DE3876657T2 - Elektrische ringleitungseinheit. - Google Patents
Elektrische ringleitungseinheit.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft einen elektrischen Drei-Phasen Ringleitungs-Hauptschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Auf dem Gebiet der elektrischen Energieversorgung und insbesondere bei Ausrüstungen für Ring-Hauptleitungs- Anlagen sind die unterschiedlichsten Arten von Schaltgeräten bekannt.
- Ein bekannter Drei-Phasen Ringsleitungs-Hauptschalter weist einen in einen oberen und unteren Abschnitt unterteilten Behälter auf. Die Ring-Hauptleitungen führen in den unteren Abschnitt des Behälters, in dem Schaltvorrichtungen vorgesehen sind, die die Klemmen dieser Leitungen entweder mit Erdungskontakten oder mit Gruppen von Sammelschienen-Kontakten verbinden. Der obere Abschnitt des Behälters nimmt eine weitere Schaltvorrichtung auf, die die Sammelschienen-Kontakte mit den Kontakten einer Drei-Phasen-Abzweigschaltung verbinden kann, und Mittel aufweist, mit denen die beim Öffnen der Kontakte entstehenden bichtbagen zu löschen sind. Die Mittel zum Löschen von Lichtbogen enthalten jeweils für jede Phase eine Spule, die mit dem Öffnen der Kontakte in den Stromkreis geschaltet wird. Der dann die Spule durchfließende Lichtbogenstrom bildet ein Magnetfeld, welches den Lichtbogen zwecks besserer Löschung zum Rotieren bringt. Der gesamte Behälter ist mit einem elektrisch isolierenden Fluid, beispielsweise Schwefelhexafluoridgas (SF&sub6;) gefüllt.
- Ferner sind Mittel für das Betätigen der Schalter zwischen einer geschlossenen und offenen Stellung und einer Erdungsstellung im unteren Abschnitt des Behälters vorgesehen. Diese Antriebsbewegung kann sowohl manuell als auch über eine automatische Auslösevorrichtung gesteuert werden, wobei letztere auf einen Fehlerstrom in einer der Phasen anspricht und die Schalter zum Abzweigkreis öffnet. Auch im oberen Abschnitt kann generell eine zusätzliche Schaltvorrichtung für die Erdungsschaltstellung vorgesehen sein.
- Eine Ausführungsform eines solchen Gerätes ist in der GB-A-2 091 942 beschrieben.
- Wie die Erfahrung gezeigt hat, ist die Montage der einzelnen Schaltgeräte im Behälter aufwendig und der Zugang im eingebauten Zustand nur bedingt möglich. Die Schalteinheit als Ganzes ist aufwendig und unhandlich.
- Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen durch eine Weiterbildung der bekannten Ringleitungs- Hauptschalter in der Weise, daß ein kompakter Hauptschalter mit verbesserten Montagemöglichkeiten und leichterem Zugang entsteht, der einen vereinfachten Antrieb der Schaltvorrichtungen aufweist und der einfacher als bekannte Anordnungen zu erweitern ist.
- Ausgehend von einem elektrischen Drei-Phasen Ringleitungs-Hauptschalter mit einem Gehäuse, drei Eingangskontakten, jeweils einen für jede Phase im unteren Teil des Gehäuses, drei Ausgangskontakten, jeweils einen für jede Phase, mit drei jeweils im unteren Teil des Gehäuses zwischen unterschiedlichen Schaltstellungen bewegbar gelagerten unteren Schaltkontakten; mit drei Sammelschienen-Kontakten, die jeweils mit einem zugeordneten Ausgangskontakt verbunden sind, mit drei jeweils einer bestimmten Phase zugeordneten Abzweigkontakten im oberen Teil des Gehäuses, sowie drei im oberen Teil des Gehäuses zwischen unterschiedlichen Schaltstellungen bewegbar gelagerten oberen Schaltkontakten, wobei in einer Schaltstellung der unteren Schaltkontakte eine elektrische Schaltverbindung zwischen den Eingangskontakten und den ihnen jeweils zugeordneten Ausgangskontakten, und in einer Schaltstellung der oberen Schaltkontakte eine elektrische Schaltverbindung zwischen den Sammelschienen-Kontakten und den jeweils zugeordneten Abzweigkontakten hergestellt ist, ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Gehäuse ein unteres und ein oberes Gehäusemodul umfaßt, deren Wandstrukturen jeweils aus einem isolierenden Kunststoff- Material bestehen, daß die Eingangskontakte und die unteren Schaltkontakte im unteren Gehäusemodul angeordnet sind, daß die Abzweikontakte und die oberen Schaltkontakte im oberen Gehäusemodul angeordnet sind; daß die Oberseite des unteren Gehäusemoduls durch eine isolierende Abdeckung verschlossen ist, daß die Ausgangskontakte an der Unterseite der Abdeckung und die Sammelschienen-Kontakte an deren Oberseite angeordnet sind und daß Mittel zur Befestigung des oberen Gehäusemoduls an der Oberseite des unteren Gehäusemoduls vorgesehen sind.
