DE29901205U1 - Hochspannungsleistungsschalter, insbesondere Druckgasleistungsschalter - Google Patents

Hochspannungsleistungsschalter, insbesondere Druckgasleistungsschalter

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Description

GR 99 G 4006 DE
Beschreibung
Hochspannungsleistungsschalter, insbesondere Druckgasleistungsschalter
5
Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsleistungsschalter, insbesondere Druckgasleistungsschalter, mit zwei einander gegenüberstehenden Schaltkontakten, die im Einschaltzustand von einer Isolierstoffdüse umgeben sind, zu der koaxial eine Abschirmelektrode angeordnet ist/ wobei ein erster antreibbarer Schaltkontakt über die Isolierstoffdüse und ein Gestänge mit dem zweiten Schaltkontakt derart in Verbindung steht, daß dieser bei Betätigung des ersten Schaltkontaktes eine zu diesem gegenläufige Bewegung ausführt,
Ein derartiger Druckgasleistungsschalter geht hinsichtlich der gegenläufigen Bewegung des zweiten Schaltkontaktes bei Betätigung des ersten äntreibbaren Schaltkontaktes im wesentlichen beispielsweise aus der EP 0 696 040 Al hervor. Bei diesem Druckgasleistungsschalter sind beide einander gegenüberstehenden Schaltkontakte im Einschaltzustand ebenfalls von einer Isolierstoffdüse koaxial umgeben, über die der erste antreibbare Schaltkontakt mit dem zweiten Schaltkontakt so in Verbindung steht, daß dieser bei Betätigung des ersten Schaltkontaktes eine gegenläufige Bewegung ausführt. Dabei trägt die Isolierstoffdüse eine diese koaxial umgebende Abschirmelektrode, an der das Gestänge befestigt ist. Die Bewegung der Abschirmelektrode erfolgt somit parallel zur Bewegung der mit dem ersten antreibbaren Schaltkontakt in Verbindung stehenden Isolierstoffdüse.
Das an der Abschirmelektrode befestigte Gestänge besteht dort im wesentlichen aus zwei um 180° versetzt zueinander angeordneten Zahnstangen, die bei Durchführung eines Schaltvorganges mit einem Zahnrad kämmen. Damit der zweite Schaltkontakt gegenüber dem ersten Schaltkontakt eine gegenläufige Bewegung ausführt, ist an dem Zahnrad das eine Ende eines Kurbelarmes
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befestigt/ dessen zweites Ende mit dem zweiten Schaltkontakt in Verbindung steht, so daß dieser bei einem Schaltvorgang in die eine oder in die andere Richtung bewegt wird.
Somit ist zwar ein Druckgasleistungsschalter bekannt, durch den insbesondere durch die gegenläufige Bewegung der beiden einander gegenüberstehenden Schaltkontakte zwischen diesen bei einem Ausschaltvorgang eine dielektrisch hoch belastbare Isolierstrecke gebildet wird, aber durch die zwangsläufige Bewegung der Abschirmelektrode mit der Isolierstoffdüse erfolgt nicht notwendigerweise die optimale Steuerung des elektrischen Feldes in der Schaltstrecke.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Hochspannungsleistungsschalter entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, durch den nicht nur während eines Schaltvorganges eine optimale Steuerung des elektrischen Feldes in der Schaltstrecke durch die koaxial zur Isolierstoffdüse angeordnete Abschirmelektrode, sondern gleichzeitig auch bei einem Ausschaltvorgang die durch die gegenläufige Bewegung der beiden einander gegenüberstehenden Schaltkontakte erzielte dielektrisch hoch belastbare Isolierstrecke mit verringerter zu beschleunigender Masse erreicht wird.
Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß die koaxial zur Isolierstoffdüse angeordnete Abschirmelektrode mit dem zweiten Schaltkontakt in Wirkverbindung steht, derart, daß sie bei einer bei einem Ausschaltvorgang ausgeführten gegenläufigen Bewegung des zweiten Schaltkontaktes eine Bewegung ausführt, deren Richtung der Bewegungsrichtung des ersten Schaltkontaktes entspricht und deren Geschwindigkeit betragsmäßig kleiner ist als die Geschwindigkeit des ersten Schaltkontaktes.
Die Abschirmelektrode kann beispielsweise mittels eines Getriebes von dem zweiten Schaltkontakt oder vom ersten Schaltkontakt antreibbar sein.
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Um dabei die gegenläufige Bewegung der beiden einander gegenüberstehenden Schaltkontakte mit verringerter zu beschleunigender Masse des die Bewegung bewirkenden Gestänges zu ermöglichen, ist vorteilhaft die Isolierstoffdüse mit zwei einander bezüglich der Mittelachse des Schalters diametral gegenüberliegenden Zugstangen verbunden, die sich parallel zu dem zweiten Schaltkontakt erstrecken und auf der der Isolierstoffdüse abgewandten Seite fest mit einer axial verschiebbar angeordneten ersten Halterung verbunden sind, an der schwenkbar zwei Pleuelstangen angeordnet sind, von denen jede mit einem Schenkel einer Gabelung gelenkig in Verbindung steht, die drehbar in einem Festlager geführt ist und auf ihrer, den Schenkeln im wesentlichen gegenüberliegenden Seite einen Hebel besitzt, mit dem schwenkbar ein Ankopplungshebel verbunden ist, der mit der den zweiten Schaltkontakt tragenden, axial verschiebbaren Kontaktstange in Verbindung steht.
Der Winkel &agr; zwischen den Schenkeln der Gabelung und dem Hebel, mit dem schwenkbar der Ankopplungshebel verbunden ist, sollte zweckmäßigerweise größer als 90° sein.
Dadurch wird erreicht, daß bei einem Ausschaltvorgang die den zweiten Schaltkontakt tragende Kontaktstange bei ihrer axialen Verschiebung eine ausreichend große Strecke zurücklegt, so daß durch die gegenläufige Bewegung der beiden einander gegenüberstehenden Schaltkontakte zwischen diesen eine hochbelastbare Isolierstrecke gebildet wird.
Die Verbindung des Ankopplungshebels mit der den zweiten Schaltkontakt tragenden Kontaktstange erfolgt über ein an der Kontaktstange angeordnetes Gelenk. Dabei kann als Gelenk jede an sich bekannte Ausführung zur Anwendung kommen, durch die erreicht wird, daß bei einem Schwenken des Ankopplungshebels eine axiale Verschiebung der den zweiten Schaltkontakt tragenden Kontaktstange erreicht wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine das elektrische Feld in der Schaltstrecke steuernde Bewegung der koaxial zur Isolierstoffdüse angeordneten Abschirmelektrode, die nicht mit der Isolierstoffdüse verbunden ist, bei einer bei einem Ausschaltvorgang durchführenden gegenläufigen Bewegung des zweiten Schaltkontaktes erreicht/ indem an jedem Schenkel der Gabelung jeweils eine weitere Pleuelstange gelenkig befestigt ist, die schwenkbar mit einer axial verschiebbar auf der ersten Halterung angeordneten zweiten Halterung in Verbindung steht, an der fest zwei Schubstangen angeordnet sind, die mit der Abschirmelektrode verbunden sind.
Dabei stehen diese Pleuelstangen im mittleren Bereich der Schenkel der Gabelung mit dieser gelenkig derart in Verbindung, daß bei einem Ausschaltvorgang der zurückgelegte Weg der Abschirmelektrode, deren Richtung immer der des ersten Schaltkontaktes entspricht und deren Betrag der Geschwindigkeit dabei stets kleiner ist als der der Geschwindigkeit des ersten Schaltkontaktes, kleiner ist als der des zweiten Schaltkontaktes. Durch die Verbindung dieser Pleuelstangen mit den Schenkeln der Gabelung in ihrem mittleren Bereich sind gleichzeitig die Voraussetzungen dafür geschaffen worden, daß für die gelenkige Verbindung dieser Pleuelstangen mit den Schenkeln der Gabelung der geeigneteste Anlenkungspunkt entlang dieser Schenkel für eine das elektrische Feld in der Schaltstrecke optimal steuernde Bewegung der Abschirmelektrode gewählt werden kann. Das bedeutet, daß durch den Einsatz weiterer Abschirmungen im Bereich der Schaltstrecke zumindest reduziert werden kann.
Die durch die Erfindung beabsichtigten Wirkungen können unabhängig von der Anordnung des die Gabelung drehbar führenden Festlagers erreicht werden. So kann dieses gemäß einer bevorzugten Ausführung am äußeren Umfang eines die Kontaktstange führenden feststehenden Rohres, auf dem die erste Halterung axial verschiebbar angeordnet ist, mit Abstand zu diesem angeordnet sein. Bei dieser Anordnung des Festlagers, das mit
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dem feststehenden Rohr verbunden sein kann, ist der schwenkbar mit dem Hebel der Gabelung verbundene, mit der Kontaktstange in Verbindung stehende Ankopplungshebel vorteilhaft über ein Langloch innerhalb des feststehenden Rohres in dieses hereingeführt. Das schließt jedoch nicht aus, daß bei Anordnung des die Gabelung drehbar führenden Festlagers am äußeren Umfang des feststehenden Rohres der Ankopplungshebel auch über die offene Stirnseite des feststehenden Rohres in dieses hereingeführt werden kann.
Dies ist besonders dann zweckmäßig, wenn das die Gabelung drehbar führende Festlager nicht am äußeren Umfang des feststehenden Rohres, sondern an dessen Stirnseite angeordnet ist.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und näher erläutert.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: 20
Figur 1 eine Teilansicht eines Druckgasleistungsschalters im
Schnitt und
Figur 2 eine Teilansicht des Druckgasleistungsschalters nach Figur 1 mit einer gegenüber diesem veränderten An-Ordnung eines Bausteines.
Die Figur 1 zeigt einen Druckgasleistungsschalter im Bereich von zwei einander gegenüberstehenden Schaltkontakten 1,2 sowie der den zweiten Schaltkontakt 2 tragenden Kontaktstange
3. Während links zur Mittelachse 4 der Druckgasleistungsschalter mit Ausnähme einiger Bauteile im unteren Bereich in der Einschaltstellung dargestellt ist, wird rechts zur Mittelachse 4 der Druckgasleistungsschalter in der Ausschaltstellung gezeigt.
Wie die Figur 1 zeigt, sind die beiden einander gegenüberstehenden Schaltkontakte 1,2 im Einschaltzustand von einer
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Isolierstoffdüse 5 umgeben, zu der koaxial eine Abschirmelektrode 6 angeordnet ist. Während die Isolierstoffdüse 5 mit dem ersten antreibbaren Schaltkontakt 1 verbunden ist, also bei einem Schaltvorgang die Bewegung des ersten antreibbaren Schaltkontaktes 1 ausführt, ist die Abschirmelektrode 6 nicht mit der Isolierstoffdüse 5 verbunden.
Damit nun zur Bildung einer dielektrisch hoch belastbaren Isolierstrecke bei einem Ausschaltvorgang der zweite Schaltkontakt 2 gegenüber dem ersten antreibbaren Schaltkontakt 1 bei dessen Betätigung eine zu diesem gegenläufige Bewegung ausführt, ist die Isolierstoffdüse 5 mit zwei zueinander bezüglich der Mittelachse 4 diametral gegenüberliegenden Zugstangen 7,8 verbunden, die sich parallel zu der Kontaktstange 3 erstrecken. Auf der der Isolierstoffdüse 5 abgewandten Seite stehen diese Zugstangen 7,8 fest mit einer Halterung 9 in Verbindung. Diese ist axial verschiebbar auf einem feststehenden Rohr angeordnet, indem die den zweiten Schaltkontakt 2 tragende Kontaktstange 3 axial verschiebbar angeordnet ist. Außerdem sind an der axial verschiebbaren Halterung 9 schwenkbar zwei Pleuelstangen 11,12 angeordnet, von denen jede mit einem Schenkel 13,14 einer Gabelung 15 gelenkig in Verbindung steht, die drehbar in einem Festlager 16 geführt ist, das an der Stirnseite 17 des die Kontaktstange 3 axial verschiebbar aufnehmenden Rohres 10 angeordnet ist. Die Gabelung 15, die zu beiden Seiten der Mittelachse 4 in der Ausschaltstellung des Druckgasleistungsschalters dargestellt ist, besitzt auf ihrer den Schenkeln 13,14 gegenüberliegenden Seite einen Hebel 18, mit dem schwenkbar ein Ankopplungshebel 19 verbunden ist, der mit der den zweiten Schaltkontakt 2 tragenden Kontaktstange 3 in Verbindung steht.
Wird ein Ausschaltvorgang durchgeführt, so werden bei Betätigung des ersten antreibbaren Schaltkontaktes 1 über die Isolierstoffdüse 5 die Zugstangen 7,8 mitgenommen. Da gleichzeitig mit der Mitnahme der Zugstangen 7,8 eine axiale Verschiebung der Halterung 9 auf dem feststehenden Rohr 10 er-
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folgt, werden auch die schwenkbar an der Halterung 9 angeordneten Pleuelstangen 11,12 mitgenommen. Ausgehend davon, daß jede der Pleuelstangen 11,12 mit einem Schenkel 13,14 der drehbar in dem Festlager 16 geführten Gabelung 15 in Verbindung steht, erfolgt ein Schwenken der Gabelung 15 in dem Festlager 16. Während sich dabei die Schenkel 13,14 der Gabelung 15 in Richtung der axial verschiebbaren Halterung 9 bewegen, bewegt sich hierbei der den Schenkeln 13,14 im wesentlichen gegenüberstehende Hebel 18 in entgegengesetzter Richtung. Das aber bedeutet, daß durch den mit diesem Hebel schwenkbar verbundenen Ankopplungshebel 19 die Kontaktstange 3 durch axiale Verschiebung innerhalb des feststehenden Rohres und damit der zweite Schaltkontakt 2 mitgenommen wird, so daß dieser bei einem Ausschaltvorgang gegenüber dem ersten antreibbaren Schaltkontakt 1 eine gegenläufige Bewegung ausführt und somit nach Beendigung eines Ausschaltvorganges eine dielektrisch hochbelastbare Isolierstrecke gebildet ist.
Um nun bei diesem Druckgasleistungsschalter während eines Schaltvorganges auch eine optimale Steuerung des elektrischen Feldes in der Schaltstrecke 20 zu erreichen, ist an jedem Schenkel 13,14 der Gabelung 15 jeweils eine weitere Pleuelstange 21,22 gelenkig befestigt, die schwenkbar mit einer axial verschiebbar auf der ersten Halterung 9 angeordneten zweiten Halterung 23 in Verbindung steht. An dieser sind nunmehr zwei Schubstangen 24,25 fest angeordnet, die mit der koaxial zur Isolierstoffdüse 5 angeordneten Abschirmelektrode 6 verbunden sind.
Führt der Druckgasleistungsschalter einen Ausschaltvorgang aus, so werden durch die Schenkel 13,14 der Gabelung 15 die Pleuelstangen 21,22 sowie die Schubstangen 24,25 in Richtung der Schaltstrecke 20 bewegt. Da die Schubstangen 24,25 mit der Abschirmelektrode 6 verbunden sind, führt diese somit eine Bewegung aus, deren Richtung der des ersten Schaltkontaktes 1 entspricht. Indem die gelenkig an den Schenkeln 13,14 der Gabelung 15 befestigten Pleuelstangen 21,22 im
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mittleren Bereich der Schenkel 13,14 an diesen befestigt sind, ist nicht nur der Betrag der Geschwindigkeit der Abschirmelektrode 6 kleiner als der des ersten Schaltkontaktes 1, sondern auch der durch die Abschirmelektrode 6 zurückgelegte Weg. Durch die Wahl des Befestigungspunktes der Pleuelstangen 21,22 an den Schenkeln 13,14 der Gabelung 15 zwischen dem Festlager 16 und der gelenkigen Befestigung 26,27 der Pleuelstangen 11,12 sind somit die Voraussetzungen dafür gegeben, daß durch die Abschirmelektrode 6 eine optimale Steuerung des elektrischen Feldes in der Schaltstrecke 20 während eines Schaltvorganges erreicht wird.
Während gemäß Figur 1 das die Gabelung 15 drehbar führende Festlager 16 an der Stirnseite 17 des feststehenden Rohres 10 angeordnet ist, ist nach Figur 2 dieses Festlager 16 am äußeren Umfang des die Kontaktstange 3 führenden feststehenden Rohres 10 vorgesehen. Dadurch wird erreicht, daß trotz der Notwendigkeit der Gabelung 15 für den Bewegungsablauf des zweiten Schaltkontaktes 2 und der Abschirmelektrode 6 (Figur
1) eine Vergrößerung der Schaltkammer in axialer Richtung nicht erforderlich ist. Dabei ist das die Gabelung 15 führende Festlager 16 mit Abstand zu dem feststehenden Rohr 10 angeordnet und an dessen Stirnseite 17 befestigt. Bei dieser Anordnung des Festlagers 16 ist der schwenkbar mit dem Hebel 18 der Gabelung 15 verbundene, mit der Kontaktstange 3 in Verbindung stehende Ankopplungshebel 19 über ein Langloch 20 innerhalb des feststehenden Rohres 10 in dieses hereingeführt. Sowohl die Anordnung der Pleuelstangen, von denen hier nur die Pleuelstangen 11 und 21 dargestellt sind, als auch die Ausbildung der Gabelung 15, von der hier nur der Schenkel 13 dargestellt ist, entspricht der Anordnung der Pleuelstangen 11,12,21,22 sowie der Ausbildung der Gabelung 15 mit den beiden Schenkeln 13,14 nach Figur 1.
Wie aus dieser Figur aber auch ersichtlich ist, ist der Winkel &agr; zwischen dem Hebel 18 und dem Schenkel 13 und damit dem Schenkel 14 (Figur 1) der Gabelung 15 größer 90°, so daß die
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Kontaktstange 3 bei einem Ausschaltvorgang eine ausreichend große Strecke zurücklegt, um zwischen den Schaltkontakten 1,2 (Figur 1) eine hochbelastbare Isolierstrecke zu bilden.

Claims (8)

&iacgr;&ogr;
1. Hochspannungsleistungsschalter, insbesondere Druckgasleistungsschalter, mit zwei einander gegenüberstehenden Schaltkontakten (1,2), die im Einschaltzustand von einer Isolierstoffdüse (5) umgeben sind, zu der koaxial eine Abschirmelektrode (6) angeordnet ist, wobei ein erster antreibbarer Schaltkontakt (1) über die Isolierstoffdüse (5) und ein Gestänge mit dem zweiten Schaltkontakt (2) derart in Verbindung steht, daß dieser bei Betätigung des ersten Schaltkontaktes (1) eine zu diesem gegenläufige Bewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet,
daß die koaxial zur Isolierstoffdüse (5) angeordnete Abschirmelektrode (6) mit dem zweiten Schaltkontakt (2) in Wirkverbindung steht, derart, daß sie bei einer bei einem Ausschaltvorgang ausgeführten gegenläufigen Bewegung des zweiten Schaltkontaktes (2) eine Bewegung ausführt, deren Richtung der Bewegungsrichtung des ersten Schaltkontaktes (1) entspricht und deren Geschwindigkeit betragsmäßig kleiner ist als die Geschwindigkeit des ersten Schaltkontaktes (1).
2. Hochspannungsleistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolierstoffdüse (5) mit zwei einander bezüglich der Mittelachse (4) des Schalters diametral gegenüberliegenden Zugstangen (7,8) verbunden ist, die sich parallel zu dem zweiten Schaltkontakt (2) erstrecken und auf der der Isolierstoffdüse (5) abgewandten Seite fest mit einer axial verschiebbar angeordneten ersten Halterung (9) verbunden sind, an der schwenkbar zwei Pleuelstangen (11,12) angeordnet sind, von denen jede mit einem Schenkel (13,14) einer Gabelung (15) gelenkig in Verbindung steht, die drehbar in einem Festlager (16) geführt ist und auf ihrer, den Schenkeln (13,14) im wesentlichen gegenüberliegenden Seite einen Hebel (18) besitzt, mit dem schwenkbar ein Ankopplungshebel (19) verbunden ist, der mit der den zweiten Schaltkontakt (2) tragenden, axial verschiebbaren Kontaktstange (3) in Verbindung steht.
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3. Hochspannungsleistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel &agr; zwischen den Schenkeln (13,14) der Gabelung (15) und dem Hebel (18) größer als 90° ist.
4. Hochspannungsleistungsschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß an jedem Schenkel (13,14) der Gabelung (15) jeweils eine weitere Pleuelstange (21,22) gelenkig befestigt ist, die
schwenkbar mit einer axial verschiebbar auf der ersten Halterung (9) angeordneten zweiten Halterung (23) in Verbindung steht, an der fest zwei Schubstangen (24,25) angeordnet sind, die mit der Abschirmelektrode (6) verbunden sind. 15
5. Hochspannungsleistungsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pleuelstangen (21,22) im mittleren Bereich der Schenkel (13,14) der Gabelung (15) mit dieser gelenkig in Verbindung stehen, derart, daß bei einem Ausschaltvorgang der zurückgelegte Weg der Abschirmelektrode 6 kleiner ist als der des zweiten Schaltkontaktes (2).
6. Hochspannungsleistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das die Gabelung (15) drehbar führende Festlager (16) am äußeren Umfang eines die Kontaktstange (3) führenden feststehenden Rohres (10) mit Abstand zu diesem angeordnet ist und daß der schwenkbar mit dem Hebel (18) der Gabelung (15) verbundene, mit der Kontaktstange (3) in Verbindung stehende Ankopplungshebel (19) über ein Langloch (28) innerhalb des feststehenden Rohres (10) in dieses hereingeführt ist.
7. Hochspannungsleistungsschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das die Gabelung (15) drehbar führende Festlager (16) mit dem feststehenden Rohr (10) verbunden ist.
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8. Hochspannungsleistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Gabelung (15) drehbar führende Festlager (16) an der Stirnseite (17) eines die Kontaktstange (3) führenden feststehenden Rohres (10) angeordnet ist.
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