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Dokumentenidentifikation DE4242379A1 09.06.1994
Titel Lasttrennschalter für Mittelspannung mit einer Vakuumschaltröhre
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Lindner, Reinhold, 8525 Marloffstein, DE
DE-Anmeldedatum 08.12.1992
DE-Aktenzeichen 4242379
Offenlegungstag 09.06.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.06.1994
IPC-Hauptklasse H01H 33/40
IPC-Nebenklasse H01H 33/66   H01H 31/28   
Zusammenfassung Ein Lasttrennschalter (1) für Mittelspannung besitzt eine in Luft arbeitende Trennstrecke mit Trennkontaktstücken (4, 10) sowie eine in Reihe mit den Trennkontaktstücken liegende Lastschaltvorrichtung, die eine Vakuumschaltröhre (15) und eine Antriebsvorrichtung (25) mit den Eigenschaften eines Speicherantriebes umfaßt. Ein Tragsockel (2) enthält eine Schalterwelle (7) sowie eine hiermit gekuppelte Spannwelle (20) für eine Speicherfeder der Antriebsvorrichtung (25). Die Antriebsenergie für die Vakuumschaltröhre steht daher stets nur bei richtiger Reihenfolge der Schalthandlungen zur Verfügung und kann nach Bedarf abgerufen werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Lasttrennschalter für Mittelspannung mit einem ortsfesten Trennkontaktstück und einem schwenkbar angeordneten bewegbaren Trennkontaktstück sowie mit je einem Stützisolator für das ortsfeste und für das bewegbare Trennkontaktstück, ferner mit einer elektrisch in Reihe mit den Trennkontaktstücken liegenden, als Lastschalteinrichtung dienenden Vakuumschaltröhre, die beim Einschalten des Lasttrennschalters nach dem Schließen der Trennkontaktstücke geschlossen und beim Ausschalten vor dem Öffnen der Trennkontaktstücke geöffnet wird, und mit einem Tragsockel für die Stützisolatoren und die Vakuumschaltröhre.

Ein Lasttrennschalter der genannten Art ist durch die DE-C-29 34 776 bekannt geworden. Die Betätigung der als Lastschalteinrichtung dienenden Vakuumschaltröhre erfolgt dabei zwangsläufig mittels eines Führungsschlitzes und einer Keilschräge. Diese Arbeitsweise erfordert es, daß die Antriebsvorrichtung für das bewegbare Trennkontaktstück nicht nur die Antriebsenergie für das Schließen und Öffnen der Trennstrecke, sondern auch die Antriebsenergie für die Vakuumschaltröhre auf zubringen hat. Mit Rücksicht auf die Unterschiedlichen Anforderungen der Einheiten für den Trennvorgang und den Lastschaltvorgang ist es jedoch schwierig, eine solche gemeinsame Antriebsvorrichtung mit geeigneten Eigenschaften bereitzustellen. Auch ist die bekannte Bauart eines Lasttrennschalters in den Fällen nicht anwendbar, in denen die Ausladung des Trennmessers im ausgeschalteten Zustand aus Gründen des Raumbedarfes unerwünscht ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Lasttrennschalter mit verhältnismäßig kleinem Einbauraum zu schaffen, der unter Verwendung erprobter Baugruppen hergestellt werden kann und der durch Trennung von Trenn- und Lastschaltfunktion eine hohe mechanische Lebensdauer erreicht.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vakuumschaltröhre eine eigene Antriebsvorrichtung mit einer Speicherfeder besitzt und daß eine zur Betätigung des bewegbaren Trennkontaktstückes vorgesehene Schaltwelle mit einer Spannwelle der Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre derart gekuppelt ist, daß die Speicherfeder der Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre durch die Einschaltbewegung des bewegbaren Trennkontaktstückes gespannt und durch die Ausschaltbewegung entspannt wird und daß die Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre willkürlich freigebbar ist.