- Durch die erfindungsgemäße Unterteilung in einen oberen und unteren Gehäuseteil wird eine wesentlich einfachere Montage der Schaltvorrichtungen und besserer Zugang zu ihnen ermöglicht.
- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die isolierende Abdeckung vorzugsweise eine mit der Struktur des oberen Gehäusemoduls einstückig ausgebildete Grundplatte, welche die nach oben offene Seite des unteren Gehäusemoduls nach dem Zusammenbau beider Gehäusemodule verschließt.
- Wenngleich als Abdeckung für die offene Oberseite des unteren Gehäusemoduls auch ein getrennter Deckel oder ein in dieses Modul integriertes Teil in Frage kommen könnte, so ist die Aufteilung in zwei getrennte und übereinandersetzbare Module fertigungstechnisch und im Hinblick auf die Montage optimal. Das obere Gehäusemodul kann nach oben offen sein und durch einen an diesem Modul befestigten Deckel abgedeckt werden. Somit weist jedes Gehäusemodul im Grundzustand eine oben offene Seite auf und bietet somit freien Zugang zu den in ihnen vorhandenen Ausrüstungen.
- Jedes Modul ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung aus einem geeigneten Kunstharz gegossen und ihre Gehäuseaußenflächen sind durch einen elektrisch leitenden Überzeug geschirmt. Dieser Überzug kann durch Spritzen aufgebracht werden und kann beispielsweise aus einem Metall- oder Kunststoff-Material bestehen, das mit leitenden Partikeln beispielsweise aus Zink, Aluminium, Nickel, Silber oder Kohlenstoff versetzt ist.
- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Eingangskontakte mit ihren Achsen im wesentlichen parallel zueinander in einer ersten Ebene liegend angeordnet, wobei die Ausgangskontakte mit ihren Achsen im wesentlichen parallel in einer im wesentlichen senkrecht zur ersten Ebene verlaufenden zweiten Ebene angeordnet sind. Die Sammelschienen-Kontakte mit ihren Achsen liegen im wesentlichen parallel zueinander und in einer zur zweiten Ebene im wesentlichen senkrechten dritten Ebene und zur ersten Ebene unter einem Winkel, wobei jeder Sammelschienen-Kontakt mit seinem zugeordneten Ausgangskontakt über eine zugeordnete Sammelschiene elektrisch verbunden ist, die in die Abdeckung eingeformt sind.
- Die Anordnung der einzelnen Kontakte mit ihren Achsen in unterschiedlichen Ebenen erlaubt eine sehr geschlossene, übersichtliche Bauweise und reduziert insbesondere die Baugröße des Ringleitungs-Hauptschalters. Dies ist vor allem kostengünstig und technisch vorteilhaft, da die Gehäusemodule mit einem Isoliermedium wie SF&sub6;- Gas zu füllen sind.
- Vereinfacht wird hierdurch auch die Anordnung der Antriebsmittel für die einzelnen Schalter und das Gerät ist ausbaufähiger als herkömmliche Geräte.
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
- Es zeigen:
- Figur 1 eine Frontansicht eines Gehäuses eines Ringleitungs-Hauptschalters,
- Figur 2 eine Seitenansicht des Gehäuses nach Figur 1,
- Figur 3 eine Ansicht auf einen in ein Gehäuse nach den Figuren 1 und 2 eingebauten Ringleitungs-Hauptschalter,
- Figur 4 eine Ansicht auf den eingebauten Ringleitungs-Hauptschalter nach Figur 3 von vorn und in verkleinertem Maßstab,
- Figur 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Figur 3 und
- Figur 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Figur 4.
- Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Gehäuse 1 eines Drei- Phasen Ringleitungs-Hauptschalters Die Frontseite des Gehäuses ist durch eine Tür 2 verschlossen, die in der Schließstellung verriegelt ist. Das Gehäuse ist wetterfest und gegen Beschädigung von außen geschützt ausgeführt. Die Anbringung auf vorhandenen äußeren Fittings erfolgt durch separate und mit herkömmlichen Werkzeugen nicht lösbare Befestigungsmittel. Die Tür ist gegenüber dem Gehäuse durch Dichtungen abgedichtet, so daß die Wetterfestigkeit selbst im Türbereich gegeben ist. Von dem oberen Teil des Gehäuses getragen ist eine Abzweig- Unterbrecher-Schalter-/Erdungsschalter-Anordnung, die innerhalb des oberen Moduls der aus zwei gegossenen getrennten Gehäusemodulen bestehenden Gehäusekammer 3 aus Kunstharz angeordnet. Die Ringleitungsschalter und Unterbrecher dienen zur gewollten Unterbrechung und Lastabschaltung, während die Erdungsschalter nur im Fehlerfall wirksam werden. Ein Bedienpult des Gehäuses enthält ein grobes Funktionsdiagramm mit Schaltsymbolen 4 sowie Bedienfelder 5 und 6 zur Betätigung der jeweiligen Ringleitungsschalter und ein Bedienfeld 7 zur Steuerung der Abzweig-Unterbrecher-/Erdungs-Schaltung
- Jedes Bedienfeld weist Mittel auf, mittels denen entweder ein Hauptschalter oder ein Erdungsschalter auswählbar ist, und solche, mittels denen diese zwischen den EIN/AUS-Stellungen bewegbar sind. In der Zeichnung nehmen diese eine Stellung ein, in der die Hauptschalter (M) über die Bedienfelder 5 und 7 ausgewählt sind, der Erdungsschalter (E) dagegen über das Bedienfeld 6; alle drei Schalter befinden sich in der Schaltstellung EIN. Die Anzeige hierfür ist im Kontrollschaltbild unterhalb der Bedienfelder angezeigt.
- In der Gehäusekammer 3 sind ferner Bedienvorrichtungen 206 für die Ringleitungsschalter und den Unterbrecher nebeneinander an der Frantseite angeordnet, die im einzelnen nicht dargestellt sind. Die Bedienvorrichtungen werden von den Bedienfeldern 5 bis 7 aus angesteuert; der Unterbrecher wird über eine auf Fehler in der Schaltung ansprechende Vorrichtung angesteuert. Fehlerdetektoren sind in unterschiedlichster Ausführung für die Ansteuerung von Unterbrecherschaltungen bei Bedarf bekannt. Wie an sich bekannt, sind Rücksetzmittel gleichfalls vorgesehen.
- In den Figuren 3 bis 5 sind der Abzweig-Unterbrecher-/Erdungsschalter und die einzelnen Ringleitungsschalter detaillierter dargestellt. Die Gehäusekammer 3 besteht aus einem unteren und einem oberen Gehäusemodul 30 bzw. 31. Beide Gehäusemodule sind übereinander angeordnet und über Schraubverbindungen 32 aneinander fest verbunden. Jedes Gehäusemodul ist als Guß- oder Spritzteil aus einem geeigneten isolierenden Kunstharz ausgebildet. Die Außenflächen der Gehäusemodule weisen einen Überzug aus elektrisch leitendem Material auf, der als elektrische Schirmung dient. Zwischen den beiden Gehäusemodulen sind geeignete Dichtmittel vorgesehen und der gesamte freie Raum innerhalb jedes Gehäusemoduls ist mit einem elektrisch isolierenden Medium, meist SF&sub6;- Gas, gefüllt. Eine Grundplatte 55 des oberen Gehäusemoduls ist einstückig an die Gehäusestruktur angeformt und deckt im zusammengefügten Zustand die offene Oberseite des darunterliegenden unteren Gehäusemoduls ab.
- Das untere Gehäusemodul weist drei Sätze konisch geformter Eingangsbuchsen, z.B. 33a (Figur 4) auf, die einstückig angeformt sind und zwar jeweils eine Buchse für eine Phase einer Drei-Phasen-Stromversorgung. Die Leiter 34a, 34b, 34c der Stromversorgung führen jeweils durch die zugeordneten Buchsen und enden im unteren Gehäusemodul. Die Achsen von Buchsen und Leitungen verlaufen jeweils parallel zueinander.
- Jeder der Leiter 34 weist einen über Schrauben an ihm befestigten Eingangskontakt, z.B. 35, auf, an dem jeweils ein Schaltkontakt 37a, 37b, 37c drehbeweglich angeordnet ist. Die Eingangskontakte liegen mit ihren Achsen in einer zur Ebene der Buchsenachsen und der Zuleitungen parallelen Ebene A-A.
- Jeder Schaltkontakt 37a, 37b, 37c ist jeweils über ein Gestänge 38a, 38b, 38c, das jeweils aus zwei parallelen Hebeln aus Isoliermaterial besteht, und einem Hebelarm, z.B 39a, mit einer Welle 40 verbunden, über die alle drei Schaltkontakte gleichzeitig angetrieben werden.
- Die Welle ist in geeigneten Lagern 41 und 42 im Gehäusemodul 30 mit entsprechender Abdichtung des Wellenaustritts gelagert.
- Jeder Schaltkontakt 37a, 37b, 37c weist zwei parallel elektrisch leitende Arme 44a, 44b, 44c auf, die jeweils mit dem zugeordneten Eingangskontakt über einen Drehstift, z.B. 45a (Fig. 5), und über einen weiteren Drehstift, z.B. 46a, mit dem zugeordneten Gestänge 38a, 38b oder 38c verbunden sind. Federscheiben zwischen den an den Enden der Drehstifte 45a aufgeschraubten Muttern und den Armen 44a gewährleisten einen sicheren Kontakt zwischen den Armen 44a und dem Kontakt 35a. Im Bereich der freien Enden jedes Armpaares 44a, 44b, 44c werden die Paare über Federanordnungen - wie 47a - gegeneinander vorgespannt, die jeweils zwischen dem jeweiligen Arm und einer auf das Ende eines Gewindestiftes zwischen den beiden Armen aufgeschraubten Mutter wirken.
- Die Schaltkontakte 37a, 37b, 37c sind in Figur 4 in der Stellung AUS in ausgezogenen Linien gezeigt. Sie werden bei Drehung der Welle 40 entweder nach unten auf den jeweils zugeordneten Erdungskontakt 48a, 48b, 48c oder nach oben auf den jeweiligen Ausgangskontakt 49a, 49b, 49c aufgeschaltet. Die Erdungskontakte sind im unteren Gehäusemodul teilweise in dieses erstreckend fest eingebracht und bilden nach außen vorstehende Anschlußstücke 50a, 50b, 50c, die mit einem als Sternpunkt ausgebildeten Erdungskontakt verbunden werden können, oder, falls geeignete Verbindungselemente vorhanden sind, mit einer Prüfschaltung.
- Ein zweite Gruppe von drei konischen Eingangsbuchsen 51a, 51b, 51c und entsprechende Zuleitungen, jeweils eine für jede Phase der Drei-Phasen-Stromversorgung, ist im unteren Gehäusemodul an einander gegenüberliegenden Seiten vorgesehen, in einer im wesentlichen zur Anordnung für die Eingangsleitungen 34a, 34b, 34c spiegelbildlichen Schaltungsanordnung. Jeder Leitung ist demnach ein Schaltkontakt - z.B. 52 - zugeordnet, der über eine Welle 52a bewegbar ist, so daß er eine Mittelstellung AUS einnehmen kann sowie eine untere EIN- Stellung, in der er mit dem jeweils zugeordneten der drei Erdungskontakte 53a, 53b, 53c in Verbindung steht, oder einer oberen EIN-Stellung, in der er mit einem der Ausgangskontakte 54a, 54b, 54c in Verbindung steht. Jeder Schalter wird über eine getrennte Welle 40 oder 52a bewegt, die wiederum über eine Betätigungsvorrichtung 206 angetrieben ist, die über das zugeordnete Bedienfeld 5 oder 6 auswählbar ist.
- Jede Gruppe der Erdungskontakte ist durch eine Sternpunktabdeckung 200, 200a (Figur 1) abgedeckt, die am Gehäuse beweglich angeordnet ist. Spezielle Sicherungsglieder beliebiger Form ermöglichen das Abnehmen der Abdeckung und das Entfernern der Kontakte. Eine Möglichkeit zur Steuerung der Sicherungsglieder besteht darin, die Vorderseite des Gehäuse durch eine Platte 310, in Figur 1 punktiert angedeutet, zu verschließen, welche einen axial gesicherten Schlüssel aufweist, der in ein Schlüsselloch 311 im Gehäuse einsetzbar ist. Nach dem Einstecken läßt sich der Schlüssel drehen und entriegelt die Platte und löst die Blockierung der Sternpunktabdeckung. Die Platte überdeckt den betroffenen Punkt der Kontrollschaltung und zeigt ein Prüfsymbol an.
- Wahlweise kann eine Isolierplatte 201 (Figur 4) am Gehäusemodul 30 zwischen den Schaltkontakten 37 und 52 befestigt werden und weitere Isolierplatten 202, 203 (Figur 3) können im Gehäuse zwischen den Schaltkontakten nebeneinanderliegender Phasen eines Schalters befestigt werden.
- Die Ausgangskontakte 49 und 54 sind alle in der Grundplatte 55 des oberen Gehäusemoduls 31 fest eingeformt und sind über Sammelschienen 56, 57, 58 mit den drei Sammelschienen-Kontakten 59, 60, 61 verbunden, die von der Oberseite der Grundplatte 55 nach oben vorstehen und über Schraubstifte 62 (Figur 3) an der jeweilig zugeordneten Sammelschiene befestigt sind. Die Ausgangskontakte 49 mit ihren Achsen verlaufen parallel und liegen in einer zur Ebene A-A senkrechten Ebene B-B (vgl. auch Figur 4). Wie die Zeichnungen zeigen, sind auch die Sammelschienen-Kontakte 59 bis 61 mit ihren Achsen parallel in einer dritten Ebene C-C angeordnet. Diese verläuft senkrecht zur Ebene B-B und unter einem Winkel (gemäß Zeichnung - Figur 3 - etwa 80º) zur Ebene A-A. In gleicher Weise verläuft die Ebene B'-B' der Achsen der Ausgangskontakte 54 parallel zur Ebene B-B und somit senkrecht zu den Ebenen A-A und C-C. Die Sammelschienen-Kontakte 59 bis 61 liegen auf einer Linie im oberen Gehäusemodul, derart, daß eine möglichst günstige Positionierung für die richtige Anbringung eines Drei-Phasen Abzweig-Unterbrecher-/Erdungsschalters im oberen Gehäusemodul möglich ist.
- Die Abzweig-Unterbrecher-/Erdungsschalter der drei Phasen sind in Figur 4 mit 71 bis 73 bezeichnet, wovon nur der Schalter 71 nachstehend im einzelnen beschrieben wird, da die übrigen Schalter im wesentlich gleich sind, wenngleich sie mit unterschiedlichen Sammelschienen-Kontakten 59 bis 61 und Ausgangsleitungen zusammenwirken. Über den Schalter 71 (Fig. 3) wird der Sammelschienen-Kontakt 59 mit einer Ausgangsleitung 74 verbunden, der durch eine konische, in das obere Gehäusemodul eingeformte Buchse 75 geführt ist. Der Sammelschienen-Kontakt 59 ist mit einer im wesentlichen kreisförmigen Elektrode 76 zur Lichtbogenbildung verbunden. Die Elektrode 76 ist innerhalb eines elektrisch leitenden Ringes 77 und koaxial zu diesem angeordnet. Den Ring 77 umschließt eine in einem isolierenden Halter 79 angeordnete Spule 78. Der Halter 79 ist im Gehäuse mittels Schrauben 80 an geeigneten Bügeln 81 innerhalb des Gehäuses befestigt. Ein Ende der Spulenwicklung ist mit dem Ring 77 elektrisch verbunden, während das andere Ende mit einem im Abstand zum Sammelschienen-Kontakt 59 vorgesehenen Nebenkontakt 82 verbunden ist.
- Die Spule 78 mit ihrem Halter ist eine auswechselbare Einheit, die elektrisch nicht fest installiert ist. Spezielle Spulenanordnungen sind daher herstellbar, oder es kann eine Baugruppe mit Spulen für alle drei Phasen vormontiert werden. Spulenausbildung und deren Einbau sind dadurch vereinfacht.
- Ein Schaltkontakt 83 (Figur 3) ist am Punkt 84 drehbeweglich an einem Abzweigkontakt 85 angeordnet, der mittels Schrauben 86 an der Ausgangsleitung 74 befestigt ist. Der Schaltkontakt ist über eine in Lagern 87a gelagert Welle 87 durch einen Hebel 88 und Gestänge 89 zwischen einer AUS-Stellung und einer EIN-Stellung betätigbar, wobei in der AUS-Stellung der Schaltkontakt den Nebenkontakt 82 und den Abzweigkontakt 85, und in der EIN-Stellung der Schaltkontakt den Sammelschienen- Kontakt 59 und den Zusatzkontakt 85 miteinander verbindet. Der Schaltkontakt kann ferner von dem Nebenkontakt 82 in entgegengesetzter Richtung wegbewegt und mit einem Erdungskontakt 90 verbunden werden, so daß er dann den Erdungskontakt und den Abzweigkontakt 85 verbindet. Die Schaltkontakte 83 aller drei Phasen werden über die gemeinsame Welle 87 synchron bewegt. Eine die Welle antreibende Betätigungsvorrichtung 206 wird vom Bedienfeld 7 aus angesteuert oder bei Auftreten eines Fehlers ausgelöst.
- Jeder Schaltkontakt 83 enthält zwei parallel leitende Verbindungsstücke und jedes Gestänge 89 weist zwei parallele nicht leitende Verbindungsstücke auf, die mit den leitenden Verbindungsstücken drehbweglich verbunden sind. Die leitenden Verbindungsstücke weisen Wolfram- Kupfer-Einsätze 83a jeweils an ihren freien Enden auf. Jeder Sammelschienen-Kontakt 59 und jeder Erdungskontakt 90 hat einen T-förmigen Querschnitt und die leitenden Verbindungsstücke der Schaltkontakte sind so gestaltet, daß sie an den Kanten der Stege des T-Stückes angreifen.
- Der Erdungskontakt 90 ist durch eine am Deckel 91 vorgesehene Isolierbuchse geführt. Der Deckel selbst verschließt die offene Oberseite des oberen Gehäusemoduls und ist dort durch Schraubbolzen, z.B. 92, befestigt. Die drei Erdungskontake 90 können durch eine Sternpunktabdeckung 93 abgedeckt sein, die in die Oberseite des Gehäuses 1 eingelassen ist.
- Bei Bedarf können Phasen-Isolierstücke 204, 205 zwischen den einzelnen Schaltelementen benachbarter Phasen vorgesehen werden.
