EP2179429A1 - Schalteranordnung für eine schaltanlage - Google Patents

Schalteranordnung für eine schaltanlage

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Publication number
EP2179429A1
EP2179429A1 EP08786898A EP08786898A EP2179429A1 EP 2179429 A1 EP2179429 A1 EP 2179429A1 EP 08786898 A EP08786898 A EP 08786898A EP 08786898 A EP08786898 A EP 08786898A EP 2179429 A1 EP2179429 A1 EP 2179429A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
switch arrangement
arrangement according
bolt
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08786898A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Rössler
Rolf Weber
Markus Nink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2179429A1 publication Critical patent/EP2179429A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/12—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
    • H01H33/121—Load break switches
    • H01H33/125—Load break switches comprising a separate circuit breaker
    • 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
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H01H33/6661—Combination with other type of switch, e.g. for load break switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/36—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding
    • H01H1/38—Plug-and-socket contacts
    • H01H1/385—Contact arrangements for high voltage gas blast circuit breakers
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/58—Electric connections to or between contacts; Terminals
    • H01H1/5833—Electric connections to or between contacts; Terminals comprising an articulating, sliding or rolling contact between movable contact and terminal
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/003—Earthing switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/26—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch
    • H01H31/32—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch with rectilinearly-movable contact

Definitions

  • the invention relates to a switch assembly for a switchgear specified in the preamble of claim 1. Art.
  • Such a switch arrangement can already be taken from EP 0070794 A2 as known.
  • the vacuum interrupter and the moving contact of the circuit breaker are combined in one embodiment of the switch assembly, wherein the free end of the ⁇ moveable tubular bolt is designed as a frusto-conical indenter. This penetration contact acts after closing the circuit breaker with a receiving contact on ⁇ to ordered connection part together.
  • the vacuum interrupter is fixedly connected to one of the connecting parts via its immovable tubular bolt.
  • the free end of the movable tubular bolt is provided in this variant as Einschlagkon ⁇ tact with a frusto-conical taper.
  • the object of the invention is to provide a switch assembly for a switchgear according to the preamble of claim 1, which allows a particularly compact design of the Wegeran ⁇ order.
  • the switch assembly includes a vacuum interrupter and a circuit breaker, which are arranged in series in a current path between two constant spaced connection parts of the switchgear.
  • the vacuum switch tube is axially compensate ⁇ based on one of the two connecting parts.
  • the switch assembly further comprises a coaxially projecting from the vacuum interrupter, elongated guide body of the circuit breaker, the at least one sliding contact conductively connected to the guide body enclosing sleeve body in connection, and the separation distance to the opposite contact bridging feed of the moving contact in the course of the switching operation of the circuit breaker, which goes along with a corresponding linear displacement between the guide body and sleeve body.
  • the associated end of Vaku ⁇ changeover tube projecting guide body is a separator bolt whose end is constantly held in a distance corresponding to at least the intended separation distance to the contact of the other connector part, wherein the separator bolt as a linear guide for a moving contact of the circuit breaker tra ⁇ ing Separator sleeve is formed.
  • the basic idea of the invention is based on the consideration that only the space lying between the connecting parts is to be used for the switch arrangement by a separating contact sleeve carrying the moving contact being slidably guided along an associated separating bolt. Due to the telescopic interaction of the separator sleeve and the separator bolt, a compact design of the switch arrangement can be achieved in a simple manner. Also, the axial feed of the separator ⁇ bolt against the separator sleeve remains possible, which is required for the stroke of the vacuum interrupter.
  • a stable attachment of the separator bolt supporting vacuum interrupter is facilitated when mounted on the side of the fixed tubular bolt on the connector and its movable tubular bolt is connected to the splitter bolt.
  • a force application element in particular a drive element, is ⁇ arranges for the displacement drive of the tubular bolt, it can accurately inserted and his mitbeatty about Ver ⁇ binding agent of tube bolts and separator bolts.
  • a radial intermediate support of the disconnector bolt can take place.
  • the force application element characterizes the force application point for the drive and can be embodied in a suitable manner as a drive element.
  • a functionally reliable sliding contact between the separator bolt and separator sleeve is achieved by means of at least one Ringfeder ⁇ contact between the outer periphery of the separator bolt and the inner circumference of the separator sleeve. If the separator sleeve is supported by a plurality of axially offset ring spring contacts with radial prestressing, they can serve as the sole friction or sliding surfaces of the separator sleeve during axial feed.
  • a design which is particularly suitable for the spring-loaded contact is present when it has a circumferential helical spring winding in the form of a solid torus.
  • the end portion of the separator sleeve is tubular and carries on its inner circumference a radially resilient contact ring which encloses a cylindrical peripheral surface of the mating contact on the connection part with the circuit breaker closed.
  • a lamella contact ring with a constricted, resilient middle region or a ring spring contact as a peripheral helical spring winding in the form of a solid torus has proven to be particularly suitable for the auftre ⁇ border loads.
  • the separator bolt can be dimensioned sufficiently long, can be provided in the switch assembly in addition a grounding position of the separator sleeve on the release bolt.
  • a ground contact ring may expediently be arranged at a radial distance from the separating bolt, which earth ring contacts in the grounding position with a corresponding contact ring of the separating sleeve.
  • the contact ring of the separator sleeve can be preferably attached to the circumference of a radially projecting from the separator sleeve annular collar.
  • disconnecting sleeve can be assigned a drive independent of the switching drive of the vacuum interrupter.
  • the switch assembly according to the invention is particularly suitable for integration in cabinets, enclosures, containers or the like. suitable, since all movable components of the switch assembly are located between the end-side connecting parts. Thus, for the connection parts in each case a supporting wall bushing or the like can be provided. Due to the good integration ability containers with the switch assembly can easily and reliably seal, so that they are also highly suitable for known as such, gas-insulated container. Multipole switchgear can have several switch assemblies, which are housed together in a Isoliergas employer. In medium-voltage switchgear with such switch arrangements, the insulating gas container may advantageously be filled with sulfur hexafluoride (SF6) as an insulating gas.
  • SF6 sulfur hexafluoride
  • FIG. 1 shows a central longitudinal section through a switch arrangement in a schematic principle representation
  • FIG. 2 shows a perspective single view of a Ringfeder ⁇ contact the switch assembly
  • FIG. 3 shows a perspective single view of a lamella contact ring
  • FIG. 4 is a perspective oblique view of a multi-pole switch assembly of a gas-insulated medium voltage switchgear.
  • a visible in Figure 1 switch assembly 1 in particular for switchgear, comprises as main components a vacuum ⁇ interrupter 2 and a circuit breaker 3 in a direct linear arrangement, which are coaxially held between two rotationally symmetrical connection parts 4 and 5.
  • the consistent line- are arrangement is clearly visible due to the drawn central longitudinal axis ⁇ 6th
  • Both connecting parts 4 and 5 pass through an associated recess in an indicated ceiling plate 7 or bottom plate 8 of a container 9 and are via conical threaded sleeves / bushings or the like on the passage opening bounding edge region of the ceiling plate 7 and bottom plate 8 axially braced or welded.
  • the connecting parts 4 and 5 are fixed immovably in the distance shown from each other and form the
  • connection parts 4 and 5 also each include a centrally extending within the same electrode, wherein the electrode of the connection part 4 is provided for connection to a conventional Stromomsammeienien and that of the connection part 5 for a conventional cable connection.
  • the electrode of the connection part 4 protrudes downwards out of the lower threaded sleeve and is shaped into a mushroom-type contact 10, the head of which, when the end peripheral edges are rounded, has an approximately cylindrical peripheral surface.
  • the opposite electrode of the connecting part 5 is only slightly out of the screw, lies with its fixed contact face flat on the opposite end of the vacuum interrupter 2 and is fixed and as inseparable connected to the fixed tubular bolt 11 of the same.
  • the movable tubular bolt 12 protrudes from the vacuum interrupter 2 and engages with a cylindrical
  • Force application element 14 movable disconnector pin 13 switch including a drive kinematics, not shown, conventional design such.
  • B. a crank drive with servomotor can be provided.
  • the drawn feed path SV of the tubular bolt 12 corresponds to the maximum distance of the contacts of the vacuum interrupter. 2
  • the separating bolt 13 extends from the Kraftangriffsele ⁇ ment 14 starting with a constant diameter under coaxial course on the contact 10 and ends in a distance provided for the intended distance to the contact 10, wherein the feed path SV of the vacuum interrupter 2 must be considered.
  • a separator sleeve 17 is slidably guided on the separating bolt 13, with which a conductive connection between the separating bolt 13 and contact 10 can be produced.
  • the separator sleeve 17 is designed as a tubular sleeve and has at the bottom then a radially projecting annular collar 18 as an end region.
  • the lower end region of the separating sleeve 17 is slidably guided over two annular spring contacts 19 which are arranged offset in the axial direction and which each lie in a circumferential annular groove of the separating sleeve 17 and are thereby supported axially on the separating sleeve 17.
  • the annular collar is from the outer circumference surface 18, an annular groove recessed in which a similar ring spring contact 'is maintained with appropriate ⁇ speaking larger diameter 19th
  • the ring spring contact 19 or 19 ' consists of a spring wire with circular ⁇ cross-section, which is wound similar to a coil spring and the spring ends to an endless wire with each other are connected.
  • the winding axis runs circular and the diameter of the spring winding is constant.
  • the diameter of the spring ring contact 19 or 19 'but is dimensioned so that the spring ⁇ winding is under radial bias in the associated annular groove.
  • the separator sleeve 17 has a tubular shape, wherein on the inner circumference a blade contact ring 20 is attached to the separator sleeve 17.
  • the lamellar contact ring 20 is constructed. On its outer peripheral side it consists of a plurality of transverse lamellae of small width made of parallel flat strip material, which are distributed over the circumference of the contact ring 20 angeord ⁇ net, with their long narrow sides have only a small distance from each other. In the annular center plane of these cross blades lies on the inner peripheral side of a narrow circumferential central lamella, which leads to a central Ver ⁇ narrowing of the link band structure. This formed by the central lamella ring is covered by a plurality of also consisting of thin strip material transverse yokes, which are each secured with their ends to an opposite transverse lamella.
  • the separator sleeve 17 can be moved by means of a direction reversible actuator of known type, not shown, by a separation ST down to the OFF position and vice versa.
  • the stroke ST corresponding to the separation stroke is indicated by an arrow.
  • the required separation distance is present.
  • a grounding position of the separator sleeve 17 is provided at a distance below it, whereby the safety of the switch arrangement 1 is further improved.
  • the displacement SE to the grounding position is determined by a Erd Membershipring 21 which is arranged at a corresponding distance to the OFF position in coordination with the diameter of the spring ring contact 19 'concentric with the separating bolt 13 and grounded. If the separator sleeve 17 is moved via said positioning drive into the grounding position drawn with dotted lines, the annular collar 18 penetrates into the hollow cross-section of the earth contact ring 21, after which the earth connection is established via the ring spring contact 19 '.
  • a plurality of substantially identical switch assemblies 1 z. B. are provided for three switching poles, which are accommodated compactly in the container 9 in the overall arrangement.
  • the Erdkon- clock rings 21 can be easily positioned over a common hole ⁇ bottom 22 at the appropriate height.
  • the container 9 itself can be made compact and can hermetically seal easily due to the passages of the connecting parts 4 and 5.
  • the container 9 is also highly suitable for the Isoliergasbe colllung with volatile insulating gases such as SF6. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalteranordnung für eine Schaltanlage, mit einer Vakuumschaltröhre (2) sowie einem Trennschalter/Erder (3), die in einem Strompfad zwischen zwei in konstantem Abstand voneinander gehaltenen Anschlussteilen (4, 5) der Schaltanlage in Reihe angeordnet sind. Um eine besonders kompakte Bauweise der Schalteranordnung zu ermöglichen, steht von einem Ende der mit dem anderen Ende an einem der Anschlussteile (4) festgelegten Vakuumschaltröhre (2) ein Trennerbolzen (13) ab, dessen Ende ständig in einem mindestens der vorgesehenen Trennstrecke entsprechenden Abstand zum Kontakt (10) des gegenüberliegenden Anschlussteils (4) gehalten ist, und der Trennerbolzen (13) ist als Linearführung für eine den Bewegkontakt des Trennschalters (3) tragende Trennerhülse (17) ausgebildet.

Description

Beschreibung
Schalteranordnung für eine Schaltanlage
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteranordnung für eine Schaltanlage der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegebenen Art .
Eine derartige Schalteranordnung ist aus der EP 0070794 A2 bereits als bekannt zu entnehmen. Die Vakuumschaltröhre und der Bewegkontakt des Trennschalters sind bei einer Ausführung der Schalteranordnung vereinigt, wobei das freie Ende des be¬ weglichen Röhrenbolzens als kegelstumpfförmiger Eindringkontakt ausgebildet ist. Dieser Eindringkontakt wirkt nach dem Schließen des Trennschalters mit einem Aufnahmekontakt am zu¬ geordneten Anschlussteil zusammen. Bei einer zweiten Ausführung der Schalteranordnung ist die Vakuumschaltröhre über ihren unbeweglichen Röhrenbolzen fest mit einem der Anschlussteile verbunden. Das freie Ende des beweglichen Röhrenbolzens ist auch bei dieser Variante als Einschlagkon¬ takt mit einer kegelstumpfförmigen Verjüngung versehen. Mit diesem Einschlagkontakt wirkt bei geschlossenem Trennschalter ein zugehöriger Aufnahmekontakt zusammen, der den Bewegkontakt des Trennschalters bildet. Damit beim die Trennstrecke überbrückenden Vorschub des Bewegkontaktes eine leitende Ver¬ bindung zum zugehörigen Anschlussteil bestehen bleibt, weist die den Bewegkontakt tragende Baueinheit beider Ausführungs¬ formen eine stabförmige Schmelzsicherung auf, die eine mit Schleifringkontakten versehene Durchtrittsöffnung im An- schlussteil durchsetzt. Bei geöffnetem Trennschalter steht dieser die Schmelzsicherung bildende Stab folglich mit seiner überwiegenden Länge und entsprechendem Platzbedarf aus dem Anschlussteil heraus, was bei manchen Anwendungsfällen sol¬ cher Schalteranordnungen unerwünscht sein kann. Als Nachteil kann bei der bekannten Schalteranordnung auch der Umstand angesehen werden, dass Vakuumschaltröhre und Trennschalter über einen gemeinsamen Antrieb ein- oder ausgeschaltet werden. Der Antrieb muss folglich schon aufgrund der Anforderungen der Vakuumschaltröhre hochdynamisch ausgelegt sein, was im Hin¬ blick auf die technischen Anforderungen an den Trennschalterantrieb nachteilig sein kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteranordnung für eine Schaltanlage nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 anzugeben, die eine besonders kompakte Bauweise der Schalteran¬ ordnung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Schalteranordnung umfasst eine Vakuumschaltröhre sowie einen Trennschalter, die in einem Strompfad zwischen zwei in konstantem Abstand voneinander gehaltenen Anschlussteilen der Schaltanlage in Reihe angeordnet sind. Dabei ist die Vakuum- schaltröhre an einem der beiden Anschlussteile axial abge¬ stützt. Die Schalteranordnung weist darüber hinaus ein koaxial von der Vakuumschaltröhre abstehenden, länglichen Führungskörper des Trennschalters, der über wenigstens einen Schleifkontakt leitend mit einem den Führungskörper um- schließenden Hülsenkörper in Verbindung steht, und einen die Trennstrecke zum gegenüberliegenden Kontakt überbrückenden Vorschub des Bewegkontaktes im Zuge der Schaltbetätigung des Trennschalters auf, der mit einer entsprechenden Linearverschiebung zwischen Führungskörper und Hülsenkörper einher- geht. Erfindungsgemäß ist der vom zugeordneten Ende der Vaku¬ umschaltröhre abstehende Führungskörper ein Trennerbolzen, dessen Ende ständig in einem mindestens der vorgesehenen Trennstrecke entsprechenden Abstand zum Kontakt des anderen Anschlussteils gehalten ist, wobei der Trennerbolzen als Li- nearführung für eine den Bewegkontakt des Trennschalters tra¬ gende Trennerhülse ausgebildet ist. Der Grundgedanke der Erfindung basiert auf der Überlegung, dass lediglich der zwischen den Anschlussteilen liegende Raum für die Schalteranordnung genutzt werden soll, indem eine den Bewegkontakt tragende Trennerhülse entlang einem zugehörigen Trennerbolzen schiebegeführt ist. Durch das teleskopartige Zusammenwirken von Trennerhülse und Trennerbolzen kann auf einfache Weise eine kompakte Bauweise der Schalteranordnung erreicht werden. Auch bleibt der axiale Vorschub des Trenner¬ bolzens gegenüber der Trennerhülse möglich, der für den Hub der Vakuumschaltröhre erforderlich ist.
Eine stabile Befestigung der den Trennerbolzen tragenden Vakuumschaltröhre wird erleichtert, wenn sie auf der Seite des unbeweglichen Röhrenbolzens am Anschlussteil angebracht und ihr bewegliche Röhrenbolzen mit dem Trennerbolzen verbunden ist .
Ist im Verbindungsbereich zwischen Röhrenbolzen und Trennerbolzen ein Kraftangriffselement, insbesondere ein Antriebs- element, für den Verschiebeantrieb des Röhrenbolzens ange¬ ordnet, so kann diese passgenau eingefügt und über das Ver¬ bindungsmittel von Röhrenbolzen und Trennerbolzen mitbefestigt sein. Außerdem kann über das Kraftangriffselement eine radiale Zwischenabstützung des Trennerbolzens erfolgen. Das Kraftangriffselement kennzeichnet dabei den Kraftangriffs¬ punkt für den Antrieb und kann in geeigneter Art und Weise als ein Antriebselement ausgebildet sein.
Ein funktionssicherer Schleifkontakt zwischen Trennerbolzen und Trennerhülse wird mittels wenigstens eines Ringfeder¬ kontaktes zwischen dem Außenumfang des Trennerbolzens und dem Innenumfang der Trennerhülse erreicht. Wird die Trennerhülse über mehrere, axial versetzte Ringfederkontakte mit radialer Vorspannung abgestützt, können diese beim axialen Vorschub als alleinige Reib- bzw. Gleitflächen der Trennerhülse dienen. Eine für den Ringfederkontakt besonders geeignete Gestaltung liegt vor, wenn diese eine umlaufende Schrauben- federwicklung in Form eines Volltorus aufweist. Um einen selbsttätigen Toleranzausgleich in axialer Richtung zu ermöglichen, ist der Endbereich der Trennerhülse rohr- förmig ausgebildet und trägt an seinem Innenumfang einen radial federnden Kontaktring, der bei geschlossenem Trennschalter eine zylindrische Umfangsflache des Gegenkontaktes am Anschlussteil umschließt. Als besonders für die auftre¬ tenden Belastungen geeignet hat sich dabei ein Lamellenkon- taktring mit verengtem, federnd nachgiebigem Mittelbereich oder ein Ringfederkontakt als umlaufende Schraubenfeder- wicklung in Form eines Volltorus erwiesen.
Falls der Trennerbolzen ausreichend lang bemessen werden kann, lässt sich bei der Schalteranordnung zusätzlich eine Erdungsposition der Trennerhülse auf dem Trennerbolzen vorsehen. Hierbei kann zweckmäßig in einem radialen Abstand zum Trennerbolzen ein Erdkontaktring angeordnet sein, der in der Erdungsposition mit einem korrespondierenden Kontaktring der Trennerhülse zusammenwirkt. Der Kontaktring der Trenner- hülse lässt sich dabei vorzugsweise am Umfang eines radial von der Trennerhülse abstehenden Ringbundes anbringen.
Um den Trennschalter oder Erdungsschalter mittels eines relativ langsamen aber z.B. hinsichtlich der Dauerhaltbarkeit vorteilhaften "Schleichantriebes" betätigen zu können, kann der Trennerhülse ein vom Schaltantrieb der Vakuumschaltröhre unabhängiger Antrieb zugeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Schalteranordnung ist in besonderem Maße für eine Integration in Schaltschränke, Gehäusen, Behälter oder dgl . geeignet, da alle beweglichen Bauelemente der Schalteranordnung zwischen den endseitigen Anschlussteilen liegen. Somit kann für die Anschlussteile jeweils eine stützende Wanddurchführung oder ähnliches vorgesehen werden. Aufgrund der guten Integrationsfähigkeit lassen Behälter mit der Schalteranordnung leicht und zuverlässig abdichten, so dass sie auch in hohem Maße für als solche bekannte, gasisolierte Behälter geeignet sind. Mehrpolige Schaltanlagen können dabei über mehrere Schalteranordnungen verfügen, die gemeinsam in einem Isoliergasbehälter untergebracht sind. Bei Mittelspannungsschaltanlagen mit solchen Schalteranordnungen kann der Isoliergasbehälter vorteilhaft mit Schwefelhexafluorid (SF6) als Isoliergas befüllt sein.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen, wobei einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
In den Zeichnungen zeigen:
FIG 1 einen Mittellängsschnitt durch eine Schalteranordnung in schematischer Prinzipdarstellung,
FIG 2 eine perspektivische Einzelansicht eines Ringfeder¬ kontaktes der Schalteranordnung,
FIG 3 eine perspektivische Einzelansicht eines Lamellenkon- taktringes und
FIG 4 eine perspektivische Schrägansicht auf eine mehrpolige Schalteranordnung einer gasisolierten Mittelspannungsschaltanlage .
Eine in Figur 1 sichtbare Schalteranordnung 1, insbesondere für Schaltanlagen, umfasst als Hauptbestandteile eine Vakuum¬ schaltröhre 2 und einen Trennschalter 3 in direkter linearer Anordnung, die koaxial zwischen zwei rotationssymmetrischen Anschlussteilen 4 und 5 gehalten sind. Die konsequente line- are Anordnung ist aufgrund der eingezeichneten Mittellängs¬ achse 6 deutlich zu erkennen. Beide Anschlussteile 4 bzw. 5 durchsetzen eine zugeordnete Aussparung in einer angedeuteten Deckenplatte 7 bzw. Bodenplatte 8 eines Behälters 9 und sind über konische Schraubhülsen/Durchführungen oder dgl . am die Durchtrittsöffnung begrenzenden Randbereich der Deckenplatte 7 bzw. Bodenplatte 8 axial verspannt oder verschweißt. Dadurch sind die Anschlussteile 4 und 5 unbeweglich in dem gezeigten Abstand voneinander befestigt und bilden die
Durchführung vom Innenraum des Behälters 9 nach außen. Zu den Anschlussteilen 4 und 5 gehört auch jeweils eine zentral innerhalb derselben verlaufende Elektrode, wobei die Elektrode des Anschlussteils 4 zum Anschluss an eine übliche Stromsammeischiene und die des Anschlussteils 5 für einen üblichen Kabelanschluss vorgesehen ist. Die Elektrode des Anschlussteils 4 steht nach unten aus der unteren Schraubhülse heraus und ist zu einem pilzkopfähnlichen Kontakt 10 geformt, dessen Kopf bei Abrundung der stirnseitigen Umfangskanten eine etwa zylindrische Umfangs- flache aufweist.
Die gegenüberliegende Elektrode des Anschlussteils 5 steht demgegenüber nur wenig aus der Schraubhülse heraus, liegt mit ihrer Festkontaktstirnseite flächig auf der gegenüberliegenden Stirnseite der Vakuumschaltröhre 2 an und ist fest und möglichst unlösbar mit dem feststehenden Röhrenbolzen 11 derselben verbunden. Auf der nach oben gewandten Bewegkontaktseite steht der bewegliche Röhrenbolzen 12 aus der Vaku- umschaltröhre 2 heraus und greift mit einem zylindrischen
Endbereich passgenau in eine Bohrung ein, die als Sacklochbohrung aus dem Endbereich eines zylindrischen Trennerbolzens 13 ausgespart ist. In einem Abstand hierzu weist der Trennerbolzen 13 infolge einer Vergrößerung seines Durch- messers einen stufigen Absatz auf, an dessen Ringstirnfläche ein passgenau auf den Trennerbolzen 13 aufgeschobenes Kraft¬ angriffselement, insbesondere ein Antriebselement 14, axial abgestützt ist. Auf der entgegengesetzten Stirnseite ist das Kraftangriffselement 14 mittels eines Sicherungsringes 15 axial abgestützt. Der Sicherungsring 15 selbst ist mittels eines Spannstiftes 16 oder Nietes axial lagegesichert, da vom Spannstift 16 zueinander fluchtende Passbohrungen im Sicherungsring 15, im Trennerbolzen 13 und im Röhrenbolzen 12 durchsetzt sind. Über den Spannstift 16 samt Sicherungs¬ ring 15 ist somit der bewegliche Röhrenbolzen 12 fest mit dem Trennerbolzen 13 verbunden und das Kraftangriffselement 14 auf dem Trennerbolzen 13 lagegesichert. Somit lassen sich die Vakuumschaltröhre 2 über den axialen Vorschub des von dem
Kraftangriffselement 14 bewegten Trennerbolzens 13 schalten, wozu eine nicht gezeigte Antriebskinematik üblicher Bauart wie z. B. ein Kurbelantrieb mit Stellmotor vorgesehen werden kann. Der eingezeichnete Vorschubweg SV des Röhrenbolzens 12 entspricht dabei dem maximalen Abstand der Kontakte der Vakuumschaltröhre 2.
Der Trennerbolzen 13 erstreckt sich von dem Kraftangriffsele¬ ment 14 ausgehend mit konstantem Durchmesser unter koaxialem Verlauf auf den Kontakt 10 zu und endet in einem der vorgesehenen Trennstrecke entsprechenden Abstand zum Kontakt 10, wobei der Vorschubweg SV der Vakuumschaltröhre 2 berücksichtigt werden muss. Um den Strompfad zwischen den Anschlussteilen 4 und 5 schließen zu können, ist auf dem Trennerbolzen 13 eine Trennerhülse 17 schiebegeführt, mit der sich eine leitende Verbindung zwischen Trennerbolzen 13 und Kontakt 10 herstellen lässt. Die Trennerhülse 17 ist als Rohrhülse ausgeführt und weist unten daran anschließend einen radial abstehenden Ringbund 18 als Endbereich auf. Am den Trennerbolzen 13 umschließenden Innenumfang ist der untere Endbereich der Trennerhülse 17 über zwei in Axialrichtung etwas gegeneinander versetzt angeordnete Ringfederkontakte 19 schiebegeführt, die jeweils in einer umlaufenden Ringnut der Trennerhülse 17 liegen und dadurch axial an der Trennerhül- se 17 abgestützt sind. In gleicher Weise ist aus der Außenum- fangsfläche des Ringbundes 18 eine Ringnut ausgespart, in welcher ein gleichartiger Ringfederkontakt 19' mit ent¬ sprechend größerem Durchmesser gehalten ist.
Wie in Verbindung mit Figur 2 zu erkennen ist, besteht der Ringfederkontakt 19 bzw. 19' aus einem Federdraht mit Rund¬ querschnitt, der ähnlich einer Schraubenfeder gewickelt ist und deren Federenden zu einem Endlosdraht miteinander verbunden sind. Die Wickelachse verläuft dabei kreisrund und der Durchmesser der Federwicklung ist konstant. In der Einzeldarstellung ist zu sehen, dass die Federwicklung im entspannten Zustand überall entlang einer Kreisbahn gebogen ist. Die von der Federwicklung umrissene Hüllkurve entspricht somit der eines Volltorus. Der Durchmesser des Ringfederkontaktes 19 bzw. 19' wird aber so bemessen, dass die Feder¬ wicklung unter radialer Vorspannung in der zugehörigen Ringnut liegt. Hierdurch ergibt sich im Einbauzustand eine abge- plattete eher ovale Querschnittsform der Federwicklung bei den Ringfederkontakten 19 bzw. 19' . An ihrem oberen Endbereich weist die Trennerhülse 17 eine Rohrform auf, wobei am Innenumfang ein Lamellenkontaktring 20 an der Trennerhülse 17 befestigt ist. Bei geschlossenem Trennschalter 3 ist der End- bereich auf den Kontakt 10 aufgeschoben, wonach er den Umfang des Kontaktes 10 unter radialer federnder Abstützung über den Lamellenkontaktring 20 umschließt.
In Verbindung mit der Einzeldarstellung gemäß Figur 3 ist zu erkennen, wie der Lamellenkontaktring 20 aufgebaut ist. Auf seiner Außenumfangsseite besteht er aus einer Vielzahl von Querlamellen geringer Breite aus parallelflachem Bandmaterial, die über den Umfang des Kontaktrings 20 verteilt angeord¬ net sind, wobei ihre langen Schmalseiten nur einen geringen Abstand voneinander aufweisen. In der Ringmittelebene dieser Querlamellen liegt auf deren Innenumfangsseite eine schmale umlaufende Zentrallamelle auf, die zu einer mittigen Ver¬ engung der Gliederbandstruktur führt. Dieser von der Zentrallamelle gebildete Ring wird von einer Vielzahl von ebenfalls aus dünnem Bandmaterial bestehenden Querjochen überdeckt, die jeweils mit ihren Enden an einer gegenüberliegenden Querlamelle befestigt sind. Zwischen den befestigten Enden verlaufen diese Querjoche jeweils in Pfeilform, wodurch sie sich über einen entsprechend vergrößerten Umfangsabschnitt des Lamellenkontaktringes 20 erstrecken. Durch diese Bauweise des Lamellenkontaktringes 20 wird erreicht, dass aufgrund der radialen Federcharakteristik eine dauerhaft zuverlässige Kontaktierung zwischen Kontakt 10 und Trennerhülse 17 stattfindet, wenn der Trennschalter 3 geschlossen wird.
Aus der oberen Endlage lässt sich die Trennerhülse 17 mittels eines nicht gezeigten richtungsumkehrbaren Stellantriebes bekannter Bauart um einen Trennweg ST nach unten in die AUS- Stellung und umgekehrt verfahren. Der dem Trennweg ST entsprechende Hub ist durch einen Pfeil angedeutet. Nach dem Verschieben der Trennerhülse 17 in die Ausstellung, die durch gestrichelte Linien angedeutet ist, liegt die erforderliche Trennstrecke vor. Über die AUS-Stellung hinaus ist in einem Abstand darunter noch eine Erdungsposition der Trennerhülse 17 vorgesehen, wodurch die Sicherheit der Schalteranord¬ nung 1 weiter verbessert wird. Der Verschiebeweg SE bis in die Erdungsposition wird durch einen Erdkontaktring 21 bestimmt, der in einem entsprechenden Abstand zur AUS-Stellung unter Abstimmung auf den Durchmesser des Ringfederkontaktes 19' konzentrisch zum Trennerbolzen 13 angeordnet und geerdet ist. Wird die Trennerhülse 17 über besagten Stellan- trieb in die mit strichpunktierten Linien eingezeichnete Erdungsposition verfahren, dringt der Ringbund 18 in den Hohlquerschnitt des Erdkontaktringes 21 ein, wonach über den Ringfederkontakt 19' die Erdeverbindung hergestellt ist.
