DE2948130C2 - Schalter mit Erdungsvorrichtung - Google Patents

Description

(A) Ein Typ, bei dem ein Leiter für Kurzschluß direkt zur Herbeiführung der Erdung nur dann eingesetzt wird, wenn keine Spannung an dem zu erdenden System anliegt;

(B) Ein Typ, bei dem die Erdung unter Verwendung einer Vorrichtung erfolgt, die zwangsweise einen Kurzschlußstrom entsprechend der Kurzschlußkapazität des Systems schließen kann.

Der Typ (A) kann weiter in einen Wagentyp und einen Integraltyp unterteilt werden, wobei der erstere ein an einem bewegbaren Wagen angebrachtes bewegbares Drehstück aufweist, dessen eines Ende über einen Leiter geerdet ist, während der letztere beispielsweise dadurch gebildet ist, daß innerhalb der Schalttafel ein Erdungs-Kontakt an einem Teil des stationären Anschlusses an der Lastseite vorgesehen ist und an der Bodenseite ein Leiter mit einer Erdungssammelschiene verbunden ist und mit dem Erdungs-Kontakt verbunden und von diesem gelöst werden kann, wobei der Leiter zur Erdung von der vorderen oder hinteren Fläche des Paneels aus bedient werden kann. Diese Arten haben den Vorteil, daß ihr Aufbau einfach ist.

Diese bekannten Typen weisen jedoch die nachstehend erläuterten Probleme auf. Da diese Erdungsvorrichtungen nämlich eine spannungslose Netzleitung erden, können sie zwar das Auftreten einer Spannung an der Netzleitung dadurch verhindern, daß sie einen Kurzschlußstrom sicher in den Erdleiter fließen lassen, wenn durch irgendeinen Zufall eine Spannung während des Erdungsvorgangs von außen angelegt wird. Wenn jedoch Erdungsvorrichtungen dieser Art zufällig an eine unter Spannung stehende Netzleitung angelegt werden, wird die Netzleitung zwangsweise kurzgeschlossen, wodurch die Erdungsvorrichtungen durch die Kraft der elektromagnetischen Abstoßung aufgrund des Kurzschluß-Stoßstromes an diesem Zeitpunkt zerstört würden, so daß sich eine extreme Gefahr für die Bedienungsperson dieser Erdungsvorrichtungen einstellt. Aus dem genannten Grund ist der Typ (A) nicht ausreichend sicher, obwohl er wirtschaftlich günstig ist.

Als Typ (B) ist beispielsweise eine Erdungsvorrichiung zu nennen, bei der zwischen einem bewegten Kontakt der Erdungsvorrichtung und dem Erdungsleiter ein Schalter eingefügt ist, der eine Störungsschahfähigkeit aufweist, die im wesentlichen gleich der des Leistungsschalters selbst ist; wenn dabei die untc: Spannung stehende Netzleitung fälschlicherweise unter Verwendung der Erdungsvorrichtung geerdet wird, dann kann der Kurzschlußstrom fließen, doch da dieser Strom zwangsweise nur beim Einschalten dieses Schalters auftritt, wird die Erdungsvorrichtung nicht zurückgestoßen und ist daher sicher.

Da andererseits dieser Typ (B) als grundlegendes Bauteil einen Schalter verwendet, dessen Schaltbelastbarkeit im wesentlichen gleich der des Leistungsschalters selbst ist, sind die Kosten der Vorrichtung unausweichlich hoch. Überdies ist der Erdungsvorgang sehr zeitraubend. Um einen sicheren Erdungsbet.rieb sicherzustellen, muß eine Sperre vorgesehen werden, so daß der Betrieb der Erdungsvorrichtung unterbunden wird, bis sie aus der Schalttafel herausgezogen ist, und gleichzeitig muß verhindert werden, daß der Schalter im Erdungszustand sich aus der Trennposition in die Betriebsposition bewegt.

Durch das DE-GM 76 28 792 ist eine Vorrichtung zum Erden von Phasenleitern in einer Schaltanlage bekannt, die nur dann eingesetzt wird, wenn eine Erdung verlangt wird. Sie wird bei Bedarf auf die Stecker des Schaltwagens aufgesetzt. Diese Vorrichtung zeigt ebenfalls die voran beschriebenen Nachteile.

Aus der GB-PS 1 107 033 ist ein Schaltgerät bekannt, bei dem als Trennschalter ein Vakuumschalter vorgesehen ist, und das im übrigen dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht. Die Erdungsverbindung wird mit einer Vielzahl von ineinandergreifenden Zahn- und Schubtrieben bewirkt. Die Kompliziertheit dieser Vorrichtung führt zu einer erschwerten Handhabung und hohem Herstellunssaufwand.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät mit einem Trennschalter zu schaffen, bei dem die Erdung eines stationären Kontaktes mit einfachen Mitteln durchgeführt wird, so daß ein Kurzschließen der unter Spannung stehenden Netzleitung sicher vermieden wird und das mit geringem konstruktivem Aufwand herstellbar sowie einfach handhabbar ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Schaltgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 gelöst, das erfindungsgemäß die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 aufweist. Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung ermöglicht die Betätigung einer am Schalter vorgesehenen Erdungsklinge nur dann, wenn sich der Schalter außerhalb der Kraftschalttafel befindet. Wenn der Schalter wieder in die vorbestimmte Position in der Kraftschalttafel eingesetzt wird, wird die Erdungsklingc in elektrischem Kontakt mit entweder einem stationären Trennstück an der Lastseite oder einem stationären Trennstück an der Einspeiseseite gebracht und es wird eine Erdung herbeigeführt, wenn der Schalter geschlossen wird. Durch diese Ausbildung wird der Erdungsvorgang nicht nur einfacher, sondern auch sicherer gemacht.

Durch die Erfindung wird also eine Erdungsvorrichtung geschaffen, die über ein stationäres Trennstück auf der zu erdenden Seite geerdet ist, sowie über einen Schalter in einer Trennposition, in welcher stationäre Trennstücke an der Lastseite und der Einspeiseseite die in einer Schalttafel angeordet sind, außer Kontakt mit den für den Schalter vorgesehenen passenden Anschlüssen stehen. Die Erdungsvorrichtung ist mit einem Sperrmechanismus ausgestattet, der die Bedienung der Erdungsvorrichtung verhindert, solange nicht der Schalter aus der Schalttafel herausgezogen ist. Diese Ausbildung verhindert eine irrtümliche Erdung und gewährleistet Sicherheit beim Erdungsvorgang.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 und 2 perspektivische Ansichten des mit einer Erdungsvorrichtung ausgestatteten Schalters gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

F i g. 3 eine Seitenansicht der F i g. 2; und

F i g. 4 eine seitliche Schnittansicht eines Schalters gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die F i g. 1, 2 und 3 zeigen den in einer Schalttafel 2 aufgenommenen Schalter 1. Der Schalter 1 kann zwar auch ein Vakuumschalter, ein Gasstromschalter, ein ölschalter oder ähnliches sein, doch ist gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein ölschalter vorgesehen, dessen interner Aufbau im einzelnen mit Bezug auf die F i g. 4 erläutert wird.

Obere und untere Flansche 4, 5, die jeweils aus elektrisch leitendem Material bestehen, sind jeweils an oberen und unteren Enden eines isolierenden Zylinders 3 angeordnet und es sind Kappen 6, 7 für diese Flansche vorgesehen, wobei die untere Kappe 7 aus elektrisch leitendem Material besteht. Zwischen dem oberen Flansch 4 und der oberen Kappe 6 ist ein Statortisch 8 eingesetzt, der mittels eines Befestigungsteils 8/4, welches wie in der Fi g. 1 gezeigt aus Bolzen und Muttern besteht, mit ihnen fest verbunden ist, so daß ein luftdichter Behälter 9 gebildet wird. Dieser luftdichte Behälter 9 ist mit einem isolierenden Öl 9Λ gefüllt. Ein von dem Statortisch 8 getragener Statorkontakt 10 gerät in Kontakt mit einem beweglichen Kontakt 11 und löst sich von diesem, so daß dieser geschlossen und geöffnet wird. Der bewegliche Kontakt 11 dringt dabei durch eine Bogenlöschkammer 12 und ist über einen Hebel 13 am unteren Ende des isolierenden Zyiindeis mit einem Betätigungsmechanismus verbunden, so daß bei Rota-

*: j LJ_nU_nU η ::u~.. ,J„„ D-,**.: ι :

LlVJlI UC3 I ICL/tia i .J UU^.1 UCII L>C 1(1 I Ig U I IgSl IICUIIU 1113111 US

der bewegliche Kontakt 11 angehoben wird und mit dem Statorkontakt 10 elektrisch schließt oder öffnet. Der Strom des beweglichen Kontakts 11 fließt von einer Führungsstange 15 durch den unteren Flansch 5 und die Kappe 7 über einen zwischen die an einer Trägerplatte 14 gehalterten Führungsstange 15 eingesetzten Rollen-Stromkollektor und den beweglichen Kontakt 11 und erreicht schließlich einen Erdungsschuh 17.

Eine Seite des Schalters 1 ist mittels eines Stützisolators 20 in einem Betätigungsgehäuse 21 gehaltert, welches den erwähnten Betätigungsmechanismus enthält und als Träger dient. Dieses Betätigungsgehäuse 21 ist auf einem Wagen 23 mit Rollen 22 angebracht. Obere und untere Anschlußkontakte 24, 25 als bewegliche Trennteile sind auf die oberen und unteren Flansche 4,5 jeweils an der anderen Seite des Schalters 1 aufgepaßt. Stationäre Anschlüsse 26 und 27 an der Lastseite und der E'nspeiseseite, die jeweils dem oberen bzw. unteren Anschlußkontakt 24, 25 entsprechen, sind an einem Stützisolator 290 über Metallstützen 29/1 befestigt, welche auf einer an der Rückseite der Schalttafel 2 angeordneten Trennwand 29 aufgesetzt sind. Die F i g. 1 zeigt die Betriebsposition A, in welcher der Wagen 23 in

die Schalttafel hineinbewegt ist, um die oberen und unteren Anschlußkontakte 24, 25 in Kontakt mit den dazu passenden stationären Anschlüssen 26, 27 zu bringen; die F i g. 2 zeigt hingegen die Trennposition, in welcher diese Anschlußkontakte 24, 25 außer Kontakt mit den Anschlüssen 26,27 stehen.

Eine an dem Betätigungsgehäuse 27 angebrachte Erdungsvorrichtung 30 weist den nachstehend erläuterten Aufbau auf. Eine Hauptwelle 32 ist in Stützsockel 31 eingesetzt, die auf dem Betätigungsgehäuse angebracht sind; erste, zweite und dritte Hebel 33, 34, 35 sowie ein Betätigungsgriff 36 sind an der Hauptwelle angebracht. Der erste Hebel 33 ist über eine isolierende Betätigungsstange 37 mit einer am oberen Anschluß 24 angebrachten Erdungsklinge 38 verbunden. Die Erdungsklinge 38 kann um einen Stift 39 geschwenkt werden. Eine Zugfeder 40 ist zwischen einem Stift 34Λ des zweiten Hebels 34 und einem Stift 31A des Stützsockels 31 eingesetzt und bewirkt eine Schwenkung der Hauptwelle 32 entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn, wenn der Betätigungsgriff 36 entweder nach unten (zum Betätigungsgehäuse hin) oder nach oben ausgehend vom horizontalen Zustand gedreht wird.

Ein am dritten Hebel 35 angebrachter Sperrstift 41 liegt an einer Verriegelungsplatte 45 an. Die Verriegelungsplatte 45 ist entsprechend den Beiriebsstellungen des Schalters an der Schalttafel 2 angebracht. In der vorderen Fläche der Verriegelungsplatte an der Einschubseite des Schalters ist ein Stufenabschnitt 46 geformt Der Stufenabschnitt entspricht der Trennposition B; somit entspricht dem an der linken Seite von diesem Stufenabschnitt liegenden Abschnitt oder dem Teil innerhalb der Schalttafel die Betätigungsposition A. Eine Anschlagfläche 47 ist auf der oberen Fläche der Verriegelungsplatte geformt, die an dem Sperrstift 41 anliegt. Eine Stellschraube 48 ist in den Stützsockel für den dritten Hebel 35 eingeschraubt, um die Erdungsklinge 38 nach Betätigung in ihrer Position zu halten. Ein Erdungskontakt 48 ist entsprchend der Trennposition B auf dem Boden 2B der Schalttafel angebracht Der Erdungskontakt 48 und der Erdungsschuh 17 geraten daher in der Trennposition B miteinander in Berührung.

Nachstehend wird nun der Fall erläutert, in welchem die Erdungsvorrichtung 30 geerdet werden soll.

In der F i g. 1 ist der Schalter 1 in der Betätigungsposition A dargestellt Wenn der Bedienungshebel 35 von der unteren Position, wie in der F i g. 1 gezeigt, in die in der F i g. 2 gezeigte Position angehoben wird, nachdem der Schalter 1 aus der Kraftschalttafel 2 herausgezogen worden ist, dann wird die Erdungsklinge 38 durch den ersten Hebel 33 und die isolierende Betätigungsstange 37 in den in der F i g. 2 gezeigten horizontalen Zustand gebracht da die Hauptwelle 32 bezüglich des Stützsokkels 31 als ihrem Stützpunkt im Gegenuhrzeigersinn rotiert Während der Schalter 1 allmählich nach links in die Kraftschalttafel 2 hineinbewegt wird, tritt in diesem Zustand der Sperrstift 41 an dem dritten Hebel 35 in Eingriff mit dem Stufenabschnitt 46. Mit anderen Worten gelangt der Schalter 1 in der Trennposition B zum Stillstand und die Erdungsklinge 38 gerät in Kontakt mit dem stationären Anschluß 26 an der Lastseite. Sogar dann, wenn eine Spannung an der Lastseite verbleibt, wird der Strom des stationären Anschlusses 26 beim Schließen des Schalters geerdet, und zwar auf einem Pfad über die folgenden Teile: Erdungsklinge 38, oberer Anschluß 24, oberer Flansch 4, Statortisch 8, Statorkontakt 10, beweglicher Kontakt 11, Rollen-Stromkollektor 16, Führungsstange 15, unterer Flansch 5, untere Kappe 7, Erdungsschuh 17, Erdungskontakt 48. Aus diesem Grund ist die Erdungsschaltfähigkeit des Schalters die gleiche wie die Belastbarkeit des Schalters selbst und daher extrem sicher.

Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht die Erfindung die Verbindung der Erdungsklinge mit dem stationären Trennstück der Lastseite und ihre Erdung über den Schalter, indem einfach der Bedienungshebel manipuliert und der Schalter in die Trennposition gebracht wird. Auf diese Weise wird der Erdungsvorgang einfacher. Obwohl sich die vorstehende Erläuterung mit dem Fall befaßt, in welchem die Erdungsklinge mit dem stationären Trennstück der Lastseite verbunden wird, kann natürlich die gleiche Wirkung auch dann erzielt werden, wenn die Erdungsklinge nur mit dem stationären Trennstück an der Einspeiseseite verbunden wird.

Bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Schalter mit einer Verriegelungsvorrichtung ausgestattet, so daß er nicht in die Schalttafel eingeführt werden kann, wenn er nicht im abgeschalteten Zustand ist. Mit anderen Worten ist es aus den nachstehend aufgelisteten Gründen unmöglich, irrtümlicherweise eine Erdung durchzuführen, solange der Schalter im geschlossenen Zustand ist und daher ist die erfindungsgemäße Vorrichtung extrem sicher.

1. In einem Zustand, in dem die Erdungsklinge 38 in Berührung mit dem Statorkontakt 26 gebracht ist, tritt der Sperrstift 41 in Eingriff mit dem Stufenabschnitt 46, wie in der F i g. 2 dargestellt. Dadurch ist es unmöglich, den Schalter 1 aus der Trennposition B in die Betriebsposition A zu bewegen. Wenn versucht wird, den Bedienungshebel nach unten zu drehen oder im Uhrzeigersinn, kann der Sperrstift 41 nicht angehoben werden, da er durch den Stufenabschnitt 46 gehalten ist Es besteht also keinerlei Möglichkeit, daß die Erdungsklinge des Schalters im Erdungszustand zufällig betätigt wird.

2. Wenn der Schalter in der Betriebsposition A steht, wie in der F i g. 1 dargestellt, oder wenn er in Betrieb ist ist es unmöglich, zufällig die Erdungsklinge horizontal nach unten zu drehen, da der Sperrstift 21 durch die Anschlagfläche 47 blockiert ist und dadurch der Bedienungsgriff 36 im Gegenuhrzeigersinn nicht betätigt werden kann. Mit anderen Worten kann also der Bedienungsgriff 36 nicht betätigt werden, wenn nicht der Schalter aus der Kraftschalttafel herausgezogen ist Dies ermöglicht eine verläßliche Verhinderung einer irrtümlichen Betätigung und gewährleistet eine sichere Bedienung.

Wie vorstehend erläutert wurde, ermöglicht die Erfindung die Ausführung des Erdungsvorgangs in einfacherer Weise. Dadurch werden die Wartung und die Überprüfung des Schalters einfacher. Da der Schalter die Verriegelungsplatte aufweist, die eine Betätigung der Erdungsvorrichtung verhindert, solange der Schalter nicht aus der Schalttafel herausgezogen ist, kann der Erdungsvorgang nun sicherer und verläßlicher ausgeführt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltgerät, mit dem ein lastseitiger stationärer Anschluß (27) an einen einspeisungsseitigen stationären Anschluß (26) schaltbar ist, mit einem Träger (21), der horizontal vorwärts und rückwärts bezüglich der stationären Anschlüsse (26,27) bewegbar ist, mit einem an dem Träger befestigten Leistungsschalter (1) mit Anschlußkontakten (24, 25), die mit den entsprechenden stationären Anschlüssen bei Bewegung des Trägers in Richtung auf die stationären Anschlüsse in Kontakt gebracht werden können, und mit einer Erdungseinrichtung, mit der in einer Erdungsstellung des Schaltgeräts einer der beiden stationären Anschlüsse (26, 27) über den Leistungsschalter nach Trennen der Anschlußkontakte von dem anderen stationären Anschluß geerdet werden kann, wobei der eine Anschlußkontakt (24) mit dem entsprechenden stationären Anschluß (26) und der andere Anschlußkontakt (25) mit einem Erdungskontakt (48) elektrisch leitend verbunden sind, d a durch gekennzeichnet, daß die Erdungseinrichtung eine Erdungsklinge (38) aufweist, die mit ihrer einen Anschlußschneide drehbar und elektrisch leitend mit einem Anschlußkontakt (24) verbunden ist und um diese Anschlußschneide mittels eines mit den Schalterantrieb verriegelbaren Betätigungsgestänges in eine Stellung schwenkbar ist, in der die andere Anschlußschneide den stationären Anschlüssen (26) derart gegenüberliegt, daß diese andere Anschlußschneide bei Vorwärtsbewegung des Trägers mit einem der stationären Anschlüsse (26) dann in elektrische Verbindung gelangt, wenn der andere Anschlußkontakt (25) des Leistungsschalters (1) geerdet ist und das Schaltgerät sich in Trennstellung befindet.

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsschalter (1) senkrecht angeordnet ist, und daß die Erdungsklinge (38) mit dem oberen Anschlußkontakt (24) verbunden ist.

3. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsschalter (1) senkrecht angeordnet ist, und daß die Erdungsklinge (38) mit dem unteren Anschiußkontakt (25) verbunden ist.

4. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsgestänge eine Welle (32) aufweist, die an dem Träger (21) befestigt, getrennt von der Erdungsklinge angeordnet und um ihre Achse drehbar ist, daß ferner ein Hebel (33) vorgesehen ist, der die Drehbewegung der Welle (32) über eine isolierende Betätigungsstange (37), welche die Erdungsklinge mit der Welle verbindet, überträgt, um die Erdungsklinge zu drehen, und daß eine Einrichtung (36) zum Drehen der Welle (32) vorhanden ist.

5. Schaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Sperrstift (41) vorgesehen ist, der an der Welle (32) befestigt ist, daß eine Verriegelungseinrichtung (45) vorhanden ist, die den Sperrstift verriegelt, um die Welle in einer Betriebsstellung zu sperren, in der die Anschlußkontakte (24, 25) in Verbindung mit den stationären Anschlüssen (26,27) sind, bzw. die Welle (32) in einer Stellung zu sperren, in der die Erdungsklinge (38) in Verbindung mit einem der Anschlüsse (26) ist.

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist

Allgemein können stationäre Anschlüsse, die auf der Einrpeiseseite und der Lastseite mit einer Sammelschiene bzw. einer Last verbunden werden, in einer Schalttafel angeordnet sein. Bewegbare Anschlußkontakte sind an einem Schalter angebracht, der in die Schalttafel hinein und aus dieser heraus treten kann. Während sich der Schalter in die Schalttafel hineinbewegt, nimmt er eine

«.ο Betriebsposition an, in welcher die bewegten Anschlußkontakte mit den stationären Anschlüssen verbunden sind, während er eine Trennposition einnimmt, in der diese Teile miteinander nicht in Kontakt stehen, wenn sich der Schalter aus der Schalttafel heraus bewegt.

Zur Durchführung von Wartung und Inspektion einer Vielzahl von elektrischen Geräten an der Lastseite wird der Schalter in die T^ennposition herausgezogen, so daß er eine Erdungsvorrichtung mit dem stationären Anschluß auf der Lastseite verbindet. Dies ermöglicht die Verhinderung der Schädigung einer Bedienungsperson durch elektrische Schläge, und zwar sogar dann, wenn eine Spannung unbeabsichtigt auf der Lastseite erscheint, da diese über die Erdungsvorrichtung geerdet ist. Erdungsvorrichtungen dieser Art können allgemein in die nachstehend angegebenen beiden Gruppen (A) und (B) eingeordnet werden: