DE2711166C2 - Trennschalter für eine metallgekapselte Hochspannungs-Schalteinrichtung - Google Patents

Description

Beeinflussung des elektrischen Feldes der Zündzeitpunkt eines während Schaltvorgängen unter Spannung sich bildenden Lichtbogens soweit verzögert ist, daß eine schädigende. Einwirkung auf wesentliche Kontaktflächen äußerst verhindert isL

Die im Patentanspruch 1 definierte Lösung erbringt unter anderem den wesentlichen Vorteil, daß durch Beeinflussung des elektrischen Feldes beim Schaltvorgang die tatsächliche Brenndauer eines Lichtbogens de facto näherungsweise so verkürzt wird, wie dies bislang nur mit aufwendigeren Mitteln möglich war.

Die wesentliche Verzögerung des Zündzeitpunktes eines Lichtbogens beruht auf der Wirkung des über einen vorbestimmten Sdiließweg mitgenommenen Schirmes als dielektrischer Reflektor. Hierbei sind die Außenabmessungen beider Schkme verhältnismäßig gering.

Die Unteransprüche 2—4 beinhalten zweckmäßige Ausgestaltungen. Den Ansprüchen 2 und 3 ist entnehmbar, wie die exakte Mitnahme des beweglichen Schirmes über einen vorbestimmten Weg erfolgt

Im Anspruch 4 ist eine besonders vorteilhafte Ausbildung des als Kalotte gestalteten Schirmes angegeben. Durch das Zusammenwirken mit der Reibschlußverbindung z. B. einer Muffe und der Wegbegrenzung ist ein vorteilhafter Weg zur aufgabengemäßen Verminderung der schädlichen Wirkung eines entstandenen Lichtbogens vorgezeichnet.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der schematischen Zeichnung beschrieben, die in Ansicht (im Schnitt) den als Erdungsschalter dienenden Trennschalter mit geöffneten Kontakten zeigt; die Verhältnisse bei geschlossenen Kontakten sind gestrichelt dargestellt

Der mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehene Erdungsschalter für eine gekapselte Hochspannungs-Schalteinrichtung hat ein mit Schwefelhexafluorid SF₆ gefülltes Gehäuse 12 In diesem befindet sich ein zapfenförmiger beweglicher Kontakt 14, der in Schließstellung mV; einem festen Kontakt 16 in Berührung steht. Dieser befindet sich am Ende 17 einer Schmelzschiene 18, die wiederum von einem scheibenförmigen Isolator 20 in der Achse XY'des Gehäuses 12 gehalten ist Eine Betätigungseinrichtung 22 zum zapfenförmigen beweglichen Kontakt 14 weist einen drehbar an einer festen Achse 26 angebrachten Hebel 24 auf und kann den Kontakt 14 in einer quer zur Achse Abfliegenden Richtung soweit verschieben, bis die Berührung mit dsm mit Schließ-Klemmen 28 versehenen festen Kontakt 16 erfolgt. Eine Rückstell-Fcder 30 zieht den beweglichen Kontakt 16 in die Offen-Stellung, in welcher er völlig in eine liefgezogene Kapsel 32 zurückgezogen ist Diese Kapsel ist mittels einem Flansch 34 am Gehäuse 12 befestigt sowie über ein Kabel 36 geerdet Das Ende 17 der Sammelschiene 18 sowie der feste Kontakt 16 des Erdungsschalters 10 sind von einem metallischen festen Schirm, der im folgenden auch Blende 38 genannt wird, umgeben, die eine optimale Verteilung der elektrischen Spannung in der Isolierflüssigkeit bewirkt Der zapfenförmige Kontakt durchdringt eine nahe der Mitte des Flansches 34 befindliche Führungs-Bohrung 40, wobei Schleiß-Kontakte 42 den beweglichen Kontakt elektrisch mit dem Flansch 34 sowie der Erde verbinden.

Ein Schirm, der im folgenden auch Blende 44 genannt wird, in Form einir Kalotte (insbesondere Aluminium, inoxydabler Stahl oder auch Kunstharz mit einem Anstrich bzw. Überzug aut leitendem Material) ist koaxial zu dem zapfenförmigen beweglichen Kontakt angeordnet und kann um einen Abstand d axial verschoben werden. Der Abstand dist durch einstellbare Anschläge 46, 48 bestimmt, die sich auf Führungsstangen 50, 52 befinden, weiche eine formschlüssige Verbindung mit der Blende 44 haben und gleitbar in Bohrungen 54,56 im Flansch 34 geführt werden. Die Blende 44 weist auch eine Muffe 58 auf, die nachgiebig den Zapfen des beweglichen Kontaktes 14 umfaßt und dadurch eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem beweglichen Kontakt 14 und der Blende 44 herstellt.

Der Erdungsschalter wirkt folgendermaßen:
In geöffneter Stellung (in der Zeichnung voll ausgezogen) befinden sich die Blende 44 sowie der zapfenförmige bewegliche Kontakt 14 in zurückgezogener Lage.

Beim Schließen des Erdungsschalters erfolgt eine Bewegung in Richtung des Pfeiles f. Im ersten Bewegungsabschnitt nimmt der Kontakt 14 durch Reibschluß die Blende 44 um die durch die Anschläge 46,48 bestimmte Entfernung d mit In dieser Zwischenstellung ist jeglicher dielektrischer Oberschlag arrgescWossen, weder bei der beweglichen Blende 44 in bezug auf das Erdpotential noch bei der festen Blende unter der Voraussetzung »Nennspannung« oder auch nicht zwischen den offenen Kontakten 14,16. Bei einer weiteren Vorwärtsbewegung des Kontaktes 14 bleibt die Blende 44 stehen. Ein Lichtbogen zündet zwischen den Kontakten 14, 16 und bleibt stehen, bis die Kontakte geschlossen sind. Die Blende 44 dient als dielektrischer Abweiser und vergrößert das Zünden eines Lichtbogens analog dem bekannten Erdanschluß mittels fester Blenden. Die Brenndauer eines Lichtbogens ist hierdurch verkürzt

Durch Vergrößern des Abstandes d mittels der einzustellenden Anschläge 46, 48 kann die Blende 44 auf einen geringen Abstand von der dem festen Kontakt 16 zugeordneten Blende 38 eingeregelt werden. Der Lichtbogen springt somit zunächst zwischen .den Blenden 44, 38 über, um infolge der v/eiteren Bewegung des Kontaktes 14 kurzgeschlossen zu werden. Die Elende 44 spielt somit eine Doppel-Rolle. Zum einen verringert sie dielektrisch die Brenndauer des Lichtbogens. Zum anderen wirkt sie lichtbogenlöschend. Hierdurch wird der Gebrauch von refraktorischem Material auf dem beweglichen Kontakt 14 sowie den Schlie3kammern 28 vermieden oder wenigstens verringert. In letzterem Falle kann es vorteilhaft sein, Mittel vorzusehen, die einem Stehenbleiben des Lichtbogens auf der Blende 44 entgegenwirken. Beispielsweise kann ein gestrichelt dargestellter Dauermagnet 60 vorgesehen sein, der ein Drehen des Fußpunktes des Lichtbogens bewirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Iusten sowie mit Schaltorganen bekannt, wobei ein Patentansprüche: Schirm von den beiden, die Schaltorgane einer Schaltstelle umfassenden Schirmen größer als der andere

1. Trennschalter für eine metallgekapselte Hoch- Schirm und so groß ist, daß er bei geschlossenem Schalspannungsschalteinrichtung mit einem beweglichen 5 ter den kleineren Schirm umschließt Hierbei kann als Schaltstiftkontakt einem Antrieb, um diesen Schalt- Schaltorgan ein Schaltstift verwendet sein, dem der bestiftkontakt verhältnismäßig langsam zur Berührung wegüche Schirm zugeordnet ist Dieser Schirm wird eines festen Kontaktes in Schließstellung bzw. in ei- durch die Bewegung des Schaltstiftes selbst bewegt und nen Abstand zum festen Kontakt in Offenstellung zu überdeckt in geschlossenem Zustand des Schalters den verschieben, und mit zwei Feldverteilungsschirmen, 10 Schirm des festen Kontaktstückes, im geöffneten Zunämlich einem den festen Kontakt koaxial umschlie- stand des Schalters wird der Schirm über die dann freie ßenden festen Schirm und eimern auf dem Schaltstift- Spitze des Schaltstiftes geschoben und bedeckt diese, kontakt längsbeweglich angeordneten, den Schalt- Damit die bekannte Einrichtung funktionieren kann, stiftkontakt koaxial umschließenden beweglichen muß der größere Schirm entsprechend reichlich dimen-Schirm, wodurch in Offenstellung des Schalters das 15 sioniert sein, was zu einer beträchtlichen Vergrößerung Kontaktende zur günstigen Feldverteilung über- der Kapselung mit entsprechenden Folgen für die Dideckt ist wobei der bewegliche Schirm den über- mensionierung sowie die Kosten der gesamten Schaltdeckten beweglichen Schaltstiftkontakt zumindest anlage führt

