führungsteil 5b des Monoblocks 5 eingelassen sein. Diese Merkmalskombination der Gleitführung 9, 11, besonders die Kombination einer Mitnehmer-Gleitführung 11 im hinteren, der Lichtbogenzone abgewandten Teil des Lichtbogenkontaktstücks 3a mit einer stationären Gleitführung 9 im vorderen, der Lichtbogenzone zugewandten Teil des Lichtbogenkontaktstücks 3a, kann auch unabhängig von der Monoblockbauweise gemäß Anspruch 1 realisiert sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Zahnstangengetriebe 6...8 genau ein Zahnrad 6, genau eine erste Zahnstange 7 zum Antrieb des Zahnrads 6 und genau eine zweite Zahnstange 8 zum Bewegen des zweiten Lichtbogenkontaktes 3a auf. Dadurch entfallen Einstellschrauben zur fluchtenden Justierung mehrerer Antriebszahnstangen.
  • Mit Vorteil ist die Isolierstoffdüse 4 bewegbar und dient zur Kraftübertragung vom Schalterantrieb auf das Hilfsgetriebe 5...11. Dabei ist die erste Zahnstange 7 an der Isolierstoffdüse 4 befestigt. Bevorzugt ist die erste Zahnstange 7 so gebaut, dass sie mit einstellbarem axialen Abstand D ihrer Zahnung 7b zur Isolierstoffdüse 4 in die Isolierstoffdüse 4 einschraubbar ist. Desweiteren soll die erste Zahnstange 7 keine Einstellschraube zur Längeneinstellung der ersten Zahnstange 7 aufweisen. Bei der Bauweise mit nur einer Antriebszahnstange 7 kann nämlich auch auf deren Längenjustierung verzichtet werden, sofern genau definierte Abstände zwischen Isolierstoffdüse 4 und Zahnung 7b eingehalten sind. Dies ist besonders einfach in der Monoblockbauweise realisierbar.
  • Hierfür ist in einer vorteilhaften Ausführungsform ein Anschlag 30a, 50a für das durch das Hilfsgetriebe 5...11 angetriebene Lichtbogenkontaktstück 3a vorhanden. Dieser Anschlag 30a, 50a kann dadurch realisiert sein, dass ein Absatz 30a (vorstehend oder eingelassen) am Lichtbogenkontaktstück 3a vorhanden ist, der mit einem Gegenabsatz 50a (eingelassen oder vorstehend) am Monoblock 5 so zusammenwirkt, dass für das Lichtbogenkontaktstück 3a im voll eingeschobenen Zustand eine Endposition definiert ist, welche einem gewünschten, vorgebbaren Abstand zum gegenüberliegend Lichtbogenkontaktstück 3b bzw. zur Isolierstoffdüse 4 entspricht.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein elektrisches Schaltgerät 1 für ein Energieversorgungsnetz mit einer Unterbrechereinheit wie zuvor beschrieben. Das Schaltgerät kann insbesondere ein Druckgasschalter oder Selbstblasschalter sein; und/oder ein Hochspannungsschalter 1 oder Hochstromschalter oder allgemein Leistungsschalter; und/oder ein Freiluftschalter, eine gekapselter Schalter als Dead Tank Breaker oder für eine gasisolierte Schaltanlage oder ein Hybridschalter.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage des Schaltgeräts 1 mit einer Unterbrechereinheit wie zuvor beschrieben. Dabei ist die Isolierstoffdüse 4 mit der mindestens einen Antriebszahnstange 7 im Schalter 1 vormontiert. Erfindungsgemäss werden folgende Montageschritte ausgeführt: (i) Einschieben des durch das Hilfsgetriebe 5...11 antreibbaren Lichtbogenkontaktstücks 3a bis zum Anschlag 30a, 50a in den Monoblock 5; (ii) Einschieben des Monoblocks 5 in den Schalter 1 bis zum Zusammenkommen der Montagevorrichtung 5c, 5d; und (iii) Befestigen des Monoblocks 5 mittels der Montagevorrichtung 5c, 5d im Schalter 1. Aufgrund der Monoblockbauweise ist also das Zahnstangengetriebe 6...8 besonders einfach einstellbar bzw. justierbar.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Elektrisches Schaltgerät, Hochspannungsschalter, Leistungsschalter
    1a
    Zentrale Achse, Schalterachse
    2
    Erstes Kontaktsystem (mit Isolierstoffdüse)
    2a
    Erster Lichtbogenkontakt, Lichtbogenkontakttulpe
    2b
    Erster Nennstromkontakt, Kontaktrohr
    3
    Zweites Kontaksystem, Gegenkontaktsystem
    3a
    Zweiter Lichtbogenkontakt, Lichtbogenkontaktstift
    30a
    Anschlag
    3b
    Zweiter Nennstromkontakt, Nennstromkontakttulpe
    4
    Isolierstoffdüse
    5 bis 11
    Hilfsgetriebe
    5
    Getriebeblock (monolithisch)
    5a
    Halterungsteil, Halterung für Zahnradlager, Montageplatte
    50a
    Gegenanschlag
    5b
    Führungsmittel, Führungsteil für Lichtbogenkontakt
    5c, 5d
    Montagevorrichtung
    5c
    Auskragung, Montageflansch
    5d
    Auskragung, Gegenflansch
    6 bis 8
    Zahnstangenantrieb
    6
    Zahnrad
    6a
    Zahnradachse, Zahnradlager
    7
    Erste Zahnstange, Antriebszahnstange
    7a
    Verschraubung, Einstellschraube
    7b
    Zahnung
    7c
    Lager
    8
    Zweite Zahnstange, angetriebene Zahnstange
    9
    Erster Lagerring, stationäre Gleitführung
    10
    Gleitkontakt
    11
    Zweiter Lagerring, Mitnehmer-Gleitführung
    D
    Axiale Distanz Zahnung - Isolierstoffdüse

Claims (11)

  1. Unterbrechereinheit für ein elektrisches Schaltgerät (1) für Energieversorgungsnetze, insbesondere Hochspannungsschalter (1), wobei das Schaltgerät (1) eine zentrale Achse (1a), ein erstes Kontaktsystem (2), eine Isolierstoffdüse (4) zur Lichtbogenbeblasung, ein zweites Kontaktsystem (3) und einen Schalterantrieb umfasst, welcher das erste Kontaktsystem (2) und über ein Hilfsgetriebe (5...11) das zweite Kontaktsystem (3) antreibt, wobei das Hilfsgetriebe (5...11) einen Halterungsteil (5a) und einen Führungsteil (5b) für einen Zahnstangenantrieb (6...8) aufweist, wobei das Hilfsgetriebe (5...11) einen Monoblock (5) umfasst, in dem der Halterungsteil (5a) und der Führungsteil (5b) für den Zahnstangenantrieb (6...8) integriert sind, wobei der Monoblock (5) in seinem Halterungsteil (5a) ein Lager für mindestens ein Zahnrad aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) der Monoblock (5) in seinem Führungsteil (5b) eine Gleitführung (9, 11) und einen Gleitkontakt (10) für das vom Hilfsgetriebe (5...11) angetriebene Lichtbogenkontaktstück (3a) aufweist und
    b) der Monoblock (5) zur Stromabnahme vom Lichtbogenkontaktstück (3a) mit dem aussenliegenden Nennstromkontakt (3b) elektrisch leitend verbunden ist.
  2. Die Unterbrechereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) der Monoblock (5) eine Montageeinheit (5) bildet, die gesamthaft in den Schalter (1) einsetzbar ist, und/oder
    b) der Monoblock (5) einstückig ausgebildet ist und insbesondere ein einstückiges Gussteil ist.
  3. Die Unterbrechereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) eine einzige Montagevorrichtung (5c, 5d) zur Befestigung des Monoblocks (5) am Schalter (1) vorhanden ist, und
    b) insbesondere dass der Monoblock (5) genau einen Montageflansch (5c) aufweist, welcher an genau einem Gegenflansch (5d) des Schalters (1) befestigbar ist.
  4. Die Unterbrechereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) die Gleitführung (9, 11) eine Mitnehmer-Gleitführung (11) umfasst, die im durch das Hilfsgetriebe (5...11) angetriebenen Lichtbogenkontaktstück (3a) eingelassen ist, und/oder
    b) die Gleitführung (9, 11) eine stationäre Gleitführung (9) umfasst, die zur Führung des durch das Hilfsgetriebe (5...11) angetriebenen Lichtbogenkontaktstücks (3a) im Führungsteil (5b) des Monoblocks (5) eingelassen ist.
  5. Die Unterbrechereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnstangengetriebe (6...8) genau ein Zahnrad (6), genau eine erste Zahnstange (7) zum Antrieb des Zahnrads (6) und genau eine zweite Zahnstange (8) zum Bewegen des zweiten Lichtbogenkontaktes (3a) aufweist.
  6. Die Unterbrechereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) die Isolierstoffdüse (4) bewegbar ist und zur Kraftübertragung vom Schalterantrieb auf das Hilfsgetriebe (5...11) dient und
    b) die erste Zahnstange (7) an der Isolierstoffdüse (4) befestigt ist und als Antriebszahnstange (7) wirkt.
  7. Die Unterbrechereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) die erste Zahnstange (7) mit einstellbarem axialen Abstand (D) ihrer Zahnung (7b) zur Isolierstoffdüse (4) in die Isolierstoffdüse (4) einschraubbar ist, und/oder
    b) die erste Zahnstange (7) keine Einstellschraube zur Längeneinstellung der ersten Zahnstange (7) aufweist.
  8. Die Unterbrechereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) ein Anschlag (30a, 50a) für das durch das Hilfsgetriebe (5...11) angetriebene Lichtbogenkontaktstück (3a) vorhanden ist, und
    b) insbesondere dass der Anschlag (30a, 50a) durch einen Absatz (30a) im Lichtbogenkontaktstück (3a) und einen damit zusammenwirkenden Gegenabsatz (50a) im Monoblock (5) realisiert ist.
  9. Elektrisches Schaltgerät (1) für ein Energieversorgungsnetz, gekennzeichnet durch eine Unterbrechereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  10. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät (1)
    a) ein Druckgasschalter und insbesondere ein Selbstblasschalter ist, und/oder
    b) ein Hochspannungsschalter (1) oder Hochstromschalter ist, und/oder
    c) ein Freiluftschalter, ein gekapselter Schalter für einen Dead Tank Breaker oder für eine gasisolierte Schaltanlage oder ein Hybridschalter ist.
  11. Verfahren zur Montage eines Schaltgeräts (1) mit einer Unterbrechereinheit gemäß einem der Ansprüche 1-8, wobei die Isolierstoffdüse (4) mit der Antriebszahnstange (7) im Schalter (1) vormontiert ist, gekennzeichnet durch die Schritte:
    a) Einschieben des durch das Hilfsgetriebe (5...11) antreibbaren Lichtbogenkontaktstücks (3a) bis zu einem Anschlag (30a, 50a) in den Monoblock (5),
    b) Einschieben des Monoblocks (5) in den Schalter (1) bis zum Zusammenkommen einer Montagevorrichtung (5c, 5d) und
    c) Befestigen des Monoblocks (5) mittels der Montagevorrichtung (5c, 5d) im Schalter (1).
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