DE1765246A1 - Hochspannungsschalter - Google Patents
HochspannungsschalterInfo
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Description
43 Essen-Werden, Ruhrtalstr. 19
Tp-Nr. 67
Zu den bekannten AusfUhrungsformen von Hochspannungsschaltern für
Freiluftaufstellung gehören die,bei denen die Strombahn horizontal
oder senkrecht geschwenkt wird, um den Schalter ein- oder auszuschalten.
Die Betätigung erfolgt durch das Drehen oder Heben und Senken von Isolatoren,die zusätzlich zu den auf den Unterkonstruktionen
montierten StUtzisolatoren vorgesehen sind.Diese Ausführungsformen
eines Hochspannungsschalter werden gewöhnlich als Trennschalter eingesetzt, der nur im stromlosen Zustand ein- und ausgeschaltet
werden darf. Für das Ein- und Ausschalten von Lastströen, sowohl von Betriebsströmen, als auch von Kurzschlusströmen werden
üblicherweise Leistungsschalter verwendet, die jedoch erheblich aufwendiger
und komplizierter und daher auch teurer sind als Trennschalter. Sehr häufig ist es dagegen nur erforderlich, vergleichsweise
kleinere Ströme abzuschalten, wie sie bei leerlaufenden Transformatoren,
leerlaufenden Kabeln und Freileitungen vorkommen, sowie auch
die Auftrennung von Ringleitungen vorzunehmen. Hierfür reichen sogenannte
Lasttrennschalter aus.
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Ein Hochspannungslasttrennschalter für Spannungen von 60000 Volt
und mehr, der für Freiluftaufe teilung geeignet ist, wurde bereits
durch die Deutsche Patentschrift 1 015 895 bekannt und ist
dadurch gekennzeichnet, daß neben den beiden senkrecht montierten Isolatoren, an denen die Schaltglieder angebracht sind und an die
auch die ankommende und abgehende Freileitung angeschlossen ist, auf einem besonderen Tragisolator quer zur Trennstrecke blasende
Düsen vorgesehen sind. Diese Ausführungeform hat sich zwar bewährt,
ist insofern jedoch nachteilig, als ein Gas unter Druck zu bevorraten ist, das während des Schaltvorgangs zur Löschung des
Lichtbogens benötigt wird. Im übrigen sind Lasttrennschalter bekannt,
bei denen an die Hauptstrombahn bildenden Paralellmeseern
eine in Schaltrichtung steife Nebenstrombahn drehbar gelagert ist,
die beim Drhen der Hauptstrombahn in Kontaktöffnungerichtung eine
Feder spannt und kurz vor oder bei Erreichen der Endeteilung der Hauptstrombahn durch die Kraft der gespannten Feder ihr zugeordnete
Nebenkontakte öffnet, wobei den Nebenkontakten Löschkammern zugeordnet sind. Diese AusfUhrungsform ist wegen der Notwendigkeit
der Löschkammern für Freiluftaufstellung jedoch nicht geeignet.Es
sind des weiteren Lasttrennschalter bekannt, bei denen an einer
Hauptstrombahn eine elastische, federnde Nebenetrombahn befestigt
ist, die beim Drehen der Hauptstrombahn in Kontaktöffnungsrichtung
eich federartig spannt und kurz vor oder bei Erreichen der Endstellung
der Hauptstrombahn aus einem ihr zugeordneten Nebenkontakt
herausschnellt und dadurch die Löschung eines Lichtbogens bewirken
soll. Diese AusfUhrungsform erreicht wegen der begrenzten
Federkraft und großen Masse der als selbstfedernde Hilfsetrombahn
verwendeten Metallstäbe nur geringe Schallgeschwindigkeiten und
kann damit nur für die Abschaltung kleinster Ströme bei mittleren Spannungen Verwendung finden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungsschalter
der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß er ohne
Löschkammern und ohne andere Löschmittel, wie Druckluft oder ähnliche, als Lasttrennachalter, insbesondere für Freiluftaufstellung,
verwendet werden kann.
Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsschalter, insbesondere für
Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsschalter, insbesondere für
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-r-
Freiluftaufstellung, bestehend aus einer senkrecht oder waagerecht
schwenkbaren Hauptstrombahn, deren Betätigung durch die axiale
oder rotatorische Bewegung eines Hilfsisolators oder die Drehbewegung
eines Tragisolators erfolgt. Die Erfindung besteht darin, daß an der Hauptstrombahn eine Nebenstrombahn drehbar gelagert ist,
die beim Drehen der Hauptstrombahn in Kontaktöffnungsrichtung eine
Feder spannt, sowie sich selbst federartig verformt und kurz vor oder bei Erreichen der Endstellung der Hauptstrombahn durch die
Kraft der gepsannten Feder sowie ihre eigene Federkraft mit einer Geschwindigkeit von mehr als 15 m pro Sekunde ihr auf dem Isolator
zugeordnete Hebenkontakte öffnet.
Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten der konstruktiven
Ausgestaltung des erfindungsgemäeeen Hochspannungsschalters. Eine
bevorzugte AusfUhrungsform besteht nach der Lehre der Erfindung darin,
daß die Nebenetrombahn in ihrer Längeauedehnung ein unterschiedliches
Widerstandsmoment sowohl bezüglich einer Beanspruchung in
Kontaktöffnungsrichtung, als auch quer dazu hat. Nach weiterer bevorzugter
Ausführungsform ist die Nebenstrombahn ganz oder teilweise
als Hohlkörper ausgebildet, wobei zur Erreichung einer mittleren Schaltgeschwindigkeit von 15 m pro Sekunde, die einer Endgeschwindigkeit
der Spitze der Hilfastrombahn von mehr als 20 ra pro
Sekunde entspricht, die Wandstärke des Hohlprofils weniger als 2,0mm beträgt und bezogen auf den Durchmesser der Maßquotient kleiner als
1/4 ist. Nach weiterer die Nebenstrombahn betreffender Lehre der Erfindung ist der Durchmesser des Hohlkörpers in der Nähe der Einspannstelle
größer als im Endbereich, wodurch die Eigenfederung der HiIfestrombahn begünstigt und die Schaltgeschwindigkeit erhöht
wird. Bezüglich der am Drehpunkt angeordneten Feder zur Beschleunigung der Hilfestrombahn können nach der Lehre der Erfindung
neben auf Zug und/oder auf Druck beanspruchte Schraubenfedern und/
oder auf Torsion beanspruchte Federstäbe bevorzugt Spiralfedern verwendet werden. Um die Bremskräfte möglichst klein zu halten,soll
nach der Lehre der Erfindung die Beschleunigungefeder gleichzeitig
als Stronübergang zwischen Nebenstrom und Hauptstrombahn Verwendung
finden. Schließlich lehrt die Erfindung auch, daß eine zumindest teilweise Isolierung der Nebenstrombahn sich für die Spannungefestigkeit
zwischen den feststehenden und dem beweglichen Kontakt günstig
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auswirkt. Ferner lehrt die Erfindung, auf der Hauptetrombahn einen
oder mehrere Anschläge zum Abbremsen der Nebenstrorabahn anzuordnen,
der gleichzeitig die richtige Lage der Hilfsstrombahn bei wiederholten
Schaltvorgängen sicherstellt.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß der erfindungsgeraässe Hochspannungsschalter
ohne Löschkammern und ohne andere Löschmittel als Lasttrennschalter
für Freiluftaufβ teilung verwendet werden kann und Scheltgeschwindigkeiten
von mehr als 20 m pro Sekunde erreicht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausf
iihrungsbeispiel dar β teilenden Zeichnung ausführlicher erlXutert.
Es zeigen:
Figur 1) eine Ansicht eines erfindungsgeraässen Hochspannungsschalter,
Figur 2) eine Draufsicht des Gegenstandes nach Figur 1) Figur 3) in gegenüber Figur 1 u. 2) vergrößerter Darstellung das
obere Ende des Tragisolators mit der darauf angeordneten Hauptstrombahn und der an dieser drehbar gelagerten Nebenet
rombahn,
Figur 4) eine Draufsicht des Gegenstandes nach Figur 3) Figur 5) den Gegenstand nach Figur 3), jedoch mit einer anderen Aueführungsform
der Nebenstrombahn. Figur 6) zwei andere Bauformen des Gegenstandes nach Figur 1)
Der in den Figuren dargestellte Hochspannungsschalter 1 besteht aus
einem Tragisolator 2, an den eine Hauptstrombahn 3 starr angeschlossen
ist, und einen in einem Abstand von etwa der Länge der Hauptstrombahn 3 gleichfalls montierten Isolator 4, auf dem die der
Hauptstrombahn 3zugeordneten Hauptkontakte 5 vorgesehen sind. Zur
Drehung des Tragisolators 2 und damit zum öffnen bzw. Schließen des
Hochspannungsschalters I ist eine Betätigungsvorrichtung 6 vorgesehen. Hauptkontakte S und Hauptetrombahn 3 sind so angeordnet, daß
beim Einschalten hierüber zuerst die Kontaktgabe erfolgt und erst danach die Nebenstrombahn 7 und die Nebenkontakt· 9 mit einander in
Eingriff kommen. Damit wird erreicht, daß bei einem versehentlichen Einschalten auf einen Kurzschluß oder einen Erdschluß nur die Haupt-*
strombahn 3 und die entsprechend dimensionierten Hauptkontakte 5 be-
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ansprucht werden. Beim Ausschalten öffnen sich zuerst Hauptetrombahn
3 und Hauptkontakte 5 lichtbogenfrei, da die Stroraführung von
der Nebenstrombahn 7 und den Nebenkontakten 9 weiter aufrecht erhalten wird. Die Nebenstrombahn 7 wird dabei noch in ihrer
Schließstellung gehalten unf federnd gespannt. Bei der Drehung der Hauptstrombahn 3 in Kontaktöffnungsrichtung spannt sich auch die
sich zwischen der Hauptstrombahn 3 und der Nebenstrombahn 7 befindende
Feder 8 und erst kurz vor- oder bei Erreichen der Endstellung der Hauptstrombahn 3 wird die Nebenstrombahn 7 durch die
Kraft der gespannten Feder 8 und ihrer eigenen Federkraft mit einer Geschwindigkeit von mehr als 15 m pro Sekunde von den Nebenkontakten
9 wegbewegt. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter
AusfUhrungsform der Erfindung ist die Feder eine Spiralfeder.Durch
die hohe Kontaktöffnungegeschwindigkeit wird erreicht, daß auch ohne zur Hilfe nähme von Löschkammern oder anderen Löschmitteln der
entstehende Lichtbogen schnell und sicher abreißt. Auf der Hauptstrombahn
3 sind Anschläge 10 vorgesehen, die die Nebenstrombahn
abbremsen.
Xn der Figur 5 ist eineAusfUhrungsform eines erfindungsgemäßen Hochspannungsschalter
β 1 gezeigt, bei der die Nebenstrombahn 7 zu etwa
4/5 ihrer Länge mit einer silierenden Umhüllung versehen ist.
Figur 6 zeigt die baukastenförmige Erweiterung des Hochspannungeschalters
nach Figur 1 mit zwei in Reihe liegenden Schaltstrecken.
Auseerdem ist die Hilfsstrombahn in etwas größerer Entfernung von
der Hauptstrombahn angeordnet und auf den feststehenden Stützisolatoren
4 oberhalb der Gegenkontakte 5 ist jeweils ein Widerstand 11 vorgesehen, der bei Öffnung der Hauptetrombahn 3 in den Stromkreis
eingeschaltet wird. Die der Hilfsetrombahn 7 zugeordneten Kontakte
9 sind hierbei am oberen Ende der Wideretandssäulen 11 montiert·
Man erkennt aus den Figuren, daß die Hauptkontakte jede beliebige Gestalt aufweisen können. Insbesondere können sie so gestaltet
werden, daß bei Freiluftaufstellung unvermeidliche Eisansätze abgesprengt
werden und günstiges Einechaltverhalten sichergestellt
ist.
109842/CKR5
Claims (16)
1.) Hochspannungsschalter insbesondere für Freilufteufstellung
bestehend aus einer senkrecht- oder waagerecht schwenkbaren Hauptstrorabahn, deren Betätigung durch die axiale oder rotatörieche
Bewegung eines Antriebs isolators oder die Drehbewegung des Tragisolators erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Nähe der Hauptstrombahn eine Neben«trombahn angeordnet
ist, die kurz vor oder bei Erreichen der Ausschalt-' endstellung der Hauptstrombahn durch eine ihr zugeordnete
Feder sowie ihre eigene Federspannung ihr zugeordnete Nebenkontakte in schneller Bewegung öffnet.
2.)Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß die Nebenstrombahn an der Hauptstrombahn befestigt ist.
3.) Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß die federnde Verformung der Nebenstrombahn einem Schaltwinkel der Hauptstrombahn von mehr als 5 und weniger als 35
entspricht.
4.) Hochspannungsschalter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß die der Nebenstrombahn zugeordnete Feder bei der öffnung
der Nebenkontakte einen Verdrehwinkel von 5 bis 45° hat.
5.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgeschwindigkeit
einen Wert von mehr als 15 m pro Sekunde erreicht.
6.) Hochspannungsschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Nebenstrombahn ein
zur Schaltspitze hin abnehmendes Widerstandsmoment besitzt.
7.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenstrombahn ein
Hohlkörper mit einem Verhältnis der Wandstäkk· sun Aussendurchmesser
von weniger als 1:4 ist.
1098A2/0A65
8.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenetrombahn
teilweise zylindrisch und teilweise konisch ausgebildet ist.
9.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenstrombahn
mehrere Teilbereiche mit unterschiedlicher Formgebung und Wandstärke hat.
10.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenetrombahn
in einzelnen Teilbereichen federnd, in anderen Bereichen steif ausgebildet ist.
11.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Nebenetrombahn mindestens teilweise nicht leitend ist.
12.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Oberfläche der Nebenstrombahn einen isolierenden Auftrag
hat.
13.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenetrombahn
mindestens zum Teil eine isolierende Umhüllung hat.
14.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche daudrch gekennzeichnet, daß der Stromkreis der
Nebenstrombahn hochohmig ausgeführt ist.
15.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der Ncbenstrombahn raindeetens ein Zusatzwideretand vorgesehen ist.
16.) Hochspannungsschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaltatrecken in Reihe geschaltet sind.
109842/0465
Leerseite
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