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Dokumentenidentifikation DE4006452C2 16.01.1992
Titel Elektrischer Schalter
Anmelder Elektrotechnische Werke Fritz Driescher & Söhne GmbH & Co, 8052 Moosburg, DE
Erfinder Högl, Vitus, 8052 Moosburg, DE
Vertreter Kuhnen, R., Dipl.-Ing.; Wacker, P., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing.; Fürniß, P., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Brandl, F., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte; Hübner, H., Dipl.-Ing., Rechtsanw., 8050 Freising
DE-Anmeldedatum 01.03.1990
DE-Aktenzeichen 4006452
Offenlegungstag 05.09.1991
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.01.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.01.1992
IPC-Hauptklasse H01H 33/40
IPC-Nebenklasse H01H 33/66   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, insbesondere einen elektrischen Schalter mit einer Vakuum-Schaltröhre nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Schalter ist aus der DE-PS 32 14 935 oder dem DE-GM 79 36 232 bekannt.

In der elektrischen Hochspannungs-Schalttechnik ist es bekannt, Schaltanlagen vom Zeitpunkt der Installation ab bereits für höhere Betriebsspannungen auszulegen, um nachträglichen Änderungen im Spannungsnetz ohne allzu großen Aufwand Rechnung tragen zu können. So ist es beispielsweise bekannt, 12-kV-Schaltanlagen mit Vakuum-Schaltern so zu dimensionieren, daß sie auch bei einer nachträglichen Umstellung des Spannungsnetzes auf 24 kV eingesetzt werden können. Dies hat den Vorteil, daß insbesondere die Vakuum-Schaltröhren bei einer Umstellung von 12 kV auf 24 kV nicht nachgerüstet oder ausgetauscht werden müssen.

Es hat sich jedoch hierbei in der Praxis das Problem eines erhöhten Kontaktabbrandes und erhöhten Energieumsatzes innerhalb der Vakuum-Schaltröhren ergeben, wenn 24-kV-Schaltröhren im 12-kV-Netz betrieben werden. Der Grund für den erhöhten Kontaktabbrand, der eine ganz erhebliche Verringerung der maximalen Schaltspiele bewirkt, ist in folgendem technischem Sachverhalt zu sehen:

Die Kontakttrennweite bei geöffneten Vakuum-Schaltröhren ist aufgrund der speziellen Eigenschaften von Vakuum-Schaltröhren bei einer Spannung von 12 kV anders als bei einer Spannung von 24 kV. In Hochspannungsnetzen bedingt eine geringere Spannung (hier 12 kV) höhere Ströme, so daß beispielsweise in 12-kV-Netzen mit Betriebsströmen von beispielsweise 630 A gerechnet werden muß, wohingegen in 24-kV-Netzen Betriebsströme von beispielsweise 400 A auftreten. Dies sind allerdings nur die regulär zu schaltenden Ströme, von Vakuum-Schaltröhren ggf. auch zu schaltende Kurzschlußströme können ganz erheblich höhere Werte haben. Bei 12-kV-Netzen betragen Kurzschlußströme beispielsweise 25 kA, bei 24-kV-Netzen 16 kA.

In Hochspannungs-Schaltanlagen wird in der Regel dreiphasig geschaltet, d. h. durch Betätigen einer gemeinsamen Schaltwelle werden drei separate Vakuum-Schaltröhren für die jeweiligen Phasen geschlossen oder geöffnet. Naturgemäß tritt zwischen dem festen Kontakt innerhalb der Vakuum-Schaltröhre und dem sich hiervon trennenden beweglichen Kontakt während des Schaltvorganges für eine bestimmte Zeitdauer lang ein Lichtbogen auf. Der Lichtbogen wird allpolig zwischen den Kontakten so lange gezogen, bis die Vakuum-Schaltröhre bzw. deren zugehörige zu schaltende Phase im Stromverlauf einen Nulldurchgang hat. Sobald eine der drei geschalteten Phasen in ihrem Stromverlauf den Nulldurchgang erreicht hat, erlöscht der Lichtbogen in der zugehörigen Vakuum-Schaltröhre. Die beiden verbleibenden anderen Phasen haben zu diesem Zeitpunkt in ihrem Stromverlauf noch keinen die Lichtbogenlöschung bewirkenden Nulldurchgang erreicht, so daß zwischen dem festen und dem beweglichen Kontakt in der jeweiligen Vakuum-Schaltröhre nach wie vor ein Lichtbogen gezogen wird.

Hier ergibt sich nun die Problemstellung, daß Schalter für 24-kV-Netze einen maximalen Hub oder Kontakt-Öffnungsweg zwischen festem und beweglichem Kontakt von ca. 17 mm haben, wohingegen Schalter für 12-kV-Netze einen Hub von 8 mm haben. Wird nun eine später evtl. erfolgende Nachrüstung auf höhere Spannungen berücksichtigt und werden 24-kV-Schalter in einer 12-kV-Anlage betrieben, werden die Lichtbögen zwischen festem und beweglichem Kontakt bei dem Schaltvorgang in den beiden verbleibenden Phasen unnötig lange gezogen, da einerseits anstelle der benötigten 8 mm ein Schalthub von 17 mm erfolgt und weiterhin die optimalen Schaltgeschwindigkeiten von 12-kV-Schaltröhren geringer als die von 24-kV- Schaltröhren sind, so daß bei den beiden Vakuum-Schaltröhren, bei denen der Lichtbogen gezogen wird, dieser Lichtbogen abhängig von maximalem Kontaktabstand und Schaltgeschwindigkeit im Inneren der Schaltröhre gezogen wird. Die hierbei in dem Lichtbogen auftretende Energie ist proportional zu der Länge des Lichtbogens zwischen den beiden Kontakten in der Schaltröhre und dem hierbei fließenden Strom, so daß aufgrund der höheren Stromwerte in 12-kV-Netzen sowie dem unnötig hohen Schalthub der hierbei verwendeten 24-kV-Schaltröhren eine sehr hohe Lichtbogenenergie in den beiden noch verbleibenden Lichtbögen auftritt, was wiederum einen überproportional hohen Kontaktabbrand im Inneren der Vakuum- Schaltröhre und einen überhöhten Energieumsatz bewirkt. Der Kontaktabbrand wiederum führt zu verringerten Standzeiten der Schaltröhren.

Theoretisch ergibt sich zwar die Möglichkeit, dieses Problem dadurch zu umgehen, daß erst bei einer erfolgenden Umrüstung von 12-kV-Anlagen auf 24 kV die entsprechenden 24-kV-Schaltröhren eingebaut werden. Dies ist jedoch in der Praxis so gut wie nicht zu realisieren, da durch den hierbei zu treibenden Aufwand für die allpolige Umrüstung der Schaltanlagen durch entsprechendes Fachpersonal zu hohe Kosten und auch zu lange Ausfallzeiten der Schaltanlage auftreten würden.

Man hat aus diesen Gründen daher bislang den überdurchschnittlich hohen Kontaktabbrand von 24-kV-Schaltröhren in 12-kV-Netzen als unvermeidlich hingenommen, da entsprechende in der Theorie zwar denkbare Gegenmaßnahmen sich in der Praxis aufgrund von Kosten und Zeitfragen als nicht durchführbar erwiesen haben.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart auszubilden, daß der Schalter mit geringem Aufwand auf die jeweiligen Spannungs-/Stromverhältnisse optimiert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Erfindungsgemäß ist die mechanische Verbindung zwischen einem Ausgangselement eines Kraftspeichers zum allpoligen Betrieb des Schalters und einem Eingangselement eines Getriebes zur Umsetzung der Schaltbewegung des Kraftspeichers in eine entsprechende Hubbewegung des beweglichen Kontaktes der Vakuum-Schaltröhre derart umstellbar, daß ein gleicher Bewegungsweg des Ausgangselementes des Kraftspeichers einen unterschiedlichen Schaltweg des Getriebes ergibt.

Somit ist es möglich, den jeweiligen korrekten Schalthub innerhalb der Vakuum-Schaltröhre abhängig von der zu schaltenden Spannung durch Veränderung der mechanischen Verbindung zwischen Kraftspeicher und Schaltgetriebe herbeizuführen, ohne daß hierbei im Bereich der eigentlichen Schaltröhren- Ansteuerung bzw. Schaltröhre selbst irgendwelche aufwendigen Umrüstarbeiten nötig wären.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ist bei mehrpoligen Schaltern das Eingangselement des Getriebes für alle Pole gemeinsam vorgesehen, erfolgt eine Vereinfachung des Umrüstvorgangs dadurch, daß beispielsweise nur die Ansteuerung für die Schaltwelle eines dreipoligen Schalters modifiziert werden muß, so daß nicht für jeden Pol gesondert entsprechende Umstellarbeiten vorgenommen werden müssen.

Ist gemäß Anspruch 3 das Eingangselement des Getriebes als Schwenkhebel ausgebildet und das Ausgangselement des Kraftspeichers in unterschiedlichen Abständen von der Schwenkachse mit dem Schwenkhebel verbindbar, kann der bislang übliche Aufbau von Kraftspeicher, Getriebe und Ansteuerung für beweglichen Kontakt im wesentlichen beibehalten werden; die vorliegende Erfindung ist somit auch in bereits bestehenden Schaltanlagen ohne wesentliche Probleme nachrüstbar.

Durch die Merkmale des Anspruches 4 wird erreicht, daß die Optimierung des Schaltverhaltens bei unterschiedlichen Betriebsspannungen und -strömen und damit unterschiedlichen Kontaktöffnungswegen noch besser wird.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch teilweise vereinfacht eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen Schalters.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßer elektrischer Schalter insgesamt mit 2 bezeichnet, wobei der Schalter 2 im wesentlichen ohne die anlagenfesten Gehäuseteile, Stütztraversen und dergl. dargestellt ist.

Der Schalter 2 umfaßt gemäß der Figur im wesentlichen eine Vakuum-Schaltröhre 4 mit dem zugehörigen Antriebsmechanismus 6 sowie ein Getriebe 8, welches von einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kraftspeicher 10 angetrieben wird und den Kraftspeicher 10 mechanisch zwangläufig mit dem Antrieb 6 für die Schaltröhre 4 koppelt.

Die Vakuum-Schaltröhre 4 weist in bekannter Weise stromableitende oder zuleitende Komponenten 12 im Bereich des Antriebes 6 sowie einen Kontaktdruck-Kraftspeicher 14 in Form eines Tellerfederstapels oder dergl. auf, der im Bereich eines Antriebsstößels 16 für einen beweglichen Kontakt innerhalb der Vakuum-Schaltröhre 4 angeordnet ist.

Der Antrieb 6 für die Vakuum-Schaltröhre bzw. deren Stößel 16 für den beweglichen Kontakt greift an einem Antriebsbolzen 18 an, der mechanisch mit dem Stößel 16 gekoppelt ist. Der Antrieb 6 selbst umfaßt im wesentlichen eine Steuerscheibe 20, welche in einem Schwenklager 22 schwenkbeweglich geführt ist. Die Steuerscheibe 20 weist eine bogenförmig gekrümmte Langlochausnehmung 24 auf, in welcher der Bolzen 18 für den Stößel 16 zwangläufig geführt ist. Der Verlauf der Langlochausnehmung 24 innerhalb der Steuerscheibe 20 relativ zu dem Schwenklager 22 ist hierbei gemäß der dargestellten Ausführungsform derart, daß eine Distanz zwischen den Mittelpunkten des Bolzens 18 und des Schwenklagers 22 größer ist, wenn sich der Bolzen 18 an einem einschaltseitigen Ende 26 der Langlochausnehmung 24 befindet, als eine Distanz zwischen den Mittelpunkten des Bolzens 18 und des Schwenklagers 22, wenn sich der Bolzen 18 an einem ausschaltseitigen Ende 28 der Langlochausnehmung 24 befindet. Mit anderen Worten, das ausschaltseitige Ende 28 der Langlochausnehmung 24 ist radial näher an dem Schwenklager 22, als das einschaltseitige Ende 26.

Eine Schwenkbewegung der Steuerscheibe 20 um das Schwenklager 22 in Uhrzeigersinn in der Zeichnung bewirkt somit, daß der Bolzen 18 innerhalb der Langlochausnehmung 24 eine Relativbewegung von dem einschaltseitigen Ende 26 zu dem ausschaltseitigen Ende 28 erfährt, und da sich hierbei der radiale Abstand zwischen den Mittelpunkten des Bolzens 18 und des Schwenklagers 22 verringert, erfährt der Bolzen 18 eine zwangläufige Mitnahmebewegung in der Zeichnung axial nach unten, so daß im Inneren der Vakuum-Schaltröhre 4 über die Mitnahme des Stößels 16 der bewegliche Kontakt von dem festen Kontakt getrennt wird.

