DE19547098A1 - Leistungsschalter mit einem Einschaltwiderstand - Google Patents
Leistungsschalter mit einem EinschaltwiderstandInfo
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Description
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem
Leistungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Patentschrift EP 0 152 583 B1 ist ein
Leistungsschalter mit einem Einschaltwiderstand beschrieben,
der in einem Hochspannungsnetz eingesetzt werden kann.
Dieser Leistungsschalter weist zwei in Reihe geschaltete
Löschkammern auf und einen Einschaltwiderstand, der aus zwei
Teilwiderständen aufgebaut ist. Dieser Einschaltwiderstand
wird nach dem Einschalten mittels eines Widerstandskontakts
überbrückt. Der Einschaltwiderstand ist in der Mitte
zwischen den beiden Löschkammern angeordnet. Der
Widerstandskontakt schließt beim Einschalten nach den
Löschkammern und öffnet sich beim Ausschalten nach den
Löschkammern. Der Widerstandskontakt wird durch einen
vergleichsweise aufwendigen Antriebsmechanismus betätigt.
Aus der US-Patentschrift 4,421,962 ist ein weiterer
Leistungsschalter mit einem Einschaltwiderstand bekannt. Bei
diesem Leistungsschalter wird der Einschaltwiderstand beim
Einschalten mittels eines Hilfskontakts in den Stromkreis
geschaltet und danach dann durch die sich schließenden
Löschkammerkontakte überbrückt.
Der Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist,
liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter mit
einem Einschaltwiderstand und einem Widerstandskontakt
anzugeben, der einfach und platzsparend aufgebaut ist, und
bei dem die zeitgenaue Betätigung des Widerstandskontakts
mit einfachen Mitteln erreicht wird.
Der erfindungsgemäße Leistungsschalter kann ohne
Modifikationen in jeder Einbaulage eingesetzt werden. Er ist
besonders für Freiluftschalter geeignet, ein Einbau der mit
einem Einschaltwiderstand bestückten Löschkammer dieses
Leistungsschalters ist jedoch sehr einfach auch in
metallgekapselten gasisolierten Schaltanlagen möglich.
Das Einschaltverhalten bereits im Betrieb stehender
Leistungsschalter kann durch die Nachrüstung dieser
Leistungsschalter mit einem Einschaltwiderstand samt
zugehörigem Widerstandskontakt entscheidend verbessert
werden. Eine derartige Nachrüstung ist mit vergleichsweise
geringem Aufwand möglich, da nur eine geringe Anzahl von
Teilen hierfür benötigt wird. Zudem ist es sehr vorteilhaft,
daß der Platzbedarf für diese Aufwertung des
Leistungsschalters sehr gering ist, so daß diese Aufwertung
keine aufwendigen Umbauten in der bereits bestehenden
Schaltanlage erfordert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und die damit
erzielbaren Vorteile wird nachfolgend anhand der Zeichnung,
welche lediglich einen möglichen Ausführungsweg darstellt,
näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen ersten Teilschnitt durch einen
erfindungsgemäßen Leistungsschalter, wobei die obere
Zeichnungshälfte den ausgeschalteten und die untere
Zeichnungshälfte den eingeschalteten Zustand darstellt,
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein erstes Koppelelement des
Leistungsschalters im ausgeschalteten Zustand,
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch ein zweites Koppelelement
des Leistungsschalters im eingeschalteten Zustand, und
Fig. 4 zeigt ein schematisches elektrisches Ersatzschaltbild
eines mit einer Löschkammer ausgeführten Leistungsschalters.
Bei allen Figuren sind gleich wirkende Elemente mit gleichen
Bezugszeichen versehen. Alle für das unmittelbare Verständ
nis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind nicht
dargestellt.
