DE1440197C - Fahrbarer Leistungsschalter für sehr hohe Spannungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen fahrbaren Leistungsschalter für sehr hohe Spannungen mit einem außen am Schaltergehäuse angebrachten Trennschaltstück, das in der Betriebsstellung des Schalters mit einem feststehenden Trennschaltstück zusammenwirkt und durch Fahren des geöffneten Schalters aus der Betriebsstellung in die Trennstellung eine Trennstrecke bildet, die durch Fahren des geöffneten Schalters in Gegenrichtung schließbar ist, und mit Lichtbogenschaltstücken, von denen das eine bewegbare dem einen Trennschaltstück zugeordnet ist und mittels einer Feder durch das Fahren des Schalters bei zwischen den Trennschaltstücken größerem Abstand als die Vorentladungslänge in eine solche Stellung zum anderen Lichtbogenschaltstück bringbar ist, in der zwischen ihnen Entladungen auftreten können.

Ein derartiger Leistungsschalter ist bekannt (britische Patentschrift 400 716). Das bewegliche Lichtbogenschaltstiick dieses Schalters ist ein unter der Wirkung einer Feder begrenzt bewegbarer Bolzen, dem ein relativ feststehendes Lichtbogenschaltstück innerhalb eines Isolierstoü'rohres zugeordnet ist. Beim Ausfahren des Leistungsschalters in die Trennstellung öffnen sich zunächst die Trennkontakte. Erst danach trennen sich die parallelgeschalteten Lichtbogenschaitstücke innerhalb des Isolierstoffrohres, so daß ein dabei auftretender Lichtbogen durch das Isolierstoffrohr nach dem Hartgasprinzip gelöscht werden kann. Zum Schluß löst sich das außerhalb des Isolierstoffrohres liegende Ende des Bolzens, der als Lichtbogenschaltstück dient, von dem feststehenden Kontaktteil.

Beim Einschalten ist die Schaltfolge umgekehrt. Zuerst schließt das Lichtbogenschaltstück eine Verbindung zum feststehenden Kontaktteil, dann wird der Stromkreis innerhalb des Isolierstoffrohres geschlossen. Ein dabei entstehender Lichtbogen wird durch die sich berührenden Trennkontakte überbrückt.

Die Schaltgeschwindigkeit ist bei dem bekannten Leistungsschalter in beiden Fällen durch die Geschwindigkeit gegeben, mit der der Schalter bewegt wird. Diese Geschwindigkeit kann wegen der großen Schaltermasse nur klein sein. Mithin kommt es zu unerwünscht lange andauernden Entladungen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Leistungsschalter der eingangs genannten Art eine Verkürzung der Dauer der Vorentladungen während des Fahrens in die Betriebsstellung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Feder durch das Fahren des Schalters in die Betriebsstellung derart spannbar ist, daß das Lichtbogenschaltstück, an dem das eine Ende der ■ Feder befestigt ist, zum anderen Lichtbogenschaltstück hin eine Schnappbewegung ausführt und mit diesem eine elektrische Verbindung herstellt. Man erhält auf diese Weise eine schnelle Einschaltgeschwindigkeit an den Lichtbogenschaltstücken unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Leistungsschalters.

Hierzu wird bemerkt, daß beim Ausschalten von sogenannten Lasttrennschaltern nacheilend öffnende, eine Schnappbewegung ausführende Lichtbogenschaltstücke bekannt sind, wie beispielsweise aus der Zeitschrift »AEG-Mitteilungen«, 49 (1959), S. 77 und 78, hervorgeht.

Lasttrennschalter sind aber bekanntlich Trennschalter, die mit Hilfe einer besonderen, parallel zur Hauptschaltstelle liegenden Hilfsschaltstelle mit Löscheinrichtung zum Abschalten kleiner Leistungen ertüchtigt sind. Die Hilfsschaltstelle arbeitet zumeist beim Ausschaltvorgang.

Es ist aber auch ein Lasttrennschalter bekannt (schweizerische Patentschrift 336 479), dessen Lichtbogenschaltstück auch beim Einschaltvorgang eine Schnappbewegung ausführt und so den Stromkreis schließt,· ehe die Hauptschaltmesser die Einschaltstellung erreicht haben. Vor dieser Schnappbewegung berührt aber bereits ein am Gegenkontakt des Lichtbogenschaltstückes befestigtes, mit derselben Geschwindigkeit wie die Hauptschaltmesser — also ohne Schnappbewegung — geschwenktes stangenförmiges Hilfsschaltstück das zugehörige ortsfeste Hilfsschaltstück und gleitet auf ihm.

Die Erfindung unterscheidet sich auch von der aus der schweizerischen Patentschrift 169 821 bekannten Trennschaltstelle und dem aus der USA.-Patentschrift 1 867 293 bekannten Leistungsschalter, bei' denen die eigentlichen Schaltstücke durch vorgeschobene Elektroden dielektrisch entlastet sind. Diese C) vorgeschobenen Elektroden sind beweglich .angeordnet, damit sie beim Ein- und Ausschaltvorgang über die Schaltstücke gleiten können. Eine Verkürzung der Vorentladungslänge kann damit nur in begrenztem Maße erreicht werden. Insbesondere ist die Verschiebungsgeschwindigkeit wiederum unbedingt gleich der Bewegungsgeschwindigkeit der Schaltstiicke selbst, so daß man vergleichsweise nicht von einer Schnappbewegung sprechen kann.

Es kann in Ausgestaltung der Erfindung auch vorteilhaft sein, wenn die Feder durch das Fahren des Schalters in die Trennstellung derart spannbar ist, daß sich das eine Lichtbogenschaltstück von dem anderen Lichtbogenschaltstück mit einer Schnappbewegung löst.

Die Erfindung läßt sich mit sehr einfachen Mitteln verwirklichen, denn die Federkraft kann klein sein, weil die zu beschleunigende Masse des beweglichen Lichtbogenschaltstückes sehr gering ist. Deshalb genügt die Fahrbewegiing während eines kleinen Teils , der Trennstrecke zum Spannen der Feder. Anschließend wird die restliche Strecke überbrückt. Dies kann dadurch geschehen, daß das eine Ende der Feder bei Annähern bzw. Annähern und Trennen der Schaltstücke über die Totpunktlinie geführt wird, die durch die Verbindungslinie zwischen dem Aufhängepunkt des anderen Endes der Feder und dem Lagerpunkt des beweglichen Lichtbogenschaltstückes gegeben ist. Mit einer solchen Einrichtung erhält man die vorteilhafte Schnappbewegung beim Ausschalten und beim Einschalten'. Die Feder kann vorteilhaft mit einem Isolierstoffstück betätigt werden, das an einem Trennschaltstück angebracht ist und eine größere Länge in Richtung auf das andere Trennschaltstück hat als die Vorentladungslänge zwischen den Trennschaltstücken.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.

In Fig. 1 ist mit 1 als Ganzes ein dreipoliger flüssigkeitsarmer Leistungsschalter für 110 kV bezeichnet. Jeder der drei Pole des Schalters besitzt eine Schaltkammer 2, die über ein metallisches Zwischenstück 7 von einem Stützisolator 3 getragen wird und durch einen metallischen Schalterkopf 4

abgeschlossen ist. Die drei Stiilzisolatoren 3 sind aiii einem gemeinsamen Fahrgestell 5 befestigt. An dem Fahrgestell sind vier Rollen 6 angebracht, so daIi der Schalter verfahren werden kann.

Außen am Schaltergehäuse sind am Schalterkopf 4 und am Zwischenstück 7 Ansehlußbolzen 10 vorgesehen, an denen normalerweise die zum Schalter führenden Leitungen befestigt werden. Bei dem Schalter nach der Erfindung ist dort jedoch mit Hilfe eines zweiteiligen Klemmstückes 1L ein Trennschaltstück 12 bzw. 13 angebracht, das im wesentlichen von zwei kurzen, in einer horizontalen Eibene nebeneinander liegenden Vorsprüngen 15 (Fig. 3) gebildet wird, deren dem Schalter abgekehrte Enden 16 kugelförmig gerundet sind.

■Mit den am Schalter angebrachten Trennschaltstücken 12 bzw. 13 wirken ortsfeste Trennschaltstücke 25 bzw. 26 zusammen. Sie bestehen aus einer von einem Stützisolator 28 getragenen Kappe 29, in der zwei in einer vertikalen Ebene untereinander liegende Stangen 30 etwa parallel zueinander festgeklemmt sind. Die Stangen 30 tragen an ihrem dem Schalter zugekehrten Ende Kugeln 31. Die Vorsprünge 15 der Trennschalterstücke 12 bzw. 13 und jeweils eine der oberen und unteren Stangen 30 tragen die zusammenwirkenden, aus F i g. I nicht ersichtlichen Lichtbogenschaltstücke 250, 266. Diese sind in den F i g. 2 und 3 in größerem Maßstab dargestellt. Bei dieser. Anordnung ist an dem einen Vorsprung 15 der außerram Schaltergehäuse angebrachten Trennschaltstücke 12, 13 ein vertikal nach oben gerichtetes, als Stift ausgebildetes Lichtbogenschaltstück 250 befestigt. Der Stift kann beispielsweise an seinem unteren Ende mit einem Gewinde versehen sein, das in den Vorsprung 15 eingeschraubt wird. Ferner ist .an dem Vorsprung 15 ein Isolierstoifstück 251 befestigt, das sich in Richtung auf das gegenüberliegende ortsfeste Trennschaltstück 25 bzw. 26 erstreckt. Die Länge des TsoiierstofFstückes 251 ist größer als die Vorentladungslänge zwischen den Trennschaltstücken.

Auf der einen Stange 30 der ortsfesten Trennschaltstücke 25 bzw. 26 ist mit einem Bügel 253 eine Grundplatte 254 mit Hilfe von Schrauben 255 festgeklemmt. In der Grundplatte 254 ist eine Welle 258 drehbar gelagert. Die Welle 258 trägt an ihrem unteren Ende einen fest verbundenen Flügel 259. Der Flügel wird von einer die Welle 258 umgebenden Drehfeder 260 in F i g. 3 entgegen dem Uhrzeigersinn gedrückt. Zu diesem Zweck ist die Feder 260 mit ihrem einen umgebogenen Ende 261 hinter den Flügel 259 gelegt. Das andere Ende ist um einen Stift 262 gebogen, der in der Grundplatte 254 befestigt ist. Am oberen Ende der Welle 258 ist ein Zylinder 265 mit einer exzentrischen Bohrung frei drehbar gelagert. In dem Zylinder 265 ist das als horizontal verlaufende Stange ausgebildete weitere Lichtbogenschaltstück 266 z. B. mit Hilfe eines Gewindes befestigt. Die Welle 258 stellt also den Lagerpunkt des Lichtbogenschaltstückes 266 dar. Das freie Ende 267 der Stange 266 ist bei 268 in Richtung auf den Stab 250 abgewinkelt. Auf der Stange 266 ist ein Bolzen 269 festgeklemmt. Oberhalb des Zylinders 265 ist. ein Flacheisen 272 mit der Welle 258 fest verbunden, z.B. vernietet. An dem der Welle abgekehrten Ende des Flacheisens ist ein Bolzen 273 angebracht. Zwischen diesem Bolzen und dem erwähnten Bolzen 269 auf der Stange 266, die als Aufhängepunkte dienen, ist eine Feder 274 ausgespannt. Unter der Wirkung dieser Zugfeder legt sich die Stange 266 gegen einen Anschlag 275, der an der Grundplatte 254 angeschweißt ist.

Die Stange 266 und der Stift 250 bilden zwei Lichtbogenschaltstücke, die Vorentladungen zwischen den Trennschaltstücken beim Verfahren des Schalters verhindern, da sie die Trennstrecke zwischen den Trennschaltstücken durch eine Schnappbewegung

ίο schnell überbrücken bzw. offnen. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, stößt das IsolierstofTstück 251 beim Einfahren des Schalters in die Betriebsstellung gegen den Flügel 259. Der Flügel wird dadurch entgegen der Wirkung der Feder 260 im Uhrzeigersinn ge-

»5 dreht. Dadurch wird über die Welle 258 auch das Flacheisen 272 im Uhrzeigersinn gedreht, so daß der vom Bolzen 273 gebildete eine Aufhängepunkt der Feder 274 über die Totpunktlinie geführt wird, die durch die Gerade durch den Bolzen 269 und die Welle 258 gegeben ist. Nach Überschreiten der Totpunktlinie wird die Stange 266 von der Feder 274 mit einer Schnappbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn schnell gegen den Stab 250 gezogen. Dadurch wird die Trennstrecke zwischen den Trennschaltstükken überbrückt, bevor Vorentladungen auftreten können.

Beim Ausfahren des Schalters aus der Betriebsstellung kann der Flügel 259 unter der Wirkung der Feder 260 in die in F i g. 3 gezeichnete Lage zurückkehren. Gleichzeitig wird der abgewinkelte Teil 267 der Stange 266 von dem Stab 250 beiseite gedruckt, so daß wiederum die Totpunktlinie in bezug auf die Feder 274 überschritten wird. Die Stange 266 schnellt in die in F i g. 3 gezeichnete Trennstellung zurück, nachdem die Trennschaltstücke eine Entfernung voneinander erreicht haben, die größer ist als die Vorentladungslänge.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Fahrbarer Leistungsschalter für sehr hohe Spannungen mit einem außen am Schaltergehäuse angebrachten Trennschaltstück, das in der Betriebsstellung des Schalters mit einem feststehenden Trennschaltstück zusammenwirkt und durch Fahren des geöffneten Schalters aus der Betriebsstellung in die Trennstellung eine Trennstrecke bildet, die durch Fahren des geöffneten Schalters in Gegenrichtung schließbar ist, und mit Lichtbogenschaltstücken, von denen das eine bewegbare dem einen Trennschaltstück zugeordnet ist und mittels einer Feder durch das Fahren des Schalters bei zwischen den Trennschaltstükken größerem Abstand als die Vorentladungslänge in eine solche Stellung zum anderen Lichtbogenschaltstück bringbar ist, in der zwischen ihnen Entladungen auftreten können, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (274) durch das Fahren des Schalters in die Betriebsstellung derart spannbar ist, daß das Lichtbogenschaltstück (266), an dem das eine Ende der Feder (274) befestigt ist, zum anderen Lichtbogenschaltstück (250) hin eine Schnappbewegung ausführt und mit diesem eine elektrische Verbindung herstellt (F i g. 2, 3).

2. Fahrbarer Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (274) durch das Fahren des Schalters in die

Trennstellung derart spannbar ist, daß sich das eine Lichtbogenschallstück (266) von dem anderen I.ichtbogensclialtstück (250) mit einer Schnapphewegiiiig löst.

3. Fahrbarer Leistungsschalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Feder (274) bei Annähern der Trennschaltstiicke (1.2, 25; 13, 26, Fig. 1) über die Totpunktlinie führbar ist, die durch die Verbindungslinie zwischen dem Aufhängepunkt (269) des anderen Endes der Feder und dein Lagerpimkt (258) des beweglichen Lichtbogenschaltstückes (266) gegeben ist.

4. FaIu barer Leistungsschalter nach Anspruch 2.. dadurch gekennzeichnet, daß das eine

IO

Ende der Feder (274) bei Annähern und Trennen der Trennschaltstücke (12, 25; 13, 26, Fig. 1) über die Totpunktlinie führbar ist, die durch die Verbindungslinie zwischen dem Aufhängepunkt (269) des anderen Endes der Feder und dem Lagerpunkt (258) des beweglichen Lichtbogenschaltstückes (266) gegeben ist.

5. Fahrbarer Leistungsschalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (274) durch ein an dem einen Trennschaltstück angebrachtes (12, 13, Fig. 1) Isolierstoffstück (251) betätigbar ist, dessen Länge in Richtung auf das andere Trennschaltstück (25, 26, Fig. 1) größer ist als die Vorentladungslänge zwischen den Trennschaltstücken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen