DE2839424A1 - Trennschalter mit schnellbetaetigung - Google Patents
Trennschalter mit schnellbetaetigungInfo
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- Y10T74/11—Tripping mechanism
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Description
Unterbrecherschalter, die zur Führung von Lastströmen oder
Kurzschlußströmen benötigt werden und die keine Stromunterbrechung bewirken sollen, können eine sehr langsame Betriebsart
besitzen, sie können beispielsweise einige Sekunden für den Öffnungs- oder Schließvorgang benötigen.
Unterbrecherschalter, die unter Spannung geöffnet oder geschlossen
werden müssen oder die auch nur Magnetisierströme oder Sammelschienen-Beladungsströme unterbrechen müssen,
müssen eine sehr schnelle Arbeitsweise beim öffnen oder Schließen aufweisen. Das ist deshalb nötig, weil die Zeit,
in der ein Trennungslichtbogen steht, ausreichend kurz gehalten werden muß, um eine Zerstörung des Schalters durch
fortgesetztes Wiederzünden des Bogens oder Abfunken zu vermeiden,
wodurch ein Kurzschluß zur Erde verursacht werden kann oder um zumindestens eine erhebliche Verkürzung der
Lebensdauer des Schalters zu vermeiden.
Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, einen extrem einfachen,
aber hochwirksamen Antrieb für einen Schnellunterbrecherschalter zu schaffen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen einzigen Antriebsmechanismus zu schaffen, der die
Schnellunterbrecherschalter eines Dreiphasen-Systems antreiben kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines sehr
schnellen Antriebs zur Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit von stark verkleinerten Unterbrecherschaltern (mini-sub disconnect
switches), damit diese Sammelschienen-Ladeströme und Transformator-Magnetisierströme
verarbeiten können.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsanordnung zu schaffen, die einen
Getriebemotor mit geringer Geschwindigkeit mit einer einzelnen Schnappfeder kombiniert, um einen Einphasen- oder Vielphasenschalter
zu betreiben und den Schalter zu einer raschen Bewegung im ersten Teil des Öffnungshubs zu bringen, indem
die Kontakte sich mit hoher Geschwindigkeit voneinander entfernen und zu einer schnellen Bewegung im letzten Teil des
Schließhubes, in dem die Kontakte mit hoher Geschwindigkeit in Eingriff miteinander kommen.
Ein Beispiel eines Unterbrecherschalters, der die Isolierung bestimmter Abschnitte eines gasisolierten Systems erlaubt,
ist in der US-PS 3 778 574 beschrieben. Die US-PS 3 794 799 zeigt einen Schnappfedermechanismus mit einer Leerhubverbindung
mit der Hebelanordnung zur Betätigung der Kontaktwelle eines Schalters.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 in teilweise aufgeschnittener Darstellung Unterbrecherschaltergehäuse
und miteinander verbundene Antriebsmechanismen für eine Dreiphasen-Klein-Unterstation
mit Gasisolierung, nach der Erfindung,
Fig. 2 in teilweise aufgeschnittener Darstellung einen der in
Fig. 1 gezeigten Unterbrecherschalter,
Figo 3 eine Seitenansicht,mit zur verständlicheren Darstellung
weggelassenen Teilen,des Betätigungsmechanismus für den Schnellantrieb bei offener Stellung des Unterbrecherschalters,
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Fig. 4 eine Ansicht von rechts des Mechanismus der Fig. 3,
mit zur besseren Darstellung des Aufbaus weggelassenen Teilen,in Schaltermittelstellung,
Fig. 5 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 3 mit dem Antriebsmechanismus
in der Umschnapplage, in der der Schalter zur Schließstellung hin betätigt wird und
Fig. 6 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 3 bei Schließstellung des Schalters.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf eine Hochspannungs-Verteiler-
oder Unterstation anwendbar, die, wie in Fig. 1 durch die drei Unterbrecher- oder Trennschaltergehäuse
10, 1OA und 10B angedeutet, eine Dreiphasen-Installation sein kann. Wie bereits erwähnt, betrifft die vorliegende
Erfindung einen Trennschalter 10 mit einem Gehäuse 11. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf den mittleren
Phasentrennschalter 10, wobei zu beachten ist, daß die anderen
Trennschalter lOA und 10B gleichartig aufgebaut und
zum Betrieb miteinander verbunden sind, wie es im folgenden
noch besser herausgestellt wird.
Der Trennschalter 10 besitzt einen Kontaktstab oder eine Kontaktstange
12, die in der geschlossenen Stellung des Schalters nach Fig. 2 den Strom leitet. Die Kontaktstange 12 weist einen
oberen isolierten Abschnitt 12A auf. Das untere Ende der Konitaktstange 12 steht mit einem Kontakt 13 in Eingriff, der eine
Vielzahl radial angeordneter, nach innen vorgespannter Kontaktfinger 14 aufweist, die durch eine Abschlußklammer 16 gehalten
sind. Die Abschlußklammer 16 weist zwei diametral einander gegenüberliegend angeordnete elektrische Anschlußflächen
17 und 18 auf, von denen in der dargestellten Ausführung nur eine benutzt wird. Die Anschlußfläche 17 ist mit dem Ende des
Sammelleiters 19 verbunden.
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Eine Bewegung der Kontaktstange 12 wird durch einen Betätigungsmechanismus
22 erreicht, der in einem an der Außenfläche des Schaltergehäuses 11 angebrachten abgedichteten Gehäuse
23 enthalten ist. Der Betätigungsmechanismus 22 besitzt eine Betätigungs- oder Hebelwelle 26, die sich durch
die Wand des Gehäuses 23 erstreckt und darin in einem abgedichteten Lager drehbar gehalten ist, so daß sich eine gasdichte
Drehverbindung ergibt. Das in dem Gehäuse 23 befindliche Ende der Hebelwelle 26 ist mit einem Ende eines Hebelarmes
27 so drehfest verbunden, daß dieser sich mit der Hebelwelle bewegt. Das entgegengesetzt liegende Ende des Hebelarmes
27 ist schwenkbar mit einem Ende eines Verbindungshebels
28 verbunden. Das andere Ende des Verbindungshebels 28 ist bei
29 an das obere Ende der Kontaktstange 12 angelenkt.
Vertikalführungen sind vorgesehen, um die Kontaktstange 12
bei ihrer axialen Bewegung in vertikaler Lage zu halten. Zu diesem Zwecke ist eine Führungsklanmer 31 vorgesehen, die zwei
voneinander mit Abstand angeordnete,sich vertikal erstreckende Führungsstäbe 32 und 33 hält. Um die Führungsklammer 31 in
dem Gehäuse 23 in ihrer Lage zu halten, besitzt sie einen sich radial erstreckenden Flanschabschnitt 34, durch welchen
sich eine Vielzahl von Schrauben 36, von denen eine gezeigt ist, hindurcherstreckt und am axialen Ende des Gehäuses 23
eingeschraubt ist . Wie in Fig. 2 zu sehen, erstrecken sich die Führungsstäbe 32 und 33 durch in der Klammer 31 ausgebildete
öffnungen 37 und 38 nach oben und reichen durch in Axialrichtung ausgerichtete Bohrungen 41 bzw. 42 hindurch,
die in zwei nach innen vorstehenden Ansätzen 43 bzw. 44, die Teil des Gehäuses 23 sind, ausgebildet sind. Auf die oberen
Enden der Stäbe 32 und 33 sind Gewindekappen 46 bzw. 47 aufgeschraubt und halten die Stäbe fest. Ein Führungsstück 48
ist am oberen Ende des Kontaktstabes 12 befestigt und mit zwei einander diametral entgegenliegenden vertikalen Führungsschlitzen
51 und 52 versehen. Wie in Fig. 2 dargestellt, wirken die Führungsschlitze 51 und 52 mit den Stäben 32 bzw.
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zusammen und führen den Kontaktstab 12 bei seiner axialen Bewegung in vertikaler Lage.
Eine Zugangsöffnung 56 am oberen Ende des Gehäuses 23 wird
gasdicht durch eine abnehmbare Platte 57 verschlossen, wobei ein O-Ring 58 ein Austreten von Gas zwischen Deckplatte
57 und Gehäuse 23 verhindert.
Der Kontaktstab 12 ist durch einen Erdring 61 hindurchgeführt, der in die Innenwand eines Isolator-Abstandsstückes 62 eingeformt
ist. Eine Axialbohrung 63 ist in dem Abstandsstück 62
ausgebildet, um eine freie Bewegung des Kontaktstabes 12 zu ermöglichen. Bei der dargestellten Ausführung wird eine wahlweise
Erdung des Kontaktstabes 12 durch den Erdring 61 über eine Kontakteinrichtung 6 4 ermöglicht, durch die der Stab 12
hindurchtritt. Die Kontakteinrichtung 6 4 ist elektrisch leitend an einer sich axial erstreckenden Nabe des Erdringes 61
befestigt. Wenn der Kontaktstab 12 sich in seiner untersten Stellung oder in Schließstellung befindet, wie in Fig. 2 dargestellt,
wirkt ein Leitweg zwischen dem Sammelleiter 19 und einer Kontakteinrichtung 66, die elektrisch mit einer Sammelschiene
67 verbunden ist. In dieser Stellung erstreckt sich ein elektrisch leitender Abschnitt 12B des Kontaktstabes
durch die Kontakteinrichtung 14 in die Kontakteinrichtung 66 hinein und bildet einen Leitpfad zwischen den Samme1schienen
19 und 67. Zu dieser Zeit befindet sich ein isolierter Abschnitt 12A des Kontaktstabes innerhalb der Erdkontakteinrichtung
Um eine öffnung des Schalters zur Unterbrechung des elektrischen Leitpfades herbeizuführen, wird der Kontaktstab 12 in
Axialrichtung durch den Betätigungsmechanismus 22 nach oben bewegt. Diese Betätigung zieht den Kontaktabschnitt 12B aus
der Kontakteinrichtung 66, jedoch verbleibt der Kontaktabschnitt 12B noch innerhalb der Kontakteinrichtung 14. In
diesem Zustand befindet sich das obere Ende des Kontaktstababschnittes 12B innerhalb der Erdkontakteinrichtung 64
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und erdet über eine mit dem Erdring 61 verbundene Erdleitung 68.