Ein Leistungsschalter weist eine zylindrisch ausgebildete,
längs einer zentralen Achse 1 erstreckte Löschkammer 2 auf,
von der jedoch lediglich ein das Löschkammervolumen nach
außen abschließendes isolierendes Gehäuse 3 samt
metallischem Anschlußflansch 3a und ein zum Teil die
Auspuffgase führendes Metallgehäuse 4 dargestellt ist. Das
Löschkammervolumen ist mit einem isolierenden Gas, in der
Regel SF₆-Gas, gefüllt. Die Löschkammer 2 weist ein Paar
Abbrandkontakte auf. Die Abbrandkontakte der Löschkammer 2
werden hier beide bewegt, und zwar durch einen nicht
dargestellten Antrieb in Verbindung mit zwei einander
diametral gegenüberstehend angeordneten Zahnstangen, wie
dies beispielsweise in der Patentschrift EP 0 313 813 B1
beschrieben ist. Beim erfindungsgemäßen Leistungsschalter
sind diese Zahnstangen jeweils mit einer aus Stahl
gefertigten Betätigungsstange 5, 6 mechanisch gekoppelt. Die
Betätigungsstangen 5 und 6 erstrecken sich entlang der
Achsen 7 und 8, wobei die Achsen 7 und 8 ebenfalls einander
diametral gegenüberstehen und parallel im gleichen Abstand
zur zentralen Achse 1 verlaufen. Im Bereich des
Metallgehäuses 4 ist jede der Betätigungsstangen 5 und 6 mit
einem gleich ausgebildeten Koppelelement 9, 10 versehen,
dessen Aufbau später beschrieben wird. In der Fig. 1 ist
lediglich ein Teil des Koppelelementes 10 zu sehen, in den
Fig. 2 und 3 sind die Koppelelemente 9 und 10 vollständig
dargestellt. Das Metallgehäuse 4 weist einen Endflansch 11
auf, der mit zwei mit jeweils einem Kunststofführungsteil
12 ausgestattete Bohrungen aufweist. In den
Kunststofführungsteilen 12 werden die Betätigungsstangen 5
und 6 geführt. Der Endflansch 11 ist elektrisch leitend mit
einem metallischen Träger 13 verbunden.
Das Gehäuse 3 ist druckdicht mit einem Zwischenflansch 14
aus Metall verbunden. Der Zwischenflansch 14 ist als
Stromanschluß auf dieser Seite der Löschkammer 2
vorgesehen. In den Zwischenflansch 14 ist eine Scheibe 15
aus Isoliermaterial eingelassen. Die Scheibe 15 weist
durchgehende Öffnungen 16 auf, die ein Durchströmen des
SF₆-Gases erlauben. Die einerseits mit dem Zwischenflansch 14
verbundene Scheibe 15 ist andererseits mittels eines
flanschartig ausgebildeten Halterings 17 starr mit dem
metallischen Träger 13 verbunden. Der Haltering 17 dient
zudem der Befestigung von zwei elastischen Puffern 18. Die
Betätigungsstangen 5 und 6 durchdringen den Endflansch 11,
einen Absatz des Trägers 13 und die Puffer 18. Am Träger 13
ist auf der dem Endflansch 11 abgewandten Seite ein Bund 19
angearbeitet, dessen dem Endflansch 11 zugewandte Schulter
einen ringförmig ausgebildeten elastischen Anschlag 20
abstützt. Auf der dem Endflansch 11 abgewandten Seite ist
der Träger 13 mit einem zylindrisch ausgebildeten Kolben 21
verbunden, in den auf seiner äußeren Fläche Spiralkontakte
22 und diesen zugeordnete Führungsringe aus Kunststoff
teilweise eingelassen sind. Auf den Spiralkontakten 22 und
den Führungsringen gleitet ein metallischer Kontaktzylinder
23. Der Kontaktzylinder 23 weist auf der dem Endflansch 11
abgewandten Seite eine radial nach außen gerichtete Wulst
24 auf. Die Wulst 24 kann beispielsweise aus versilbertem
Wolframkupfer bestehen. Auf der dem Endflansch 11
zugewandten Seite ist der Kontaktzylinder 23 mit einem
Zylinderboden 25 versehen, in welchen die Betätigungsstangen
5 und 6 eingeschraubt sind. Diese Schraubverbindungen sind
mit jeweils einer Kontermutter 26 gesichert. Diese
Kontermuttern 26 wirken beim Ausschalten mit den Puffern 18
zusammen, während beim Einschalten der Zylinderboden 25 auf
den Anschlag 20 auftrifft. Im Raum zwischen dem
Kontaktzylinder 23 und dem Träger 13 ist eine Spiralfeder 27
vorgesehen, welche den Kontaktzylinder 23 mit einer Kraft in
Richtung auf den Endflansch 11 zu beaufschlagt.
Der Zwischenflansch 14 ist druckdicht und elektrisch leitend
mit einem metallischen Gehäuse 28 verbunden, welches den
Kontaktzylinder 23 konzentrisch umgibt. Auf der dem
Zwischenflansch 14 abgewandten Seite des Gehäuses 28 ist ein
Flansch 29 angebracht an den ein geschlossenes metallisches
Widerstandsgehäuse 30 druckdicht und elektrisch leitend
angeflanscht ist. Im Innern des Gehäuses 28 ist an den
Flansch 29 ein Kontaktträger 31 angeflanscht, der eine
zylindrisch ausgebildete, korbartige Anordnung von federnd
befestigten Kontaktfingern 32 hält. Der Kontaktträger 31
weist nicht dargestellte Durchgangsöffnungen auf, die das
Volumen innerhalb des Gehäuses 28 mit dem vom
Widerstandsgehäuse 30 umschlossenen Volumen verbinden,
so daß hier ein Austausch des SF₆-Gases stattfinden kann.
Die Kontaktfinger 32 bilden mit dem Kontaktzylinder 23 eine
lösbare Kontaktanordnung, die als Widerstandskontakt 33
bezeichnet wird. Im eingeschalteten Zustand des
Widerstandskontakts 33 sind die Kontaktfinger 32 mit der
Wulst 24 des Kontaktzylinders 23 in Eingriff und halten mit
ihrer Federkraft den Kontaktzylinder 23 in seiner
Einschaltstellung fest. Der Widerstandskontakt 33 ist so
ausgebildet, daß er den vollen Nennstrom des
Leistungsschalters während unbegrenzter Zeit führen kann.
Auf der dem Flansch 29 abgewandten Seite des Kontaktträgers
31 ist ein Isolationskörper 34 befestigt, der eine zentrale
Öffnung 35 aufweist. Der Isolationskörper 34 trägt eine
Kontaktplatte 36 aus Metall, welche eine zentrale Bohrung 37
aufweist. In die Wand dieser zentralen Bohrung 37 ist ein
Spiralkontakt 38 eingelassen, der elektrischen Kontakt
herstellt mit der Oberfläche einer Kolbenstange 39, die an
den Kolben 21 angeformt ist und diesen in axialer Richtung
verlängert. Die Kolbenstange 39 durchdringt den
Kontaktträger 31, den Isolationskörper 34 und die
Kontaktplatte 36. Die Kolbenstange 39 wird nach der
Kontaktplatte 36 in axialer Richtung verlängert durch einen
zentralen Führungsbolzen 40, der von einem Isolierrohr 41
umgeben ist. Auf das Isolierrohr 41 ist ein Stapel von
zylindrisch ausgebildeten Widerstandskörpern 42 mit einer
zentralen Bohrung, die etwas größer im Durchmesser ist als
der Durchmesser des Isolierrohrs 41, aufgeschoben. Die
Widerstandskörper 42 sind außen so beschichtet, daß
Zersetzungsprodukte des SF₆-Gases deren Oberfläche nicht
angreifen können. Auf der der Kontaktplatte 36
gegenüberliegenden Seite des Stapels ist eine zylindrisch
ausgebildete metallische Druckscheibe 43 mit einer zentralen
Bohrung, die etwas größer im Durchmesser ist als der
Durchmesser des Isolierrohrs 41, aufgeschoben. Zudem ist auf
das Isolierrohr 41 ein Stapel von Tellerfedern 44
aufgeschoben, der ebenfalls durch das Isolierrohr 41 geführt
ist, und der sich gegen das metallische Widerstandsgehäuse
30 abstützt. Die Tellerfedern 44 werden, wenn das
Widerstandsgehäuse 30 mit dem Flansch 29 druckdicht
verschraubt wird, so gespannt, daß ein einwandfreier
Stromübergang von der Kontaktplatte 36 auf die
Widerstandskörper 42 und zwischen diesen und von diesen über
die Druckscheibe 43 und die Tellerfedern 44 auf das
Widerstandsgehäuse 30 sichergestellt ist.
