DE3607435A1

DE3607435A1 - Schaltgetriebe fuer einen strom-/spannungsunterbrecher

Info

Publication number: DE3607435A1
Application number: DE19863607435
Authority: DE
Inventors: Minoru Marugame Nakahata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-04-10
Filing date: 1986-03-06
Publication date: 1986-10-16
Also published as: JPS61237326A; DE3607435C2; GB2175447B; GB8608633D0; GB2175447A

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für einen Strom-ZSpannungsunterbrecher, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei bekannten Schaltgetrieben zum Schalten sowohl eines Stromes als auch einer Spannung wird ein Trennschalter, der nur stromfrei schalten kann, zur Spannungsunterbrechung verwendet und ein Lastunterbrechungsschalter oder ein Schaltschütz werden verwendet, um den Strom zu schalten. Um weiterhin einen Kurzschlußstrom zu unterbrechen, wird ein Strompfadunterbrecher verwendet, oder ein Lastunterbrechungsschalter oder eine Kombination aus einem Schaltschütz und einer Sicherung werden verwendet, da diese Kombination praktisch genauso wie ein Lastunterbrechungsschalter arbeitet.

Das Schaltgetriebe für einen Strom-ZSpannungsunterbrecher wird somit durch eine Kombination einer Mehrzahl von

27.02.1986 K&W: 16MD01213-05

Schaltorganen gebildet, die für jede benötigte Funktion geeignet und ökonomisch sind. Es ist jedoch aufwendig und somit teuer, die Schaltorgane mit all ihren nötigen Funktionen in einem Gehäuse unterzubringen. Wenn, wie im 5 oben beschriebenen Beispiel ein Lastunterbrechungsschalter oder ein Schaltschütz mit einer Sicherung kombiniert werden, ist dies unökonomisch und teuer, da die Sicherung bei jeder Betätigung des Schaltkreisunterbrechers anspricht, dabei zerstört wird und somit ausgewechselt werden muß. Da weiterhin der Schaltkreisunterbrecher nicht öffnen kann, wenn eine Hochspannung anliegt, muß mit dem Schaltkreisunterbrecher ein Trennschalter kombiniert werden. Somit wird die gesamte Schaltvorrichtung teuer und fällt entsprechend groß aus, da noch der Trennschalter mitverwendet werden muß.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaltgetriebe für einen Strom-/Spannungsunterbrecher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, welches schnell und zuverlässig bei geringem Raumbedarf Strom- und Spannungspfade öffnen bzw. schließen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Wenn das erfindungsgemäße Schaltgetriebe öffnet, wird ein Vakuumunterbrecher durch eine Entladungskraft rasch geöffnet, welche während des Schließens des Vakuumunterbrechers gespeichert wurde.

Weiterhin wird bei Betätigung des Schaltgetriebes zunächst ein Trennschalter betätigt und nach dem Verstreichen einer festgelegten Zeitdauer der Vakuumunterbrecher.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

27.02.1986 K&W: 16MD01213-05

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 in Blockschaltbilddarstellung das erfindungsgemäße Schaltgetriebe;

Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Schaltgetriebes in einem Überstrom-Zustand;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Schaltgetriebes in einem Kurzschluß-Zustand;

Fig. 4 in schematisch vereinfachter Darstellung zwei Antriebsmechanismen und eine Zwischensperre;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Schließvorganges;

Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Öffnungsvorganges; und

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Öffnungsvorganges in einer Notsituation.

Gemäß Fig. 1 weist ein Vakuumunterbrecher 1 zwei Anschlüsse 2a und 3a auf, welche mit Kontakten 2 bzw. 3

gO verbunden sind. Ein fester Kontakt 5 eines Trennschalters 4 ist mit dem Anschluß 3a in Verbindung. Der Trennschalter 4 weist weiterhin eine Schaltfahne 6 auf, welche in einem Schwenkpunkt 6a mit einer Leitung 7 verbunden ist und es ermöglicht, zwischen dem Schwenkpunkt 6a und dem

gg festen Kontakt 5 eine Verbindung herzustellen. Ein Antriebsmechanismus 8 ist von Hand betätigbar und schließt die Kontakte 2 und 3 des Vakuumunterbrechers 1. Wenn ein

27.02.1986 . K&W: 16MD01213-05

Hebel 14 in Fig. 1 in Pfeilrichtung bewegt wird, gerät der Kontakt 2 mit dem Kontakt 3 in Anlage und gleichzeitig wird eine Feder 21 (Fig. 4) in dem Antriebsmechanismus 8 durch die Bewegung des Hebels 14 gespannt. Die Schaltfahne 6 des Trennschalters 4 wird von einem weiteren Antriebsmechanismus 9 angetrieben. Der Antriebsmechanismus 9 wird beispielsweise von der gespeicherten Federenergie einer Feder oder durch Magnetkräfte bewegt. Ein Stromwandler 11 überwacht den Stromfluß in der Leitung 7 und das Ausgangssignal des Stromwandlers 11 wird einem Überstromrelais 10 zugeführt. Wenn in der Leitung 10 ein überstrom fließt, wird das Überstromrelais 10 durch das Ausgangssignal des Stromwandlers 11 betätigt und ein Triggermechanismus 15 betätigt den Antriebsmechanismus 8. Eine Zwischensperre 12 steuert das Zeitverhalten zwischen dem Antriebsmechanismus 9 des Trennschalters 4 und dem Antriebsmechanismus 8 des Vakuumunterbrechers 1 derart, daß im Falle des Öffnens des Schaltgetriebes zunächst die Schaltfahne 6 öffnet und nach dem Verstreichen einer festgelegten Zeitdauer der Vakuumunterbrecher 1 öffnet. Ein Beispiel einer Kombination der Antriebsmechanismen 8 und 9 und der Zwischensperre 12 ist in Fig. 4 dargestellt.

Wenn in Fig. 4 eine Welle 2 0 durch die Betätigung des Hebels 14 in Richtung des Pfeiles B gedreht wird, dreht ein Verbindungsglied 2 6 in die gleiche Richtung wie die Welle 20. Der Vakuumunterbrecher 1 wird durch die Drehung der Welle 2 0 durch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Verbindungsglied geschlossen. Eine Feder 21, welche zwischen einer Halterung 22 an dem Antriebsmechanismus 8 und einer Halterung 23 an dem Verbindungsglied 2 6 angeordnet ist, wird durch die Drehung des Verbindungsgliedes 2 6 zusammengedrückt. Durch die Drehung des Verbindungsgliedes 2 6 wird ein Führungsteil 24 in Richtung des Pfeiles C bewegt, schließlich von einem Halteglied 25 erfaßt und gehalten. Weiterhin wird ein An-

27.02.1986 K&W: 16MD01213-05

triebshebel 2 8 durch in der Figur nicht dargestellte Antriebsmittel gedreht, nachdem die Betätigung des Führungsteils 24 erfolgt ist und der Trennschalter 4 wird geschlossen und eine Feder 29 zwischen zwei Halterungen 30 und 31 wird zusammengedrückt. Der Triggermechanismus 15 ist ein Elektromagnet.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform ist wie folgt:

Iⁿ ä^en Fig. 2 und 3 zeigt der Impulsverlauf A einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand des Vakuumunterbrechers 1, wobei ein hohes Niveau den geschlossenen Zustand bedeutet und ein niedriges Niveau den offenen Zustand bedeutet. Die geschlossenen und offenen Zustände

IQ des Trennschalters 4 sind durch den Impulszug B dargestellt. Der Ablauf, wenn das Schaltgetriebe schließt, ist wie folgt: Zunächst wird der Hebel 14 des Antriebsmechanismus 8 von Hand bewegt, wodurch der Vakuumunterbrecher 1 geschlossen wird. Die Feder in dem Antriebsmechanismus 8 wird durch die Bewegung des Hebels 14 gespannt und dieser Zustand ist durch einen Zeitpunkt "a" in Fig. 2A dargestellt.

Durch die Bewegung des Hebels 14 wird das Führungsteil gedreht und schließlich von dem Halteglied 25 gehalten. Danach wird der Trennschalter 4 zum Zeitpunkt "b" durch den Antriebsmechanismus 9, der seinerseits beispielsweise durch einen Elektromagnet oder durch Federenergie angetrieben wird, geschlossen.

Der Antriebshebel 28 wird durch die Antriebsmittel im Uhrzeigersinn gedreht und von der Zwischensperre 12 an einem Bolzen 33 gehalten. Dieser Zustand ist durch den Impulszug B in Fig. 2 dargestellt. Somit werden das Kongg taktpaar 2 und 3 und das Kontaktpaar 5 und 6 geschlossen und in der Leitung 7 fließt ein Strom.

27.02.1986 K&W: 16MD01213-05

Um das Schaltgetriebe zu öffnen/ wird zunächst der Trennschalter 4 von Hand betätigt, was in Fig. 2B zum Zeitpunkt "c" erfolgt, so daß der Antriebsmechanismus 9 betätigt wird. Die Zwischensperre 12 wird von dem Bolzen nach unten gedrückt und ein Hebel 27 wird durch die Drehung der Zwischensperre 12 in Fig. 4 nach rechts gezogen und das Halteglied 2 5 in Uhrzeigersinn gedreht. Wenn das Halteglied 25 sich von dem Führungsteil 25 trennt, wird das Führungsteil 24 in Uhrzeigersinn geschwenkt und das Verbindungsglied 2 6 wird unter der Kraft der Feder 21, welche während der Betätigung des Hebels 14 beim Schließen des Vakuumunterbrechers 1 gespeichert wurde, mit hoher Geschwindigkeit gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Dieser Zeitpunkt ist in Fig. 2B mit "d" dargestellt. Der Zeitunterschied ti zwischen den fallenden Flanken der Impulszüge A und B in Fig. 2 zeigt die Verzögerungszeit, welche von der Zwischensperre 12 erzeugt wird.

Wenn beispielsweise aufgrund eines Kurzschlusses ein Überstrom in der Leitung 7 fließt, wird dies von dem Stromwandler 11 erkannt und das Überstromrelais 10 angesteuert. Der Triggermechanismus 15 wird von dem Überstromrelais 10 angesteuert und ein beweglicher Hebel 16 des Triggermechanismus 15 bewegt sich in Fig. 4 nach rechts und schiebt das Halteglied 25. Dies hat zur Folge, daß das Führungsteil 24 außer Eingriff mit dem Halteglied 25 gerät und das Führungsteil 24 sich in Uhrzeigerrichtung dreht. Somit dreht sich das Verbindungsglied 2 6 gegen den Uhrzeigersinn und die Kontakte 2 und 3 des Vakuumunterbrechers 1 werden durch die Kraft der Feder 21, die durch die Betätigung des Hebels 14 gespannt wurde, mit hoher Geschwindigkeit getrennt. Dieser Zeitpunkt ist mit "e" in Fig. 3A dargestellt. Im eben erwähnten Fall bewegt sich der Trennschalter 4 nicht mit dem Vakuumunterbrecher 1, sondern verbleibt in dem geschlossenen Zustand. Der Trennschalter 4 wird durch Handbetätigung des Antriebsmechanismus 9 geöffnet. Dieser Zeitpunkt ist

27.02.1986 K&W: 16MD01213-05

durch "f" in Fig. 3B dargestellt. Die bisher beschriebenen Abläufe sind durch die Flußdiagramme gemäß den Fig. bis 7 dargestellt.

In der beschriebenen Ausführungsform wird der Antriebsmechnismus 8 des Vakuumunterbrechers 1 von Hand betätigt. Liegt jedoch ein großes Schaltgetriebe vor, wird der Antriebsmechanismus 8 vorzugsweise mittels eines Elektromotors, einer Flüssigkeitsdruckvorrichtung oder dergleichen betätigt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, daß die direkte Betätigung des Trennschalters 4 von Hand möglich ist und daß die Verzögerungszeit ti zwischen der Betätigung des Trennschalters 4 und des Vakuumunterbrechers 1 vorzugsweise geringer als zwei Spannungszyklen sein sollte.

Das Schaltgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung ist i-ⁿ der Lage, sowohl Spannungen als auch Ströme zu unterbrechen, falls ein überhoher Strom fließt, in dem eine Kombination eines von Hand betätigbaren Vakuumunterbrechers und eines Trennschalters verwendet wird. Das erfindungsgemäße Schaltgetriebe ist weiter dahingehend 25" vorteilhaft, daß Wartungskosten gering sind, da Austauschteile, wie beispielsweise eine Sicherung, nicht benötigt werden.

Weiterhin werden Überspannungsentladungen, die durch die Unterbrechung eines normalen Stroms induziert werden, durch den Schaltvorgang sowohl des Vakuumunterbrechers als auch durch den Trennvorgang des Trennschalters, die in Serie geschaltet sind, unterdrückt.

Claims

P atentansprüche

1. Schaltgetriebe für einen Strom-ZSpannungsunterbrecher, gekennzeichnet durch:

einen Vakuumunterbrecher (1) und einen Trennschalter (4), die in Serie hintereinander geschaltet sind;

einen ersten Antriebsmechanismus (8) zum Speichern einer Antriebskraft während des Schließvorgangs des Vakuumunterbrechers (1);

einen zweiten Antriebsmechanismus (9) zum Antrieb des Trennschalters (4);

eine Zwischensperre (12) zum Öffnen des Vakuumunterbrechers (1) mit einer festgelegten Zeitverzögerung nach dem Öffnen des Trennschalters (4);

eine Erkennungsvorrichtung (11) zur Erkennung eines

Postgiroamt München 1360 52-802 (BLZ 700 100 80) ■ Deutsche Bank AG Freising 93 020 50 (BLZ 700 700 10) Stadtsparkasse Freising 6007 (BLZ 700 510 03) · Dresdner Bank Freising 7 828 500 00 (BLZ 700 800 00)

27.02.1986 K&W.: . löWE-öl213-06

Überstroms in einem daran angeschlossenen Schaltkreis;

eine Triggervorrichtung (15), welche bei Erkennung des ÜberStroms durch die Erkennungsvorrichtung (11) betätigt wird; und

ein Halteglied (25) zum Halten der Antriebskraft des ersten Antriebsmechanismus (8).

10

2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Antriebsmechanismus (8) eine Feder - (21) und einen Hebel (14), der von Hand betätigbar ist, aufweist.

3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antriebsmechanismus (9) eine Fe^der (29) und einen Antriebshebel (28) zum Antreiben \ der Zwischensperre (12) aufweist.

4. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungsvorrichtung (11) ein Stromwandler ist,

5. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggervorrichtung (15) ein Elektromagnet ist.

6. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (25) entweder von der Zwischensperre (12) oder der Triggervorrichtung (15) angetrieben wird.