Wie bereits erwähnt, muß der Schalter 10 sowohl beim Öffnen
als auch beim Schließen schnell betätigt werden können. Besonders soll der Schalter sich im ersten Teil des Öffnungshubes und im letzten Teil des Schließhubes schnell bewegen.
Zu diesem Zweck ist ein Antriebsmechanismus 70 wirksam mit der Hebelwelle 26 des Trennschalters 10 der mittleren Phase
verbunden. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Antriebsmechanismus so durchverbunden, daß er auch die Hebelwellen 26A und
26B gleichzeitig betätigt, die mit den Betriebsmechanismen der den anderen beiden Phasen zugeordneten Schalter verbunden
sind.
Wie am besten in Fig. 3 und 4 zu sehen, ist der Antriebsmechanismus
70 wirksam zwischen zwei mit Abstand voneinander angeordneten vertikalen Plattenelementen 71 und 71A
angeordnet. Die Plattenelemente 71 und 71A sind, wie am besten in Fig. 1 zu sehen, in aufrechter Stellung an dem
Gehäuse 23 für den Antriebsmechanismus befestigt. Eine Abstandsstütze 72 sichert die oberen Abschnitte der Plattenin
ihrer Lage. Die Hebelwelle oder Betriebswelle 26 erstreckt sich aus dem Antriebsgehäuse 23 nach außen und reicht durch
miteinander ausgerichtete öffnungen in den Platten 71 und 71A. Eine Motorwelle oder Antriebswelle 74 ist an der Hebelwelle
oder Betätigungswelle 26 so angebracht, daß sie sich auf ihr frei drehen kann. Die Motorantriebswelle 7 4
ist ein L-förmig gestaltetes Teil mit einem relativ langen Armabschnitt 74A und einem unter 90 dazu stehenden relativ
kurzen Armabschnitt 7 4B. Das Ende des Armabschnittes 74A ist
als Gabelkopf ausgebildet und nimmt das freie Ende 76 einer axial beweglichen Stoßstange 77 auf. Ein Gabelkopfstift 78
hält die zwei Teile schwenkbar zusammen,, Die Stoßstange 77
ist beweglich in einem Gehäuse 79 abgestützt, das mittels
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sich quer dazu erstreckender Wellenstumitiel 81, von denen
einer gezeigt ist, schwenkbar zwischen den Plattenelementen 71 und 71A angebracht ist. Mit dem Stoßstangengehäuse
79 ist ein Getriebemotor 82 so verbunden, daß er mit dem Gehäuse schwenkt und ist mit der Stoßstange 77 so in bekannter
Weise verbunden, daß er eine Axialbewegung der Stoßstange 77 bewirkt.
Der Motorantriebshebel 74, der frei auf der Antriebswelle 26 rotieren kann, bewirkt, wenn er nach Fig. 3 im Uhrzeigersinn
gedreht wird, den Beginn einer Bewegung eines Federantriebshebels 86. Dazu ist der Federantriebshebel 86
als aus zwei voneinander beabstandeten Elementen 86A und 86B bestehend ausgebildet, wobei das innere oder nach
Fig. 4 rechte Element 86B einen sich nach der entgegengesetzten
Richtung erstreckenden Abschnitt 86C besitzt. Zwischen den beiden Abschnitten 86A und 86B befindet sich ein
Stift 87. Der Stift dient dazu, ein Ende einer teleskopartig ausfahrenden Federwelle 88 schwenkbar mit dem Federantriebshebel
86 zu verbinden. Das gegenüberliegende Ende der Federwelle 88 ist schwenkbar an einem Stift 89 angebracht,
der zwischen an der Stützstange 72 angeschweißten Bügeln 91 und 91A gehalten ist. Wenn so der Federantriebshebel
86 zu einer Bewegung in Uhrzeigerrichtung gebracht wird, schiebt sich die Federwelle 88 teleskopartig in ihrem
Gehäuse 88A zusammen und die Feder 93 wird zusammengedrückt und damit, vorgespannt. Wenn sich der Federantriebshebel 86
in eine Lage bewegt hat, in der die durch die Achsen des Stiftes 87 und der Welle 26 hindurchgehende imaginäre Linie
L um einen kleinen Winkel über die vertikale Achse X hinausbewegt hat, bewirkt die in der Feder 93 gespeicherte Energie
einen kräftigen Antrieb mit beträchtlicher Geschwindigkeit auf den Federantriebshebel 86 in Uhrzeigerrichtung.
Diese Bewegung wird benutzt, um die Antriebswelle 26 so anzutreiben,
daß eine Öffnungsbewegung des Betriebsmechanismus 22 zum Trennen des Trennschalters eingeleitet wird. Zu
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diesem Zweck ist ein Schalterantriebshebel 96 an der Welle 26 angebracht und mit dieser so verkeilt, daß die Welle sich
dreht, wenn der Hebel sich bewegt. Eine Schwenkbewegung des Schalterantriebshebels wird mittels eines daran angeschweißten
Fortsatzes 97 bewirkt, der mit einer Klinke 102 an dem Federantriebshebel 86B zusammenwirkt, um den Schalter zu schließen
und der mit einer Klinke 103 am gleichen Hebel zusammenarbeitet, um den Schalter zu trennen. Die ersten Klinken 102 und
103 bewirken eine Freihubverbindung oder Überhubverbindung zwischen dem Schalterantriebshebel 96 und dem Federantriebshebel
86. Der Abschnitt 86B ist als ein Kreisausschnitt ausgebildet, wobei sein mittlerer Randabschnitt ausgeschnitten
ist, um die Klinken zu bilden. Ein Stift 98 erstreckt sich durch das obere Ende des Schalterantriebshebels 96 und das
obere Ende eines Stützarmes 99, der mittels einer Zentralnabe 101 so verbunden ist, daß er sich mit dem Schalterantriebshebel
96 bewegt. Damit dem Fortsatz 97 eine Bewegung erteilt wird und damit der Schalterantriebshebel 9 6 geschwenkt
wird, ist der obere sektorartige Abschnitt des inneren Elementes 86B des Federantriebshebels 86 längs seines mittleren Umfangsabschnittes
eingeschnitten und dadurch die Endanschläge oder Klinken 102 und 103 gebildet. Der mit dem Schalterantriebshebel
96 verbundene Fortsatz 97 ist so angebracht, daß er die gebogene Oberfläche des ausgeschnittenen Abschnittes
des inneren Teiles 86B zwischen den Klinken 102 und 103 nicht berührt. Während also der Federantriebshebel 86 in Uhrzeigerrichtung
geschwenkt wird, zwingt die Klinke 102 den Fortsatz 97 ■ und damit den Schalterantriebshebel 96 zu einer Bewegung
in der gleichen Richtung. Wenn der Federantriebshebel 86 deshalb in einer solchen Stellung ist, daß die imaginäre Linie L
um einen kleinen Winkel an der durch die Achsen der Welle 26 und des Stiftes 89 gehende Zentrallinie X vorbeigeschwenkt ist,
wird die in der zusammengedrückten Feder 93 gespeicherte Energie kraftvoll den Federantriebshebel 86 mit einer relativ hohen
Geschwindigkeitszunahme in Uhrzeigerrichtung anstoßen. Dadurch wird wiederum die rasche Bewegung des Schalterantriebshebels
bewirkt und damit die Welle 26 gedreht, so daß sich eine rasche Schließbewegung des Trennschalters ergibt.
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Der Motorantriebshebel 74 teilt seine Dreh- oder Schwenkbewegung wie bereits festgestellt an den Federantriebshebel 86 mit. Das
wird durch die Schließ-Schubstange 106 erreicht, gegen die der kurze Armabschnitt 74B des Motorantriebshebels 74 anliegt. Wenn
der Motorantriebshebel 74 so in Uhrzeigerrichtung nach Darstellung in Fig. 3 geschwenkt wird, stößt der Armabschnitt 74B des
Motorantriebshebels 74 gegen die Stange 106 und zwingt den Federantriebshebel
86 zu einer Schwenkung auf der Welle 26 in der gleichen Richtung. Für die Öffnungsbetätigung ist eine Öffnungsschubstange 107, die die Elemente 86A und 86B des Federantriebshebels
auseinanderhält, vorgesehen, gegen den der Armabschnitt 74B anliegt, wenn der Motorantriebshebel 74 zum Schwenken in
Gegenuhrzeigersinn in die■Öffnungsstellung gebracht wird. Die
Schubstangen 106 und 107 und der Armabschnitt 74B ergeben eine zweite Leerhub- oder Leerschwenkverbindung zwischen dem Motorantriebshebel
7 4 und dem Federantriebshebel 86.
Der Antriebsmechanismus 70 bewirkt gleichzeitig eine Betätigung der Trennschalter 1OA und 10B, die mit den beiden anderen Phasen
verbunden sind. Zu diesem Zweck ist ein Ende einer Betätigungsstange 111 mit dem Stift.98 verbunden und sein anderes Ende ist
mit einem Schalterantriebshebel 112 verbunden, das der Antriebswelle
26B zugeordnet ist, die wiederum zu dem in Fig. 1 gezeigten Trennschalter 10B für die dritte Phase gehört. In gleicher
Weise ist eine weitere Verbindungsstange 114 an der einen Seite
mit dem Stift 98 und an dem anderen Ende mit einem Schalterantriebshebel 116 verbunden. Der Schalterantriebshebel 116 treibt
wiederum die mit dem Trennschalter 10A in Verbindung stehende Antriebswelle 26A für die erste Phase an. So wird bei einer Betätigung
des Schalterantriebshebels 96 nicht nur die Antriebswelle 26 betätigt, sondern auch die anderen Antriebswellen werden
gleichzeitig betätigt.
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Die Endbewegung des Federantriebshebels 86 während einer Schließoder
Öffnungsbewegung für den Schalter ist von einer beträchtlichen
Kraftentwicklung begleitet, die die Bestandteile beschädigen
kann. Um die freiwerdenden Kräfte aufzunehmen, sind stoßdämpfende
Anschläge 117 und 118 vorgesehen. Dazu ist der Schalterantriebshebel
96 mit sich nach entgegengesetzten Richtungen erstreckenden Puffern 121 und 122 versehen. Der Puffer 121 ist
so angeordnet, daß er auf den nachgiebigen Stößel des Stoßdämpfers 117 aufschlägt, wenn der Schalterantriebshebel in Uhrzeigerrichtung
bei einer Schalterschließbewegung geschwenkt wird. Der Puffer 122 ist auf der anderen Seite so angeordnet, daß er
auf den nachgebenden Stößel des Stoßdämpfers 122 aufschlägt, wenn der Schalterantriebshebel in Gegenuhrzeigerrichtung bei einer Öffnungsbewegung
für den Schalter geschwenkt wird.
Wie bereits ausgeführt, wird eine Betätigung des Antriebsmechanismus
70 durch einen Betrieb des Getriebemotors 82 eingeleitet. Bei einer Schließbetätigung für den Schalter wird der Getriebemotor
82 entweder automatisch durch ein Signal von einer Signalquelle in wohlbekannter Weise oder von Hand eingeschaltet. Im eingeschalteten
Zustand bewirkt der Getriebemotor 82 eine Bewegung der Stoß- oder Schubstange 77 in der Darstellung nach Fig. 3 nach
unten und leitet damit eine Betätigung des Antriebsmechanismus 70 ein. Der Getriebemotor ist im Verhältnis von etwa 55:1 untersetzt;
auf diese Weise wird der Motorantriebshebel 74 im Uhrzeigersinn mit relativ geringer Geschwindigkeit von der in Fig. 3 dargestellten
Stellung zur in Fig. 5 dargestellten Stellung hin geschwenkt. Diese Anfangsbewegung des MotorantriebshebeIs 74 mit relativ
geringer Geschwindigkeit ist genügend, da der erste Abschnitt des Schließhubes nicht schnell zu sein braucht. Wenn jedoch der
Spalt zwischen den Schalterteilen den Abstand erreicht, in dem ein Überschlag möglich ist, muß die Relativbewegung zwischen den
Kontakten genügend schnell sein, um die Entstehung eines Vorzündung
sIichtbogens auf ein Minimum zu reduzieren. Während der Motor-
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antriebshebel mit relativ geringer Geschwindigkeit bewegt wird,
treibt er wiederum den Federantriebshebel 86 im Uhrzeigersinn mit einer relativ geringen Geschwindigkeit an. Das wird dadurch
erreicht, daß bei der Drehung des Motorantriebshebels 74 im
Uhrzeigersinn dessen kurzer Armabschnitt 74B an der Schubstange 106 angreift und den Federantriebshebel 86 zu einer Schwenkbewegung
an der Welle 26 im Uhrzeigersinn zwingt. Während der Federantriebshebel 86 seine Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn ausführt,
liegt die Klinke 102 an dem beispielsweise als Walze ausgeführten Ansatz 97 an und zwingt den Schalterantriebshebel 96 zu einer Bewegung
ebenfalls im Uhrzeigersinn. Mit der langsamen Rotationsbewegung, die der Welle 26 durch die Schwenkbewegung des Schalterantriebshebels
96 mitgeteilt wird, wird die Welle so weit bewegt, daß sie die Kontaktstange 12 von der oberen offenen Schalterstellung
absenkt.
Zu irgendeiner Zeit während der Bewegung des Motorantriebshebels
74 wird die Stellung erreicht, die in Fig. 5 dargestellt ist. Zu
diesem Zeitpunkt betätigt die Verlängerung des Stiftes 78, die sich durch einen gebogenen Schlitz 123 (Fig. 1) in dem Seitenplattenelement
71 erstreckt, einen Endschalter 124 und schaltet damit den Getriebemotor 82 ab. Der Endschalter 124 ist an der '
Außenfläche des Plattenelementes 71 so festgemacht, daß er sich im Weg des Stiftes 78 befindet. Das Ausschalten tritt kurz nach
dem Zeitpunkt auf, in dem der Stift 87 die Mittellinie X (Fig.5) überschritten hat. Der Getriebemotor 82 läuft nach dem Abschalten
wegen der Getriebereibung nur so weit aus, daß der Motorantriebshebel 74 einige Grad weiterschwenkt. Wenn nun der Stift 87
die Mittellinie X zwischen den Achsen der Welle 26 und des Stiftes
98 überschritten hat, gibt die bei dem Erreichen der Mittellinie X vorgespannte Feder eine Uhrzeigerbewegung auf den Federantriebshebel
86 weiter, die durch die Klinke 102 auf den Schalterantriebshebel 96 übertragen wird. Dadurch wird der Schalterantriebshebel
96 schnell durch die zweite Hälfte seines Schließhubes angetrieben und die Schaltstange 12 durchläuft den Licht-
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bogengefährdeten Bereich bis zu einer Stellung, in der der Schalter geschlossen ist (Fig. 6). In der geschlossenen Stellung
ist der kurze Armabschnitt 74B des Motorantriebshebels
74 in der in Fig. 6 dargestellten Lage.