Eine entsprechende, entgegen Uhrzeigersinn gerichtete Schwenkbewegung der Steuerscheibe 20 um das Schwenklager 22 bewirkt eine zwangläufige Mitnahme des Bolzens 18 derart, daß sich der radiale Abstand zwischen den Mittelpunkten des Schwenklagers 22 und des Bolzens 18 vergrößert, so daß über den Stößel 16 der bewegliche Kontakt wieder in Anlage mit dem festen Kontakt gebracht wird.

Die entsprechenden Schwenkbewegungen der Steuerscheibe 20 in Uhrzeigerrichtung zur Kontakttrennung innerhalb der Schaltröhre 4 bzw. entgegen Uhrzeigerrichtung zur Kontaktschließung innerhalb der Schaltröhre 4 werden von dem Kraftspeicher 10 über das Getriebe 8 auf die Steuerscheibe 20 übertragen.

Der Kraftspeicher 10 kann beispielsweise eine über einen entsprechenden Antrieb kontinuierlich nachgespannte Schraubenfederwicklung sein, welche im Bedarfsfall schlagartig ihre gespeicherte Federenergie abgibt. Unter "Bedarfsfall" sei hier verstanden, daß die in dem Kraftspeicher 10 gespeicherte Federenergie beispielsweise durch Ansprechen einer Sicherungspatrone, einer Überstrom-Schutzvorrichtung, durch manuelle Auslösung oder dergl. schlagartig derartig freigesetzt wird, daß über das Getriebe 8 die Steuerscheibe 20 in die Schaltstellung AUS gebracht wird, in welcher sich der Bolzen 18 an dem ausschaltseitigen Ende 28 der Langlochausnehmung 24 befindet.

Hierzu ist der Kraftspeicher 10 mit einem Ausgangselement 30 in Form einer pleuelartigen Stange gekoppelt, wobei das Ausgangselement 30 in einem Punkt 32 bzw. einem weiteren Punkt 34 mit einem Eingangselement 36 des Getriebes 8 verbindbar ist. Das Eingangselement 36 des Getriebes 8 ist in Form eines Schwenkhebels ausgebildet, der zwei Hebelarme 38 und 40 aufweist, wobei an dem Hebelarm 38 die beiden Angriffspunkte 32 und 34 für das Ausgangselement 30 des Kraftspeichers 10 vorgesehen sind. Der Arm 40 des Eingangselementes bzw. Schwenkhebels 36 ist mit einer Schaltstange 42 gekoppelt, wobei das freie Ende der Schaltstange 42 an der Steuerscheibe 20 des Antriebs 6 für die Vakuumschaltröhre 4 angreift.

Zwischen den Armen 38 und 40 ist der Schwenkhebel 36 auf einer Schaltwelle 44 gelagert, wobei im Falle eines beispielsweise dreipoligen Schaltaggregates von der Schaltwelle 44 noch zwei weitere Arme 40 vorstehen, welche mit den entsprechenden Schaltstangen 42 mit den jeweils zugehörigen Steuerscheiben 20 der zugehörigen Vakuum-Schaltröhre gekoppelt sind. Im Falle eines beispielsweise dreiphasigen Schaltaggregates wären somit drei Vakuum-Schaltröhren 4 mit den zugehörigen Antrieben 6, den Schaltstangen 42 und den Armen 40 in der Zeichnung deckungsgleich hintereinander angeordnet.

Weiterhin angeordnet ist auf der Schaltwelle 44 ein Kontaktfinger 46 für einen Meldeschalter, der eine eindeutige Aussage über den momentanen Zustand bzw. über die momentane Schaltlage der Schaltwelle 44 erlaubt.

Wie weiterhin aus der Zeichnung hervorgeht, ist der Arm 38 als Aufsteckteil ausgebildet, welches auf einen weiteren Arm 48 aufsteckbar ist, der eigentlich mit der Schaltwelle 44 verbunden ist. Die Fixierung des Aufsteckteils bzw. des Arms 38 auf dem weiteren Arm 48 erfolgt durch einen Schraubbolzen oder dergl. 50.

In der in der Zeichnung dargestellten Lage des Schalters 2 bzw. des Getriebes 8 befindet sich ein Anlenkpunkt 52zwischen dem Kraftspeicher 10 und dem Ausgangselement 30 in einem Punkt "E" (EIN), d. h., der Anlenkpunkt 52 hat auf der ihm vorgegebenen Kreisbahn entsprechend der Abtriebsbewegung des Kraftspeichers 10 seinen tiefsten Punkt erreicht, so daß sich die Steuerscheibe 20 in einer Lage befindet, in der der Bolzen 18 radial den größten Abstand von dem Schwenklager 22 hat, so daß der bewegliche Kontakt und der feste Kontakt innerhalb der Schaltröhre 4 miteinander in Anlage sind und der Schalter 2 insgesamt in seiner Geschlossenstellung ist.

Erfolgt eine wie auch immer geartete Auslösung des Kraftspeichers 10, gibt dieser die in ihm gespeicherte Energie praktisch schlagartig frei, so daß der Anlenkpunkt 52 sich auf einer Kreisbahn in Uhrzeigersinn bis in einen Punkt "A" (AUS) bewegt, in der der Anlenkpunkt 52 gegenüber der gezeichneten tiefsten Lage um 180° versetzt ist. Diese Kurvenbewegung des Anlenkpunktes 52 wird über das pleuelartige Ausgangselement 30, den Punkt 32 und den Arm 48 auf die Schaltwelle 44 übertragen, welche sich entsprechend entgegen Uhrzeigerrichtung dreht. Diese Drehbewegung der Schaltwelle 44 wird von hieraus allpolig (beispielsweise 3-polig) auf die jeweiligen Arme 40 und von da auf die Schaltstangen 42 übertragen, welche eine Schwenkbewegung der Steuerscheibe 20 in Uhrzeigerrichtung bewirken, so daß der Bolzen 18 von dem einschaltseitigen Ende 26 der Langlochausnehmung 24 zu dem ausschaltseitigen Ende 28 gerät, wo der radiale Abstand zwischen dem Schwenklager 22 und dem Bolzen 18 am kleinsten ist, so daß über den Stößel 16 die beweglichen Kontakte allpolig von den festen Kontakten getrennt werden und die entsprechenden Vakuum-Schaltröhren öffnen.

Wie bereits eingangs erwähnt, haben Vakuum-Schaltröhren für eine Betriebsspannung von 24 kV einen Kontaktabstand von ca. 17 mm, und Vakuum-Schaltröhren für 12 kV haben einen Kontaktabstand von ca. 8 mm. Die sich hieraus ergebenden Probleme hinsichtlich eines erhöhten Kontaktabbrandes bei der Verwendung von 24-kV-Schaltröhren in 12-kV-Anlagen haben bislang die ebenfalls eingangs geschilderten Probleme mit sich gebracht. Bei der vorliegenden Erfindung werden diese Probleme dadurch gelöst, daß an dem Arm 38 des Getriebes 8 die beiden Punkte 32 und 34 vorgesehen sind, wobei der Punkt 34 radial weiter von der Schaltwelle 44 beabstandet ist, als der Punkt 32. Bei der gezeigten Stellung des Getriebes 8 ist das Ausgangselement 30 des Kraftspeichers 10 in dem Punkt 32 mit dem Arm 38 gekoppelt. Eine volle Hubbewegung des Anlenkpunktes 52 aus der Position "E" in den Punkt "A" und von da aus in Uhrzeigerrichtung wieder zurück zu dem Punkt "E" bewirkt über das pleuelartige Ausgangselement 30 eine entsprechende Hubbewegung des Punktes 32 in der Figur nach oben und wieder zurück. Das gesamte Getriebe 8 sowie der Antrieb 6 sind hierbei derart dimensioniert bzw. ausgelegt, daß bei einer mechanischen Kopplung zwischen dem Ausgangselement 30 und dem Eingangselement 36 des Getriebes 8 in dem Punkt 32 bei einer Bewegung des Anlenkpunktes 52 von "E" in "A" und zurück der Bolzen 18 in der Langlochausnehmung 24 eine vollständige Relativbewegung von dem einschaltseitigen Ende 26 zu dem ausschaltseitigen Ende 28 und zurück ausführt, so daß über dem Bolzen 18 und den Stößel 16 eine volle Hubbewegung des beweglichen Kontaktes relativ zu dem festen Kontakt über beispielsweise 17 mm erfolgt.

Erfolgt eine mechanische Kopplung zwischen dem Ausgangselement 30 des Kraftspeichers 10 und dem Eingangselement 36 des Getriebes 8 in dem radial von der Schwenkwelle 44 weiter entfernten Punkt 34, bewirkt eine volle Hubbewegung des Anlenkpunktes 52 von "E" nach "A" und zurück aufgrund der radial größeren Distanz zwischen der Schwenkwelle 44 und dem neuen Anlenkpunkt 34, daß der Bolzen 18 in der Langlochausnehmung 24 das ausschaltseitige Ende 28 der Langlochausnehmung 24 nicht mehr vollständig erreicht, da bei der Schwenkbewegung der Steuerscheibe 20 in Uhrzeigerrichtung für den Ausschaltvorgang die radial größere Entfernung zwischen der Schaltwelle 44 und dem Anlenkpunkt 34 eine entsprechend verringerte Schwenkbewegung der Steuerscheibe 20 um das Schwenklager 22 und zurück bewirkt. Erfolgt somit eine Kopplung zwischen dem Ausgangselement 30 und dem Eingangselement 36 in dem Punkt 34, führt der Bolzen 18 und damit über den Stößel 16 auch der bewegliche Kontakt innerhalb der Vakuum- Schaltwelle 4 nur noch eine Hubbewegung von beispielsweise 8 mm aus.

Durch bloßes Umstecken des Ausgangselementes 30 von dem Punkt 34 auf den Punkt 32 an dem Arm 38 des Eingangselementes 36 kann somit der Kontakthub innerhalb der Schaltröhre 4 von beispielsweise 8 mm auf 17 mm verändert werden, so daß durch besagtes einfaches Umstecken des Ausgangselementes 30 der Umstellung der gesamten Schaltanordnung von 12 kV auf 24 kV Rechnung getragen werden kann, wobei von Anfang an, d. h. auch bei einer 12-kV-Anlage ein 24-kV-Schaltelement vorhanden sein kann, welches dann eben nur einen teilweisen Kontakthub ausführen muß, da das Ausgangselement 30 in dem Punkt 34 an dem Arm 38 angreift.

Bei einer Umrüstung des Netzes von 12 kV auf 24 kV wird vorteilhafterweise der auf den Arm 48 aufgesteckte Arm 38 nach Lösen der Verbindung 50 abgenommen und das Ausgangselement 30 direkt in dem Punkt 32 an dem Arm 48 angelenkt. Da sich hierdurch der Kontakthub innerhalb der Schaltröhre 4 von beispielsweise 8 mm auf 17 mm erhöht, da durch den relativ zu der Schaltwelle 44 radial weiter innen liegenden Punkt 32 die Steuerscheibe 20 ihre volle Schwenkbewegung ausführt, wird eine 24-kV-Schaltröhre auf die jeweiligen Strom/Spannungsverhältnisse optimiert und somit kompatibel sowohl zu 12-kV-Anlagen als auch 24-kV-Anlagen.

In besonders vorteilhafter Weise sind hierbei noch das Drehmoment und die Schwungmasse des Kraftspeichers 10 derart auf die Masse der beweglichen Kontakte der beispielsweise drei Vakuum-Schaltröhren 4 abgestimmt, daß sich bei einer Vergrößerung des Kontakt-Öffnungsweges beispielsweise von 8 mm auf 17 mm (also um den Faktor 2,1) innerhalb der Vakuum- Schaltröhren 4 durch Änderung des Anlenkpunktes zwischen Ausgangselement 30 und Arm 38 von 34 nach 32 die Schaltgeschwindigkeit um den Faktor 1,3 bis 1,7 erhöht. Durch die höhere Schaltgeschwindigkeit erfolgt bei größerem Kontakt- Öffnungsweg im Einsatz in 24-kV-Netzen eine noch bessere Optimierung des Schaltverhaltens des erfindungsgemäßen elektrischen Schalters 2.

Die Änderung des Anlenkpunktes zwischen dem Ausgangselement 30 und dem Eingangselement 36 kann hierbei problemlos auch von entsprechend unterrichteten Angestellten in Umspannwerken etc. durchgeführt werden, d. h. es muß kein extra hierfür geschultes Personal dafür vorgesehen werden, beispielsweise eine andere Steuerscheibe 20 oder gar eine andere Schaltröhre 4 zu installieren, wenn von 12 kV auf 24 kV umgerüstet wird.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, daß die Umstellung an der Eingangsseite der für alle Pole vorgesehenen Schaltwelle 44 erfolgt, d. h. beispielsweise bei einer dreipoligen Schaltanlage müssen nicht drei gesonderte Phasenschalter entsprechend umgerüstet werden, da an der Eingangsseite der für alle Pole gemeinsam vorgesehenen Schaltwelle 44 die Umstellung von dem Anlenkpunkt 34 auf den Anlenkpunkt 32 erfolgt.

Der Punkt 34 an dem Arm 38 ist radial weiter von der Schaltwelle 44 entfernt als der Punkt 32, so daß bei einer Kopplung zwischen dem Ausgangselement 30 und dem Eingangselement 36 im Punkt 34 eine geringere Schaltgeschwindigkeit im Bereich der Steuerscheibe 20 bzw. zwischen dem festen Kontakt und dem beweglichen Kontakt innerhalb der Schaltröhre 4 erzielt wird, weil in der nahezu konstanten Ablaufzeit des Kraftspeichers 10 von dem Punkt "E" zu dem Punkt "A", also von EIN nach AUS, die Schaltkontakte in der Schaltröhre 4 nur 8 mm anstelle von 17 mm bewegt werden, was wiederum dazu führt, daß die 24-kV-Schaltröhre hinsichtlich eines Betriebes in einem 12-kV-Netz noch weiter optimiert wird, da das Optimum der Schaltgeschwindigkeit beim 12-kV-Betrieb gegenüber dem einer 24-kV-Anlage niedriger liegt.

Es sei noch festzuhalten, daß die in der Zeichnung dargestellte und beschriebene Ausführungsform als rein exemplarisch zu verstehen ist; es sind auch andere Ausbildungen denkbar, so beispielsweise hinsichtlich der Übertragung der Bewegungsenergie von dem Kraftspeicher 10 auf die Schaltwelle 44. Es sind hier beispielsweise entsprechend ausgebildete Kettentriebe mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen denkbar, so daß eine Umstellung derart möglich ist, daß ein gleicher Bewegungsweg des Ausgangselementes 30 des Kraftspeichers 10 einen unterschiedlichen Schaltweg des Getriebes 8 bedingt.


Anspruch[de]
  1. 1. Elektrischer Schalter (2) mit einer Vakuum-Schaltröhre (4), mit

    einem festen und einem beweglichen Kontakt, die in der Schließstellung des Schalters (2) aneinander anliegen und in der Offenstellung in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß sich eine der jeweiligen Betriebsspannung entsprechende Spannungsfestigkeit ergibt und

    mit einem Kraftspeicher (10) und einem zwischen dem Kraftspeicher (10) und dem beweglichen Kontakt angeordneten mechanisch zwangläufig arbeitenden Getriebe (8),

    wobei ein Ausgangselement (30) des Kraftspeichers (10) mit einem Eingangselement (36) des Getriebes (8) mechanisch verbunden ist,

    dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindung zwischen dem Ausgangselement (30) des Kraftspeichers (10) und dem Eingangselement (36) des Getriebes (8) derart umstellbar ist, daß ein gleicher Bewegungsweg des Ausgangselementes (30) einen unterschiedlichen Schaltweg des Getriebes (8) ergibt.
  2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mehrpoligen Schalter das Eingangselement (36) des Getriebes (8) für alle Pole gemeinsam vorgesehen ist.
  3. 3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangselement (36) des Getriebes (8) als Schwenkhebel ausgebildet ist und das Ausgangselement (30) des Kraftspeichers (10) in unterschiedlichen Abständen von der Schwenkachse (44) mit dem Schwenkhebel verbindbar ist.
  4. 4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment und die Schwungmasse des Kraftspeichers (10) derart auf die Gesamtmasse der beweglichen Kontakte der Vakuum-Schaltröhren (4) abgestimmt sind, daß sich bei Vergrößerung des Kontakt-Öffnungsweges die Schaltgeschwindigkeit ebenfalls erhöht.






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