- Vergleicht man die Figuren 3 und 4, dann wird deutlich, daß jeder Schaltkontakt (abgesehen von den gehärteten Spitzen) mit seiner Anlenkung und seinen Antriebsmitteln identisch ausgebildet ist für jeden Abzweigschalter im oberen Gehäusemodul und für jeden Ringleitungsschalter im unteren Gehäusemodul. Dies hat fertigungstechnisch eindeutige Vorteile.
- Die Funktionsweise des vorstehend beschriebenen Ringleitungs-Hauptschalters ist denkbar einfach. In der Stellung EIN ist jeweils einer oder sind beide Eingangskontakte der Drei-Phasen-Leitung jeweils mit dem zugehörigen Schaltkontakt 37 und/oder 52 im unteren Gehäusemodul mit der jeweils zugeordneten Gruppe der Ausgangskontakte 49 oder 54 verbunden und damit mit den Sammelschienen-Kontakten 59 bis 61. Die Schaltkontakte 83 im oberen Gehäusemodul liegen an den Sammelschienen- Kontakten 59 bis 61 an und verbinden diese mit den zugeordneten Abzweigkontakten 85, so daß Strom durch das Gerät fließt. Die Stromabschaltung erfolgt, indem die entsprechenden Schaltkontakte 37, 51 in die Stellung AUS geschaltet werden, wie in Figur 4 in durchgezogenen Linien dargestellt ist. Jede Gruppe der Drei-Phasen- Eingänge kann aus der Stellung AUS in die Erdungsstellung geschaltet werden, indem die Schaltkontakte 37 oder 51 nach unten bewegt werden und danach, nachdem die entsprechenden Sicherungen betätigt wurden, können sie mit einer entsprechenden mit den Erdungskontakten verbundenen Prüfschaltung verbunden werden.
- In der Schaltstellung EIN spricht bei Auftreten eines Fehlerstroms an einer der drei Phasen ein Fehlerstromdetektor an und löst eine an der Welle 87 angeschlossene Einrichtung derart aus, daß sich die Welle im Uhrzeigersinn aus der Stellung EIN eines jeden Schaltkontaktes 83, in Figur 3 gestrichelt gezeigt, in die AUS- Stellung dreht, in der der Kontakt 83 auf den Nebenkontakt 82 gelangt. Während dieser Bewegung bildet sich ein Lichtbogen zwischen dem beweglichen Schaltkontakt 83 und dem Sammelschienen-Kontakt 59, wobei eine Wurzel des Lichtbogens auf einer Wolfram-Kupfer-Platte 94 sitzt, die bis zur Lichtbogen-Elektrode 76 reicht, während die andere Wurzel des Lichtbogens an den gehärteten Einsätzen an den Spitzen des Schaltkontakts 83 aufsitzt. Die am Lichtbogen wirkenden Kräfte des Magnetfeldes vermögen die Lichtbogenwurzel entlang der Platte 94 zur Elektrode 76 zu bewegen, während sich die andere Lichtbogenwurzel an der Innenfläche des leitenden Ringes 77 verschiebt. In dieser Stellung des Lichtbogens durchfließt die Spule 78 einen Lichtbogenstrom und das über die Spule induzierte Magnetfeld führt zu einer sehr schnellen Rotation des Lichtbogens um die Elektrode 76. Der Lichtbogen kühlt dabei ab, verliert Energie und wird im SF&sub6;-Gas im Gehäuse gelöscht.
- Der gleiche Vorgang vollzieht sich bei Bewegung in die Stellung AUS, wenn die entsprechenden Eingaben vom Bedienfeld 7 aus erfolgen.
- Die Ausgangsleitungen 74 können durch einfaches Aufwärtsbewegen der Schaltkontakte 83 von den Nebenkontakten 82 getrennt und geerdet werden, wobei diese Bewegung durch Verdrehen der Welle 87 bei Ansteuerung durch den dritten Antriebsmechanismus 206 über das Bedienfeld 7 erfolgt. Wenn nämlich die Abzweigkontakte 85 und die Ausgangsleiter 74 in dieser Weise geerdet werden, ist ein sicheres Arbeiten in der Abzweigschaltung möglich, selbst wenn einer oder wenn beide Ringschalter sich noch in der Stellung EIN befinden und damit die Sammelschienen-Kontakte 59 bis 61 stromführend sind. Jeder stromführende Sammelschienen-Kontakt ist von dem jeweils zugeordneten Erdungskontakt 90 durch zwei Spalte getrennt, die beide durch einen Lichtbogen im Isolationsmedium SF&sub6; zu überbrücken wären, sollte unkontrolliert eine Verbindung zwischen den Sammelschienen-Kontakten zu den Ausgangsleitungen 74 hergestellt werden. Eine derartige Lichtbogenbildung ist aber höchst unwahrscheinlich.