während eines ersten Teiles der Schließbewegung Aus der CH-PS 4 44 941 ist ferner ein Trennschalter begleitet dadurch gekennzeichnet, daß 20 mit festen Schirmkappen bekannt, die sowohl feste die beiden Schirme (38, 44) etwa gleich groß sind. Kontakte als auch einen beweglichen Kontaktträger daß der bewegliche Schirm (44) am Ende des ersten umgeben. Hierbei hört ein verhindernder Einfluß auf die Teiles der Schließbewegung in einer Zwischenstel- Lichtbogenbildung auf, sobald der Schaltstift aus dem lung in einem Abstand von dem anderen Schirm (38), entsprechenden Schirm heraus vorspringt
der dem Durchschlags-Abstand entspricht zurück- 25 Aus der DE-AS 12 38 545, welche auf die gleiche Angehalten wird und daß der S<±altstiftkontakt (14) bei melderin zurückgeht, ist ein Druckgasschalter mit zwei seiner Weiterverschiebung nach Passieren des be- zur Stromübertragung nicht dienenden metallischen weglichen, in seiner definierten Zwischenstellung zu- und elektrisch mit den Kontakten des Schalters verbunrückgehaltenen Schirmes (44) zur Schließstellung denen Leitschirmen zur Führung des Druckgases be- und Berührung mit dem festen Kontakt (16) ver- 30 kannt Hierbei werden die Leitschirme während der öffschiebbar is.. längsbewegung des Schalters derart aufeinander zu be-

2. Trennschalter nach Ar ,pruch 1, dadurch ge- wegt, daß ihr gegenseitiger Abstand zur Beeinflussung kennzeichnet, daß während der ersten Bewegungs- der Beblasung des Lichtbogens einen bestimmten, eine Phase der bewegliche Schirm (*S) mit dem zugehöri- optimale Beblasungswirkung sichernden Wert erreicht gen beweglichen Kontakt (14) durch eine Verriege- 35 Insbesondere wird dieser Abstand unmittelbar nach Jungs-Einrichtung gekoppelt und daß die Verriege- dem Erlöschen des Lichtbogens hinreichend vergrößert, lung gelöst ist, sobald der bewegliche Schirm (44) die um dann die gewünschte Spannungsfestigkeit zu ge-Zwischenstellung erreicht hat. währleisten. Bei diesem Schalter dienen somit die Schir-

3. Trennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch me und ihre Bewegung zur Beeinflussung der Gasgekennzeichnet, daß der bewegliche Schirm (44) 40 druckströmungsfläche; das Löschendes Lichtbogens erwährend der ersten Bewegungs-Phase über Reib- folgt ausschließlich durch dessen Bebiasung.

Schluß mit dem beweglichen Kontakt (14) gekoppelt. Ferner ist aus der DE-OS 20 48 683 ein Hochspan-

daß in der Zwischenstellung je ein Begrenzungs-An- nungsschalter mit mindestens einer beweglichen Elek-

schlag (46,48) in Aktion tritt und daß dem Kontakt trode bekannt, bei dem zum Vermindern von Ab-

(14) die Fortsetzung der Bewegung durch die Rei- 45 schmelz- oder Erweichungsvorgängen an den Elektro-

bungs-Verbindung ermöglicht ist. den exzentrisch zur Bewegungsachse der Elektroden

4. Trennschalter nach Anspruch 3, dadurch ge- eine Hilfselektrode angeordnet ist, wobei auch zwischen kennzeichnet, daß der bewegliche Schirm (44) in beiden Elektroden ein Hilfsspalt besteht. Somit wird Form einer Kalotte gestaltet und mit einer mittigen beim Schaltvorgang der zwischen der beweglichen Öffnung für die Passage des ihm zugeordneten be- so Elektrode und der Hilfselektrode sich bildende Lichtboweglichen Kontaktes (14) versehen ist und daß diese gen samt der daraus folgenden schädlichen Beanspru-Mittel-Öffnung ferner mit der den Reibschluß zwi- chung der Elektrodenspitzen auf andere Flächen verlaschen dem beweglichen Kontakt (14) und dem be- gert.

weglichen Schirm (44) bewirkenden Reibungs-Ver- Schließlich ist aus der DE-Anmeldung L 207/3 VIII b,

bindung ausgestattet ist. 55 21c eine Schaltkammer, insbesondere für Installations

selbstschalter bekannt, bei dem zur Verringerung des

Abbrandes bei brückenförmigen Kontakten eine, von

der einen Kontaktbrücke räumlich und elektrisch getrennte, feststehende Metallbrücke vorgesehen ist, auf

Die Erfindung geht aus von einem Trennschalter für 60 welche beim Aussehaltvorgang auf der beweglichen eine metallgekapselte Hochspannungs-Schalteinrich- Kontaktbrücke entstehende Lichtbogen überspringen tung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspru- können. Die zusätzliche Metallbrücke liegt in Ausschaltches 1. richtung hinter der eigentlichen festen Kontaktbrücke.

Aus der DE-AS 10 52 497 ist ein Schubtrennschalter, Diese zusätzliche Metallbrücke hat die Funktion eines insbesondere für metallgekapselte Hochspannungs· 65 Verschleißteiles, dessen Abbrand bewußt in Kauf ge-Sammelschienenanlagen mit gegeneinander isolierten nommenwird.

Phasenleitern und mit Schirmen an den Enden der Aufgabe der Erfindung ist es, einen Trennschalter der

Hochspannungsleiter zur Vermeidung von Corona-Ver- eingangs genannten Gattung anzugeben, bei dem durch