Durch die Verwendung einer gesonderten Antriebsvorrichtung für die Vakuumschaltröhre wird erreicht, daß das bewegbare Trennkontaktstück nicht in die Kraftübertragung zur Vakuumschaltröhre eingeschaltet zu werden braucht. Dadurch sind ähnliche Antriebsvorrichtungen einsetzbar, wie sie für Leistungsschalter bekannt sind. Das bewegbare Trennkontaktstück benötigt demgegenüber nur einen einfachen Handantrieb, weil die Trennstrecke aufgrund der Reihenschaltung mit der Vakuumschaltröhre stets spannungslos geschaltet wird. Ferner entfällt das Erfordernis, eine Trennstrecke mit schwenkbarem Trennmesser zu verwenden. Vielmehr sind auch die bewährten Schwenkstützer-Trennschalter einsetzbar, die sich durch gleichbleibenden Raumbedarf im eingeschalteten und ausgeschalteten Zustand auszeichnen. Eine fehlerhafte Schaltfolge der Trennkontakte und der Vakuumschaltröhre ist dadurch ausgeschlossen, daß die Speicherfeder der Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre durch die Einschaltbewegung des bewegbaren Trennkontaktstückes gespannt wird. Wird nämlich die Trennstrecke nach dem Schließen wieder geöffnet, so wird auch die Speicherfeder für die Vakuumschaltröhre entspannt, so daß die Vakuumschaltröhre nicht bei offener Trennstrecke geschlossen werden kann.

Wie bereits erwähnt, können im Rahmen der Erfindung Trennschalter der Bauart mit Schwingstützer verwendet werden. Dies kann im Rahmen der Erfindung dadurch geschehen, daß an dem Tragsockel ein weiterer, mittels der Schalterwelle zu betätigender Stützisolator als Träger des bewegbaren Trennkontaktstückes und ein dritter und vierter Stützisolator als Träger der Vakuumschaltröhre, einer zugehörigen Polantriebseinheit und einer Anschlußvorrichtung des Lasttrennschalters angeordnet sind.

Die erwähnte Spannung und Entspannung der Speicherfeder der Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre durch die Einschaltbewegung des bewegbaren Trennkontaktstückes kann auf einfache Weise dadurch erzielt werden, daß in dem Tragsockel in paralleler Stellung zu der Schalterwelle für die Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre eine Spannwelle drehbar gelagert ist, daß an der Schalterwelle und an der Spannwelle je ein Kurbelarm angebracht ist und daß die Kurbelarme miteinander gekuppelt sind.

Zur Verringerung der Abmessungen des Lasttrennschalters kann noch dadurch beigetragen werden, daß die Speicherfeder der Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre in dem Tragsockel angeordnet und zur Übertragung der Federkraft zu der Polantriebseinheit eine isolierende Koppelstange vorgesehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen Lasttrennschalter in einer Seitenansicht.

In der Fig. 2 ist der Lasttrennschalter gemäß der Fig. 1ein dreipoliger Ausführung in der Vorderansicht dargestellt.

Der in der Fig. 1 gezeigte Lasttrennschalter 1 besitzt einen Tragsockel 2, der in bekannter Weise aus Stahlblech bestehen kann. Auf dem Tragsockel 2 sind insgesamt für jeden Pol vier Stützisolatoren 3, 6, 11 und 17 angebracht. Der oberste Stützisolator 3 dient als Träger eines feststehenden Trennkontaktes 4 und einer oberen Anschlußvorrichtung 5. Der folgende Stützisolator 6 ist auf einer Schalterwelle 7 angebracht, die in dem Tragsockel 2 gelagert ist. An seinem freien Ende trägt der Stützisolator 6 ein bewegbares Trennkontaktstück 10, daß in der Fig. 1 in der geöffneten Stellung gezeigt ist. Durch Drehen der Schalterwelle 7 läßt sich der Stützisolator 6 mit dem bewegbaren Trennkontaktstück 10 im Uhrzeigersinn schwenken, wodurch das Trennkontaktstück 10 mit dem ortsfesten Trennkontaktstück 4 in Eingriff gelangt.

An dem Tragsockel 2 ist dem Stützisolator 6 benachbart ein weiterer Stützisolator 11 fest montiert. Dieser trägt eine Klemmvorrichtung 12, an der ein biegsames schleifenförmiges Stromband 13 zur Verbindung mit dem bewegbaren Trennkontaktstück 10 befestigt ist. Ferner ist an der Klemmvorrichtung 12 ein fest stehender Anschlußbolzen 14 einer Vakuumschaltröhre 15 befestigt. Das gegenüberliegende Ende der Vakuumschaltröhre 15 ruht in einer Polantriebseinheit 16, die an einem weiteren Stützisolator 17 angebracht ist. An der Polantriebseinheit 16 befindet sich auch eine untere Anschlußvorrichtung 18.

In paralleler Stellung zur der Schalterwelle 7 ist in dem Tragsockel 2 des Lasttrennschalters 1 eine Spannwelle 20 drehbar gelagert, die einen Kurbelarm 21 besitzt. Ein weiterer, ähnlicher Kurbelarm 22 befindet sich an der Schalterwelle 7. Die Kurbelarme sind miteinander durch eine Stange 23 derart gekuppelt, daß bei einer Drehung der Schalterwelle 7 die Spannwelle 20 im gleichen Sinne mitgenommen wird. Mit der Spannwelle 20 ist wenigstens eine geeignete Speicherfeder 24 verbunden, die in der Fig. 1 als Schraubenfeder dargestellt ist. Gleichfalls geeignet sind Biegefedern, welche die Spannwelle 20 umgeben. Wie man erkennt, wird somit beim Drehen der Schalterwelle 7 im Sinne des Einschaltens die Speicherfeder 24 gespannt. Diese ist Bestandteil einer als Ganzes mit 25 bezeichneten Antriebsvorrichtung der Vakuumschaltröhre 15, zu der die Polantriebseinheit 16 gehört. Weiterer Bestandteil der Antriebsvorrichtung 25 ist eine isolierende Koppelstange 26, welche die Kraft der Speicherfeder 24 auf die Polantriebseinheit 16 überträgt.

In der Fig. 1 ist der Lasttrennschalter 1 im ausgeschalteten Zustand gezeigt. Zum Einschalten wird, wie bereits erwähnt, durch Drehen der Schalterwelle 7 das bewegbare Trennkontaktstück 10 in Eingriff mit dem ortsfesten Trennkontaktstück 4 gebracht. Bei diesem Vorgang wird mittels der Stange 23 die Speicherfeder 24 gespannt. Zum Einschalten der als Lastschaltvorichtung dienenden Vakuumschaltröhre 15 wird nun eine nicht gesondert dargestellte Verklinkung üblicher Bauart freigegeben, wodurch die Kraft der Speicherfeder 24 mittels der Koppelstange 26 auf die Polantriebseinheit 16 übertragen und die Schaltstücke der Vakuumschaltröhre 15 geschlossen werden. Damit besteht eine durchgehende elektrische Verbindung zwischen der oberen Anschlußvorrichtung 5 am Stützisolator 3 und der unteren Anschlußvorrichtung 18 an der Polantriebseinheit 16.

Das Ausschalten des Lasttrennschalters 1 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge der beschriebenen Vorgänge. Zunächst wird durch Lösung einer geeigneten Ausschaltverklinkung mittels der Polantriebseinheit 16 die Vakuumschaltröhre 15 betätigt, um deren Schaltstücke voneinander zu trennen. Dies kann man auch dadurch erreichen, indem man die Spannwelle 20 oder die Schalterwelle 7 mit einem Freilauf ausrüstet, der, bevor er die Spannwelle zurückbewegt, die Ausschaltverklinkung der Vakuumschaltröhre 15 löst. Hiermit wird der Stromkreis, in den der Lasttrennschalter 1 eingeschaltet ist, unterbrochen. Anschließend kann durch Drehung der Schalterwelle 7 und Schwenkung des Stützisolators 6 seine Ausgangslage (Fig. 1) eine sichtbare Trennstrecke geschaffen werden.

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, sind auf dem Tragsockel 2 nebeneinander drei der anhand der Fig. 1 erläuterten Poleinheiten angeordnet. Die Schalterwelle 7 und die Spannwelle 20 erstrecken sich dabei zweckmäßig über die gesamte Breite des Tragsockel 2 und können mit ihren Enden in der Endwangen 27 des Tragsockels 2 gelagert sein.

Die aus der Vakuumschaltröhre 15 und der Antriebsvorrichtung 25 bestehende Lastschaltvorrichtung bildet eine selbständig funktionsfähige Baugruppe, die durch ihren Speicherantrieb ähnlich wie ein Leistungsschalter arbeitet. Durch die Kupplung mit der Schalterwelle 7 ist jedoch dafür gesorgt, daß die Antriebsenergie für die Vakuumschaltröhre 15 erst dann zur Verfügung steht, wenn die Trennkontaktstücke 4 und 10 geschlossen sind. Ferner wird durch die Kuppelstange 23 erreicht, daß die Speicherfeder 24 wieder entspannt wird, und damit die Vakuumschaltröhre 15 nicht eingeschaltet werden kann, wenn aus beliebigen Grund die bereits geschlossenen Trennkontaktstücke 4 und 10 wieder geöffnet werden. Durch die Ausbildung der Antriebsvorrichtung 25 als Speicherantrieb besteht auch eine günstige Möglichkeit für eine Auslösung durch den Schlagbolzen einer in Reihe mit dem Lasttrennschalter 1 liegenden Sicherung. Sicherungen für den vorliegenden Zeck sind als HH-Sicherungen allgemein bekannt, so daß von einer näheren Beschreibung abgesehen werden kann.

Die Verwendung der Antriebsvorrichtung 25 erlaubt es auch, im Unterschied zu Lasttrennschaltern anderer Bauart, die eine Lastschalteinrichtung in Gestalt eines Löschrohres oder einer Flachlöschkammer besitzen, das Trennkontaktstück 10 mit mäßiger Geschwindigkeit zu betätigen. Es genügt daher eine einfache Drehung der Schalterwelle 7 von Hand. Diese Eigenschaft des neuen Lasttrennschalters ist auch dann vorteilhaft, wenn eine Fernsteuerung vorgesehen ist, da sich die geringen Anforderungen an die Schaltgeschwindigkeit auch auf den Aufwand für eine fernsteuerbare Antriebsvorrichtung, z. B. einen Motorantrieb, vorteilhaft auswirken.


Anspruch[de]
  1. 1. Lasttrennschalter (1) für Mittelspannung mit einem ortsfesten Trennkontaktstück (4) und einem schwenkbar angeordneten bewegbaren Trennkontaktstück (10) sowie mit je einem Stützisolator (3, 6) für das ortsfeste und für das bewegbare Trennkontaktstück (4, 10), ferner mit einer elektrisch in Reihe mit den Trennkontaktstücken (4, 10) liegenden, als Lastschalteinrichtung dienenden Vakuumschaltröhre (15), die beim Einschalten des Lasttrennschalters (1) nach dem Schließen der Trennkontaktstücke (4, 10) geschlossen und beim Ausschalten vor dem Öffnen der Trennkontaktstücke (4, 10) geöffnet wird, und mit einem Tragsockel (2) für die Stützisolatoren (3, 6) und die Vakuumschaltröhre (15), dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumschaltröhre (15) eine eigene Antriebsvorrichtung (25) mit einer Speicherfeder (24) besitzt und daß eine zur Betätigung des bewegbaren Trennkontaktstückes (10) vorgesehene Schalterwelle (7) mit einer Spannwelle (20) der Antriebsvorrichtung (25) der Vakuumschaltröhre (15) derart gekuppelt ist, daß die Speicherfeder (24) der Antriebsvorrichtung (25) der Vakuumschaltröhre (15) durch die Einschaltbewegung des bewegbaren Trennkontaktstückes (10) gespannt und durch die Ausschaltbewegung entspannt wird und daß die Antriebsvorrichtung (25) der Vakuumschaltröhre (15) willkürlich freigebbar ist.
  2. 2. Lasttrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Tragsockel (2 ) ein weiterer, mittels der Schalterwelle (7) zu betätigender Stützisolator (6) als Träger des bewegbaren Trennkontaktstückes (10) und ein vierter Stützisolator (17) als Träger der Vakuumschaltröhre (15), einer zugehörigen Polantriebseinheit (16) und einer Anschlußvorrichtung (18) des Lasttrennschalters (1) angeordnet sind.
  3. 3. Lasttrennschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Tragsockel (2) in paralleler Stellung zu der Schalterwelle (7) für die Antriebsvorrichtung (25) der Vakuumschaltröhre (15) eine Spannwelle (20) drehbar gelagert ist, daß an der Spannwelle (20) und an der Schalterwelle (7) je ein Kurbelarm (21, 22) angebracht ist und daß die Kurbelarme (21, 22) durch eine Stange (23) miteinander gekuppelt sind.
  4. 4. Lasttrennschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherfeder (24) der Antriebsvorrichtung (25) der Vakuumschaltröhre (15) in dem Tragsockel (2) angeordnet und zur Übertragung der Federkraft zu der Polantriebseinheit (16) eine isolierende Koppelstange (26) vorgesehen ist.






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