- Obzwar bevorzugte Ausbildungen und Anordnungen der einzelnen Teile eines Ringleitungs-Hauptschalters in den Zeichnungen dargestellt sind, sind Abwandlungen durchaus möglich. Der modulare Aufbau und die einfache Ausführung bieten hierbei den weiteren Vorteil, daß unterschiedlich konfigurierte Schalter durch Änderungen entweder am oberen oder unteren Gehäusemodul herstellbar sind. Beispielsweise kann das untere Gehäusemodul anstelle der dargestellten zwei Ringschalter nur einen einzigen Ringschalter aufweisen. Ferner können im oberen Gehäusemodul Unterbrecherkontakte für die Abzweigschalter in Figur 3 untergebracht sein oder auch entfallen.
- Über eine abgewandelte Form des oberen Gehäusemoduls kann die Einheit beliebig erweitert werden. Sehr einfach ist dies durch Erweitern der Sammelschienen 56 bis 58 möglich, wie dies mit gestrichelten Linien 56a bis 58a in Figur 6 gezeigt ist. Diese Verlängerung kann in einer Gruppe von zusätzlichen Abzweigkontakten enden, die in Form von fest in konische Buchsen 304 bis 306 eingegossenen Leitern vorgesehen sind. Die Buchsen stehen dabei über die Gehäusestruktur des oberen Gehäusemoduls hinaus, wie dies die gestrichelten Linien in Figur 2 zeigen.
- Bei Verwendung der Einheit mit einer einzigen Abzweigung über die Leitungen 74 und Buchsen 75 sind die Buchsen 304 durch Isolierkappen abzudecken. Wird eine zweite Abzweigung benötigt, wird ein weiterer Unterbrecherkontakt, ähnlich wie im oberen Gehäusemodul, vorgesehen und die zugehörigen Bauteile können im Bereich des Ringleitungs-Hauptschalters angeordnet und mit den zusätzlichen Abzweigkontakten in den Buchsen 304 bis 306 elektrisch verbunden werden. Diese Verbindung kann ohne Öffnen des oberen Gehäusemoduls des Hauptschalters hergestellt werden, so daß die Gasfüllung im Gehäuse unbeeinflußt bleibt. Auch andere Abwandlungen sind möglich.
Claims (10)
1. Elektrischer Drei-Phasen
Ringleitungs-Hauptschalter mit einem Gehäuse, drei Eingangskontakten
(35), jeweils einen für jede Phase, im unteren Teil des
Gehäuses, drei Ausgangskontakten (49), jeweils einen
für jede Phase, mit drei jeweils im unteren Teil des
Gehäuses zwischen unterschiedlichen Schaltstellungen
bewegbar gelagerten unteren Schaltkontakten (37); mit
drei Sammelschienen-Kontakten (59 - 61), die jeweils
mit einem zugeordneten Ausgangskontakt verbunden sind,
mit drei jeweils einer bestimmten Phase zugeordneten
Abzweigkontakten (85) im oberen Teil des Gehäuses,
sowie drei im oberen Teil des Gehäuses zwischen
unterschiedlichen Schaltstellungen bewegbar gelagerten
oberen Schaltkontakten (83), wobei in einer Schaltstellung
der unteren Schaltkontakte eine elektrische
Schaltverbindung zwischen den Eingangskontakten (35) und den
ihnen jeweils zugeordneten Ausgangskontakten (49), und
in einer Schaltstellung der oberen Schaltkontakte (83)
eine elektrische Schaltverbindung zwischen den
Sammelschienen-Kontakten (59 - 61) und den jeweils
zugeordneten Abzweigkontakten (85) hergestellt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein unteres und ein
oberes Gehäusemodul (30 bzw. 31) umfaßt, deren
Wandstrukturen jeweils aus einem isolierenden
Kunststoff-Material bestehen, daß die Eingangskontakte (35) und die
unteren Schaltkontakte (37) im unteren Gehäusemodul
(30) angeordnet sind, daß die Abzweigkontakte (85) und
die oberen Schaltkontakte (83) im oberen Gehäusemodul
(31) angeordnet sind; daß die Oberseite des unteren
Gehäusemoduls (30) durch eine isolierende Abdeckung (55)
verschlossen ist, daß die Ausgangskontakte (49) an der
Unterseite der Abdeckung (55) und die
Sammelschienen-Kontakte (59 - 61) an deren Oberseite angeordnet sind
und daß Mittel (32) zur Befestigung des oberen
Gehäusemoduls (31) an der Oberseite des unteren Gehäusemoduls
(30) vorgesehen sind.
2. Ringleitungs-Hauptschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Abdeckung
eine mit der Struktur des oberen Gehäusemoduls (31)
einstückig ausgebildete Grundplatte (55) ist und die
nach oben offene Seite des unteren Gehäusemoduls (30)
nach dem Zusammenbau beider Gehäusemodule verschließt.
3. Ringleitungs-Hauptschalter nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere
Gehäusemodul (31) an seiner nach oben offenen Seite durch
einen an der Gehäusestruktur befestigten Deckel (91)
verschlossen ist.
4. Ringleitungs-Hauptschalter nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gehäuseaußenflächen jedes Gehäusemoduls (30, 31)
durch einen elektrisch leitenden Überzug geschirmt
sind.
5. Ringleitungs-Hauptschalter nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Eingangskontakte (35) mit ihren Achsen im
wesentlichen parallel zueinander in einer ersten Ebene liegend
angeordnet sind, daß die Ausgangskontakte (49) mit
ihren Achsen im wesentlichen parallel in einer im
wesentlichen senkrecht zur ersten Ebene verlaufenden
zweiten Ebene angeordnet sind, daß die Sammelschienen-
Kontakte (59 - 61) mit ihren Achsen im wesentlichen
parallel zueinander und in einer zur zweiten Ebene im
wesentlichen senkrechten dritten Ebene und zur ersten
Ebene unter einem Winkel liegen, und daß jeder
Sammelschienen-Kontakt (59 - 61) mit seinem zugeordneten
Ausgangskontakt über eine zugeordnete Sammelschiene
(56 - 58) elektrisch verbunden ist, die in die
Abdekkung (55) eingeformt sind.
6. Ringleitungs-Hauptschalter nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß jede in die Abdeckung
eingeformte Sammelschiene (56 - 58) eine Verlängerung (56a
bis 58a) aufweist, die mit einem zusätzlichen
Abzweigkontakt elektrisch verbunden ist, welche Leitungen
aufweisen, die durch die Gehäusewandung des oberen
Gehäusemoduls in einer zur Gehäusedurchführung der mit den
Abzweigkontakten verbundenen Leitungen
unterschiedlichen Richtung geführt sind. (Fig. 6).
7. Ringleitungs-Hauptschalter nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Eingangskontakte (35) mit elektrischen Zuleitungen
(34) verbunden sind, die in das untere Gehäusemodul
durch dessen Wandung geführt sind, daß die unteren
Schaltkontakte (37) an dem jeweiligen Eingangskontakt
(35) drehbeweglich angeordnet sind, daß drei
Erdungskontakte (48), jeweils einer für jede Phase, im unteren
Gehäusemodul angeordnet sind und mit außerhalb des
unteren Gehäusemoduls liegenden Erdungsleitungen (50)
elektrisch verbunden sind, und daß die unteren
Schaltkontakte gemeinsam zwischen einer AUS- und
EIN-Schaltstellung bewegbar sind, in der sie die jeweils
zugeordneten Eingangs- und Ausgangskontakte (35, 49) verbinden
sowie in eine Erdungs-Schaltstellung, in der die
jeweiligen
Eingangs- und Erdungskontakte (35, 48) verbunden
sind.
8. Ringleitungs-Hauptschalter nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das untere Gehäusemodul (30) eine zweite Gruppe von
drei Eingangskontakten (51), eine zweite Gruppe von
drei unteren Schaltkontakten (52) und eine zweite
Gruppe von drei Ausgangskontakten (54) in einer im
wesentlichen spiegelbildlichen Anordnung zur ersten Gruppe
von Eingangskontakten (35), unteren Schaltkontakten
(37) und Ausgangskontakten (49) aufweist.
9. Ringleitungs-Hauptschalter nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abzweigkontakte (85) mit Abzweigleitungen (74)
elektrisch verbunden sind, die in das obere
Gehäusemodul (31) durch die Wandstruktur hindurchgeführt sind,
daß die oberen Schaltkontakte (83) drehbeweglich an den
zugeordneten Abzweigkontakten (85) angeordnet sind, daß
die Abzweig-Erdungskontakte (90), jeweils einer für
jede Phase, innerhalb des oberen Gehäusemoduls angeordnet
und mit Abzweig-Erdungsanschlüssen außerhalb des oberen
Gehäusemoduls elektrisch verbunden sind, und daß die
oberen Schaltkontakte (83) gemeinsam zwischen einer
AUS- und EIN-Stellung beweglich sind, in der sie
entsprechende Sammelschienen- und Abzweigkontakte (59 bis
61, 85) miteinander verbinden und in eine
Abzweig-Erdungsschaltstellung, in der sie die entsprechenden
Abzweig- und Abzweig-Erdungskontakte (85, 90) miteinander
verbinden.
10. Ringleitungs-Hauptschalter nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß jedem
Sammelschienen-Kontakt Mittel (76 - 79) zur Lichtbogenlöschung zugeordnet
sind, die einen bei Bewegung des Schaltkontaktes (83)
aus der EIN- in die AUS-Stellung zwischen einem
Sammelschienen-Kontakt
(59 - 61) und dem jeweils zugeordneten
oberen Schaltkontakt (83) gebildeten Lichtbogen
löschen.
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