WO1999012176A2 - Hochspannungsleistungsschalter mit antreibbarem gegenkontaktstück - Google Patents

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WO1999012176A2
WO1999012176A2 PCT/DE1998/002604 DE9802604W WO9912176A2 WO 1999012176 A2 WO1999012176 A2 WO 1999012176A2 DE 9802604 W DE9802604 W DE 9802604W WO 9912176 A2 WO9912176 A2 WO 9912176A2
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H2033/028—Details the cooperating contacts being both actuated simultaneously in opposite directions

Definitions

  • the invention relates to a high-voltage circuit breaker with a contact system, with a contact piece which can be driven by a switch drive and with a counter contact piece which is opposite the contact piece and can be driven by means of transmission elements, in the case of which a few
  • Transmission elements an auxiliary transmission is formed and in which the contact piece with a first electrical connection of the high-voltage circuit breaker and the mating contact piece with a second electrical connection of the high-voltage circuit breaker is electrically conductively connected via a current path.
  • Such a high-voltage circuit breaker is known, for example, from European patent specification 0 313 813 B1.
  • a contact piece can be driven by means of a switch drive, a pin-shaped counter-contact piece for increasing the contact separation speed also being able to be driven, in particular during the switching-off process.
  • the movement from the driven contact piece via movement transmission elements or an auxiliary gear to the
  • Transfer counter contact piece in order to drive this in a direction opposite to the direction of movement of the contact piece.
  • a high-voltage circuit breaker in which a drivable contact piece and a counter-contact piece drivable in the opposite direction thereto are provided by means of an auxiliary transmission and movement transmission elements.
  • a high-voltage circuit breaker is also known from EP 0 025 833 A1, in which a contact piece and a mating contact piece are coupled to one another by means of a transmission and can be driven in opposite directions when the circuit is switched off.
  • the present invention has for its object to provide a high-voltage circuit breaker of the type mentioned, the life of which is extended compared to the known switches.
  • a parallel current path which is electrically parallel to the current path and leads from the mating contact piece via the transmission elements to the second connection of the high-voltage circuit breaker, is interrupted by an insulation point.
  • the object is achieved in that at least one of the transmission elements for interrupting a parallel current path parallel to the current path between the mating contact piece and the second connection of the high-voltage circuit breaker is designed to be electrically insulating.
  • the high-voltage circuit breakers from the prior art have the property in common that the mating contact piece is driven by means of an auxiliary transmission and transmission elements which are at least partially connected to stationary parts of the switch, for example for storage purposes. For example, gears or levers must be mounted so that they can be swiveled in place.
  • the motion transmission elements or the auxiliary transmission are normally not designed to carry high currents, such as occur in the event of a short circuit, the drive mechanism for the mating contact piece is destroyed or at least damaged after a few switching operations by such an electrical load.
  • the solution according to the invention completely prevents a current flow outside the main current path, so that no damage to mechanical parts by such a current flow is possible.
  • magnetic force effects are also prevented, which arise from parallel current paths through which current can flow and which, for example, can negatively influence the contact pressure in sliding contacts by lifting off contact fingers.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the end of the counter-contact piece facing away from the contact piece, in the area in which the point of application of the transmission elements lies, consists of an insulating material.
  • At least one bearing or a shaft of the auxiliary transmission consists at least partially of an insulating material.
  • a pin of the auxiliary transmission sliding in a sliding guide consists at least partially of insulating material or that a sliding guide of the auxiliary transmission consists of an insulating material.
  • Figure 2 shows a cross section through an auxiliary gear and Figures 3 to 5 an auxiliary gear in two intermediate positions and the other end position.
  • FIG. 1 shows, in a manner similar to FIG. 2 of EP 0 313 813 B1, sections of the fixed continuous current contact 5 of a high-voltage circuit breaker, into which the axially drivable continuous current contact piece 4 with the insulating nozzle 8 attached and the axially drivable contact piece 9 protrude from the left.
  • the figure shows in the lower half the switch-on position of the drivable continuous current contact piece 4 and in the upper half the position of the insulating nozzle 8 in the switch-off position.
  • the insulating nozzle 8 also surrounds the counter-contact piece 7 which is driven in the opposite direction.
  • the first connection 39 and the second connection 40 of the switch are conductively connected to one another.
  • the connections (39.40) are in the
  • FIG. 1 represented symbolically.
  • the rod-like transmission element 27 is fastened to the insulating nozzle 8, which here is not designed as a toothed rack but as a coupling rod and has a pin 28 for driving an auxiliary transmission, said pin 28 having a U-shaped crosswise to the thrust direction Cross section provided coupling rod 27 is arranged.
  • the coupling rod can also have an L-shaped or T-shaped cross section, a cross-sectional part in each case forming a slideway for guiding the coupling rod.
  • the bottom 34 of the U-shaped cross section forms the slideway.
  • the coupling rod 27 is guided in two bearing cheeks 31, which are part of a housing 30.
  • This housing is fastened to a contact bridge 32, which is fastened to the fixed continuous current contact piece 5 and carries the fixed part 33 of a tubular sliding contact, in which the oppositely drivable counter contact piece 7 is contacted via contact lamellae.
  • the mating contact piece 7 is provided at its end facing away from the arc switching path with a flat head 13 which is guided in two slideways 35 of the housing 30 formed by the bearing cheeks 31.
  • the flat-shaped head 13 is provided with a slot 12 extending vertically to the coupling rod 27.
  • a two-armed control lever 10 is mounted on a shaft 38 running vertically to the plane of the drawing, which is fork-shaped at one end and is provided with a pin 11 at its other end.
  • Pin 11 engages in slot 12 on head 13.
  • the fork-side end has two prongs 16 and 17 which form a mouth-like opening 18 into which the pin 28 of the coupling rod 27 can engage.
  • the two tines 16 and 17 are provided on the outside with a contact surface 19 and 20, with which the control lever 10 - depending on its position - comes to rest against the bottom 34 of the U-shaped cross-sectional profile of the coupling rod 27. Stops 36 and 37 in the housing 30 ensure that the control lever 10 remains in the respective contact position.
  • the two the contact positions represent end positions between which the control lever 10 is moved under the action of the pin 28. So that the fork-like end can perform a rotary movement about the axis 38, the coupling rod 27 is provided in the bottom 34 of the U-shaped cross section with an elongated slot 29.
  • the head 13 can be made of an insulating material, for example of glass fiber reinforced plastic, in order to interrupt the current path from this end of the mating contact piece 7 via the cheeks 31 and the shaft 38 to the housing 30 and to the contact bridge 32.
  • the shaft 38 and / or its bearing or the pin 28 can also be made of insulating material.
  • Pins 28, bearing cheeks 31 and control lever 10, as transmission elements, are components of the auxiliary transmission which converts the drive movement of the drivable contact piece 9 into an opposite drive movement of the mating contact piece 7.
  • FIG. 5 shows the other end position of the control lever 10. Following the position according to FIG. 5, the coupling rod can move further to the left without the control lever 10 changing its position.

Landscapes

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

Bei einem Hochspannungsleistungsschalter mit einem Kontaktsystem mit einem durch einen Schalterantrieb antreibbaren Kontaktstück (9) und einem dem Kontaktstück (9) gegenüberstehenden, mittels eines Hilfsgetriebes antreibbaren Gegenkontaktstück (7) ist erfindungsgemäss zwischen dem Gegenkontaktstück (7) und einem zweiten Anschluss des Hochspannungsleistungsschalters der über das Hilfsgetriebe führende Parallelstrompfad durch Verwendung eines Isolierteils unterbrochen.

Description

Beschreibung
Hochspannungsleistungsschalter mit antreibbarem Gegenkontaktstück
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsleistungsschalter mit einem Kontaktsystem, mit einem durch einen Schalterantrieb antreibbaren Kontaktstück und mit einem dem Kontaktstück gegenüberstehenden, mittels Übertragungselemen- ten antreibbaren Gegenkontaktstück, bei dem durch einige
Übertragungselemente ein Hilfsgetriebe gebildet ist und bei dem das Kontaktstück mit einem ersten elektrischen Anschluß des Hochspannungsleistungsschalters und das Gegenkontaktstück mit einem zweiten elektrischen Anschluß des Hochspannungs- leistungsschalters über einen Strompfad elektrisch leitend verbunden ist.
Ein derartiger Hochspannungsleistungsschalter ist beispielsweise aus der europäischen Patentschrift 0 313 813 Bl be- kannt . Dort ist ein Kontaktstück mittels eines Schalterantriebs antreibbar, wobei insbesondere beim Ausschaltvorgang ein stiftförmiges Gegenkontaktstück zur Erhöhung der Kontakttrennungsgeschwindigkeit ebenfalls antreibbar ist. Dabei wird die Bewegung von dem angetriebenen Kontaktstück über Be- wegungsübertragungselemente bzw. ein Hilfsgetriebe auf das
Gegenkontaktstück übertragen, um dies in einer zur Bewegungs- richtung des Kontaktstückes entgegengesetzten Richtung anzutreiben.
Aus der FR 2 491 675 geht ebenfalls ein Hochspannungsleistungsschalter hervor, bei dem ein antreibbares Kontaktstück und ein gegensinnig zu diesem mittels eines Hilfsgetriebes und Bewegungsübertragungsele enten antreibbares Gegenkontaktstück vorgesehen ist. Aus der EP 0 025 833 AI ist ebenfalls ein Hochspannungsleistungsschalter bekannt, bei dem ein Kontaktstück und ein Gegenkontaktstück mittels eines Getriebes miteinander gekoppelt und gegensinnig im Ausschaltfall antreibbar sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungsleistungsschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Lebensdauer gegenüber den bekannten Schaltern verlängert ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein zu dem Strompfad elektrisch paralleler Parallelstrompfad, der von dem Gegenkontaktstück über die Obertragungs-elemente zu dem zweiten Anschluß des Hochspannungsleistungsschalters führt, durch eine Isolierstelle unterbrochen ist. Gemäß dem Patentanspruch 2 wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens eines der Übertragungselemente zur Unterbrechung eines zu dem Strompfad parallelen Parallelstrompfades zwischen dem Gegenkontaktstück und dem zweiten Anschluß des Hochspan- nungsleistungsschalters elektrisch isolierend ausgebildet ist .
Die Hochspannungsleistungsschalter aus dem Stand der Technik haben die Eigenschaft gemeinsam, daß das Gegenkontaktstück mittels eines Hilfsgetriebes und Übertragungselementen angetrieben wird, die wenigstens teilweise mit ortsfesten Teilen des Schalters, beispielsweise zu Lagerungszwecken, verbunden sind. Beispielsweise müssen Zahnräder oder Hebel schwenkbar ortsfest gelagert werden.
Hierbei wurde das Problem nicht beachtet, daß hiermit von dem Gegenkontaktstück zum zweiten Anschluß des Leistungsschalters über das Hilfsgetriebe bzw. Bewegungsübertragungselemente ein Parallelstrompfad geschaffen wird, der parallel zum Hauptstrompfad liegt, welcher von dem Gegenkontaktstück meistens über Gleitkontakte zu dem zweiten Anschluß führt.
Da die Bewegungsübertragungselemente bzw. das Hilfsgetriebe im Normalfall nicht zur Führung hoher Ströme, wie sie beispielsweise im Kurzschlußfall auftreten, ausgelegt sind, wird nach einigen Schaltspielen durch eine derartige elektrische Belastung der Antriebsmechanismus für das Gegenkontaktstück zerstört oder wenigstens beschädigt.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein Stromfluß außerhalb des Hauptstrompfades vollständig verhindert, so daß keine Beschädigungen von mechanischen Teilen durch einen solchen Stromfluß möglich sind.
Außerdem werden auch magnetische Kraftwirkungen verhindert, die durch parallele, stromdurchflossene Strompfade entstehen und die beispielsweise den Kontaktdruck bei Gleitkontakten durch Abheben von Kontaktfingern negativ beeinflussen können.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das dem Kontaktstück abgewandte Ende des Gegenkontaktstückes, in dem Bereich, in dem der Angriffspunkt der Übertragungselemente liegt, aus einem Isolierstoff besteht.
Hierdurch ist der Nebenstrompfad vom Gegenkontaktstück über das Hilfsgetriebe zum zweiten Anschluß des Leistungsschalters bereits am Angriffspunkt der Übertragungselemente an dem Gegenkontaktstück unterbrochen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß wenigstens ein Lager oder eine Welle des Hilfsgetriebes wenigstens teilweise aus einem Isolierstoff besteht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sehen vor, daß ein in einer Gleitführung gleitender Stift des Hilfsgetriebes wenigstens teilweise aus Isolierstoff besteht oder daß eine Gleitführung des Hilfsgetriebes aus einem Iso- lierstoff besteht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 1 bis 5 dargestellt. Dabei zeigt
Figur 1 die Zuordnung eines Hilfsgetriebes zu dem feststehenden Dauerstromkontaktstück eines Hochspannungsleistungsschalters, und zwar in der einen Endstellung,
Figur 2 einen Querschnitt durch ein Hilfsgetriebe und die Figuren 3 bis 5 ein Hilfsgetriebe in zwei Zwischenstellungen und der anderen Endstellung.
Figur 1 zeigt in Anlehnung an Figur 2 der EP 0 313 813 Bl ausschnittsweise den feststehenden Dauerstromkontakt 5 eines Hochspannungsleistungsschalters, in den von links das axial antreibbare Dauerstromkontaktstück 4 mit der daran befestigten Isolierdüse 8 und dem axial antreibbaren Kontaktstück 9 hineinragt. Dabei zeigt die Figur in der unteren Hälfte die Einschaltstellung des antreibbaren Dauerstromkontaktstückes 4 und in der oberen Hälfte die Position der Iεolierdüse 8 in der Ausschaltstellung. - In der Einschaltstellung umgibt die Isolierdüse 8 auch das entgegengesetzt angetriebene Gegenkontaktstück 7. In dieser Schaltstellung sind der erste Anschluß 39 und der zweite Anschluß 40 des Schalters miteinan- der leitend verbunden. Die Anschlüsse (39,40) sind in der
Figur 1 symbolisch dargestellt. An der Isolierdüse 8 ist das stangenartige Übertragungselement 27 befestigt, das hier nicht als Zahnstange sondern als Koppelstange ausgebildet ist und zum Antrieb eines Hilfsgetriebes einen Zapfen 28 auf- weist, der quer zur Schubrichtung der mit einem U-förmigen Querschnitt versehenen Koppelstange 27 angeordnet ist. Die Koppelstange kann auch einen L- oder T-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei jeweils ein Querschnittsteil eine Gleitbahn zur Führung der Koppelstange bildet. Beim Ausführungsbeispiel bildet der Boden 34 des U-förmigen Querschnittes die Gleitbahn.
Abweichend von der bekannten Konstruktion ist gemäß Figur 2 die Koppelstange 27 in zwei Lagerwangen 31 geführt, die Teil eines Gehäuses 30 sind. Dieses Gehäuse ist an einer Kontaktbrücke 32 befestigt, welche an dem feststehenden Dauerstromkontaktstück 5 befestigt ist und das feststehende Teil 33 eines rohrförmigen Gleitkontaktes trägt, in dem das entgegengesetzt antreibbare Gegenkontaktstück 7 über Kontaktla- mellen kontaktiert ist. Das Gegenkontaktstück 7 ist an seinem der Lichtbogenschaltstrecke abgewandten Ende mit einem flachen Kopf 13 versehen, der in zwei von den Lagerwangen 31 gebildeten Gleitbahnen 35 des Gehäuses 30 geführt ist. - Der flach ausgebildete Kopf 13 ist mit einem vertikal zur Koppel- Stange 27 verlaufenden Langloch 12 versehen.
In dem Gehäuse 30 ist auf einer vertikal zur Zeichenebene verlaufenden Welle 38 ein zweiarmiger Steuerhebel 10 gelagert, der an seinem einen Ende gabelförmig gestaltet und an seinem anderen Ende mit einem Zapfen 11 versehen ist. Der
Zapfen 11 greift in das Langloch 12 am Kopf 13 ein. Das ga- belseitige Ende weist zwei Zinken 16 und 17 auf, die eine maulartige Öffnung 18 bilden, in die der Zapfen 28 der Koppelstange 27 eingreifen kann. Die beiden Zinken 16 und 17 sind außen mit einer Anlagefläche 19 bzw. 20 versehen, mit denen der Steuerhebel 10 - in Abhängigkeit von seiner Stellung - zur Anlage an den Boden 34 des U-förmigen Querschnittsprofils der Koppelstange 27 kommt. Durch Anschläge 36 und 37 im Gehäuse 30 ist dabei gewährleistet, daß der Steuer- hebel 10 in der jeweiligen Anlageposition verharrt. Die bei- den Anlagepositionen stellen Endpositionen dar, zwischen denen der Steuerhebel 10 unter der Wirkung des Zapfens 28 bewegt wird. Damit das gabelartige Ende hierbei eine Drehbewegung um die Achse 38 ausführen kann, ist die Koppelstange 27 im Boden 34 des U-förmigen Querschnittes mit einem länglichen Schlitz 29 versehen.
Es kann beispielsweise der Kopf 13 aus einem Isolierstoff, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen, um den Strompfad von diesem Ende des Gegenkontaktstücks 7 über die Wangen 31 und die Welle 38 zu dem Gehäuse 30 und zur Kontaktbrücke 32 zu unterbrechen. Zu demselben Zweck kann auch die Welle 38 und/oder ihr Lager oder der Zapfen 28 aus Isolierstoff bestehen.
Zapfen 28, Lagerwangen 31 und Steuerhebel 10 sind als Übertragungselemente Bestandteile des Hilfsgetriebes, das die Antriebsbewegung des antreibbaren Kontaktstückes 9 in eine entgegengesetzte Antriebsbewegung des Gegenkontaktstückes 7 um- setzt.
Bei einer Aussehaltbewegung durchläuft die Koppelstange 27 und damit der Zapfen 28 ausgehend von der in Figur 1 dargestellten Position kontinuierlich verschiedene Zwischenposi- tionen, von denen die Figuren 2 und 3 diejenigen darstellen, die der Kopf 13 und damit das zugehörige angetriebene Gegenkontaktstück 7 kurz vor und kurz nach Erreichen des Geschwin- digkeitsmaximums einnehmen, und Figur 5 die andere Endstellung des Steuerhebels 10. Im Anschluß an die Position gemäß Figur 5 kann sich die Koppelstange noch weiter nach links bewegen, ohne daß der Steuerhebel 10 seine Position verändert.

Claims

Patentansprüche
1. Hochspannungsleistungsschalter mit einem Kontaktsystem mit einem durch einen Schalterantrieb antreibbaren Kontaktstück (9) und mit einem dem Kontaktstück gegenüberstehenden, mittels Übertragungselementen (10,11,13,27,28) antreibbaren Gegenkontaktstück (7), bei dem durch einige Übertragungselemente (10,11,13,27,28) ein Hilfsgetriebe gebildet ist und bei dem das Kontaktstück (9) mit einem ersten elektrischen An- Schluß (39) des Hochspannungsleistungsschalters und das Gegenkontaktstück (7) mit einem zweiten elektrischen Anschluß (40) des Hochspannungsleistungsschalters über einen Strompfad elektrisch leitend verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein zu dem Strompfad elektrisch paralleler Parallelstrompfad, der von dem Gegenkontaktstück (7) über die Übertragungs-elemente (10,11,13,27,28) zu dem zweiten Anschluß des Hochspan- nungsleistungsschalters führt, durch eine Isolierstelle unterbrochen ist.
2. Hochspannungsleistungsschalter mit einem Kontaktsystem mit einem durch einen Schalterantrieb antreibbaren Kontaktstück (9) und mit einem dem Kontaktstück gegenüberstehenden, mittels Übertragungselementen (10,11,13,27,28) antreibbaren Ge- genkontaktstück (7), bei dem durch einige Übertragungselemente (10,11,13,27,28) ein Hilfsgetriebe gebildet ist und bei dem das Kontaktstück (9) mit einem ersten elektrischen (39) Anschluß des Hochspannungsleistungsschalters und das Gegenkontaktstück (7) mit einem zweiten elektrischen Anschluß (40) des Hochspannungsleistungsschalters über einen Strompfad elektrisch leitend verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens eines der Übertragungselemente (10,11,13,27,28) zur Unterbrechung eines zu dem Strompfad parallelen Parallelstrompfades zwischen dem Gegenkontaktstück (7) und dem zweiten Anschluß (40) des Hochspannungsleistungsschalters elektrisch isolierend ausgebildet ist.
3. Hochspannungsleistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das dem Kontaktstück (9) abgewandte Ende des Gegenkontakt- stückes (7), in dem Bereich (13), in dem der Angriffspunkt der Übertragungselemente (10,11,13,27,28) liegt, aus einem Isolierstoff besteht.
4. Hochspannungsleistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens ein Lager oder eine Welle (38) des Hilfsgetriebes wenigstens teilweise aus einem Isolierstoff besteht.
5. Hochspannungsleistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein in einer Gleitführung (16,17) gleitender Stift (28) des Hilfsgetriebes wenigstens teilweise aus Isolierstoff besteht.
6. Hochspannungsleistungsschalter nach einem der Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Gleitführung (16,17) des Hilfsgetriebes aus einem Isolierstoff besteht.
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