Die Fig. 2 zeigt das entlang der Achse 7 erstreckte
Koppelelement 9 bei ausgeschalteter Löschkammer 2. Das
Koppelelement 9 weist ein zylindrisch ausgebildetes Gehäuse 45
aus einer Aluminiumlegierung auf, welches auf seiner
linken, den Abbrandkontakten der Löschkammer 2 zugewandten
Seite, durch eine entsprechende Abdeckung 46 verschlossen
ist. In das Zentrum der Abdeckung 46 ist die unmittelbar mit
der oberen Zahnstange der Löschkammer 2 verbundene
Betätigungsstange 5 eingeschraubt und mittels einer
Kontermutter 47 gesichert. Das Gehäuse 45 weist eine
zentrale Bohrung 48 auf, die auf der der Abdeckung 46
zugewandten Seite einen etwas größeren Durchmesser
aufweist. Im Bereich des größeren Durchmessers ist ein
Tellerfedernpaket 49 eingebaut, welches sich gegen die
Abdeckung 46 und einen der Abdeckung 46 gegenüber liegenden
Bund 50 in der zentralen Bohrung 48 abstützt. Im Bereich des
kleineren Durchmessers ist die zentrale Bohrung 48 zumindest
teilweise mit einer Gleithülse 51, die in der Regel aus
einer Stahllegierung gefertigt ist, ausgekleidet. Die
Gleithülse 51 ist etwas kürzer als der Bereich des kleineren
Durchmessers der zentralen Bohrung 48, wobei zwischen dem
der Abdeckung 46 abgewandten Ende der Gleithülse 51 und dem
Endteil 52 des Gehäuses 45 in der zentralen Bohrung 48 ein
zweites Tellerfedernpaket 53 positioniert ist. In das
Endteil 52 ist eine mit einem Führungsring 54, der
beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen gefertigt ist,
versehene zentrale Bohrung eingelassen. Durch diesen
Führungsring 54 wird die rechts aus dem Gehäuse 45
austretende Betätigungsstange 5 geführt. Die
Betätigungsstange 5 ist auf dem der Abdeckung 46 zugewandten
Ende mit einem Kolben 55 versehen, der mindestens einen
Kolbenring 56 aufweist, der beispielsweise aus
Polytetrafluoräthylen gefertigt ist, und der in der
Gleithülse 51 verschiebbar ist. Der Kolben 55 legt von der
Ausschaltstellung in die Einschaltstellung einen Hub H1
zurück.
Die Fig. 3 zeigt das entlang der Achse 8 erstreckte
Koppelelement 10 bei eingeschalteter Löschkammer 2. Das
Koppelelement 10 ist genau gleich aufgebaut wie das
Koppelelement 9. In die Abdeckung 46 ist hier auf der den
Abbrandkontakten der Löschkammer 2 zugewandten Seite die
Betätigungsstange 6 eingeschraubt. An den in der Gleithülse
51 sich bewegenden Kolben 57 ist die Fortsetzung der
Betätigungsstange 6 angeformt, welche nach rechts aus dem
Gehäuse 45 austritt. In der Einschaltstellung der
Löschkammer 2 berührt der Kolben 57, wie dies in Fig. 3
dargestellt ist, das Tellerfedernpaket 49. Der Kolben 57
weist auf der dem Tellerfedernpaket 49 abgewandten Seite
eine Schulter 58 auf.
Das Koppelelement 9 unterbricht die Betätigungsstange 5, und
zwar so, daß die Achse 7, entlang derer sich die
Betätigungsstange 5 bewegt, für beide Teile der
Betätigungsstange 5 erhalten bleibt. Beim Einschalten wird
jedoch die Bewegung des Kontaktzylinders 23 des
Widerstandskontakts 33 verzögert, da die von der Zahnstange
über die Betätigungsstange 5 und die Abdeckung 46 auf das
Gehäuse 45 übertragene axiale Bewegung erst nachdem das
Gehäuse 45 den Hub H1 zurückgelegt hat, auf den Kolben 55
und damit über die rechte Fortsetzung der Betätigungsstange
5 auf den Kontaktzylinder 23 übertragen wird.
Das Koppelelement 10 unterbricht die Betätigungsstange 6,
und zwar so, daß die Achse 8, entlang derer sich die
Betätigungsstange 6 bewegt, für beide Teile der
Betätigungsstange 6 erhalten bleibt. Beim Ausschalten wird
jedoch die Bewegung des Kontaktzylinders 23 des
Widerstandskontakts 33 verzögert, da die von der Zahnstange
über die Betätigungsstange 6 und die Abdeckung 46 auf das
Gehäuse 45 übertragene axiale Bewegung nach links erst
nachdem das Gehäuse 45 den Hub H2 zurückgelegt hat, auf den
Kolben 55 und damit über die rechte Fortsetzung der
Betätigungsstange 5 auf den Kontaktzylinder 23 übertragen
wird. Die Bewegung des Kontaktzylinders 23 beginnt demnach
erst nachdem das Tellerfedernpaket 53 auf die Schulter 58
des Kolbens 55 aufgetroffen ist.
Die beiden Koppelelemente 9 und 10, deren unterschiedliches
Wirken beim Ein- und beim Ausschalten hier beschrieben ist,
arbeiten stets parallel zueinander, wodurch ein Verkanten
der bewegten Teile sicher vermieden wird. Der
Löschkammerantrieb kann demnach vorteilhaft für eine
vergleichsweise kleine Antriebsenergie ausgelegt werden, da
für die Bewegung des angekoppelten Widerstandskontakts 33
vergleichsweise wenig Energie zusätzlich aufgewendet werden
muß.
Die Fig. 4 zeigt ein schematisches elektrisches
Ersatzschaltbild des ausgeschalteten Leistungsschalters mit
einer einzigen Löschkammer 2. Der Leistungsschalter weist
eine Eingangsklemme 59 und eine Abgangsklemme 60 auf,
zwischen denen die anstehende Netzspannung liegt. Der
Leistungsschalter weist zudem eine
Leistungsunterbrechungsstelle 61 und parallel zu dieser eine
Nennstromunterbrechungsstelle 62 auf. Die Eingangsklemme 59
ist über die Nennstromunterbrechungsstelle 62 mit einer
Klemme 63 und über die Leistungsunterbrechungsstelle 61 mit
einer Klemme 64 verbunden. Die beiden Klemmen 63 und 64 sind
ebenfalls elektrisch leitend miteinander verbunden. Die
Klemme 63 ist über einen Einschaltwiderstand 65 mit der
Abgangsklemme 60 verbunden. Die Klemme 64 ist über den
Widerstandskontakt 33 mit der Abgangsklemme 60 verbunden.
Der Einschaltwiderstand 65 ist aus einer Vielzahl von
Widerstandskörpern 42 aufgebaut. Der Endflansch 11 liegt auf
dem Potential der Klemmen 63 und 64. Die Verbindung von der
Klemme 63 zu der Abgangsklemme 60 wird durch den Träger 13,
den Kolben 21, die Kolbenstange 39, die Spiralkontakte 38,
die Kontaktplatte 36, die Widerstandskörper 42, die
Druckscheibe 43, die Tellerfedern 44, das Widerstandsgehäuse
30, das Gehäuse 28 und den Zwischenflansch 14 verkörpert.
Die Verbindung von der Klemme 64 über den geschlossenen
Widerstandskontakt 33 zu der Abgangsklemme 60 wird durch den
Träger 13, den Kolben 21, die Spiralkontakte 22, den
Kontaktzylinder 23, die Kontaktfinger 32, den Kontaktträger
31, das Gehäuse 28 und den Zwischenflansch 14 verkörpert.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird nun zunächst die
Fig. 4 näher betrachtet. Beim Einschalten schaltet zunächst
die Leistungsunterbrechungsstelle 61 den Stromkreis ein, und
zwar fließt der Strom von der Eingangsklemme 59 über die
Leistungsunterbrechungsstelle 61 und den dazu in Reihe
geschalteten Einschaltwiderstand 65 zu der Abgangsklemme 60.
Die Nennstromunterbrechungsstelle 62 schließt dann etwas
später. Solange dieser Strom durch den Einschaltwiderstand
65 begrenzt wird, können sich im Netz keine unerwünscht
hohen, durch den Einschaltvorgang verursachten
Einschaltüberspannungen ausbilden. Der Einschaltwiderstand
65 darf jedoch nicht zu lange im Stromkreis verbleiben, da
er sonst thermisch überlastet würde. Der Widerstandskontakt
33 schließt deshalb nach einer vorgegebenen zeitlichen
Verzögerung den Einschaltwiderstand 65 kurz, d. h. er
überbrückt den Einschaltwiderstand 65, so daß er thermisch
entlastet wird. Diese beim Einschalten benötigte zeitliche
Verzögerung wird durch die Koppelelemente 9 und 10 erzeugt.
Durch ein Verändern des Hubes H1 und/oder der Charakteristik
der Tellerfedern des Tellerfedernpaketes 49 können
unterschiedliche zeitliche Verzögerungen eingestellt werden.
Beim Ausschalten öffnet zuerst die
Nennstromunterbrechungsstelle 62 und der Strom kommutiert
auf die Strombahn durch die Leistungsunterbrechungsstelle
61, erst danach öffnet die Leistungsunterbrechungsstelle 61
und der in ihr brennende Lichtbogen wird anschließend
gelöscht, womit der Stromkreis unterbrochen ist. Erst
danach, ebenfalls zeitlich verzögert, öffnet der
Widerstandskontakt 33 und der Ausschaltvorgang ist
abgeschlossen. Diese beim Ausschalten benötigte zeitliche
Verzögerung wird ebenfalls durch die Koppelelemente 9 und 10
erzeugt, wobei durch ein Verändern des Hubes H2
unterschiedliche zeitliche Verzögerungen eingestellt werden
können.
