EP2665077A1 - Hochstromschaltvorrichtung - Google Patents

Hochstromschaltvorrichtung Download PDF

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Publication number
EP2665077A1
EP2665077A1 EP12167816.3A EP12167816A EP2665077A1 EP 2665077 A1 EP2665077 A1 EP 2665077A1 EP 12167816 A EP12167816 A EP 12167816A EP 2665077 A1 EP2665077 A1 EP 2665077A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
circuit breaker
switching device
current switching
ring
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Withdrawn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
EP12167816.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jean-Claude Mauroux
Astrid Bauer
Thomas Wohler
Andreas Nohl
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.)
ABB Technology AG
Original Assignee
ABB Technology 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 ABB Technology AG filed Critical ABB Technology AG
Priority to EP12167816.3A priority Critical patent/EP2665077A1/de
Priority to CN201310176949.2A priority patent/CN103426679B/zh
Publication of EP2665077A1 publication Critical patent/EP2665077A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • H01H33/002—Very heavy-current switches
    • 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
    • H01H33/122—Load break switches both breaker and sectionaliser being enclosed, e.g. in SF6-filled container

Definitions

  • the present invention relates to a high-current switching device according to the preamble of claim 1.
  • a high-current switching device has a generator switch and a circuit breaker connected downstream of the generator switch.
  • the circuit breaker can be built as a standalone device and built into the high current switching device, but is generally formed as an integral part of the device and forms with the generator switch a unit in which the generator switch has an axis aligned quenching chamber housing with two electrically isolated from each other power connector housings, of which the first electrically conductively connected to a generator and the second is integrated in the circuit breaker.
  • the circuit breaker includes a contact assembly having a contact ring formed as a stationary and a contact formed as a movable contact. When the circuit breaker is closed, the contact tube contacts the contact ring in an electrically conductive manner. When the circuit breaker is open, the contact tube is held at a distance from the contact ring to form a prescribed air-insulated separation distance.
  • a high current switching device of the type mentioned above with a generator and a circuit breaker is described in the product brochure "Generator Circuit Breakers Application Guide” by ABB Switzerland Ltd, Zurich Switzerland, Copyright ABB, 1HC007919 E02-S / AA10.
  • the circuit breaker of this high-current switching device has two pushed-in cylinder, from one of which is fixedly held in the high current switching device and serves as a housing of the circuit breaker, whereas the other by means of a mechanical drive along an axis of the high current switching device is slidably mounted in the circuit breaker housing.
  • This telescopically displaceable cylinder is electrically connected to the circuit breaker housing and acts as a movable contact of a contact arrangement of the circuit breaker.
  • a fixed contact of the contact arrangement is integrated in a power connector housing of the generator switch.
  • the contact tube When the circuit breaker is closed, the contact tube is inserted into the contact ring and then connects the generator switch with a power connector attached to the disconnector housing. When opening, the contact tube separates from the contact ring. A thereby forming air-insulated separation line isolates the generator switch and thus an electrically conductive with the generator switch connectable generator from the power connector of the circuit breaker and thus from an electrically connected to this power connector transformer of a high voltage network.
  • the object is to provide a high current switching device, which is characterized by a compact design and a small footprint.
  • the high-current switching device includes a generator switch and a circuit breaker connected downstream of the generator switch.
  • the generator switch has an extinguishing chamber housing aligned along an axis with two electrical connection housings insulated from one another, of which the first is electrically conductively connectable to a generator and the second is integrated into the isolating switch.
  • the circuit breaker has a contact arrangement with a fixed ring formed as a contact ring and a movable contact formed as a contact tube. The contact tube is kept at the disconnector open to form an air-insulated separation distance from the contact ring at a distance.
  • the contact tube When the circuit breaker is closed, the contact tube contacts the contact ring in an electrically conductive manner.
  • the second power connector housing an outer surface is formed, on which the contact tube of the circuit breaker is slidably guided along the axis and mounted electrically conductive.
  • a housing of the circuit breaker is integrated into the second power connector housing of the generator switch. Therefore eliminates a separate circuit breaker housing and accordingly shortens the length of the inventive high current switching device along the axis.
  • the high current switching device is characterized accordingly by a compact design and a small footprint.
  • the two end faces of the contact tube may each contain a guided around the axis of contact fingers, of which the first ring is seated to form an electrical sliding contact on the outer surface, and with the circuit breaker open the second ring and the contact ring axially limit the separation distance and closed circuit breaker the second ring contacted the contact ring electrically conductive.
  • the circuit breaker may have at least one axially axially leading the rotation of the contact tube.
  • the at least one rotation lock can have at least one axially aligned guideway and at least one slidably mounted in the guideway sliding body.
  • the at least one guideway may be integrated into the second power connection housing or into the contact tube.
  • a transmission can be arranged with a guided through the second power connector housing drive shaft and the contact tube with axial force acting on the output element.
  • the transmission may include a crank handle with the driven element designed as a lever and hinged to a star in the contact tube supporting star of the contact tube driven output element.
  • the high current switching device can be in the second power connector housing a drive for a movable Switching a contact arrangement of the generator switch and a drive for the contact tube of the circuit breaker to be performed.
  • a drive for the contact tube of the circuit breaker and in the first power connector housing a drive for a movable contact of a contact arrangement of the generator switch can be performed in the second power connector housing.
  • the contact ring can be arranged on a derivation which can be connected to a high-voltage transformer.
  • Fig.1 is a high-current switching device HS shown in the prior art, whereas in the FIGS. 2 to 5 three embodiments of a high current switching device HS are shown according to the invention.
  • the high-current switching device HS is arranged in an air-insulated and touch-protected, generally metal and box-shaped or tubular housing 10, whose side surface facing the viewer has been removed.
  • the housing 10 rests on a pole frame 12 having legs 11.
  • At least one of four post insulators 13, 14, 15 and 16 is attached to the pole frame.
  • These support insulators carry the high-current switching device HS and electrically insulate them from the contact-protected housing 10.
  • the support insulators can be hollow and serve to pass through a drive shaft for actuating a contact arrangement of the high-current switching device HS.
  • the high-current switching device HS includes aligned along a horizontal axis A a generator switch 20 and a generator switch downstream disconnector 30th
  • the generator switch 20 has a quenching chamber housing 21 aligned along the axis A, in which is arranged an unillustrated contact arrangement of an arc quenching chamber suitable for conducting rated currents and for interrupting short-circuit currents.
  • the quenching chamber housing 21 has two electrical connection housings 23 and 24, which are electrically insulated from one another by a quenching chamber insulator 22.
  • the power connector housing 23 is supported on the support insulator 15. This support insulator is hollow and leads in its interior formed as an insulating part, not visible from the figures drive shaft.
  • the drive shaft is positively connected in the quenching chamber interior with a movable contact piece of a contact arrangement of the generator switch 20. Outside the hollow post insulator 15 resp.
  • the drive shaft is non-positively connected to a drive of the generator switch 20, not shown.
  • the power connector housing 24 is supported on the support insulator 16. This post insulator can be omitted with suitable dimensioning of the quenching chamber insulator 22.
  • the generator switch 20 has a connection ring 26. This ring is electrically connected to the outgoing of a generator G section GA1 when installing the high current switching device HS in a schematically illustrated generator lead with sections GA1 and GA2 by means of flexible, band-shaped conductors.
  • a contact ring 31 which forms a fixed contact piece of a contact arrangement of the circuit breaker 30 integrated.
  • a cooperating with the contact ring 31, along the axis A movable contact piece of the contact arrangement of the circuit breaker 30 is formed as a contact tube 32 and is mounted in an electrically conductive manner telescopically displaceable in a fixed, current-conducting housing 33 of the circuit breaker 30.
  • the circuit breaker housing 33 rests on the two support insulators 13,14 and has at its end remote from the generator switch 20 end a connection ring 34 which is electrically connected by means of flexible conductors electrically connected to the second portion GA2 of the generator lead.
  • the support insulator 13 is hollow and performs in its interior one Fig.1 not apparent, formed as an insulating part drive shaft, which in the interior of the circuit breaker housing 33 frictionally with the contact tube 32 and outside the support insulator 13, respectively. of the housing 10 is non-positively connected to a drive of the disconnector 30, not shown.
  • the contact tube 32 is in the in Fig.1 shown position of the high current switching device HS retracted in an electrically conductive manner in the contact ring 31.
  • the circuit breaker 30 is then closed. After installation of the high-current switching device HS in the outgoing generator from the generator output G of the circuit breaker 30 then connects the generator G with the closed generator switch 20 with the one feeding into a high voltage grid transformer T. If the circuit breaker 30 is open, then that is Contact tube 32 with the formation of an air-insulated separation distance with distance from the contact ring 31 held.
  • the circuit breaker 30 then disconnects the generator switch 20 and thus also the electrically connected to the generator switch 20 generator G of the transformer T respectively. from the high voltage network and then has an air-insulated, prescribed requirements sufficient separation distance.
  • the geometric dimensions of the high-current switching device HS according to the prior art according to Fig.1 are determined in the radial direction by the nominal current to be transmitted by the predetermined diameter of the two power transmission housing 23 and 24, the disconnector housing 33, the contact ring 31 and the contact tube 32 and in the axial direction by the sum of the lengths of the generator switch 30 and disconnector 20.
  • DieJ des Generator switch 20 is essentially determined by the quenching chamber insulator 22 and the two each one exhaust volume enclosing power connector housing 23 and 24.
  • the length of the circuit breaker 30 is substantially determined by the circuit breaker housing 33, the separating line and the contact ring 31, wherein the circuit breaker housing 33 is adapted to receive at least the contact tube 32 and to guide it in switching the circuit breaker 30 in an electrically conductive manner.
  • Fig.2 has the power connector housing 23 supported by the insulator 15 two housing passages, of which the one for the guided in the hollow support insulator 15 drive shaft of the generator switch and the other is provided for designated by the reference numeral 35 drive shaft of the circuit breaker.
  • the according to the prior art Fig.1 illustrated hollow post insulator 13 is omitted, but can be provided if necessary and then takes the drive shaft 35 and then supports the power connector housing 23 in addition.
  • the anti-rotation device 36 has at least one axially aligned guide track 361 and at least one sliding body 362 displaceably mounted in the guide track.
  • the at least one guide track 361 is in the power connector housing 24, respectively. in the contact tube 31 and cooperating with the guide rail 361 sliding body 362 vice versa into the contact tube 32, respectively. integrated into the power connector housing 24.
  • Guideway and sliding body are integrated by molding or by attachment with fastening means, such as screws, in the power connector housing 24 or in the contact tube 32.
  • at least two circumferentially uniformly distributed about the axis A anti-rotation 36 are provided.
  • the end Figure 5 apparent transmission 37 includes the guided through the power connector housing 24 drive shaft 35 of the circuit breaker 30 and the contact tube 32 acted upon by axial force output member 371.
  • the transmission is designed as a crank.
  • This slider crank is driven by the drive shaft 35.
  • the trained as a lever output member 371 of the crank handle is hinged to a rigid held in the contact tube 32 supporting star 323 of the contact tube 32.
  • the transmission 37 may also include a spindle or a toothed belt.

Landscapes

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

Abstract

Die Hochstromschaltvorrichtung (HS) weist einen Generatorschalter (20) und einen dem Generatorschalter nachgeschalteten Trennschalter (30) auf. Der Generatorschalter (20) weist ein längs einer Achse (A) ausgerichtetes Löschkammergehäuse (21) mit zwei voneinander elektrisch isolierten Stromanschlussgehäusen (23, 24) auf, von denen das erste (24) mit einem Generator (G) elektrisch leitend verbindbar und das zweite (23) in den Trennschalter (30) integriert ist. Der Trennschalter (30) weist eine Kontaktanordnung mit einem als Kontaktring (31) ausgebildeten feststehenden und einem als Kontaktrohr (32) ausgebildeten beweglichen Kontakt auf. In das zweite Stromanschlussgehäuse (23) ist eine Aussenfläche (25) eingeformt, auf der das Kontaktrohr (32) des Trennschalters (30) längs der Achse (A) verschiebbar geführt und elektrisch leitend gelagert ist. Daher entfällt ein separates Trennschaltergehäuse und verkürzt sich dementsprechend die Baulänge der Hochstromschaltvorrichtung (HS) längs der Achse.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochstromschaltvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein solche Hochstromschaltvorrichtung weist einen Generatorschalter und einen dem Generatorschalter nachgeschalteten Trennschalter auf. Der Trennschalter kann als eigenständiges Gerät gebaut und in die Hochstromschaltvorrichtung eingebaut werden, ist aber im allgemeinen als integrierender Bestandteil der Vorrichtung ausgebildet und bildet mit dem Generatorschalter eine Baueinheit, in der der Generatorschalter ein längs einer Achse ausgerichtetes Löschkammergehäuse mit zwei voneinander elektrisch isolierten Stromanschlussgehäusen aufweist, von denen das erste mit einem Generator elektrisch leitend verbindbar und das zweite in den Trennschalter integriert ist. Der Trennschalter enthält eine Kontaktanordnung mit einem als Kontaktring ausgebildeten feststehenden und einem als Kontaktrohr ausgebildeten beweglichen Kontakt. Bei geschlossenem Trennschalter kontaktiert das Kontaktrohr den Kontaktring elektrisch leitend. Bei geöffnetem Trennschalter ist das Kontaktrohr unter Bildung einer vorgeschriebenen luftisolierten Trennstrecke mit Abstand zum Kontaktring gehalten.
    • STAND DER TECHNIK
  • Eine Hochstromschaltvorrichtung der eingangs genannten Art mit einem Generator- und einem Trennschalter ist beschrieben in der Produktbroschüre "Generator Circuit-Breakers Application Guide" von ABB Switzerland Ltd, Zürich Schweiz, Copyright ABB, 1HC007919 E02-S/AA10. Der Trennschalter dieser Hochstromschaltvorrichtung weist zwei in sich geschobene Zylinder auf, von denen einer feststehend in der Hochstromschaltvorrichtung gehalten ist und als Gehäuse des Trennschalters dient, wohingegen der andere mit Hilfe eines mechanischen Antriebs längs einer Achse der Hochstromschaltvorrichtung verschiebbar im Trennschaltergehäuse gelagert ist. Dieser teleskopartig verschiebbare Zylinder ist in elektrisch leitender Weise mit dem Trennschaltergehäuse verbunden und wirkt als beweglicher Kontakt einer Kontaktanordnung des Trennschalters. Ein feststehender Kontakt der Kontaktanordnung ist in ein Stromanschlussgehäuse des Generatorschalters integriert. Bei geschlossenem Trennschalter ist das Kontaktrohr in den Kontaktring eingeschoben und verbindet dann den Generatorschalter mit einem am Trennergehäuse angebrachten Stromanschluss. Beim Öffnen trennt sich das Kontaktrohr vom Kontaktring. Eine sich dabei bildende luftisolierte Trennstrecke isoliert den Generatorschalter und damit einen mit dem Generatorschalter elektrisch leitenden verbindbaren Generator vom Stromanschluss des Trennschalter und damit von einen mit diesem Stromanschluss elektrisch leitend verbindbaren Transformator eines Hochspannungsnetzes.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochstromschaltvorrichtung zu schaffen, die sich durch einen kompakten Aufbau und einen geringen Platzbedarf auszeichnet.
  • Die Hochstromschaltvorrichtung nach der Erfindung enthält einen Generatorschalter und einen dem Generatorschalter nachgeschalteten Trennschalter. Der Generatorschalter weist ein längs einer Achse ausgerichtetes Löschkammergehäuse mit zwei voneinander elektrisch isolierten Stromanschlussgehäusen auf, von denen das erste mit einem Generator elektrisch leitend verbindbar ist und das zweite in den Trennschalter integriert ist. Der Trennschalter weist eine Kontaktanordnung mit einem als Kontaktring ausgebildeten feststehenden und einem als Kontaktrohr ausgebildeten beweglichen Kontakt auf. Das Kontaktrohr ist bei geöffnetem Trennschalter unter Bildung einer luftisolierten Trennstrecke vom Kontaktring mit Abstand gehalten.
  • Bei geschlossenem Trennschalter kontaktiert das Kontaktrohr den Kontaktring elektrisch leitend. In das zweite Stromanschlussgehäuse ist eine Aussenfläche eingeformt, auf der das Kontaktrohr des Trennschalters längs der Achse verschiebbar geführt und elektrisch leitend gelagert ist.
  • Bei der Hochstromschaltvorrichtung nach der Erfindung ist das ein Gehäuse des Trennschalters in das zweite Stromanschlussgehäuse des Generatorschalters integriert. Daher entfällt ein separates Trennschaltergehäuse und verkürzt sich dementsprechend die Baulänge der erfindungsgemässen Hochstromschaltvorrichtung längs der Achse. Die Hochstromschaltvorrichtung zeichnet sich dementsprechend durch einen kompakten Aufbau und einen geringen Platzbedarf aus.
  • Die beiden Stirnseiten des Kontaktrohrs können jeweils einen um die Achse geführten Kranz von Kontaktfingern enthalten, von denen der erste Kranz unter Bildung eines elektrischen Gleitkontakts auf der Aussenfläche aufsitzt, und bei geöffnetem Trennschalter der zweite Kranz und der Kontaktring die Trennstrecke axial begrenzen und bei geschlossenem Trennschalter der zweite Kranz den Kontaktring elektrisch leitend kontaktiert.
  • Der Trennschalter kann mindestens eine das Kontaktrohr axial führende Drehsicherung aufweisen. Die mindestens eine Drehsicherung kann mindestens eine axial ausgerichtete Führungsbahn aufweisen sowie mindestens einen in der Führungsbahn verschiebbar gelagerten Gleitkörper. Die mindestens eine Führungsbahn kann ins zweite Stromanschlussgehäuse oder ins Kontaktrohr integriert sein.
  • Im zweiten Stromanschlussgehäuse kann ein Getriebe angeordnet sein mit einer durch das zweite Stromanschlussgehäuse geführten Antriebswelle und einem das Kontaktrohr mit axialer Kraft beaufschlagenden Abtriebselement. Das Getriebe kann eine Schubkurbel enthalten mit dem als Hebel ausgeführten und an einem starr im Kontaktrohr gehaltenen Tragstern des Kontaktrohrs angelenkten Abtriebselement.
  • In einer vorteilhaften ersten Ausführungsform der Hochstromschaltvorrichtung können in das zweite Stromanschlussgehäuse ein Antrieb für ein bewegliches Schaltstück einer Kontaktanordnung des Generatorschalters und ein Antrieb für das Kontaktrohr des Trennschalters geführt sein.
  • In einer vorteilhaften zweiten Ausführungsform der Hochstromschaltvorrichtung kann in das zweite Stromanschlussgehäuse ein Antrieb für das Kontaktrohr des Trennschalters und in das erste Stromanschlussgehäuse ein Antrieb für einen beweglichen Kontakt einer Kontaktanordnung des Generatorschalters geführt sein.
  • In einer vorteilhaften dritten Ausführungsform der Hochstromschaltvorrichtung kann der Kontaktring an einer mit einem Hochspannungstransformator verbindbaren Ableitung angeordnet sein.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Anhand von Zeichnungen werden nachfolgend der Stand der Technik und Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigt:
    • Fig.1
    eine Seitenansicht einer längs einer Achse ausgerichteten Hochstromschaltvorrichtung mit einem Generatorschalter und einem dem Generatorschalter nachgeschalteten Trennschalter nach dem Stand der Technik, bei der der Trennschalter geschlossen ist,
    Fig.2
    eine entsprechend Fig.1 dargestellte erste Ausführungsform einer Hochstromschaltvorrichtung nach der Erfindung, bei der der Trennschalter geschlossen ist,
    Figuren 3 und 4
    jeweils eine von zwei weiteren entsprechend den vorhergehenden Figuren dargestellte Ausführungsformen der Hochstromschaltvorrichtung nach der Erfindung, bei der der Trennschalter geöffnet ist, und
    Fig.5
    in isometrischer Darstellung eine in Richtung eines Pfeils geführte Schrägaufsicht auf einen längs V - V geführten Schnitt durch die Hochstromschaltvorrichtung nach Fig.3.
    WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • In allen Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Teile. In Fig.1 ist eine Hochstromschaltvorrichtung HS nach dem Stand der Technik dargestellt, wohingegen in den Figuren 2 bis 5 drei Ausführungsformen einer Hochstromschaltvorrichtung HS nach der Erfindung dargestellt sind.
  • In allen Figuren ist die Hochstromschaltvorrichtung HS in einem luftisolierten und berührungsgeschützten, im allgemeinen metallenen und kasten- oder rohrförmig ausgebildeten Gehäuse 10 angeordnet, dessen dem Betrachter zugewandte Seitenfläche entfernt wurde. In allen vier Ausführungsformen der Hochstromschaltvorrichtung HS ruht das Gehäuse 10 auf einem Beine 11 aufweisenden Polrahmen 12. Am Polrahmen ist jeweils mindestens einer von vier Stützisolatoren 13, 14, 15 und 16 befestigt. Diese Stützisolatoren tragen die Hochstromschaltvorrichtung HS und isolieren diese elektrisch gegenüber dem berührungsgeschützten Gehäuse 10. Die Stützisolatoren können hohl ausgebildet sein und dem Durchführen einer Antriebswelle zum Betätigen einer Kontaktanordnung der Hochstromschaltvorrichtung HS dienen.
  • Die Hochstromschaltvorrichtung HS enthält längs einer horizontalen Achse A ausgerichtet einen Generatorschalter 20 und einen dem Generatorschalter nachgeschalteten Trennschalter 30.
  • Der Generatorschalter 20 weist ein längs der Achse A ausgerichtetes Löschkammergehäuse 21 auf, in dem eine nicht ersichtliche, zur Führung von Nennströmen und zur Unterbrechung von Kurzschlussströmen geeignete Kontaktanordnung einer Lichtbogenlöschkammer angeordnet ist. Das Löschkammergehäuse 21 weist zwei durch einen Löschkammerisolator 22 voneinander elektrisch isolierte Stromanschlussgehäuse 23 und 24 auf. Das Stromanschlussgehäuse 23 ist auf dem Stützisolator 15 abgestützt. Dieser Stützisolator ist hohl ausgebildet und führt in seinem Inneren eine als Isolierteil ausgebildete, aus den Figuren nicht ersichtliche Antriebswelle. Die Antriebswelle ist im Löschkammerinneren kraftschlüssig mit einem beweglichen Schaltstück einer Kontaktanordnung des Generatorschalters 20 verbunden. Ausserhalb des hohlen Stützisolators 15 resp. des Gehäuses 10 ist die Antriebswelle kraftschlüssig mit einem nicht dargestellten Antrieb des Generatorschalters 20 verbunden. Das Stromanschlussgehäuse 24 ist auf dem Stützisolator 16 abgestützt. Dieser Stützisolator kann bei geeigneter Bemessung des Löschkammerisolators 22 entfallen. Der Generatorschalter 20 weist einen Anschlussring 26 auf. Dieser Ring wird beim Einbau der Hochstromschaltanordnung HS in eine schematisch dargestellte Generatorableitung mit Abschnitten GA1 und GA2 mit Hilfe von flexiblen, bandförmigen Stromleitern mit dem von einem Generator G abgehenden Abschnitt GA1 elektrisch leitend verbunden.
  • Bei der Hochstromschaltvorrichtung nach dem Stand der Technik (Fig.1) ist in das Stromanschlussgehäuse 23 ein Kontaktring 31, der ein feststehendes Kontaktstück einer Kontaktanordnung des Trennschalters 30 bildet, integriert. Ein mit dem Kontaktring 31 zusammenwirkendes, längs der Achse A bewegliches Kontaktstück der Kontaktanordnung des Trennschalters 30 ist als Kontaktrohr 32 ausgebildet und ist in elektrisch leitender Weise teleskopartig verschiebbar in einem feststehenden, stromleitenden Gehäuse 33 des Trennschalters 30 gelagert. Das Trennschaltergehäuse 33 ruht auf den beiden Stützisolatoren 13,14 und weist an seinem vom Generatorschalter 20 abgewandten Ende einen Anschlussring 34 auf, der mit Hilfe von flexiblen Stromleitern elektrisch leitend mit dem zweiten Abschnitt GA2 der Generatorableitung verbindbar ist. Der Stützisolator 13 ist hohl ausgebildet und führt in seinem Inneren eine aus Fig.1 nicht ersichtliche, als Isolierteil ausgebildete Antriebswelle, welches im Inneren des Trennschaltergehäuses 33 kraftschlüssig mit dem Kontaktrohr 32 und ausserhalb des Stützisolators 13 resp. des Gehäuses 10 kraftschlüssig mit einem nicht dargestellten Antrieb des Trennschalters 30 verbunden ist.
  • Das Kontaktrohr 32 ist in der in Fig.1 dargestellten Position der Hochstromschaltvorrichtung HS in elektrisch leitender Weise in den Kontaktring 31 eingefahren. Der Trennschalter 30 ist dann geschlossen. Nach Einbau der Hochstromschaltvorrichtung HS in die vom Generator G abgehende Generatorableitung verbindet der Trennschalter 30 dann bei geschlossenem Generatorschalter 20 den Generator G mit dem einem in ein Hochspannungsnetz einspeisenden Transformator T. Ist der Trennschalter 30 geöffnet, dann ist das Kontaktrohr 32 unter Bildung einer luftisolierten Trennstrecke mit Abstand vom Kontaktring 31 gehalten. Der Trennschalter 30 trennt dann den Generatorschalter 20 und damit auch den mit dem Generatorschalter 20 elektrisch leitend verbundenen Generator G vom Transformator T resp. vom Hochspannungsnetz und weist dann eine luftisolierte, vorgeschriebenen Anforderungen genügende Trennstrecke auf.
  • Die geometrischen Abmessungen der Hochstromschaltvorrichtung HS nach dem Stand der Technik gemäss Fig.1 sind in radialer Richtung durch die vom zu übertragenden Nennstrom vorgegebenen Durchmesser der beiden Stromübertragungsgehäuse 23 und 24, des Trennschaltergehäuses 33, des Kontaktrings 31 und des Kontaktrohrs 32 bestimmt und in axialer Richtung durch die Summe der Längen von Generatorschalter 30 und Trennschalter 20. Die Länge des Generatorschalters 20 ist im wesentlichen durch den Löschkammerisolator 22 und die beiden jeweils ein Auspuffvolumen einschliessenden Stromanschlussgehäuse 23 und 24 bestimmt. Die Länge des Trennschalters 30 ist im wesentlichen durch das Trennschaltergehäuse 33, die Trennstrecke und den Kontaktring 31 bestimmt, wobei das Trennschaltergehäuse 33 geeignet ist, zumindest das Kontaktrohr 32 aufzunehmen und es beim Schalten des Trennschalters 30 in elektrisch leitender Weise zu führen.
  • Bei den erfindungsgemässen Ausführungsformen nach den Figuren 2 bis 4 ist in eines der beiden Stromanschlussgehäuse 23, 24 des Generatorschalters 20 eine vorwiegend glatte, zylindrische Aussenfläche 25 eingeformt, auf der das Kontaktrohr 32 des Trennschalters 30 längs der Achse A verschiebbar geführt und elektrisch leitend gelagert ist. Ersichtlich wird so ein separates Trennschaltergehäuse 33 eingespart und wird zugleich auch die Länge der dargestellten Hochstromschaltvorrichtung HS gegenüber der Hochstromschaltvorrichtung nach Fig.1 entsprechend verkürzt. Das die Aussenfläche 25 aufweisende Stromanschlussgehäuse 23 resp. 24 nimmt ein aus den Figuren 2 bis 4 nicht ersichtliches, vom nicht dargestellten Antrieb des Trennschalters 30 betätigtes Getriebe auf.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig.2 weist das vom Isolator 15 abgestützte Stromanschlussgehäuse 23 zwei Gehäusedurchführungen auf, von denen die eine für die im hohlen Stützisolator 15 geführte Antriebswelle des Generatorschalters und die andere für die mit dem Bezugszeichen 35 gekennzeichnete Antriebswelle des Trennschalters vorgesehen ist. Der beim Stand der Technik gemäss Fig.1 dargestellte hohle Stützisolator 13 ist entfallen, kann aber bei Bedarf vorgesehen sein und nimmt dann die Antriebswelle 35 auf und stützt dann das Stromanschlussgehäuse 23 zusätzlich. Nach Integration des Trennschaltergehäuses 33 gemäss Fig.1 ins Stromanschlussgehäuse 23 hält der Stützisolator 14 nun lediglich den Kontaktring 31 und den Anschlussring 34.
  • Bei den Ausführungsformen gemäss den Figuren 3 und 4 ist die Aussenfläche 25 in das Stromanschlussgehäuse 24 des Generatorschalters 20 eingeformt. Die Antriebswelle 35 für das Kontaktrohr 32 ist durch den dann hohl ausgebildeten Stützisolator 16 ins Stromanschlussgehäuse 24 geführt. Die Antriebswelle für das bewegliche Schaltstück der Kontaktanordnung des Generatorschalters 20 ist durch den hohlen Stützisolator 15 ins Stromanschlussgehäuse 23 geführt. Bei ausreichender mechanischer Belastbarkeit des Löschkammerisolators 22 kann der Stützisolator 16 auch entfallen. Im weiteren Unterschied zur Ausführungsform nach Fig.2 ist der Anschlussring 26 nun am Stromanschlussgehäuse 23 angebracht und ist dementsprechend das bewegliche Schaltstück der Kontaktanordnung des Generatorschalters 20 mit dem Anschlussring 26 elektrisch leitend verbunden. Ausgehend von der Hochstromschaltanordnung nach Fig.1 können dann bei der Herstellung der Hochstromschaltanordnung nach den Figuren 3 und 4 folgende einfach auszuführenden Fertigungsschritte ausgeführt werden:
    • Entfernen des Kontaktrings 31 und des Anschlussringes 26,
    • Einformen der Aussenfläche 25 ins Stromanschlussgehäuse 24,
    • Montage des Kontaktrohrs 32 am Stromanschlussgehäuse 24,
    • Anbringen des Anschlussrings 26 am Stromanschlussgehäuse 23, und Drehen der Löschkammer um 180° am Stützisolator 15 vorm Einbau der Löschkammer in die Hochstromschaltvorrichtung HS.
  • Für die Hochstromschaltanordnung HS nach Fig.3 werden im allgemeinen nur noch zwei Stützisolatoren 14 und 15 benötigt. Bei der Ausführungsform gemäss Fig.4 ist im Unterschied zu den beiden Ausführungsformen nach den Figuren 2 und 3 der Kontaktring 31 unmittelbar an den mit dem Hochspannungstransformator T verbundenen Abschnitt GA2 der Generatorableitung GA angeformt. Es entfallen so nicht nur das Trennergehäuse 33 und der Stützisolator 14, sondern auch der Anschlussring 34 und die flexiblen Stromleiter. Daher verkürzt sich die Baulänge der Hochstromschaltvorrichtung HS zusätzlich um einen durch die Abmessungen des Anschlussrings 34 und der flexiblen Stromleiter bestimmten Betrag. Wie zuvor bei der Ausführungsform nach Fig.3 dargelegt wurde, kann gegebenenfalls auch der hohle Stützisolator 16 entfallen.
  • Aus Fig.5 ist ersichtlich, dass das Kontaktrohr 32 bei der Ausführungsform nach Fig.3 aber auch bei den Ausführungsformen nach den Figuren 2 und 4 sowie bei weiteren nicht dargestellten Ausführungsformen der Hochstromschaltvorrichtung nach der Erfindung an beiden Stirnseiten jeweils einen um die Achse A geführten Kranz 321 und 322 von Kontaktfingern trägt sowie eine Drehsicherung 36 und das zuvor erwähnte, nun mit dem Bezugszeichen 37 gekennzeichnete, Getriebe zum Verschieben des Kontaktrohrs 32 bei einem Schaltvorgang. Die Kontaktfinger des Kranzes 321 sitzen unter Bildung eines elektrischen Gleitkontakts auf der Aussenfläche 25 auf. Die Kontaktfinger des Kranzes 322 und der Kontaktring 31 begrenzen bei geöffnetem Trennschalter (Figuren 3 und 4) die Trennstrecke axial. Bei geschlossenem Trennschalter (Fig.2) kontaktieren die Kontaktfinger des Kranzes 322 den Kontaktring 31 elektrisch leitend.
  • Die aus Fig.5 ersichtliche Drehsicherung 36 sorgt für eine axiale Führung des bei einem Schaltvorgang längs der Achse A nach oder nach links verschobenen Kontaktrohrs 32 sorgt. Die Drehsicherung 36 weist mindestens eine axial ausgerichtete Führungsbahn 361 sowie mindestens einen in der Führungsbahn verschiebbar gelagerten Gleitkörper 362 auf. Die mindestens eine Führungsbahn 361 ist ins Stromanschlussgehäuse 24 resp. ins Kontaktrohr 31 und der mit der Führungsbahn 361 zusammenwirkender Gleitkörper 362 umgekehrt ins Kontaktrohr 32 resp. ins Stromanschlussgehäuse 24 integriert. Führungsbahn und Gleitkörper sind durch Einformen oder durch Anbringen mit Befestigungsmitteln, wie typischerweise Schrauben, ins Stromanschlussgehäuse 24 oder ins Kontaktrohr 32 integriert. Mit Vorteil sind mindestens zwei im Umfangsrichtung gleichmässig um die Achse A verteilte Drehsicherungen 36 vorgesehen.
  • Das aus Fig.5 ersichtliche Getriebe 37 enthält die durch das Stromanschlussgehäuse 24 geführte Antriebswelle 35 des Trennschalters 30 und ein das Kontaktrohr 32 mit axialer Kraft beaufschlagendes Abtriebselement 371. Ersichtlich ist das Getriebe als Schubkurbel ausgebildet. Diese Schubkurbel wird von der Antriebswelle 35 angetrieben. Das als Hebel ausgebildete Abtriebselement 371 der Schubkurbel ist an einen starr im Kontaktrohr 32 gehaltenen Tragstern 323 des Kontaktrohrs 32 angelenkt. Durch Drehen der Antriebswelle 35 wird so bei einem Schaltvorgang in einfacher Weise ein Öffnen oder Schliessen des Trennschalters 30 erreicht.
  • Anstelle einer Schubkurbel kann das Getriebe 37 auch eine Spindel oder einen Zahnriemen enthalten.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • A
    Achse
    G
    Generator
    GA1, GA2
    Abschnitte einer Generatorableitung
    HS
    Hochstromschaltvorrichtung
    T
    Transformator
    10
    Gehäuse
    11
    Beine
    12
    Polgehäuse
    13, 14
    Stützisolatoren
    20
    Generatorschalter
    21
    Löschkammergehäuse
    22
    Löschkammerisolator
    23, 24
    Stromanschlussgehäuse
    25
    Aussenfläche
    26
    Anschlussring
    30
    Trennschalter
    31
    feststehendes Kontaktstück, Kontaktring
    32
    bewegliches Kontaktstück, Kontaktrohr
    321, 322
    Kränze von Kontaktfingern
    323
    Tragstern
    33
    Trennschaltergehäuse
    34
    Anschlussring
    35
    Antriebswelle
    36
    Drehsicherung
    361
    Führungsbahn
    362
    Gleitkörper
    37
    Getriebe
    371
    Hebel, Abtriebselement

Claims (10)

  1. Hochstromschaltvorrichtung (HS) mit einem Generatorschalter (20) und einem dem Generatorschalter nachgeschalteten Trennschalter (30), bei der der Generatorschalter (20) ein längs einer Achse ausgerichtetes Löschkammergehäuse (21) mit zwei voneinander elektrisch isolierten Stromanschlussgehäusen (23, 24) aufweist, von denen das erste (23, 24) mit einem Generator (G) elektrisch leitend verbindbar und das zweite (23, 24) in den Trennschalter (30) integriert ist, bei der der Trennschalter (30) eine Kontaktanordnung mit einem als Kontaktring (31) ausgebildeten feststehenden und einem als Kontaktrohr (32) ausgebildeten beweglichen Kontakt aufweist, und bei der das Kontaktrohr (32) bei geöffnetem Trennschalter (30) unter Bildung einer luftisolierten Trennstrecke vom Kontaktring (31) mit Abstand gehalten ist und bei geschlossenem Trennschalter (30) den Kontaktring (31) elektrisch leitend kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, dass in das zweite Stromanschlussgehäuse (23, 24) eine Aussenfläche (25) eingeformt ist, auf der das Kontaktrohr (32) des Trennschalters (30) längs der Achse (A) verschiebbar geführt und elektrisch leitend gelagert ist.
  2. Hochstromschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stirnseiten des Kontaktrohrs (32) jeweils einen um die Achse (A) geführten Kranz (321, 322) von Kontaktfingern enthalten, von denen der erste Kranz (321) unter Bildung eines elektrischen Gleitkontakts auf der Aussenfläche (25) aufsitzt, und bei geöffnetem Trennschalter (30) der zweite Kranz (322) und das Kontaktrohr (31) die Trennstrecke axial begrenzen und bei geschlossenem Trennschalter (30) der zweite Kranz (322) den Kontaktring (31) elektrisch leitend kontaktiert.
  3. Hochstromschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschalter (30) eine das Kontaktrohr (32) axial führende Drehsicherung (36) aufweist.
  4. Hochstromschaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsicherung (36) mindestens eine axial ausgerichtete Führungsbahn (361) aufweist sowie mindestens einen in der Führungsbahn verschiebbar gelagerten Gleitkörper (362).
  5. Hochstromschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Führungsbahn (361) ins zweite Stromanschlussgehäuse (23, 24) oder ins Kontaktrohr (32) integriert ist.
  6. Hochstromschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Stromanschlussgehäuse (23, 24) ein Getriebe (35) angeordnet ist mit einer durch das zweite Stromanschlussgehäuse (24) geführten Antriebswelle (35) und einem das Kontaktrohr (32) mit axialer Kraft beaufschlagenden Abtriebselement (371).
  7. Hochstromschaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (37) eine Schubkurbel enthält mit dem als Hebel ausgeführten und an einem starr im Kontaktrohr (32) gehaltenen Tragstern (323) des Kontaktrohrs angelenkten Abtriebselement (371).
  8. Hochstromschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in das zweite Stromanschlussgehäuse (23) ein Antrieb für ein bewegliches Schaltstück einer Kontaktanordnung des Generatorschalters (20) und ein Antrieb für das Kontaktrohr (32) des Trennschalters (30) geführt sind.
  9. Hochstromschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in das zweite Stromanschlussgehäuse (24) ein Antrieb für das Kontaktrohr (32) des Trennschalters (30) geführt ist und in das erste Stromanschlussgehäuse (23) ein Antrieb für einen beweglichen Kontakt einer Kontaktanordnung des Generatorschalters (20).
  10. Hochstromschaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (31) an einem mit einem Hochspannungstransformator (T) verbindbaren Abschnitt (GA2) einer Generatorableitung angeordnet ist.
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