Wie in Figur 4 gezeigt ist, können in einem Behälter 9 mehrere im wesentlichen baugleiche Schalteranordnungen 1 z. B. für drei Schaltpole vorgesehen werden, die auch in der Gesamtanordnung kompakt im Behälter 9 untergebracht sind. In dieser Darstellung wird außerdem gezeigt, dass die Erdkon- taktringe 21 auf einfache Weise über einen gemeinsamen Loch¬ boden 22 auf entsprechender Höhe positioniert sein können. Außerdem wird deutlich, dass der Behälter 9 selbst kompakt gestaltet werden kann und sich aufgrund der Durchgänge der Anschlussteile 4 und 5 problemlos hermetisch abdichten lässt. Somit ist der Behälter 9 auch für die Isoliergasbefüllung mit flüchtigen Isoliergasen wie SF6 in hohem Maße geeignet. Bezugszeichenliste
1 Schalteranordnung
2 Vakuumschaltröhre 3 Trennschalter
4 Anschlussteil oben
5 Anschlussteil unten
6 Mittellängsachse
7 Deckenplatte 8 Bodenplatte
9 Behälter
10 Kontakt
11 Röhrenbolzen unbeweglich
12 Röhrenbolzen beweglich 13 Trennerbolzen
14 Kraftangriffselement
15 Sicherungsring
16 Spannstift
17 Trennerhülse 18 Ringbund
19 Ringfederkontakt (Schleif) 19' Ringfederkontakt (Erdung)
20 Lamellenkontaktring
21 Erdkontaktring 22 Lochboden
SV Schaltweg (Vakuumschaltröhre)
ST Schaltweg (EIN - AUS)
SE Schaltweg (Erdung)

Claims

Patentansprüche
1. Schalteranordnung (1) für eine Schaltanlage, mit einer Vakuumschaltröhre (2) sowie einem Trennschalter (3), die in einem Strompfad zwischen zwei in konstantem Abstand voneinander gehaltenen Anschlussteilen (4, 5) der Schaltanlage in Reihe angeordnet sind, wobei die Vakuumschaltröhre (2) an einem der beiden Anschlussteile (4 oder 5) axial abgestützt ist, mit einem koaxial von der Vakuumschaltröhre (2) abste- henden, länglichen Führungskörper des Trennschalters (3), der über wenigstens einen Schleifkontakt (19) leitend mit einem den Führungskörper umschließenden Hülsenkörper in Verbindung steht, und mit einem die Trennstrecke zum gegenüberliegenden Kontakt (10) überbrückenden Vorschub des Bewegkontaktes im Zuge der Schaltbetätigung des Trennschalters (3) , der mit einer entsprechenden Linearverschiebung zwischen Führungskörper und Hülsenkörper einhergeht, dadurch gekennzeichnet, dass der vom zugeordneten Ende der Vakuumschaltröhre (2) abstehende Führungskörper ein Trennerbolzen (13) ist, dessen Ende ständig in einem mindestens der vorgesehenen Trennstrecke entsprechenden Abstand zum Kontakt (10) des anderen Anschlussteils (4) gehalten ist, und dass der Trennerbolzen (13) als Linearführung für eine den Bewegkontakt des Trennschalters (3) tragende Trennerhülse (17) ausgebildet ist .
2. Schalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennerbolzen (13) von der Bewegkontaktseite der Vakuumschaltröhre (2) absteht und mit dem beweglichen Röhrenbolzen (12) verbunden ist.
3. Schalteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Trennerbolzen (13) im Verbindungsbereich zum Röhrenbolzen (12) ein Kraftangriffselement (14) für den Verschiebeantrieb des Röhrenbolzens (12) angeordnet ist.
4. Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennerhülse (17) leitend mit dem Trennerbolzen (13) über einen Ringfederkontakt (19, 19') in Verbindung steht, der zwischen dem Außenumfang des Trennerbolzens (13) und dem Innenumfang der Trennerhülse (17) angeordnet ist.
5. Schalteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennerhülse (17) über mehrere Ringfederkontakte (19, 19) radial abgestützt und entlang dem Trennerbolzen (13) schiebegeführt ist.
6. Schalteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringfederkontakt (19, 19') mit einer Federwicklung in Torusform versehen ist.
7. Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (10) des Anschlussteils (4) bei geschlossenem Trennschalter (3) an seiner zylindrischen Umfangsflache von einem Kontaktring umschlossen ist, der am Innenumfang eines rohrförmigen Endbereichs der Trennerhülse (17) gehalten ist.
8. Schalteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring als Lamellenkontaktring (20) oder als torusförmiger Ringfederkontakt ausgebildet ist.
9. Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennerhülse (17) auf dem Trennerbolzen (13) zusätzlich in eine Erdungsposition verschiebbar ist.
10. Schalteranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem radialen Abstand zum Trennerbolzen (13) ein Erdkontaktring (21) angeordnet ist, der in der Erdungsposition mit einem korrespondierenden Kontaktring (19') der Trennerhülse (17) zusammenwirkt.
11. Schalteranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (19') am Umfang eines radial abstehenden Ringbundes (18) an der Trennerhülse (17) angeordnet ist.
12. Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennerhülse (17) ein vom Schaltantrieb der Vakuumschaltröhre (2) unabhängiger Antrieb zugeordnet ist.
13. Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteranordnung (1) in einem Isoliergasbehälter (9) untergebracht ist.
14. Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schalteranordnungen (1, 1, 1) einer mehrpoligen Schaltanlage im Isoliergasbehälter (9) untergebracht sind.
15. Schalteranordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Isoliergas für die Schalteranordnung (1, 1, 1) im Isoliergasbehälter (9) Schwefelhexafluorid (SF6) vorgesehen ist.
16. Mehrpolige Schaltanlage mit mindestens einer Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, die in einem Isoliergasbehälter (9) untergebracht ist.
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