Beim Einschalten werden, wie aus den Fig. 1 und 2
ersichtlich, die mit den Zahnstangen direkt verbundenen
Betätigungsstangen 5 und 6 zusammen mit den jeweils mit
ihnen verbundenen Gehäusen 45 nach rechts bewegt. Während
dieser Bewegung schließt die Löschkammer 2, d. h. die
Nennstromunterbrechungsstelle 62 und die
Leistungsunterbrechungsstelle 61, so daß der
Einschaltwiderstand 65 im Stromkreis liegt. Der Strom
fließt jetzt vom Endflansch 11 her durch den Träger 13, den
Kolben 21, die Kolbenstange 39, die Spiralkontakte 38, die
Kontaktplatte 36, die Widerstandskörper 42, die Druckscheibe
43, die Tellerfedern 44, das Widerstandsgehäuse 30, das
Gehäuse 28 und durch den Zwischenflansch 14 heraus aus dem
Leistungsschalter. Solange die beiden Gehäuse 45 den Hub H1
noch nicht vollständig zurückgelegt haben, bleiben die
Kolben 55 bzw. 57 in der in Fig. 2 gezeigten Position stehen.
Erst wenn die beiden Tellerfedernpakete 49 auf den Kolben 55
bzw. 57 aufschlagen, der Aufschlag wird dabei durch das
Tellerfedernpaket 49 abgedämpft, werden die Kolben 55 bzw.
57 mitgerissen und ebenso der mit ihnen durch die
Betätigungsstangen 5 bzw. 6 verbundene Kontaktzylinder 23,
welcher sich dann auf die Kontaktfinger 32 zu bewegt. Sobald
zwischen dem Kontaktzylinder 23 und den Kontaktfingern 32
ein Vorzündlichtbogen auftritt, ist der Einschaltwiderstand
65 überbrückt. Der Vorzündlichtbogen erlischt, sobald der
Kontaktzylinder 23 mit den Kontaktfingern 32 Kontakt macht.
Die Kontaktfinger 32 sind so ausgebildet, daß sie über die
Wulst 24 des Kontaktzylinders 23 gleiten und danach den
Kontaktzylinder 23 formschlüssig in Position halten. In der
endgültigen Einschaltstellung des Kontaktzylinders 23 wird
dieser durch den elastischen Anschlag 20, auf den der
Zylinderboden 25 auftrifft, abgebremst. Während der
Einschaltbewegung des Kontaktzylinders 23 wird die
Spiralfeder 27 vorgespannt. In der Einschaltstellung fließt
der Strom vom Endflansch 11 her durch den Träger 13, den
Kolben 21, die Spiralkontakte 22, den Kontaktzylinder 23,
die Kontaktfinger 32, den Kontaktträger 31, das Gehäuse 28
und den Zwischenflansch 14 heraus aus dem Leistungsschalter.
In dieser Position des Leistungsschalters fließen durch die
Widerstandskörper 42 lediglich unbedeutende Streuströme,
welche den Widerstand thermisch nicht belasten.
Vor dem Ausschalten stehen die Kolben 55 bzw. 57 in der in
Fig. 3 dargestellten Position. Beim Ausschalten werden die
mit den Zahnstangen direkt verbundenen Betätigungsstangen 5
und 6 zusammen mit den jeweils mit ihnen verbundenen Gehäu
sen 45 nach links bewegt. Während dieser Bewegung öffnet
sich die Löschkammer 2, d. h. die Nennstromunterbrechungs
stelle 62 und die Leistungsunterbrechungsstelle 61 öffnen
sich. Der Kontaktzylinder 23 bleibt nach wie vor, gehalten
durch die Kontaktfinger 32, in seiner Einschaltposition
stehen. Die Kraft der vorgespannten Spiralfeder 27 reicht
allein nicht aus, um die formschlüssige Verbindung zwischen
den Kontaktfingern 32 und dem Kontaktzylinder 23 zu lösen.