Der Antriebsmotor 82 ist reversierbar, und wenn er zum Betrieb in SchalterÖffnungsrichtung eingeschaltet wird, wird der Motorantriebshebel
74 im Gegenuhrzeigersinn nach Darstellung in Fig.6
gedreht. Der kurze Armabschnitt 74B schwenkt von der in Fig.
eingenommenen Lage und bringt die Schubstange 107 dazu, den Federantriebshebel 86 im Gegenuhrzeigersinn anzutreiben. Nachdem der
Federantriebshebel 86 um ein gewisses Stück in Gegenuhrzeigersinn geschwenkt hat, hat sich die Klinke 103 von der in Fig.6
dargestellten Lage wegbewegt und legt sich an den als Mitnehmer dienenden Fortsatz 97 an, um den Schalterantriebshebel 96
in eine Gegenuhrzeiger-Bewegung von der Stellung mit geschlossenem Schalter gegen die Trennstellung des Schalters hin anzutreiben.
Zur gleichen Zeit erreicht der durch den Federantriebshebel 86 gehaltene Federstift 87 die vertikale Mittellinie X, die durch
die Achsen der Welle 26 und des Stiftes 89 hindurchgeht. Wenn der Federantriebshebel 86 in Gegenuhrzeigerrichtung ein kleines Stück
an der vertikalen Mittellinie X vorbeitritt, ergibt die nun wieder voll gespannte Feder 93 eine ausreichende Kraftwirkung im
Gegenuhrzeigersinn, so daß die Reibung zwischen den Schalterkontakten überwunden wird und die Schaltstange rasch durch die
erste Hälfte des Öffnungshubes getrieben wird. Die durch die Wirkung
der Feder 93 erzielte Kontaktgeschwindigkeit reicht zu der Zeit, zu der die Kontakte voneinander getrennt werden, völlig aus
und die Bewegung wird noch weiter beschleunigt bis zur Mitte des Hubes, so daß die Zeit, in der ein Abreißbogen steht, auf einen
niedrigen Wert beschränkt wird. Auf diese Weise wird eine Abnutzung der Kontakte und eine Verschlechterung des Mediums der
Lichtbogenkammer, beispielsweise des SFg-Isoliergases innerhalb
des Gehäuses 11, weitgehend verringert.
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Der Getriebemotor 82 wird dadurch bald nach dem überschreiten
der Mittellinie X durch den Stift 87 ausgeschaltet, daß das vorstehende Ende des Stiftes 78 einen oberen End- oder Grenzschalter
126 betätigt. Der bewegliche Kontakt 12 des Trennschalters wird nur während der ersten Hälfte seines Öffnungshubes beschleunigt und die kinetische Energie, die er während
dieser ersten Hälfte des Hubes erreicht, trägt ihn rasch in die voll geöffnete Lage. Während des Schließhubes bewegt sich die
Kontaktstange langsam während der ersten Hälfte, wird jedoch
rasch während der zweiten Hubhälfte (in der die Lichtbogen-gefährdete
Zone enthalten ist) beschleunigt.
Eine Sichtanzeige der Trennschalterstellung wird mittels eines Anzeigearms oder -zeigers 127 erhalten, der am äußeren, herausstehenden
Ende der Welle 26 befestigt ist. Gleichfalls sind für die Trennschalter 10A und 10B Anzeigearme 128 bzw. 129 vorgesehen
(Fig. 1). Wenn der Antriebsmechanismus 70 zur Ausführung einer öffnungs- oder Schließbewegung des Trennschalters 10 betätigt
ist, betätigt er ebenfalls die Trennschalter 10A und 1OB;
jeder Schalter besitzt dabei seine eigene Anzeigevorrichtung.
Es ist zu sehen, daß am Ende des Schließhubes des Schalterbetätigungshebels
96 ein Prellen durch die Wirkung der auf den Federantriebshebel 86 einwirkenden Feder 93 begrenzt wird, da
die Klinke 102 an dem am Schaltantriebshebel 96 angebrachten Fortsatz anliegt (Fig. 6). Am Ende des Öffnungshubes liegt ein
derartiger Eingriff jedoch nicht vor und deshalb kann auf diese Weise ein Prellen des Hebels und damit der Trennschalterkontakte
nicht verhindert werden.Um das Prellen der Schalterkontakte in der offenen Stellung zu verhindern, ist deshalb eine neuartige
Verriegelungsanordnung 130 vorgesehen.
Nach Fig. 3 umfaßt die Verrxegelungsanordnung 130 eine Verriegelungsplatte
131, die um einen am unteren Ende des Federantriebshebels 86 angebrachten Stift 132 schwenkt. In der geöffneten
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Schalterstellung (Fig. 3) liegt ein Stift 133, der sich an der Rückseite der Verriegelungsplatte 131 erstreckt, zwischen den
unteren Enden des Federantriebshebels 86 und des Schalterantriebshebels
96 und jedes Prellen des Schalterantriebshebels 96 in Uhrzeigerrichtung zu der Schalterschließstellung hin läßt den
Stift 133 in Anlage an das innere Teil 86C des Federantriebshebeis
kommen und treibt dieses Teil in der Darstellung nach Fig. 3 im Uhrzeigersinn. Dadurch wird die Feder 93 gespannt
und widersteht der Prellwirkung und der Schalterantriebshebel 96 wird in seine voll geöffnete Lage zurückgedrängt.
Wie bereits ausgeführt, bewegen sich während des Schließvorganges der Motorantriebshebel 74, der Federantriebshebel 86 und
der Schalterantriebshebel 96 zusammen im Uhrzeigersinn, und zwar bis ein wenig über den halben Hub hinaus, bis die Achse
der Feder 93 sich auf die andere Seite der Mittellinie X bewegt hat. Von diesem Punkt an bewegen sich der Federantriebshebel
86 und der Schalterantriebshebel 96 unter der Wirkung der gespeicherten Energie der Feder 93 weiter im Uhrzeigersinn
durch die zweite Hälfte des Öffnungshubes, während der Motorantriebshebel 74 stehen bleibt. Nach dem Abstoppen des
Motorantriebshebels 74 und während der Weiterbewegung des Federantriebshebels 86 im Uhrzeigersinn läßt ein radial aus
der Nabe des Motorantriebshebels 74 herausstehender Stift 134 einen an der Verriegelungsplatte 131 befestigten Stift 136 eine
Drehbewegung nach Fig. 3 im Uhrzeigersinn um den Stift 132 ausführen, wodurch die an der Verriegelungsplatte befestigten Stifte
137 und 133 gleichfalls um den Stift 132 in die.in Fig. 6 gezeichnete
Lage schwenken.
Wegen dieser Schwenkbewegung wird der an der Verriegelungsplatte 131 befestigte Stift 136 gegenüber dem Federantriebshebel
86 in die in Fig. 6 gezeigte Stellung bewegt und der Stift 133 legt sich an den Federantriebshebel 86 an. Zu diesem
Zeitpunkt wird die Achse einer zwischen dem Stift 136 und einem Stift 139 befestigten Feder 138 von der in Fig. 3 dargestellten
Stellung in die in Fig. 6 dargestellte Stellung ver-
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setzt. So bewirkt die Feder 138 nun, daß die Verriegelungsplatte 131 in der im Uhrzeigersinn verdrehten Lage während
annähernd der zweiten Hälfte der Bewegung im Uhrzeigersinn des Federantriebshebels 86 zur Schalterschließstellung hin
verbleibt.
Während des Abschnittes des Öffnungshubes, in dem die Feder
gespannt wird, bewegen sich der Motorantriebshebel 74 und der Federantriebshebel 86 im Gegenuhrzeigersinn so miteinander,
daß keine Relativbewegung zwischen ihnen stattfindet und die Feder 138 und die Stifte 136 und 133 verbleiben in der in
Fig. 6 dargestellten Relativlage zum Federantriebshebel 86. Der Schalterantriebshebel 96 bleibt während dieser Zeit in
der in Fig. 6 gezeigten Lage, während der Stift 133 unter dem unteren Ende des Schalterantriebshebels 96 frei hindurchtritt.
Nachdem der Motorantriebshebel 74 anhält, setzt der Federantriebshebel 86 seine Bewegung unter Einwirkung der Kraft der
Feder 93 fort und der Stift 134 am Motorantriebshebel 74 legt sich am Stift 137 an und stellt die Verriegelungsplatte 131
in ihre in Fig. 3 gezeigte Ausgangslage zurück. Der Stift 133 bleibt unter dem Ende des Federantriebshebels 96, bis
dieser sich in der voll geöffneten Schalterstellung befindet, und bewegt sich dann in die Stellung zwischen den Hebeln
86 und 96, wo er eine Bewegungskopplung zwischen dem Federantriebshebel 86 und dem Schalterantriebshebel 96 erzeugt,
und das Prellen des Schalteraritriebshebels 96 von seiner Überhubsteilung am Ende des Öffnungshubes weg begrenzt.
Damit ist ein Schnellantriebsmechanismus für einen Trennschalter gezeigt, der zwangsweise sowohl eine hohe Schließgeschwindigkeit
als auch eine hohe Öffnungsgeschwindigkeit in den jeweils erforderlichen Abschnitten der Schließ- bzw. Öffnungshübe herbeiführt. Diese Wirkung wird unter Einsatz nur einer
Feder für beide Hubbewegungen erreicht.
9098U/0723
Claims (9)
- Patentansprüche :λ) Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Trennschalter, der einen relativ stationären Kontakt und einen damit zusammenwirkenden beweglichen Kontakt aufweist, welche in Kontaktschließeingriff miteinander und aus diesem herausbeweg Hch sind, dadurch gekennzeichnet , daß eine drehbare Betätigungswelle (26) und ein Hebelgestänge (27, 28, 29) eine Öffnungsbewegung bzw. eine Schließbewegung zwischen den beweglichen (12B) und stationären (13) Kontakten bewirken, wenn die Betätigungswelle in einer ersten bzw. einer zweiten Richtung gedreht wird, daß ein Schalterantriebshebel (96) an der Betätigungswelle befestigt ist, daß ein um die Achse der Betätigungswelle drehbarer Federantriebshebel (86, 86A, 86B) vorgesehen ist, daß eine mit einem Ende schwenkbar an einem festen Punkt (89) angebrachte und am anderen Ende schwenkbar mit dem Federantriebshebel verbundene Druckfeder (93) vorgesehen ist,9098U/0723MANlTZ · FINSTERWALD HEYN MORGAN ■ 8000 MÜNCHEN 22 · ROBERT-KOCH-STRASSE 1 ■ TEL. (089) 22 4211 · TELEX 05-29672 PATMFDIPL-ING. W GRÄMKOW 7000 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT) ■ SEELBERGSTR. 23/25 TEL (07 11) 56 72 61 ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN · MÜNCHEN · KONTO-NUMMER 7270 POSTSCHECK: MÜNCHEN 770 62-805ORfGlNAL INSPECTEDdie in der Mitte ihres Schwenkbereichs die größte Druckspannung aufweist, daß eine erste Freihub- oder Überhub-Verbindung (102, 103) zwischen dem Schalterantriebshebel (96) und dem Federantriebshebel (86, 86A, 86B) vorgesehen ist, daß ein Leistungsantriebshebel (74) um die Achse der Betätigungswelle drehbar vorgesehen ist, daß eine zweite Freihub- oder Überhub-Verbindung (74B, 106, 107) zwischen dem Leistungsantriebshebel und dem Federantriebshebel vorgesehen ist, daß eine reversible Leistungsquelle (82) zum wahlweisen Drehen des Leistungsantriebshebels entweder in SchalterÖffnungsrichtung oder in Schalterschließrichtung bis zu einer über der Mitte des Schwenkbereichs liegenden Stellung vorgesehen ist, in der die Druckfeder gespannt ist und das andere Ende der Druckfeder eine den Festpunkt (89) und die Achse der Betätigungswelle (26) überschneidende imaginäre Linie (X) überschritten hat, in der jedoch die Kontakte noch nicht geöffnet bzw. geschlossen sind und daß ein auf das Überschreiten der über der Mittellage gelegenen Lage der Druckfeder bei ihrer Bewegung hin in Wirkung tretendes Gerät (124, 126) die reversible Leistungsquelle in beiden Drehrichtungen der Welle außer Betrieb setzt, wobei die Druckfeder nach Einnahme der die Mittellage überschreitenden Lage rasch den Schalterantriebshebel (96) so betätigt, daß beim SchalterÖffnungsbetrieb die Kontakte mit hoher Geschwindigkeit getrennt werden oder bei einem Schalterschließbetrieb die Kontakte mit hoher Geschwindigkeit zum Eingreifen miteinander gebracht werden.
- 2. Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Trennschalter nach Anspruch 1, ."dadurch gekennzeichnet , daß der Federantriebshebel eine an der Betätigungswelle drehbar angebrachte sektorförmige Platte (86B) enthält, daß die erste Freihub- oder Überhub-Verbindung ein erstes Paar in Bogenrichtung mit Abstand voneinander angeordnete Anschlagklinken (102, 103) enthält, die an der sektorförmigen Platte angebracht sind und daß der Schalterbetätigungshebel (96) so angebracht ist, daß er durch die beiden Anschlagklinken berührt werden kann.0098U/0723
- 3. Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Trennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Freihub- oder überhubverbindung einen an dem Leistungsantriebshebel (74 )angebrachten Hebelarm (7 4B) und zwei mit Abstand voneinander an dem Federantriebshebel (86) zur Berührung durch den Hebelarm (74b) angebrachte Schubstäbe (106, 107) enthält.
- 4. Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Trennschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federantriebshebel (86) zwei mit Abstand voneinander parallel an.der Betätigungswelle drehbar angebrachte gekrümmte Elemente (86A, 86B) enthält und daß der Leistungsantriebshebel (74) an der Betätigungswelle zwischen den gekrümmten Elementen angebracht ist.
- 5. Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Trennschalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Hebelarm (74B) des Leistungsantriebshebels sich zwischen den mit Abstand voneinander angebrachten gekrümmten Elementen so erstreckt, daß er in Berührung mit den Schubstangen (106, 107) kommen kann.
- 6. Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Trennschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Federantriebshebel (86) eine in Zusammenwirkung mit dem Schalterantriebshebel (96) das Prellen der Schalterkontakte bei einer Bewegung in die offene Stellung begrenzende Verriegelungseinrichtung (130) angebracht ist.
- 7. Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Trennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Federantriebshebel einen sich radial von der Betätigungswelle wegerstreckenden Arm (86C) enthält und daß die Verriegelungseinrichtung (130) eine schwenkbar an dem Arm ange-809814/0723brachte Verriegelungsplatte (131) umfaßt und daß an der Verriegelungsplatte ein mit dem Schalterantriebshebel (96) in Eingriff bringbarer Stift (133) angebracht ist.
- 8. Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Trennschalter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet/ daß ein eine Rückstellung der Verriegelungsvorrichtung nach der Bewegung der Kontakte in eine Schalterschließstellung bewirkender Rückstellstift (134) für die Verriegelungsvorrichtung (130) an dem Leistungsantriebshebel (74) angebracht ist.
- 9. Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Trennschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß bei einem mit drei Schaltern versehenen Dreiphasen-System erste und zweite Verbindungsstangen (111, 114) jeweils mit einem Ende mit dem Schalterantriebshebel verbunden sind und daß die anderen Enden der Stangen mit den Betätigungswellen der Trennschalter für die zweite und dritte Phase verbunden sind.9098U/0723
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Family Applications (1)
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Legal Events
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---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |