DE2244793A1 - DRIVE FOR HIGH VOLTAGE SWITCHING DEVICES - Google Patents

Description

Antrieb für Hochspannungsschaltgeräte. Drive for high-voltage switchgear.

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät, vornehmlich mehrpoliges Hochspannungsschaltgerät, dessen-bewegliche Kontaktstücke elektromotorisch angetrieben werden.The invention relates to a switching device, primarily multi-pole high-voltage switching device, whose movable contact pieces are driven by an electric motor.

Bei Mittelspannungsschaltgeräten wird als Antrieb meist ein Energiespeicher in Form von Spiralfedern vorgesehen, die die beweglichen Schaltstücke über einen Kurbeltrieb betätigen.In the case of medium-voltage switchgear, an energy storage device is usually used as the drive provided in the form of spiral springs that the movable contact pieces via a Operate the crank mechanism.

Zum Spannen der zu einem Paket vereinigten Federn dient ein Elektromotor, der über ein Getriebe mit dem abtriebsseitigen Enden der Federn verbunden ist. Neben den Federpaketen werden zur Steuerung des Ablaufes der Federn Klinken und Hebeln benötigt, die störanfällig und in der Herstellung teuer sind.An electric motor is used to tension the springs combined to form a package. which is connected to the ends of the springs on the output side via a transmission. Next to The spring assemblies are used to control the sequence of the springs pawls and levers required, which are prone to failure and expensive to manufacture.

Ferner ist bekannt, die beweglichen Schaltarm von Trennachaltern über ein Cetriebe von einen Motor direkt anzutreiben. Hierzu sind ebenfalls Übersetzungagetriebe oder Gestänge erforderlich.It is also known to use the movable switching arm of Trennachaltern to drive a gearbox directly from a motor. There are also transmission gears for this purpose or linkage required.

Diese Getriebe sind nicht nur teuer, sondern benötigen einen relativ großen Einbauraiim.These transmissions are not only expensive, they also require a relative one large installation range.

Die Aufgabe der Erfindung besteht dari»,einen einfachen, raum sparenden Schalterantrieb für llochspannungs-Schaltgeräte zu schaffen, bei dem die vorerwähnten Nachteile vermieden werden.The object of the invention consists in a simple, space-saving one To create switch drive for hole voltage switchgear, in which the aforementioned Disadvantages are avoided.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß als Antrieb für die beweglichen Schaltstücke ein einen zylindrischen Stator aufweisender Linearmotor dient, dessen Antriebsstange mechanisch mit den beweglichen Schaltstücken verbunden ist. Durch den Einsatz von Linearmotoren kann bei Schaitgeräten auf Energiespeicher und Getriebe verzichtet werden. Da die auf dem Markt befindlichen, mit ringförige- Motor versehenen Linearmotoren sehr klein sind, ist der Antrieb für die Schaltgeräte sehr raumsparend. Bildet man hierbei die Antriebsstange als stiftförviges Schaltstück aus, so ist die Anordnung der Linearmotoren am Schaltgerät bzw. Schalterpol besonders einfach. Allerdings ist die als Schaltstift aus6ebildete Antriebsstange it eine. Isolieretück zu versehen, so daß an den auf Erdpotential angebrachten Linearmotor keine Hochspannung gelangt. Bei mehrpoligen Schaltgeräten ist es möglich, allen beweglichen Schaltstücken nur einen Linearrotor zuzuordnen. Die Schaltatücke sind hierbei it einer Traverse aus Isolierstoff miteinander und mit der Antriebsstange des Linearmotors zu verbinden. Danit die Schaltstifte bei nicht erregten Linearmotor in der Einschaltstellung verbleiben, werden die Schaltetücke zzeckmäßig mit einer lösbaren Verklinkung versehen.According to the invention this is achieved in that as a drive for the movable contact pieces a linear motor having a cylindrical stator whose drive rod is mechanically connected to the moving contact pieces is. By using linear motors, switching devices can rely on energy storage and gears are dispensed with. Since those on the market with ring-shaped Motor-equipped linear motors are very small, is the drive for the switching devices very space-saving. If the drive rod is formed as a pin-shaped contact piece off, the arrangement of the linear motors on the switching device or switch pole is special simple. However, the drive rod embodied as a switching pin from FIG. 6 is one. Insulating piece to be provided so that on the linear motor attached to earth potential no high voltage reached. In the case of multi-pole switching devices, it is possible for all only assign one linear rotor to movable contact pieces. The switching pieces are here it is a traverse made of insulating material with each other and with the To connect the drive rod of the linear motor. Danit the switch pins when not energized Linear motor remain in the switch-on position, the switching pieces are zzeckweise provided with a detachable latch.

Ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings and is described in more detail below.

Es zeigen Figur 1 den Pol eines Leistungsschalters mit einem von einem Linearmotor gebildeten Antrieb, Figur 2 den dreipoligen Leistungsschalter, dessen bewegliche Schaltstücke mit einer Traverse aus Isolierstoff miteinander und mit der Antriebsstange des Linearmotors verbunden sind.FIG. 1 shows the pole of a circuit breaker with one of one Linear motor formed drive, Figure 2 the three-pole circuit breaker, its Movable contact pieces with a traverse made of insulating material with each other and with the drive rod of the linear motor are connected.

In den Figuren sind mit 1 die Schalterpole eines ölarmen Leistung schalters bezeichnet. Die von Schaltstiften gebildeten beweglichen Schaltstijcke 2 kommen in Einschaltstellung in Eingriff in die Tulpenkontakte 3. Als Antrieb für die Schaltstifte 2 dient in beiden Ausführungsbeispielen ein Linearmotor 4, dessen ringförmiger Stator 4a die Antriebsstange 5 umfaßt und führt. In Figur 1 ist die Antriebsstange 5 zugleich als Schaltstift ausgebildet, bzw. bildet mit dieser eine Baueinheit, wobei ein Isolierstück 6 verhindert, daß Hochspannung an den auf Erdpotential liegenden Linearmotor 4 gelangt. Es ist dabei auch mbglich, den Linearmotor auch hochspannungsseitig anzuordnen, wobei die Energiezufuhr zum Motor dann indirekt über induktive Kupplungen, z. B. über einen Wandler bzw. über einen Transformator erfolgen müßte.In the figures, 1 is the switch poles of a low-oil power switch designated. The movable switching pieces formed by switching pins 2 come into engagement in the on position in the tulip contacts 3. As a drive for the switching pins 2 is used in both embodiments, a linear motor 4, whose annular stator 4a includes the drive rod 5 and guides. In Figure 1 is the Drive rod 5 at the same time designed as a switching pin, or forms one with this Assembly, wherein an insulating piece 6 prevents high voltage on the ground potential lying linear motor 4 arrives. It is also possible to use the linear motor high voltage side to be arranged, with the energy supply to the motor then indirectly via inductive couplings, e.g. B. via a converter or via a Transformer would have to take place.

In Figur 2 ist ein dreipoliger ölarmer Leistungsschalter dargestellt, dessen Schaltstifte mittels einer Traverse 7 aus Isolierctoff viteinander und mit der Antriebsstange 5 des Linearmotors 4 verbunden sind. Die Schaltstifte 2 sind auf diese Weise starr gekuppelt und werden von eine Linearnotor angetrieben. Werden die Polabstände größer, so wird unter Wegfall der Traverse jedem Sthaltstift bzw. bei Schaltern mit Mehrfachunterbrechung jedem Pol, ein Linearmotor zugeordnet.In Figure 2, a three-pole low-oil circuit breaker is shown, whose switch pins by means of a traverse 7 made of Isolierctoff vit each other and with the drive rod 5 of the linear motor 4 are connected. The switch pins 2 are rigidly coupled in this way and driven by a linear motor. Will If the pole spacing is larger, then each support pin or In the case of switches with multiple interruptions, a linear motor is assigned to each pole.

Mit 8 sind die Anschlüsse des Linearmotors bezeichnet, an die die Steuerspannung angelegt wird.With 8, the connections of the linear motor are designated to which the Control voltage is applied.

Damit der Linearmotor nicht fortwährend an Steuerspannung liegen braucht, ist zweckmäßig jeder Pol mit Verklinkung zum Halten des Schaltstiftes in der EIN und/oder AUS-Stellung zu versehen. Derartige Verklinkungen sind bekannt, so daß darauf nicht näher eingegangen wird.So that the linear motor does not have to be continuously connected to the control voltage, it is useful to have each pole with a latch to hold the switch pin in the ON position and / or OFF position. Such latches are known, so that this will not be discussed in more detail.

Funktionsweise des Antriebes.How the drive works.

Beim Einschalten wird die Steuerspannung an die Klemmen 8 des Linearmotors gelegt und der Stator 4a erregt. Dadurch bewegen sich die Schaltstifte 2 in Pfeilrichtung A bis in die Tulpenkontakte, wo sie mittels eine Anschlages abgebremst werden.When switching on, the control voltage is applied to terminals 8 of the linear motor placed and energized the stator 4a. This causes the switch pins 2 to move in the direction of the arrow A to the tulip contacts, where they are slowed down by a stop.

Eine Verklinkung bzw. mehrere Verklinkungen sorgen dafür, daß der Schaltstift nach Abschalten der Stuerspannung in der EIN- oder AUS-Stellung verbleibt. Zum Ausschalten des Schaltgerätes wird der Linearmotor 4 umgepolt an Spannung gelegt. Die Schaltstange 5 wird dabei nach Anlegen an die Steuerspannung in Pfeilrichtung B bewegt, bis die Trenndistanz der Schaltstifte 2 erreicht wird.A latch or several latches ensure that the The switching pin remains in the ON or OFF position after the control voltage has been switched off. To switch off the switching device, the linear motor 4 is connected to voltage with reversed polarity. The switching rod 5 is in the direction of the arrow after the control voltage has been applied B moves until the separation distance of the switch pins 2 is reached.

Die Ausstellung der Schaltstifte bestim-en hierbei ebenfalls Dämpfungsanschläge.The exposure of the switch pins also determine the damping stops.

Die Erfindung ist sowohl bei Leistungs-, Last- und Trennschaltern mit horizontal als auch mit vertikal bewegten Schaltstücken einzusetzen. Dabei können Linearmotore für Wechsel- oder Drehstrom verwendet werden.The invention applies to circuit breakers, load switches and disconnectors to be used with horizontally and vertically moved contact pieces. Here you can Linear motors for alternating or three-phase current can be used.

Besonders wird sich die Anwendung der Linearmotoren als Antrieb bei Höchstspannungsschaltern mit Doppelunterbrechung pro Pol eignen. Bei derartigen Schaltern kann man im Stützisolator zweier Unter.brechungsstellen den Linearmotor um die gemeinsame, über Kurbeltriebe mit den Schaltstücken in Verbindung stehende Antriebsstange auf Hochspannungspotential anordnen. Die Unterbringung ist atif diese Weise sehr raumsparend, wobei der Wandler ebenfalls im Stützisolator einzubauen wäre.The use of linear motors as a drive will be particularly beneficial Extra high voltage switches with double break per pole are suitable. With such You can switch the linear motor in the post insulator of two interruption points to the common, via crank mechanisms with the contact pieces in connection Arrange actuator stem on high voltage potential. Accommodation is atif this Way very space-saving, whereby the converter can also be installed in the post insulator were.

Um große Schaltgeschwindigkeiten zu erzielen, empfiehlt sich, mit hohen Frequenzen von etwa 150 Hz zu arbeiten.In order to achieve high switching speeds, it is recommended to use high frequencies of around 150 Hz to work.

Claims (12)

Patentanspriiche Claims \9 chaltgerät, vornehmlich mehrpoliges Hochspannungsschaltgerät, dessen bewegliche Kontaktstücke elektromotorisch angetrieben werden d a d u r c h g e k c n n z e i c h n e t , daß als Antrieb für die beweglichen Schaltstücke (2) ein einen zylindrischen Stator aufweisender Linearmotor (4) dient, dessen Antriebsstange (5) mechanisch mit den beweglichen Schaltstücken (2) verbunden ist.\ 9 switching device, primarily multi-pole high-voltage switching device, its Movable contact pieces are driven by an electric motor c n n z e i c h n e t that as a drive for the movable contact pieces (2) a A linear motor (4) having a cylindrical stator is used, the drive rod of which (5) is mechanically connected to the movable contact pieces (2). 2. Schaltgerät nach Anspruch 1 d a d ii r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Antriebsstange (5) zugleich als stiftförmiges bewegliches Schaltstück (2) ausgebildet ist. 2. Switching device according to claim 1 d a d ii r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the drive rod (5) at the same time as a pin-shaped movable contact piece (2) is formed. 3. Schltgerät nach Anspruch 1 und 2 d a d u r c h g e -k e n n z e ic h n e t , daß allen Polen (1) nur ein Linearmotor (4) zugeordnet ist, und daß die beweglichen stiftförmigen Schaltstiicke (2) mittels einer Traverse (7) aus Isolierstoff miteinander und mit der Antriebsstange (5) des Linearmotors (4) verbunden sind. 3. Schltgerät according to claim 1 and 2 d a d u r c h g e -k e n n z e ic h n e t that only one linear motor (4) is assigned to all poles (1), and that the movable pin-shaped switching pieces (2) by means of a cross-member (7) made of insulating material are connected to each other and to the drive rod (5) of the linear motor (4). 4. Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 3 d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Stator (4a) des Linearmotors (4) die betreffende Antriebsstange (5) jeweils uataßt und führt. 4. Switching device according to claim 1 to 3 d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the stator (4a) of the linear motor (4) is the drive rod in question (5) takes and leads in each case. 5. Schaltgerät nach Anspruch 4 d a dur c h gek e n n -z e i c h n e t , daß für jedes bewegliche Schaltstück (2) eine lösbare Verklinkung vorgesehen ist, die das bewegliche Schaltstück (2) in der Ein- oder Aus-Stellung hält.5. Switching device according to claim 4 d a dur c h gek e n n -z e i c h n e t that a releasable latch is provided for each movable contact piece (2) that holds the movable contact piece (2) in the on or off position. 6. Schaltgerät nach Anspruch 2 d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die als Schaltstift (2) ausgebildete Antriebsstange (5) ein Isolierstiick (6) aufweist, das den Schaltstiftteil (2) von dem Antriebsstangenteil (5) elektrisch trennt.6. Switching device according to claim 2 d a d u r c h g e k e n n -z e i c It should be noted that the drive rod (5) designed as a switching pin (2) is an insulating piece (6) which the switch pin part (2) from the drive rod part (5) electrically separates. 7. Schaltgerat nach Anspruch 1 und 2 d a du r c h gek e n n -z e i c h n e t , daß der Linearmotor (4) hochspannungsseitig am Gerät angeordnet ist und indirekt über Wandler oder dergleichen mit Energie versorgt wird.7. Switching device according to claim 1 and 2 d a du r c h gek e n n -z e i c h n e t that the linear motor (4) is arranged on the high voltage side of the device and is supplied with energy indirectly via converters or the like. 8. Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 7 mit Doppelunterbrechung, dessen in Isolierrohren untergebrachte Unterbrechungsstelien von einen gemeinsamen Stützisolator getragen werden, in dem die Antriebastange für die Schaltstücke geführt wird, da du r c h gek e n n -z e i c h n e t , daß die Antriebsstange als Sekundärteil eines im Stützisolator angeordneten Linearmotors (4) ausgebildet ist.8. Switching device according to claim 1 to 7 with double interruption, whose Interruptions placed in insulating tubes from a common post insulator be carried, in which the drive rod for the contact pieces is guided, there you can tell that the drive rod is a secondary part of a is formed in the post insulator arranged linear motor (4). 9. Schaltgerat nach Anspruch 7 und 8 d a du r c h g e k c n nz e i c h n e t , daß der Linearmotor jeweils in oder unterhalb des Isolators der zugehörigen Unterbrechungsstelle angeordnet ist 9. Switching device according to claim 7 and 8 d a du r c h g e k c n nz e i c h n e t that the linear motor is in or below the isolator of the associated Interruption point is arranged 10. Bchalt6erat nach Anspruch 1 bis 9 d a d u r c h g e -k e n n 2 e i c h n e t , daß die Linearmotoren (4) mit einer Wechselspannung höherer Frequenz, z. B. 150 Hz , betrieben werden.10. Bchalt6erat according to claim 1 to 9 d a d u r c h g e -k e n n 2 e i c h n e t that the linear motors (4) with an alternating voltage of higher frequency, e.g. B. 150 Hz, operated. 11. Schaltgerät nach Anspruch 10 d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß zur Änderung der Schalt-tückgexchwindigkeit längs des Schaltweges die Linearmotoren wegabhängig mit einer Wechselspannung unterschiedlicher Frequenz gespeist werden.11. Switching device according to claim 10 d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that to change the switching tückgexch Speed along the switching path the linear motors travel-dependent with an alternating voltage of different frequency be fed. 12. Schaltgerät mit Doppelunterbrechung pro Pol nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h e t , daß jedem Schaltstift der Unterbrechunsstellen ein Linearmotor zugeordnet ist.12. Switching device with double interruption per pole according to claim 1 d A d u r c h g e k e n n n n z e i t that each switch pin of the interruption points a linear motor is assigned.