Selbst bei senkrechtem Aufbau, wenn das Eigengewicht des
Kontaktzylinders 23, zusätzlich zu den anderen Kräften,
durch die Kontaktfinger 32 zu halten ist, löst sich diese
formschlüssige Verbindung nicht von selbst. Erst wenn die
Gehäuse 45 den Hub H2 zurückgelegt haben, zu diesem Zeit
punkt ist der in der Löschkammer 2 brennende Ausschaltlicht
bogen längst erloschen, schlagen die Tellerfedernpakete 53
auf die Schultern 58 der Kolben 55 bzw. 57 auf und reißen
die mit dem Kontaktzylinder 23 verbundenen Kolben 55 bzw. 57
mit. Dieser Aufschlag wird durch die Tellerfedernpakete 53
wirkungsvoll abgedämpft. Der Kontaktzylinder 23 wird aus den
Kontaktfingern 32 herausgezogen. Sobald die Kontaktfinger 32
über die Wulst 24 hinweggeglitten sind, ist der Ausschalthub
der Löschkammer 2 beendet und die Gehäuse 45 der Koppel
elemente 9 und 10 bewegen sich nicht weiter nach links. Der
Kontaktzylinder 23 wird jedoch durch die Kraft der vorge
spannten Spiralfeder 27 weiter nach links in Richtung auf
den Endflansch 11 zu bewegt, und zwar so lange, bis der
Zylinderboden 25 bzw. die beiden Kontermuttern 26 auf die
beiden elastischen Puffer 18 auftreffen. Die Puffer 18
begrenzen den Hub des Kontaktzylinders 23 in seiner
Ausschaltstellung. Die Kolben 55 bzw. 57 stehen dann in der
in Fig. 2 gezeigten Position, der Ausschaltvorgang ist abge
schlossen und die Koppelelemente 9 und 10 sind wieder bereit
für die nächste Einschaltung.
Das hier ausführlich beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt
eine Löschkammer 2 mit zwei gegenläufig bewegten
Abbrandkontakten. Es ist jedoch möglich, auch Löschkammern
mit nur einem bewegten Abbrandkontakt mit
Einschaltwiderständen zu bestücken, wobei auch hier das in
Fig. 4 gezeigte elektrische Ersatzschaltbild gültig ist. Bei
diesem Leistungsschaltertyp müssen jedoch gegebenenfalls die
Betätigungsstangen 5 und 6 zumindest teilweise aus einem
Isoliermaterial gefertigt sein, dies ist insbesondere dann
der Fall, wenn der Endflansch 11 mit dem feststehenden
Abbrandkontakt verbunden ist, so daß die gesamte
Löschstrecke der Löschkammer 2 durch die Betätigungsstangen
5 und 6 überspannt werden muß. In diesem Fall müssen die
Betätigungsstangen 5 und 6 zumindest im Bereich der
Löschstrecke aus einem temperaturbeständigen Isoliermaterial
gefertigt sein.
Bezugszeichenliste
1 zentrale Achse
2 Löschkammer
3 Gehäuse
3a Anschlußflansch
4 Metallgehäuse
5, 6 Betätigungsstangen
7, 8 Achsen
9, 10 Koppelelemente
11 Endflansch
12 Kunststofführungsteil
13 Träger
14 Zwischenflansch
15 Scheibe
16 Öffnungen
17 Haltering
18 Puffer
19 Bund
20 Anschlag
21 Kolben
22 Spiralkontakte
23 Kontaktzylinder
24 Wulst
25 Zylinderboden
26 Kontermutter
27 Spiralfeder
28 Gehäuse
29 Flansch
30 Widerstandsgehäuse
31 Kontaktträger
32 Kontaktfinger
33 Widerstandskontakt
34 Isolationskörper
35 Öffnung
36 Kontaktplatte
37 zentrale Bohrung
38 Spiralkontakt
39 Kolbenstange
40 Führungsbolzen
41 Isolierrohr
42 Widerstandskörper
43 Druckscheibe
44 Tellerfedern
45 Gehäuse
46 Abdeckung
47 Kontermutter
48 zentrale Bohrung
49 Tellerfedernpaket
50 Bund
51 Gleithülse
52 Endteil
53 Tellerfedernpaket
54 Führungsring
55 Kolben
56 Kolbenring
57 Kolben
58 Schulter
59 Eingangsklemme
60 Abgangsklemme
61 Leistungsunterbrechungsstelle
62 Nennstromunterbrechungsstelle
63, 64 Klemme
65 Einschaltwiderstand
H1, H2 Hub
2 Löschkammer
3 Gehäuse
3a Anschlußflansch
4 Metallgehäuse
5, 6 Betätigungsstangen
7, 8 Achsen
9, 10 Koppelelemente
11 Endflansch
12 Kunststofführungsteil
13 Träger
14 Zwischenflansch
15 Scheibe
16 Öffnungen
17 Haltering
18 Puffer
19 Bund
20 Anschlag
21 Kolben
22 Spiralkontakte
23 Kontaktzylinder
24 Wulst
25 Zylinderboden
26 Kontermutter
27 Spiralfeder
28 Gehäuse
29 Flansch
30 Widerstandsgehäuse
31 Kontaktträger
32 Kontaktfinger
33 Widerstandskontakt
34 Isolationskörper
35 Öffnung
36 Kontaktplatte
37 zentrale Bohrung
38 Spiralkontakt
39 Kolbenstange
40 Führungsbolzen
41 Isolierrohr
42 Widerstandskörper
43 Druckscheibe
44 Tellerfedern
45 Gehäuse
46 Abdeckung
47 Kontermutter
48 zentrale Bohrung
49 Tellerfedernpaket
50 Bund
51 Gleithülse
52 Endteil
53 Tellerfedernpaket
54 Führungsring
55 Kolben
56 Kolbenring
57 Kolben
58 Schulter
59 Eingangsklemme
60 Abgangsklemme
61 Leistungsunterbrechungsstelle
62 Nennstromunterbrechungsstelle
63, 64 Klemme
65 Einschaltwiderstand
H1, H2 Hub
Claims (6)
1. Leistungsschalter mit mindestens einer entlang einer
zentralen Achse (1) erstreckten Löschkammer (2), welche
mindestens eine Leistungsunterbrechungsstelle (61) mit
mindestens einem durch einen Antrieb bewegten Kontakt
aufweist, mit mindestens einem zur
Leistungsunterbrechungsstelle (61) in Reihe geschalteten
Einschaltwiderstand (65), mit einem Widerstandskontakt (33),
welcher parallel zum Einschaltwiderstand (65) geschaltet
ist, und welcher beim Einschaltvorgang nach der
Leistungsunterbrechungsstelle (61) schließt und beim
Ausschaltvorgang nach der Leistungsunterbrechungsstelle (61)
öffnet, dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Widerstandskontakt (33) geradlinig entlang mindestens einer Achse (7, 8) mechanisch mit dem mindestens einen bewegten Kontakt verbunden ist,
- - daß in die geradlinige mechanische Verbindung jeweils ein Koppelelement (9, 10) zwischengeschaltet ist, und
- - daß das Koppelelement (9, 10) so ausgelegt ist, daß es sowohl beim Einschaltvorgang als auch beim Ausschaltvorgang zeitlich verzögernd wirkt.
2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,
- - daß das Koppelelement (9, 10) beim Einschaltvorgang und beim Ausschaltvorgang jeweils eine andere Verzögerungszeit aufweist.
3. Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet,
- - daß eine zweifache Verbindung zwischen dem mindestens einen bewegten Kontakt und dem Widerstandskontakt (33) vorgesehen ist, und
- - daß jede dieser beiden Verbindungen sich entlang jeweils einer Achse (7, 8) erstreckt, und
- - daß die beiden Achsen (7, 8) einander gegenüberliegend und parallel im gleichen Abstand zu der zentralen Achse (1) der Löschkammer (2) verlaufen.
4. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Leistungsunterbrechungsstelle (61) zwei sich gegenläufig bewegende Kontakte aufweist.
5. Leistungsschalter nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet,
- - daß der Widerstandskontakt (33) mit dem beweglichen Kontakt verbunden ist, der mit dem Antrieb der Löschkammer (2) unmittelbar verbunden ist.
6. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Koppelelement (9, 10) ein Gehäuse (45) mit einer zentralen Bohrung (48) aufweist, welche einseitig durch eine Abdeckung (46) verschlossen ist,
- - daß in die zentrale Bohrung (48) an jedem der Enden ein Tellerfedernpaket (49, 53) und zwischen diesen eine Gleithülse (51) eingesetzt ist,
- - daß in der Abdeckung (46) eine Betätigungsstange (5, 6) befestigt ist, und
- - daß in der Gleithülse (51) ein Kolben (55, 57) verschiebbar angeordnet ist, an den eine Betätigungsstange (5, 6) angeformt ist, die auf der der Abdeckung (46) gegenüberliegenden Seite aus dem Gehäuse (45) austritt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: LUECK, G., DIPL.-ING. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 7976 |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |