WO2011147717A1 - Lasttrennschalter - Google Patents

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WO2011147717A1
WO2011147717A1 PCT/EP2011/057971 EP2011057971W WO2011147717A1 WO 2011147717 A1 WO2011147717 A1 WO 2011147717A1 EP 2011057971 W EP2011057971 W EP 2011057971W WO 2011147717 A1 WO2011147717 A1 WO 2011147717A1
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disconnector
switch
vacuum interrupter
moving
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Marco Adelmann
Nils Anger
Marcel Brzank
Holger Schumann
Ulf SCHÜMANN
Jörg Teichmann
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • 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
    • H01H33/128—Load break switches comprising a separate circuit breaker being operated by a separate mechanism interlocked with the sectionalising mechanism
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    • 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 invention relates to a switch disconnector with a main contact system consisting of disconnector fixed contact and disconnector switch contact for forming an isolating distance in an open position and with a vacuum interrupter for extinguishing arcs.
  • Such a load-break switch is known for example from DE 197 51 648 AI.
  • the disclosed therein disconnector switch comprises a pivotable separating knife contact as TrennschalterbewegMap, which in an open position with a disconnector fixed contact a separating path ausbil ⁇ det.
  • a vacuum interrupter for extinguishing the arc during the switching process under load, ie during a guided over the load ⁇ current switch rated current, is provided, which is pivotally mounted on an auxiliary contact.
  • the Kon ⁇ is clock system then opened and used for arc extinguishing before after arc extinction a disconnected position or a separation distance between the disconnector fixed contact and the TrennschalterbewegMap is formed.
  • Object of the present invention is to form a load-disconnect switch of the type mentioned, which has a simplified and compact design.
  • Such a load-break switch has a simplified and thus more compact structure because been established through the local ⁇ fixed arrangement of the vacuum interrupter to elaborate leadership and coupling agent can be omitted.
  • the TrennschalterbewegCount is a pivotable disconnector blade contact.
  • Such a pivotable disconnect blade contact as TrennschalterbewegCount leads to a simple and compact design of the circuit breaker, because such a pivotable disconnector blade in a particularly simple manner with a cam for moving the BewegCountan gleichbolzens the vacuum interrupter rotatably mechanically ver ⁇ bindbar.
  • the cam is dimensioned such that a switching operation of the vacuum interrupter is executed when the main contact system is closed.
  • a dimensioning of the cam is advantageous because it is ensured in a switching operation of the vacuum interrupter when the main contact system is closed, that no arc burns between the circuit breaker fixed contact and the TrennschalterbewegCount.
  • the cam is dimensioned such that a switching operation of the vacuum interrupter is executed with the main contact system open.
  • Such a dimensioning of the cam plate is advantageous, because as a result between separating switch fixed contact and Trennschalterbeweg prominence at least in the short term an arc is ignited during the turn-off, however, in such an embodiment, a simple vacuum interrupter to form the circuit breaker is sufficient, which in particular must not be designed Einschaltfest, ie the vacuum interrupter must not be able to switch on a short circuit to can .
  • the vacuum interrupter is arranged in an insulating material ⁇ , wherein a spring system of opening spring and contact pressure spring are arranged in the housing.
  • a spring system of opening spring and contact pressure spring are arranged in the housing.
  • Figure 1 An embodiment of an inventive
  • FIG. 1 shows a switch-disconnector 1 with a main contact system 2 consisting of a disconnector-fixed contact 3 and a disconnector-switch contact 4 in the form of a pivotably mounted disconnector blade contact, which is arranged non-rotatably on a drive shaft 5.
  • the disconnector blade contact is conductively connected via a conductive connecting element 6 to a first terminal 7, for example a cable outlet of a medium-voltage switchgear.
  • the disconnector fixed contact 3 is in conductive connection with a BewegCountan gleichbolzen 8 a vacuum interrupter 9, the fixed contact terminal pin 10 is in turn conductively connected to a second terminal 11, for example a busbar connection of a medium-voltage switchgear.
  • the fixed contact terminal pin 10 is conductively connected to a fixed contact 12 of the vacuum ⁇ interrupter 9, the BewegCountan gleichbolzen 8 is conductively connected to a moving contact 13 of the vacuum interrupter 9, wherein fixed contact 12 and moving contact 13 of Vakuumschaltröh ⁇ re 9 form a contact system for arc extinguishing.
  • the vacuum interrupter 9 is arranged in a housing 14 made of an insulating material, in which a contact pressure spring 15 and an opening spring 16 are provided, the Kon ⁇ tact compression spring 15 is provided for applying a contact pressure force in the closed state of the contact system of fixed contact 12 and moving contact 13 and the opening spring 16, which is supported on a housing shoulder 17 of the housing 14 and is rigidly connected via a spring extension 18 with the Bewegumblean gleichbolzen 8, for applying an opening force for separating the contact system of fixed contact 12 and moving contact 13 of the vacuum interrupter 9 is provided.
  • a cam 19 is also arranged rotationally fixed, which via a stepped contour 20 adds, and which acts on the BewegCountan gleichbolzen 8 of the vacuum interrupter 9 and this to a ⁇ réelles founded. Closing movement of the contact system of fixed contact 12 and moving contact 13 in cooperation with the opening spring 16 drives.
  • Figure 1 shows in the solid representation of the pivotable disconnector blade contact the closed position of the circuit breaker, the main contact system of disconnector fixed contact 3 and TrennschalterbewegCount 4 in the form of Trennmesseruttones conductively connected to each other and the vacuum interrupter 9 with its contact system of fixed contact 12 and moving contact 13 also ge ⁇ is closed, so that a current path between the first terminal 7 and the second terminal 11 is formed.
  • Figure 2 shows a position of the circuit breaker during a switch operation.
  • disconnector fixed contact 3 and disconnector contact 4 are still in contact with each other find, as shown in the figure 2.
  • the switch-disconnector 1 may further have a grounding contact 22, so that when the drive shaft 5 is rotated further, the disconnector switch contact 4 may enter the grounded position indicated at 22 and shown in broken lines so that all ground contact contactor 22 is disconnected from the switch contact 4 and ground contact contactor Earthing contact 22 connected in series system components are grounded.
  • the main contact system 2 of the switch-disconnector 1 is arranged in a container 24, which container 24 may contain an insulating medium, which may be, for example, an Iso ⁇ lationsgas with properties not necessarily arc extinguishing properties. Isolation liquids, for example insulating oil or the like, are also possible as insulation medium.
  • FIG. 3 shows an application of the switch-disconnector 1 of FIGS. 1 and 2 in a medium-voltage switchgear, wherein for each phase of a three-phase current distribution network one of the ⁇ like load disconnector is provided, which between first terminals 7 in the form of cable outlets and second terminals 11 in the form of Busbars is arranged.
  • FIG. 4 shows another application of the switch-disconnector 1 from FIGS. 1 and 2 in a solid-state-isolated switch pole, wherein the switch-disconnector 1 as a whole is surrounded by an insulating material housing, for example a cast-resin housing. is given, which cast resin housing has terminals 25 and 26, which are connectable with cable outlets or busbars of a medium-voltage switchgear.
  • an insulating material housing for example a cast-resin housing.
  • cast resin housing has terminals 25 and 26, which are connectable with cable outlets or busbars of a medium-voltage switchgear.

Abstract

Um einen Lasttrennschalter (1) mit einem Hauptkontaktsystem (2) aus Trennschalterfestkontakt (3) und Trennschalterbewegkontakt (4) zum Ausbilden einer Trennstrecke in einer Ausschaltstellung und mit einer Vakuumschaltröhre (9) zur Lichtbogenlöschung auszubilden, welcher über einen vereinfachten und kompakten Aufbau verfügt, wird vorgeschlagen, dass die Vakuumschaltröhre (9) ortsfest angeordnet ist, wobei eine mit dem Trennschalterbewegkontakt (4) mechanisch gekoppelte Kurvenscheibe (19) zum Bewegen eines Bewegkontaktanschlussbolzens (8) der Vakuumschaltröhre (9) vorgesehen ist.

Description

Beschreibung
Lasttrennschalter Die Erfindung betrifft einen Lasttrennschalter mit einem Hauptkontaktsystem aus Trennschalterfestkontakt und Trennschalterbewegkontakt zum Ausbilden einer Trennstrecke in ei¬ ner Ausschaltstellung und mit einer Vakuumschaltröhre zur Lichtbogenlöschung .
Ein derartiger Lasttrennschalter ist beispielsweise aus der DE 197 51 648 AI bekannt. Der dort offenbarte Lasttrennschalter weist einen schwenkbaren Trennmesserkontakt als Trennschalterbewegkontakt auf, welcher in einer Ausschaltstellung mit einem Trennschalterfestkontakt eine Trennstrecke ausbil¬ det. Beim Ausschaltvorgang des Lasttrennschalters ist eine Vakuumschaltröhre zum Löschen des Lichtbogens während des Schaltvorganges unter Last, d.h. während eines über den Last¬ stromschalter geführten Nennstromes, vorgesehen, welche schwenkbar auf einem Hilfskontakt angeordnet ist. Nach Öffnen des Hauptkontaktsystems bei einem Ausschaltvorgang fließt dabei zunächst der Strom über die Vakuumschaltröhre, deren Kon¬ taktsystem anschließend geöffnet wird und zur Lichtbogenlöschung verwendet wird, bevor nach Lichtbogenlöschung eine Trennstellung bzw. eine Trennstrecke zwischen dem Trennschalterfestkontakt und dem Trennschalterbewegkontakt ausgebildet ist .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Lasttrenn- Schalter der eingangs genannten Art auszubilden, welcher über einen vereinfachten und kompakten Aufbau verfügt.
Erfindungsgemäß gelöst wird dies bei einem Lasttrennschalter der eingangs genannten Art dadurch, dass die Vakuumschaltröh- re ortsfest angeordnet ist, wobei eine mit dem Trennschalterbewegkontakt mechanisch gekoppelte Kurvenscheibe zum Bewegen eines Bewegkontaktanschlussbolzens der Vakuumschaltröhre vor¬ gesehen ist.
Ein derartiger Lasttrennschalter weist einen vereinfachten und damit auch kompakteren Aufbau auf, weil durch die orts¬ feste Anordnung der Vakuumschaltröhre auf aufwändige Füh- rungs- und Kopplungsmittel verzichtet werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Trennschalterbewegkontakt ein schwenkbarer Trennmesserkontakt. Ein derartiger schwenkbarer Trennmesserkontakt als Trennschalterbewegkontakt führt zu einem einfachen und kom- pakten Aufbau des Lasttrennschalters, weil ein derartiger schwenkbarer Trennmesserkontakt in besonders einfacher Weise mit einer Kurvenscheibe zum Bewegen des Bewegkontaktanschlussbolzens der Vakuumschaltröhre drehfest mechanisch ver¬ bindbar ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Kurvenscheibe derart dimensioniert, dass ein Schaltvorgang der Vakuumschaltröhre bei geschlossenem Hauptkontaktsystem ausführbar ist. Eine derartige Dimensionierung der Kurvenscheibe ist vorteilhaft, weil bei einem Schaltvorgang der Vakuumschaltröhre bei geschlossenem Hauptkontaktsystem gewährleistet ist, dass zwischen dem Trennschalterfestkontakt und dem Trennschalterbewegkontakt kein Lichtbogen brennt. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kurvenscheibe derart dimensioniert, dass ein Schaltvorgang der Vakuumschaltröhre bei geöffnetem Hauptkontaktsystem ausführbar ist. Eine derartige Dimensionierung der Kurvenscheibe ist vorteilhaft, weil dadurch zwar zwischen Trenn- schalterfestkontakt und Trennschalterbewegkontakt zumindest kurzfristig ein Lichtbogen beim Ausschaltvorgang gezündet ist, allerdings ist bei einer derartigen Ausgestaltung eine einfache Vakuumschaltröhre zur Ausbildung des Lasttrennschalters ausreichend, welche insbesondere nicht einschaltfest ausgebildet sein muss, d. h. die Vakuumschaltröhre muss nicht in der Lage sein, auf einen Kurzschluss aufschalten zu können .
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vakuumschaltröhre in einem Isolierstoffgehäuse ange¬ ordnet, wobei ein Federsystem aus Öffnungsfeder und Kontaktdruckfeder in dem Gehäuse angeordnet sind. Eine derartige Anordnung weist einen einfachen und kompakten Aufbau auf, weil die in dem Gehäuse angeordneten Kontaktdruck- und Öffnungsfedern die notwendigen Kräfte auf den Bewegkontaktanschlussbol- zen in einfacher Weise ausüben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1: Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Lasttrennschalters in einer ersten Schaltstellung;
Figur 2: das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Lasttrennschalters der Figur 1 in einer zweiten SchaltStellung;
Figur 3: eine Mittelspannungsschaltanlage mit erfindungsge¬ mäßem Lasttrennschalter; und
Figur 4: einen feststoffisolierten Schalterpol mit einem erfindungsgemäßen Lasttrennschalter . Figur 1 zeigt einen Lasttrennschalter 1 mit einem Hauptkontaktsystem 2 aus einem Trennschalterfestkontakt 3 und einem Trennschalterbewegkontakt 4 in Form eines schwenkbar gelager- ten Trennmesserkontaktes, welcher auf einer Antriebswelle 5 drehfest angeordnet ist. Der Trennmesserkontakt ist über ein leitendes Verbindungselement 6 mit einem ersten Anschluss 7, beispielsweise einem Kabelabgang einer Mittelspannungsschaltanlage leitend verbunden. Der Trennschalterfestkontakt 3 ist in leitender Verbindung mit einem Bewegkontaktanschlussbolzen 8 einer Vakuumschaltröhre 9, deren Festkontaktanschlussbolzen 10 wiederum leitend verbunden ist mit einem zweiten Anschluss 11, beispielsweise einem Sammelschienenanschluss einer Mittelspannungsschaltanlage. Der Festkontaktanschlussbolzen 10 ist leitend verbunden mit einem Festkontakt 12 der Vakuum¬ schaltröhre 9, der Bewegkontaktanschlussbolzen 8 ist leitend verbunden mit einem Bewegkontakt 13 der Vakuumschaltröhre 9, wobei Festkontakt 12 und Bewegkontakt 13 der Vakuumschaltröh¬ re 9 ein Kontaktsystem zur Lichtbogenlöschung ausbilden. Die Vakuumschaltröhre 9 ist in einem Gehäuse 14 aus einem isolierenden Material angeordnet, in welchem eine Kontaktdruckfeder 15 und eine Öffnungsfeder 16 vorgesehen sind, wobei die Kon¬ taktdruckfeder 15 zum Aufbringen einer Kontaktdruckkraft im geschlossenem Zustand des Kontaktsystems aus Festkontakt 12 und Bewegkontakt 13 vorgesehen ist und die Öffnungsfeder 16, welche sich an einem Gehäuseabsatz 17 des Gehäuses 14 abstützt und über einen Federansatz 18 mit dem Bewegkontaktanschlussbolzen 8 starr verbunden ist, zum Aufbringen einer Öffnungskraft zum Trennen des Kontaktsystems aus Festkontakt 12 und Bewegkontakt 13 der Vakuumschaltröhre 9 vorgesehen ist. Auf der Antriebswelle 5, auf welcher der Trennschalterbewegkontakt 4 in Form des schwenkbaren Trennmesserkontaktes drehfest angeordnet ist, ist eine Kurvenscheibe 19 ebenfalls drehfest angeordnet, welche über eine Stufenkontur 20 ver- fügt, und welche auf den Bewegkontaktanschlussbolzen 8 der Vakuumschaltröhre 9 einwirkt und diesem zu einer Öffnungsbzw. Schließbewegung des Kontaktsystems aus Festkontakt 12 und Bewegkontakt 13 im Zusammenwirken mit der Öffnungsfeder 16 antreibt. Figur 1 zeigt in der durchgezogenen Darstellung des schwenkbaren Trennmesserkontaktes die Einschaltstellung des Lasttrennschalters, wobei das Hauptkontaktsystem aus Trennschalterfestkontakt 3 und Trennschalterbewegkontakt 4 in Form des Trennmesserkontaktes leitend miteinander in Verbin- dung steht und die Vakuumschaltröhre 9 mit ihrem Kontaktsystem aus Festkontakt 12 und Bewegkontakt 13 ebenfalls ge¬ schlossen ist, so dass ein Strompfad zwischen dem ersten An- schluss 7 und dem zweiten Anschluss 11 ausgebildet ist. Figur 2 zeigt eine Stellung des Lasttrennschalters während eines Schaltervorganges. Beim Öffnen des Lasttrennschalters 1 wird über einen figürlich nicht dargestellten Antrieb eine Antriebsbewegung in die Antriebswelle 5 eingeleitet, wodurch sich der schwenkbar gelagerte Trennmesserkontakt vom Trenn- schalterfestkontakt 3 in Richtung der gestrichelt gekennzeichneten und mit 21 genannten AUS-Position des Trennschalters dreht, wobei zunächst während der Drehbewegung der An¬ triebswelle 5 die Kurvenscheibe 19 ihre Stufenkontur 20 am Bewegkontaktanschlussbolzen 8 der Vakuumschaltröhre 9 entlang bewegt, so dass durch die Stufenkontur 20 und die Kontur der Kurvenscheibe 19 im Zusammenwirken mit der Öffnungsfeder 16 eine Öffnungskraft auf den Bewegkontaktanschlussbolzen 8 wirkt, das Kontaktsystem aus Festkontakt 12 und Bewegkontakt 13 der Vakuumschaltröhre 9 geöffnet wird und ein durch den über dem ersten Anschluss 7 und zweitem Anschluss 11 fließenden Strom bewirkter Lichtbogen bei Trennung des Kontaktsystems der Vakuumschaltröhre 9 in der Vakuumschaltröhre 9 gelöscht wird, während sich Trennschalterfestkontakt 3 und Trennschalterbewegkontakt 4 noch im Kontakt miteinander be- finden, wie in der Figur 2 dargestellt. Nach Löschen des Lichtbogens in der Vakuumschaltröhre 9 und weiterer Drehbewegung durch die Antriebswelle 5 gelangt der Trennschalterbe¬ wegkontakt in die mit 21 bezeichnete AUS-Position, in welcher eine Trennstrecke zur dielektrischen Trennung zwischen Trennschalterfestkontakt 3 und Trennschalterbewegkontakt 4 ausgebildet ist. Der Lasttrennschalter 1 kann weiterhin über einen Erdungskontakt 22 verfügen, so dass sich bei noch weiterer Drehung der Antriebswelle 5 der Trennschalterbewegkontakt 4 in die mit 22 bezeichnete und gestrichelt dargestellte Erdungsposition begeben kann, so dass alle mit dem Erdungskontakt 22 bei geschlossenem Erdungskontaktsystem aus Trennschalterbewegkontakt 4 und Erdungskontakt 22 in Reihe geschalteten Anlagenkomponenten geerdet sind.
Das Hauptkontaktsystem 2 des Lasttrennschalters 1 ist dabei in einem Behälter 24 angeordnet, welcher Behälter 24 ein Isolationsmedium enthalten kann, welches beispielsweise ein Iso¬ lationsgas mit nicht zwangsläufig Lichtbogen löschenden Ei- genschaften sein kann. Als Isolationsmedium sind auch Isolationsflüssigkeiten, beispielsweise Isolationsöl oder ähnliches, möglich.
Figur 3 zeigt eine Anwendung des Lasttrennschalter 1 der Fi- guren 1 und 2 in einer Mittelspannungsschaltanlage, wobei für jede Phase eines dreiphasigen Stromverteilungsnetzes ein der¬ artiger Lasttrennschalter vorgesehen ist, welcher zwischen ersten Anschlüssen 7 in Form von Kabelabgängen und zweiten Anschlüssen 11 in Form von Sammelschienen angeordnet ist.
Figur 4 zeigt eine andere Anwendung des Lasttrennschalters 1 aus den Figuren 1 und 2 in einem feststoffisolierten Schalterpol, wobei der Lasttrennschalter 1 insgesamt von einem Isolierstoffgehäuse, beispielsweise einem Gießharzgehäuse um- geben ist, welches Gießharzgehäuse über Anschlüsse 25 und 26 verfügt, welche mit Kabelabgängen bzw. Sammelschienen einer Mittelspannungsschaltanlage verbindbar sind.
Bezugszeichenliste
1 Lasttrennschalter
2 HauptkontaktSystem
3 Trennschalterfestkontakt
4 Trennschalterbewegkontakt
5 Antriebswelle
6 leitendes Verbindungselement
7 erster Anschluss
8 Bewegkontaktanschlussbolzen
9 Vakuumsehaltröhre
10 Festkontaktanschlussbol zen
11 zweiter Anschluss
12 Festkontakt
13 Bewegkontakt
14 Gehäuse
15 Kontaktdruckteder
16 Öffnungsfeder
17 Gehäuseabsatz
18 Federansatz
19 Kurvenscheibe
20 Stufenkontur
21 AUS-Position
22 Erdungskontakt
23 Erdungsposition
24 Behälter
25, 26 Anschlüsse

Claims

Patentansprüche
1. Lasttrennschalter (1) mit einem Hauptkontaktsystem (2) aus Trennschalterfestkontakt (3) und Trennschalterbewegkontakt (4) zum Ausbilden einer Trennstrecke in einer Ausschaltstellung und mit einer Vakuumschaltröhre (9) zur Lichtbogenlöschung,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Vakuumschaltröhre (9) ortsfest angeordnet ist, wobei eine mit dem Trennschalterbewegkontakt (4) mechanisch gekoppelte Kurvenscheibe (19) zum Bewegen eines Bewegkontaktanschluss- bolzens (8) der Vakuumschaltröhre (9) vorgesehen ist.
2. Lasttrennschalter (1) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Trennschalterbewegkontakt (4) ein schwenkbarer Trennmesserkontakt ist.
3. Lasttrennschalter (1) 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, d a s s die Kurvenscheibe (19) derart dimensioniert ist, dass ein Schaltvorgang der Vakuumschaltröhre (9) bei geschlossenem Hauptkontaktsystem (2) ausführbar ist.
4. Lasttrennschalter (1) 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, d a s s die Kurvenscheibe (19) derart dimensioniert ist, dass ein Schaltvorgang der Vakuumschaltröhre (9) bei geöffnetem Hauptkontaktsystem (3) ausführbar ist.
5. Lasttrennschalter (1) nach einem der vorangehenden
Ansprüch,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Vakuumschaltröhre (9) in einem Gehäuse (14) angeordnet, wobei ein Federsystem aus Öffnungsfeder (16) und Kontaktdruckfeder (15) in dem Gehäuse (14) angeordnet sind.
PCT/EP2011/057971 2010-05-25 2011-05-17 Lasttrennschalter WO2011147717A1 (de)

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