WO1996037903A1 - Lasttrennschalter-sicherungskombination - Google Patents

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Rolf Dirks
Armin Kaulbars
Michael Kurrat
Dietrich Mooz
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Felten & Guilleaume Energietechnik Aktiengesellschaft
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    • H01H71/122—Automatic release mechanisms with or without manual release actuated by blowing of a fuse

Definitions

  • the invention relates to a switch disconnector-fuse combination, in particular for medium-voltage switchgear assemblies according to the preamble of claim 1.
  • Switch-disconnector-fuse combinations in particular for medium-voltage switchgear for distribution networks, in which a switch-disconnector with three high-voltage high-power (HV) fuses is combined with a striker and the switch-off switch is switched off as a result of a fuse being blown by the striker of this fuse
  • HV high-voltage high-power
  • a switching drive is known.
  • a switching drive is described in EP 0 508 041 A1.
  • This switching drive is a storage drive with a switch-off spring that always delivers the same switch-off energy for switching off the load-break switch, by means of which the switch-off speed of the load-break switch is also determined, with an additional trigger memory that is used to trigger the
  • the trigger memory is connected to a trigger shaft and can be triggered by rotating the same, which is brought about by a trigger rod which receives an impulse from the striker of a blown HV fuse.
  • a trip memory is required in particular if the fuses are encapsulated, as described for example in DE 33 43 427 C2, and the loading
  • Such switch disconnector-fuse combinations must with respect to the switch-off speed of the switch disconnector and the switch-off time, which lies between the impact pulse of the triggering firing pin and the switch-off of the switch disconnector and which is determined by the characteristics of the trip memory and the memory drive, as well as the fuses used be coordinated.
  • an electrical circuit breaker with a drive device containing a screw spring (storage drive) is known, which is provided with a device for free tripping.
  • a damping device is arranged within the spring such that a cylinder is arranged on one abutment for the helical spring and a piston adapted to the cylinder is arranged on the other abutment that are in operative connection with each other.
  • This damping device thus acts directly on the drive device and, by suitable dimensioning of its components, is designed in such a way that it is ineffective in normal switching processes and effective in switching processes caused by the free release with an increased operating speed of the drive device.
  • the object is achieved in a switch disconnector-fuse combination according to the preamble of claim 1 in that the trip memory has a delay device for extending the switch-off time.
  • the breaking current is determined from a shifted characteristic range, and a larger fuse rated current can be selected given the breaking capacity of the switch disconnector.
  • the pneumatic connections of the pneumatic cylinder can be connected to one another by means of an adjustable throttle valve.
  • Such an arrangement advantageously makes it possible to change the retarding capacity of the throttle valve and thus the switch-off time.
  • the HV HRC fuses can be encapsulated in an airtight manner and the respective encapsulation can have a flexible membrane which can be acted upon either by the striker or by an overpressure in the encapsulation as a result of an increase in temperature and via which the The trigger memory is actuated. This measure enables a temperature-dependent triggering of the trigger memory independently of triggering by the striker.
  • the invention is explained below using an exemplary embodiment.
  • the associated drawing shows the switching drive of a switch disconnector-fuse combination according to the invention, which is formed from a memory drive according to EP 0 508 041 A1 and a trip memory with a delay device.
  • the trigger memory 1 is essentially formed by the trigger memory spring 2, the cam lever 3 and the roller lever 4 with a trigger roller 4a, which correspond to the trigger shaft 5.
  • the trigger shaft 5 with a half-wave contour 5a, against which the free end of the roller lever 4 rests in the tensioned state, is in operative connection with a trigger linkage 6, which can be actuated by a striker pin of a manual override device (not shown).
  • the cam lever 3 is provided with an extension 7 which bears on the actuating head 8 of a feed oil brake 9 which is arranged between the extension 7 and the holder 10 for the cam lever 3.
  • the release storage spring 2 is tensioned. If the trigger linkage 6 is now actuated by the striking pin of a blown HV fuse or, in the case of an airtight encapsulation of the HV fuse, by a flexible membrane in the encapsulation as a result of an overpressure generated in this by temperature increase (arrow direction) , the trigger shaft 5 is rotated counterclockwise.
  • the half-wave contour 5a of the trigger shaft 5 releases the free end of the roller lever 4, so that the trigger roller 4a is struck against the arc contour of the switch-off control lever 12 by the tensioning force of the release memory spring 2 and the storage drive 13 is released while releasing the tensioned switch-off spring 14, by which the Switching shaft of the load break switch is actuated.
  • the feed oil brake 9 is infinitely adjustable, so that the time between the release of the roller lever 4 of the release memory 1 and the release of the storage drive - that is, the time until the release roller 4a of the released roller lever 4 against the switch-off control lever 12 des Storage drive 13 strikes - and thus the switch-off time can be delayed within certain limits.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lasttrennschalter-Sicherungskombination, vorzugsweise für Mittelspannungsverteilernetze, die aus einem Lasttrennschalter und drei HH-Sicherungen mit Schlagstift, die gegebenenfalls gekapselt sind, gebildet ist, wobei der Lasttrennschalter mit einem Speicherantrieb (13) mit einem durch den Schlagstift einer HH-Sicherung betätigbaren Auslösespeicher (1) ausgerüstet ist. Sie löst die Aufgabe, eine derartige Lasttrennschalter-Sicherungskombination so zu gestalten, daß diese bei gegebenem Ausschaltvermögen des Lasttrennschalters weitgehend unabhängig vom Sicherungsnennstrom ist. Dazu weist der Auslösespeicher (1) eine Verzögerungsvorrichtung (9) zur Verlängerung der Ausschaltzeit auf.

Description

Lasttrennschalter-Sicherungskombination
5
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Lasttrennschalter-Sicherungskombination, insbesondere für Mit¬ telspannungsschaltanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
*1Q
Lasttrennschalter-Sicherungskombinationen, insbesondere für Mittelspannungsschaltanla¬ gen für Verteilernetze, bei denen ein Lasttrennschalter mit drei Hochspannungs-Hochlei- stungs-(HH-)Sicherungen mit Schlagstift kombiniert ist und das Ausschalten des Lasttrenn¬ schalters infolge Durchbrennens einer Sicherung durch den Schlagstift dieser Sicherung
15 über ein Auslösegestänge und einen Schaltantrieb bewirkt wird, sind bekannt. Ein derartiger Schaltantrieb ist in der EP 0 508 041 A1 beschrieben. Dieser Schaltantrieb ist ein Speicher¬ antrieb mit einer stets die gleiche Ausschaltenergie für das Ausschalten des Lasttrennschal¬ ters liefernden Ausschaltfeder, durch die die Ausschaltgeschwindigkeit des Lasttrennschal¬ ters mitbestimmt wird, mit einem zusätzlichen Auslösespeicher, der die zur Auslösung des
20 Speicherantriebes erforderliche Auslöseenergie liefert. Der Auslösespeicher ist mit einer Auslösewelle verbunden und durch Drehung derselben auslösbar, was durch ein Auslöse¬ gestänge bewirkt wird, das einen Impuls vom Schlagstift einer durchgebrannten HH-Siche- rung erhält. Ein Auslösespeicher ist insbesondere dann erforderlich, wenn die Sicherungen gekapselt sind, wie es beispielsweise in der DE 33 43 427 C2 beschrieben ist, und die Be-
25 tätigung des Auslösegestänges über eine zwischen dem Schlagstift und dem Auslösege¬ stänge angeordnete Membran erfolgt, die Bestandteil der Kapselung ist. Durch die indirekte Beaufschlagung des Auslösegestänges über die Membran wird die zur Auslösung des Speicherantriebs zur Verfügung stehende Schlagstiftenergie derart reduziert, daß der Spei¬ cherantrieb durch die verbleibende Energie nicht mehr zuverlässig ausgelöst wird, so daß
30 vor diesen ein Auslösespeicher geschaltet wird, der eine geringere Auslöseenergie zu sei¬ ner Auslösung benötigt als der Speicherantrieb, jedoch die zur Auslösung des Speicheran¬ triebs notwendige Energie liefert.
Solche Lasttrennschalter-Sicherungskombinationen müssen bezüglich der Ausschaltge- 35 schwindigkeit des Lasttrennschalters und der Ausschaltzeit, die zwischen dem Schlagim¬ puls des auslösenden Schlagstiftes und dem Ausschalten des Lasttrennschalters liegt und die durch die Charakteristik des Auslösespeichers und des Speicherantriebs bestimmt ist, sowie der eingesetzten Sicherungen aufeinander abgestimmt sein. Je größer der Siche¬ rungsnennstrom gewählt wird, desto höher wird der Ausschaltstrom, der vom Lasttrenn- Schalter ausgeschaltet werden muß. Zwar stehen Sicherungen und Sicherungsfabrikate mit unterschiedlichen Kennlinien zur Verfügung, durch deren Auswahl eine Abstimmung erfol¬ gen kann, doch gelingt eine optimale Abstimmung bei gegebenem Ausschaltvermögen des Lasttrennschalters nicht in jedem Fall.
Aus der DE 86 14 497 U1 ist ein elektrischer Leistungsschalter mit einer eine Schraubenfe¬ der enthaltenden Antriebsvorrichtung (Speicherantrieb) bekannt, die mit einer Vorrichtung zur Freiauslösung versehen ist. Um eine erhöhte Beanspruchung des Leistungsschalters durch die Antriebsvorrichtung beim Schalten mit Freiauslösung zu vermeiden, ist innerhalb der Feder eine Dämpfungseinrichtung angeordnet, derart, daß an dem einen Widerlager für die Schraubenfeder ein Zylinder und an dem anderen Wideriager ein dem Zylinder ange¬ paßter Kolben angeordnet ist, die miteinander in Wirkverbindung stehen. Diese Dämp¬ fungseinrichtung wirkt somit direkt auf die Antriebsvorrichtung und ist durch eine geeignete Dimensionierung ihrer Bauteile so ausgelegt, daß sie bei normalen Schaltvorgängen unwirksam und bei durch die Freiauslösung verursachten Schaltvorgängen mit erhöhter Arbeitsgeschwindigkeit der Antriebsvorrichtung wirksam ist.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Lasttrennschalter-Sicherungskombination zu schaffen, die bei gegebenem Ausschaltvermögen des Lasttrennschalters weitgehend unabhängig vom Sicherungsnennstrom ist.
Die Aufgabe wird bei einer Lasttrennschalter-Sicherungskombination nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß der Auslösespeicher eine Verzögerungsvorrichtung zur Verlängerung der Ausschaltzeit aufweist. Dadurch wird der Ausschaltstrom aus einem verschobenen Kennlinienbereich bestimmt, und es kann bei gegebenem Ausschaltvermö¬ gen des Lasttrennschalters ein größerer Sicherungsnennstrom gewählt werden.
Als Verzögerungsvorrichtung können vorteilhaft handelsübliche Klein-Stoßdämpfer, Vor- schub-Ölbremsen oder sonstige ölhydraulische Elemente oder Pneumatikzylinder verwen¬ det werden.
Die Pneumatikanschlüsse des Pneumatikzylinders können mittels eines einstellbaren Dros¬ selventils miteinander verbunden sein. Durch eine solche Anordnung gelingt es vorteilhaft, das Verzögerungsvermögen des Drosselventils und damit die Ausschaltzeit zu verändern.
Die HH-Sicherungen können luftdicht gekapselt sein und die jeweilige Kapselung kann eine flexible Membran aufweisen, die entweder durch den Schlagstift oder durch einen Über¬ druck in der Kapselung infolge Temperaturerhöhung beaufschlagbar ist und über die die Betätigung des Auslösespeichers erfolgt. Diese Maßnahme ermöglicht eine temperaturab¬ hängige Auslösung des Auslösespeichers unabhängig von einer Auslösung durch den Schlagstift.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt den Schaltantrieb einer erfindungsgemäßen Lasttrennschalter-Sicherungs¬ kombination, der aus einem Speicherantrieb nach EP 0 508 041 A1 und einem Auslöse¬ speicher mit einer Verzögerungsvorrichtung gebildet ist.
Der Ausiösespeicher 1 wird im wesentlichen durch die Auslösespeicherfeder 2, den Kur¬ venhebel 3 sowie den Rollenhebel 4 mit einer Auslöserolle 4a, die mit der Auslösewelle 5 korrespondieren, gebildet. Die Auslösewelle 5 mit einer Halbwellenkontur 5a, an der das freie Ende des Rollenhebels 4 im gespannten Zustand anliegt, steht in Wirkverbindung mit einem Auslösegestänge 6, das durch einen Schlagstift einer HH-Sicherung (nicht darge- stellt) betätigbar ist. Der Kurvenhebel 3 ist mit einer Verlängerung 7 versehen, die am Betä¬ tigungskopf 8 einer Vorschub-Ölbremse 9 anliegt, die zwischen der Verlängerung 7 und der Halterung 10 für den Kurvenhebel 3 angeordnet ist.
Im eingeschalteten Zustand des Lasttrennschalters (nicht dargestellt) ist die Auslösespei- cherfeder 2 gespannt. Wird nun das Auslösegestänge 6 durch den Schlagstift einer durch¬ gebrannten HH-Sicherung, oder - im Falle einer luftdichten Kapselung der HH-Sicherungen - durch eine flexible Membran in der Kapselung infolge eines in dieser entstandenen Über¬ druckes durch Temperaturerhöhung, betätigt (Pfeilrichtung), so wird die Auslösewelle 5 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Die Halbwellenkontur 5a der Auslösewelle 5 gibt das freie Ende des Rollenhebels 4 frei, so daß die Auslöserolle 4a über die Spannkraft der Auslösespeicherfeder 2 gegen die Bogenkontur des Ausschaltsteuerhebels 12 geschlagen und der Speicherantrieb 13 unter Entspannung der gespannt gehaltenen Ausschaltfeder 14 ausgelöst wird, durch den die Schaltwelle des Lasttrennschalters betätigt wird.
Bei Entspannung der Auslösespeicherfeder 2 drückt die Verlängerung des Kurvenhebels 3 auf den Betätigungskopf 8 der Vorschub-Ölbremse 9 und drückt diesen in den Bremszylin¬ der, wodurch eine schlagartige Entspannung der Auslösespeicherfeder 2 verhindert wird. Die Vorschub-Ölbremse 9 ist stufenlos einstellbar, so daß auch die Zeit zwischen der Frei¬ gabe des Rollenhebels 4 des Auslösespeichers 1 und der Auslösung des Speicherantriebs - also die Zeit, bis die Auslöserolle 4a des freigegebenen Rollenhebels 4 gegen den Aus¬ schaltsteuerhebel 12 des Speicherantriebs 13 schlägt - und damit die Ausschaltzeit in bestimmten Grenzen verzögerbar ist.

Claims

Lasttrennschalter-SicherungskombinationPatentansprüche
1. Lasttrennschalter-Sicherungskombination, vorzugsweise für Mittelspannungsverteiler¬ netze, bestehend aus einem Lasttrennschalter und drei HH-Sicherungen mit Schlagstift, die gegebenenfalls gekapselt sind, wobei der Lasttrennschalter mit einem Speicherantrieb (13) mit einem durch den Schlagstift einer HH-Sicherung betätigbaren Auslösespeicher (1) aus¬ gerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösespeicher (1) eine Verzögerungsvor- richtung (9) zur Verlängerung der Ausschaltzeit aufweist.
2. Lasttrennschalter-Sicherungskombination nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsvoπichtung (9) ein Klein-Stoßdämpfer oder eine Vorschub-Ölbremse oder ein sonstiges ölhydrauiisches Element verwendet wird.
3. Lasttrennschalter-Sicherungskombination nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsvorrichtung (9) ein Pneumatikzylinder verwendet wird.
4. Lasttrennschalter-Sicherungskombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pneumatikanschlüsse des Pneumatikzylinders mittels eines einstellbaren Drossel¬ ventils miteinander verbunden sind.
5. Lasttrennschalter-Sicherungskombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsvorrichtung (9) ein mechanisches Zeitwerk verwendet wird.
6. Lasttrennschalter-Sicherungskombination nach Anspruch 1 und einem der nachfolgen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die HH-Sicherungen luftdicht gekapselt sind und die jeweilige
Kapselung eine flexible Membran aufweist, die entweder durch den Schlagstift oder durch einen Überdruck in der Kapselung infolge Temperaturerhöhung beaufschlagbar ist und über die die Betätigung des Auslösespeichers (1) erfolgt.
PCT/EP1996/002180 1995-05-24 1996-05-21 Lasttrennschalter-sicherungskombination WO1996037903A1 (de)

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