DE4015979A1 - Schalterkombination fuer lastschaltanlagen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalterkombination für Lastschaltanlagen nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.

Eine solche mit SF6 isolierte Lastschaltanlage ist durch die Druckschrift EP 02 24 051 A1 bekannt.

Lastschaltanlagen sind in ihrer einfachsten Bauform als sogenannte Ringkabelanlagen ausgeführt, bei denen die Sammelschiene beidseitig durch je einen Lasttrennschalter mit einem Kabel- oder Leitungsring verbunden ist. An der Sammelschiene ist wenigstens ein Transformator-Abzweig angeschlossen. Letzterer wird im normalen Betrieb ebenfalls durch einen Lasttrennschalter zu- und abgeschaltet, während in Reihe dazu angeordnete Sicherungen den Kurzschlußschutz übernehmen.

Bei der bekannten Lastschaltanlage handelt es sich um eine dreipolige, mit Druckgas gefüllte Ausführung, bei der die Ringleitungsschalter im unteren Teil des gemeinsamen Gehäuses, in der Nähe der nach unten abgehenden Kabelanschlüsse angeordnet sind, während darüber ein weiterer Lastschalter für einen Transformatorabzweig, eine Hochleistungssicherung und ein Erdungsschalter eingebaut sind. Da die Sicherungen nach jedem Störfall ausgewechselt werden müssen, ergibt sich die Notwendigkeit, sie außerhalb des gasgefüllten Druckraumes, in dem sich sämtliche Lastschalter und der Erdungsschalter befinden, anzuordnen. Außerdem müssen beide Anschlußseiten der Sicherung vor deren Austausch geerdet werden.

Dazu ist im vorliegenden Fall ein als Dreistellungsschalter mit einer zusätzlichen Erdungsstellung ausgeführter Drehlastschalter und der bereits erwähnte einfache Erdungsschalter vorgesehen.

Die Anforderungen an gekapselte Schaltanlagen verlangen darüber hinaus eine zusätzliche, beim Austausch leicht zu öffnende Kapselung der Sicherungen. Die nach jedem Störfall auszutauschenden Sicherungen befinden sich deshalb nicht im Druckgas, sondern in Luft. Sie sind gegen das restliche Schaltanlagenvolumen geschottet und vergrößern dabei die Abmessungen der Schaltanlage nicht unbeträchtlich. Für die gesamte Schaltanlage ergeben sich somit zwei Räume mit unterschiedlichem Isolationsniveau, da der Sicherungsraum trotz Kapselung den Einflüssen der Umgebung, wie Feuchtigkeit, Verschmutzung usw. ausgesetzt ist, was im Laufe der Betriebsdauer zu einer beträchtlichen Isolationsminderung der gesamten Schaltanlage führt. Außerdem schränkt der Zwang, nach jeder Störung die Sicherung auswechseln zu müssen, die Verfügbarkeit der an den betroffenen Abzweig angeschlossenen Verbraucher erheblich ein.

Bei der bekannten Schaltanlage wird nach einer Störungsunterbrechung durch die Sicherung über ein Gestänge eine Anzeige umgestellt, oder eine Auslösung des zugehörigen Lasttrennschalters bewirkt. Durch letzteren wird nach der Kurzschlußstromunterbrechung eine ausreichende Trennstrecke hergestellt.

In dem Aufsatz "SF-isoliertes Ringkabelfeld als Schaltanlage in Industrienetzen"; Jürgen Scheifele, Bruno Schemann, Werner Vorbeck; ETZ, Band 110 (1989), Heft 17, Seite 894 bis 898, ist eine Schaltanlage beschrieben, bei der die beiden Anschlüsse an das Ringkabel mit Lasttrennschaltern bestückt sind, während im Abzweig für den Transformator ein Vakuum-Leistungsschalter die Schaltfunktion im Betriebs- und im Störfall übernimmt. Diesem Leistungsschalter ist ein Trennschalter vorgeschaltet, der im allgemeinen nur bei Arbeiten am Abzweig zu betätigen ist, bevor der abgetrennte Netzteil geerdet wird. Darüber hinaus muß durch eine Verriegelung eine Betätigung des Trennschalters bei geschlossenen Schaltkontakten des Leistungsschalters in üblicher Weise verhindert werden. Um den geschilderten Aufgaben gerecht werden zu können, muß der Vakuum-Leistungsschalter ein vollwertiges Gerät sein, das allen Anforderungen der einschlägigen VDE- bzw. internationalen Bestimmungen genügt. Dazu gehört u. a. auch nicht nur die Beherrschung der bei der Stromunterbrechung entstehenden Schaltüberspannungen, sondern auch der vollen Blitzstoßspannung über der geöffneten Schaltstrecke. Darüber hinaus muß der Kontaktwerkstoff, die mechanische Energie des Einschaltspeichers und die Größe der Kontaktkraft so ausgelegt sein, daß beim Einschalten auf Kurzschlüsse keine Verschweißungen und keine daraus resultierenden großen Schweißkräfte beim Wiederöffnen der Kontakte entstehen. Dies wird u. a. durch hohe Duktilität der Kontaktwerkstoffe und durch prellfreies Schalten erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schalterkombination der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so zu verbessern, daß die Bedienbarkeit auch nach Abschaltungen von Fehlerströmen vereinfacht handzuhaben ist und daß das Isoliervermögen aller Teile der Schalterkombination dabei unabhängig von Umgebungseinflüssen ist.

Die gestellte Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannte Ausführung gelöst. Die erfindungsgemäße Schalterkombination kann vorteilhaft als ganzes in einem hermetisch geschlossenen, mit Druckgas gefüllten Schaltanlagengehäuse eingebaut werden. Der Isolationspegel dieser Kombination wird dabei nicht durch Umgebungseinflüsse verringert, er ist auch nach längerer Betriebsdauer gleichmäßig hoch. Nach der Unterbrechung eines Störstromes braucht zur Wiederinbetriebnahme des Anschlusses keine aufwendige Austauschaktion wie bei der zum Stand der Technik angegebenen Schaltanlage stattzufinden. Man kann die Wiederinbetriebnahme nach einer Störung mit Hilfe eines einfachen Motorantriebs sogar ferngesteuert ablaufen lassen.

Bei allen betriebsmäßigen Schaltungen bleibt die vereinfachte Vakuum- Schaltkammer in eingeschalteter Stellung, da diese ausschließlich vom Lasttrennschalter durchgeführt werden. Die vereinfachte Vakuumschaltkammer muß lediglich in der Lage sein, Kurzschlußströme zu unterbrechen. Das Einschalten derselben wird vom Lasttrennschalter vorgenommen, so daß die große Kontaktbelastung für die Vakuumschaltkammer dabei entfällt. Letztere kann deshalb mit leichteren Kontakten und mit einer geringeren Kontaktkraft als eine Leistungsschalter-Kammer ausgeführt sein.

Außerdem enthält der Energiespeicher nur eine Ausschaltfeder, da von der vereinfachten Vakuumschaltkammer kein Einschaltvermögen verlangt wird. Besondere Vorkehrungen sorgen dafür, daß die Vakuumschaltkammer nur bei geöffneten Lasttrennschalter eingeschaltet werden kann. Weiterhin ist die vereinfachte Vakuum-Schaltkammer nur mit einem Isoliervermögen ausgestattet, das der größten Schaltspannung entspricht, dadurch verringern sich deren Abmessungen erheblich.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungsidee an. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die folgenden Zeichnungen hingewiesen:

Fig. 1 schematische Funktionsdarstellung der Schalterkombination für Lastschaltanlagen,

Fig. 2 Prinzipdarstellung der mechanischen und elektrischen Verbindung der beiden Schalter; eingeschaltete Stellung,

Fig. 3 wie Fig. 2; ausgeschaltete Stellung,

Fig. 4 Prinzipdarstellung einer Sperre zwischen Lastschalter und Vakuumschaltkammer; ausgeschalteter Lastschalter,

Fig. 5 wie Fig. 4; eingeschalteter Lastschalter,

Fig. 6 zweite Ausführung einer Sperre bei ausgeschalteter Vakuum-Schaltkammer,

Fig. 7 Prinzipdarstellung einer gemeinsamen Betätigung von Lasttrennschalter und vereinfachter Vakuum-Schaltkammer; Vakuum-Schaltkammer geschlossen,

Fig. 8 wie Fig. 7; Vakuumschalter während der Öffnungsbewegung der Schaltkontakte, Gelenkschloß zusammengefallen,

Fig. 9 wie Fig. 7; Vakuumschaltkammer mit geöffneten Schaltkontakten am Ende der Ausschaltbewegung, Gelenkschloß in gestreckter Stellung,

Fig. 10 Prinzipdarstellung einer gemeinsamen Betätigung von von Lasttrennschalter und vereinfachter Vakuum-Schaltkammer; Vakuum-Schaltkammer geschlossen,

Fig. 11 wie Fig. 10; Schwenkriegelbewegung von verlängertem Kontaktstift abgeleitet,

Fig. 12 vereinfachte Vakuum-Schaltkammer.

Zur erfindungsgemäßen Schalterkombination gehört gemäß Fig. 1 der Lasttrennschalter 1 mit seinem Energiespeicher 5. Letzterer enthält eine Ausschaltfeder und eine Einschaltfeder sowie die zugehörigen Verklinkungen und Auslöseorgange. Solche Energiespeicher sind grundsätzlich seit langem bekannt (z. B. Deutsche Patentschrift 10 87 228). Aus diesem Grund unterbleibt eine genaue Beschreibung derselben. Es werden lediglich die für diese Erfindung relevanten Bauteile erwähnt, soweit sie für die Funktionen wichtig sind.

Zur Schalterkombination gehört auch eine vereinfachte Vakuum- Schaltkammer 2, die mit dem Lasttrennschalter 1 in Reihe geschaltet ist. Die vereinfachte Vakuum-Schaltkammer 2 wird vom Ausschaltspeicher 4 betätigt, in dem eine Ausschaltfeder und eine zugehörige Verklinkung mit Auslösemagnet angeordnet ist. Der Ausschaltspeicher 4 arbeitet mit dem beweglichen Schaltkontakt 3 der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer 2 zusammen. Beim Einschalten der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer wird die Kontaktkraftfeder 16 durch das zwischen dem Ausschaltspeicher 4 und der Kontaktkraftfeder 16 angeordnete Isoliergestänge 28 gespannt. Der Strom wird durch ein geeignetes Kontaktteil 17, z. B. ein Stromband vom Kontaktbolzen des beweglichen Schaltkontakts 3 abgenommen und dem Verbraucher zugeführt. Auf den Ausschaltspeicher 4 wirkt ein Überstromauslöser 7 ein, der entweder als Primärauslöser ausgebildet ist oder von einem Stromwandler 6 gespeist wird. Zwischen dem Energiespeicher 5 und dem Ausschaltspeicher 4 wirken verschiedene mechanische Gestänge 8a, 8b und 8c bzw. elektrische Verbindungen, die für die Einhaltung der zum Betrieb der Schalterkombination notwendigen Bedingungen vorgesehen sind. Auf sie wird in den folgenden Ausführungen näher eingegangen. Mit Hilfe eines Betätigungsgestänges 41 wird der Energiespeicher 5 nach erfolgter Ausschaltung des Lasttrennschalters 1 wieder einschaltbereit gemacht.

In den Fig. 2 u. 3 ist je eine mechanische und eine elektrische Verbindung zwischen dem Ausschaltspeicher 4 und dem Energiespeicher 5 der erfindungsgemäßen Schalterkombination zur Erzeugung der Schaltfolge im Störungsfall zu erkennen. In Fig. 2 ist der Lasttrennschalter 1 eingeschaltet, ebenso die nicht dargestellte vereinfachte Vakuum-Schaltkammer 2. Demzufolge ist die Speicherfeder 21 des Ausschaltspeichers 4 aufgeladen und die Kontaktkraftfeder 16 übermittelt die volle Kontaktkraft auf den beweglichen Schaltkontakt 3. Die Speicherfeder 21 wird durch die Auslöseklinke 22 abgestützt, auf die der Überstromauslöser 7 wirkt. Das bewegliche Ende der Speicherfeder 21 arbeitet über den Mitnehmer 33 mit dem Gestänge 8a zusammen, wobei dessen vertikale Stange den Winkelhebel 23 mit der Sperrklinke 9a verbindet, die im eingeschalteten Zustand die Ausschaltfeder 10 des Energiespeichers 5 in ihrer arbeitsbereiten Stellung blockiert. Beide Bauteile greifen am Winkelhebel 24 an, der andererseits mit der Isolierstange 25 mit den aktiven Teilen des Lasttrennschalters 1 in Verbindung steht. Außerdem wird vom Winkelhebel 23 auch noch ein Steuerkontakt 11a betätigt, der während des Ausschaltvorgangs als Schließer wirkt und den Stromkreis zur Auslösespule 12a schließt. Zur Durchführung der vorgesehenen Funktionen genügt es, die Verbindung zwischen dem Energiespeicher 5 und dem Ausschaltspeicher 4 entweder über das mechanische Gestänge 8a oder über den vom Steuerkontakt 11a betätigten Stromkreis herzustellen. Eine nicht dargestellte Ausgleichsfeder hält den Mitnehmer 33 immer in Berührung mit dem Federteller der Speicherfeder 21.

In Fig. 3 erkennt man, daß bei einer Kurzschlußunterbrechung über den Überstromauslöser 7 die Auslöseklinke 22 nach links gedreht und so die Speicherfeder 21 freigegeben wird. Bei der Durchführung der Ausschaltbewegung nimmt der die Speicherfeder 21 abschließende Federteller das Gestänge 8a mit und dreht die Sperrklinke 9a der Ausschaltfeder 10 des Energiespeichers 5. Die freigegebene Ausschaltfeder 10 öffnet über den Winkelhebel 24 dabei den Lasttrennschalter 1. Durch diese zwangsläufig aufeinander folgenden Schalthandlungen kann ein Kurzschlußstrom unterbrochen und unmittelbar anschließend die erforderliche Trennstrecke zwischen Sammelschiene und Verbraucher hergestellt werden. Der Handantrieb 26 bleibt dabei in seiner Stellung stehen, da das Langloch 29 in der Schaltstange 27 den erforderlichen Freigang bewirkt. Durch den Ausschaltvorgang wird, wie in Fig. 3 ebenfalls erkennbar ist, der Steuerkontakt 11a geschlossen, so daß die Ausschaltung des Lasttrennschalters 1 auch über die Auslösespule 12a herbeigeführt werden kann. Bei Verwendung der Auslösespule 12a kann der vertikale Teil des Gestänges 8a entfallen.

In den Steuerstromkreis der Auslösespule 12a kann ein Drucktaster 15a eingeschaltet sein, dessen Betätigung eine willkürliche Öffnung des Lasttrennschalters bewirkt. Auf die Sperrklinke 9a kann auch eine willkürliche mechanische Betätigungsmöglichkeit einwirken. Da eine solche Anordnung allgemein bekannt ist und kein erfindungswesentliches Merkmal darstellt, ist sie in den Fig. 2 u. 3 weggelassen worden.

In den folgenden Zeichnungen sind mehrere Möglichkeiten dargestellt, mit denen nach einer Störungsunterbrechung eine Wiedereinschaltung der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer bei in offener Stellung verriegeltem Lasttrennschalter erfolgen kann. Jede dieser Anordnungen muß auch mit einer Verbindung zur Einhaltung der erforderlichen Schaltfolge der beiden Schaltgeräte ausgerüstet sein, wie sie beispielhaft in den Fig. 2 u. 3 gezeigt worden ist. Aus Gründen der besseren Übersicht wurde in den folgenden Figuren jedoch dabei auf eine nochmalige Darstellung dieser Verbindung verzichtet. In den Fig. 4 u. 5 ist eine Sperrvorrichtung für die erfindungsgemäße Schalterkombination mit getrennter Spannvorrichtung für den Ausschaltspeicher der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer angegeben, mit der eine Einschaltung derselben bei stromlosem Abzweig sichergestellt ist. Am Winkelhebel 23 greift dazu mittels einer Schaltstange 27 ein Handantrieb 26 an, dessen Drehung im Uhrzeigersinn die Schaltstange aus der Stellung in Fig. 5 so lange nach rechts bewegt, bis die in Fig. 4 gezeigte verklinkte Stellung der Speicherfeder 21 erreicht ist. Das Langloch 29 am Ende der Schaltstange erlaubt dabei eine Rückstellung des Handantriebs 26 in seine Ausgangsstellung. Die Sperrvorrichtung sieht eine Sperrklinke 14 vor, die bei geschlossenem Lasttrennschalter 1 den Winkelhebel 23 blockiert. (Fig. 5) Versucht man in dieser Stellung mit dem Handantrieb 26 eine Einschaltung der vereinfachten Vakuum- Schaltkammer 2 durchzuführen, so verhindert die Klinke 14 diese Bewegung. Bei ausgeschaltetem Lasttrennschalter 1 hebt das Gestänge 8b die Sperrklinke 14 in die in Fig. 4 angegebene offene Stellung; mit dem Handantrieb 26 kann nun eine Einschaltung der vereinfachten Vakuum- Schaltkammer 2 durchgeführt werden. Bei dieser Einschaltbewegung wird der Steuerkontakt 11c geschlossen, so daß mit dem in Serie dazu geschalteten Drucktaster 15b die Auslösespule 12b an Spannung gelegt werden kann. Letztere wirkt auf die Sperrklinke 9b und gibt dabei die Einschaltfeder 13 des Energiespeichers 5 zur Einschaltung des Lasttrennschalters 1 frei. Mit der Sperrklinke 14 kann außerdem der Steuerkontakt 11b verbunden sein, der bei ausgeschaltetem Lasttrennschalter 1 den Stromkreis des Motors, mit dem gegebenenfalls ebenfalls die vereinfachte Vakuum-Schaltkammer 2 eingeschaltet werden kann, an Spannung legt. Dieser Stromkreis ist bei geschlossenem Lasttrennschalter 1 zwangsläufig geöffnet, so daß alternativ auch eine ferngesteuerte Einschaltung der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer 2 nicht stattfinden kann.

Bei getrennter Spannvorrichtung für den Ausschaltspeicher 4 der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer 2 kann auch durch die in Fig. 6 dargestellte Sperre eine Einschaltung der letzeren bei geschlossenem Lasttrennschalter 1 verhindert werden. Dazu greift am Winkelhebel 23 das Gestänge 8c an und bewirkt über das Langloch 34 bei ausgeschalteter vereinfachter Vakuum-Schalterkamm 2 eine Sperrung der Sperrklinke 9b. Diese kann weder von Hand noch über die Auslösespule 12b verdreht werden, so daß eine Einschaltung des Lasttrennschalters 1 nur bei eingeschalteter Vakuum-Schaltkammer 2 durchführbar ist. Dies ist durch die gestrichelte Stellung des Gestänges 8c in Fig. 6 erkennbar gemacht. Die beiden beschriebenen Verrieglungsmöglichkeiten können alternativ eingesetzt werden.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens besteht darin, die Schließung der Schaltkontakte der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer und den Spannvorgang der Federn des Energiespeichers des Lasttrennschalters im Zuge einer einzigen Betätigung durchzuführen. Ein solcher Mechanismus ist in den Fig. 7, 8 u. 9 gezeigt. Das Betätigungsgestänge 41 befindet sich in Fig. 7 in der gespannten Stellung der Federn 10 u. 13 des Energiespeichers 5 in der oberen, in der entspannten Stellung in der unteren Position. Die Schaltkontakte 3 u. 18 der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer 2 sind geschlossen. Die gespannte Speicherfeder 21 stützt sich bei diesem Antrieb über das transversal verschiebbare Gelenkschloß 42 und die Schubstange 47 mittels der Nase 53 an dem Schwenkriegel 43 ab. Bei eingeschaltetem Lasttrennschalter 1 (gestrichelte Stellung) und bei Auftreten eines Kurzschlusses im vorliegenden Abzweig wird das Gelenkschloß 42 durch einen Impuls des Überstromauslösers 7 geöffnet und nimmt bei entspannter Speicherfeder 21 zunächst die in Fig. 8 gezeigte Position ein, bei der sich letztere an einem Anschlag 35 abstützt.

Über die mit dem Langloch 44 versehene Koppelstange 45 wird dabei der Schwenkriegel 43 nach rechts gegen Kraft der Rückstellfeder 46 verdreht, wonach sich die nun entsperrte Schubstange 47 durch die Wirkung der Feder 48 bis zum Anschlag 49 verschiebt. Nach Fig. 9 gelangt dabei das Gelenkschloß 42 in die Strecklage; die Drehfeder 50 besorgt sofort eine Weiterdrehung des Gelenkschlosses 42 in die Sperrstellung, die auch in Fig. 7 gezeigt ist, die Schaltkontakte 3 u. 18 der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer 2 sind dabei noch geöffnet. Durch die Ausschaltung der Schaltkammer 2 wird in schon früher angegebener Weise die unmittelbar anschließende Öffnung des Lasttrennschalters 1 bewirkt (siehe Fig. 2 u. 3 mit zugehöriger Beschreibung). Nach der Beseitigung der Störung läßt sich durch eine Betätigung des Gestänges 41 gleichzeitig der Energiespeicher 5 des Lasttrennschalters 1 wieder einschaltbereit machen und die Vakuum-Schaltkammer 2 in die geschlossene Stellung ihrer Schaltkontakte überführen. Dazu ist am Betätigungsgestänge 41 ein einseitig wirkender Mitnehmer 51 vorgesehen, der zum Einschalten der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer 2 auf den Seitenarm 52 der Schubstange 47 einwirkt.

Bei Erreichen der gespannten Stellung der Einschaltfeder 13 (Fig. 2 u. 3) ist auch die Einschaltstellung der Vakuum-Schaltkammer 2 erreicht und durch den wieder in Sperrstellung rückfallenden Schwenkriegel 43 (Fig. 7) gesichert. Bei Verwendung des in den Fig. 7 bis 9 dargestellten gemeinsamen Betätigungsmechanismus entfällt in den Fig. 2 u. 3 die Auslöseklinke 22. Die in den Fig. 2 u. 3 durch die Mitnehmer 33 und 23, sowie durch das Gestänge 8a dargestellte Steuerung der zwangsläufigen Öffnung des Lasttrennschalters 1 nach einer Störstromunterbrechung durch die vereinfachte Vakuum-Schaltkammer 2 muß hingegen ebenfalls zur Anwendung gelangen.

Die Steuerung des Schwenkriegels 43 kann auch direkt vom Stangenkopf 55 des Ausschaltspeichers 4 erfolgen. Zu diesem Zweck ist nach Fig. 10 dieser Stangenkopf über die Koppelstange 45 mit einem Arm des Schwenkriegels 43 verbunden. In der Fig. 10 ist das Gelenkschloß verklinkt, während der Schwenkriegel 43 die Schubstange 47 an der Nase 53 abstützt. Nach der Auslösung des Gelenkschlosses 42 öffnet der Ausschaltspeicher 4 die Schaltkontakte der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer 2 und führt dabei den beweglichen Schaltkontakt 3 nach unten. Der an ihm am unteren Ende befestigte Stangenkopf 55 verdreht über die Schubstange 45 den Schwenkriegel 43 im Uhrzeigersinn und gestattet so die Abwärtsbewegung der Schubstange 47. Alle anderen Vorgänge entsprechen den Abläufen, wie sie zu Fig. 7, 8 u. 9 bereits besprochen worden sind.

Ein weiteres Ergebnis der Erfindungsidee besteht darin, die vereinfachte Vakuum-Schaltkammer bezüglich der angegebenen verringerten Belastungen zu vereinfachen. Die Vereinfachungen können darin bestehen, daß man einen kostengünstigeren Werkstoff für die Kontaktplatte eines jeden Schaltkontaktes verwendet, wobei vor allen Dingen dessen Dicke geringer sein kann als bei normalen Leistungsschaltern. Es kann außerdem ein geringerwertiger Werkstoff verwendet werden, dessen Schweißneigung und Schweißkräfte größer als bei normalen Leistungsschaltern sind. Da Prellvorgänge bei der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer keine Rolle spielen, kann auch die Kontaktkraftfeder 16 entsprechend geringer dimensioniert sein.

Da die für Schaltanlagen erforderliche Trennstrecke nach allen Schaltvorgängen zwangsläufig durch den geöffneten Lasttrennschalter 1 gebildet wird, kann die innere und die äußere Isolation der vereinfachten Vakuum-Schaltkammern auf die für den Scheitelwert der Schaltspannungen festgelegten Spannungswerte reduziert werden. Für die Nennspannung von 24 KV bedeutet dies, daß die vereinfachte Vakuum- Schaltkammer 2 gemäß der Erfindungsidee nach der VDE-Bestimmung 0670 Teil 102 nur einer Schaltspannung vom Scheitelwert 41 KV und einem 50 Hz-Anteil von 21 KV in der erstlöschenden Phase bis zur Öffnung des Lasttrennschalters 1 ausgesetzt ist. Beim Einsatz eines Vakuum- Leistungsschalters ohne zusätzlichen Trennschalter muß dieser nach der VDE-Bestimmung 0670 Teil 1000 über der geöffneten Schaltstrecke einer Blitzstoßspannung von 145 KV und einer Prüfwechselspannung von 60 KV standhalten. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann demnach eine normale 12 KV-Leistungsschalter-Kammer als vereinfachte Vakuum- Schaltkammer für eine Nennspannung von 24 KV eingesetzt werden. Bei kleineren Nennspannungen wird zusätzlich vorgeschlagen, eine wirtschaftlich sehr günstige Ausführung einer vereinfachten Vakuum-Schaltkammer 2 nach Fig. 12 einzuführen. Als Isolation wird dabei ein scheibenförmiger Isolierkörper 20 vorgesehen, wie er beispielsweise bei Vakuumschaltern für Niederspannung bekannt ist. Der Isolierkörper 20 ist dabei an seiner Außenseite mit dem die Schaltkontakte 3, 18 umhüllenden Metallschirm 31 und an seiner Innenseite mit dem Metallfaltenbalg 32 verbunden. Letzterer dichtet den beweglichen Schaltkontakt 3 vakuumdicht ab.

Claims (25)

1. Schalterkombination für Lastschaltanlagen mit einem durch einen mit wenigstens einer Ein- und einer Ausschaltfeder, die über ein Betätigungsgestänge nachspannbar sind, bestückten Energiespeicher ein- und ausschaltbaren Lasttrennschalter für Last- und Leerlaufströme, einem in Reihenschaltung dazu angeordneten Schaltelement zur Unterbrechung von Fehlerströmen, insbesondere von Kurzschlußströmen, und mit Übertragungsgliedern, die bei einer Unterbrechung des Schaltelements eine Öffnung des Lasttrennschalters bewirken, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) als Schaltelement findet eine vereinfachte Vakuum-Schaltkammer (2) Anwendung,
• b) die vereinfachte Vakuum-Schaltkammer (2) wird durch einen beim Auftreten eines Fehlerstroms auslösbaren Ausschaltspeicher (4) mit einer Speicherfeder (21) ausgeschaltet, wobei unmittelbar anschließend die Freigabe der Ausschaltfeder (10) des Energiespeichers (5) zur Unterbrechung des Lasttrennschalters erfolgt, und
• c) es sind Mittel zur Verhinderung einer Einschaltung der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer (2) bei bereits eingeschaltetem Lasttrennschalter (1) vorgesehen.

2. Schalterkombination nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung des Ausschaltspeichers (4) der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer (2) über einen von einem Stromwandler (6) gespeisten Überstromauslöser (7) erfolgt.

3. Schalterkombination nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung des Ausschaltspeichers (4) der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer (2) über einen vom Primärstrom durchflossenen Überstromauslöser erfolgt.

4. Schalterkombination nach einem der Patentansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gestänge (8a) vorzugsweise am Ende der Ausschaltbewegung des beweglichen Schaltkontakts (3) über eine Sperrklinke (9a) die Ausschaltfeder (10) des Energiespeichers (5) des Lasttrennschalters (1) freigibt.

5. Schalterkombination nach einem der Patentansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise am Ende der Ausschaltbewegung des beweglichen Schaltkontakts (3) schließender Steuerkontakt (11a) eine die Sperrklinke (9a) beaufschlagende Auslösespule (12a) an eine Spannungsquelle (U) legt.

6. Schalterkombination nach einem oder mehreren der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vereinfachte Vakuum- Schaltkammer (2) unter gleichzeitiger Aufladung und Verklinkung des Ausschaltspeichers (4) von Hand (26) oder mittels eines Motors über ein Hebelgetriebe (8a, 23, 27) einschaltbar ist.

7. Schalterkombination nach einem der mehreren der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingeschaltetem Lasttrennschalter (1) eine Sperrvorrichtung die Einschaltung der vereinfachten Vakuum- Schaltkammer (2) verhindert.

8. Schalterkombination nach Patentanspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch ein Gestänge (8b) gesteuerte Sperrklinke (14) bei eingeschaltetem Lasttrennschalter (1) die Einschaltbewegung der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer (2) mittels Handbetätigung blockiert.

9. Schalterkombination nach den Patentansprüchen 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerkontakt (11b) bei eingeschaltetem Lasttrennschalter (1) den die Einschaltbewegung der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer (2) vermittelnden Motor von seiner Spannungsquelle abtrennt.

10. Schalterkombination nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei ausgeschalteter vereinfachter Vakuum-Schaltkammer (2) eine Sperrvorrichtung die Einschaltung des Lasttrennschalters (1) verhindert.

11. Schalterkombination nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gestänge (8c) in der Ausschaltstellung der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer (2) eine Sperrklinke (9b) für die Einschaltfeder (13) des Energiespeichers (5) des Lasttrennschalters (1) blockiert und diese nach vollzogener Einschaltbewegung der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer (2) freigibt.

12. Schalterkombination nach Patentanspruch 10 u. 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Einschaltstellung der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer (2) geschlossener Steuerkontakt (11c) in Reihe mit einem von Hand willkürlich zu betätigenden Schließkontakt, z. B. einem Drucktaster (15b) und der die Sperrklinke (9b) der Einschaltfeder (13) beaufschlagenden Auslösespule (12b) geschaltet ist.

13. Schalterkombination nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließbewegung der Schaltkontakte (3, 18) der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer (2) über einen mit dem Betätigungsgestänge (41) verbundenen Mitnehmer (51) und über ein auslösbares Schloß enthaltende Übertragungsglieder beim Nachspannen des Energiespeichers (5) durchführbar ist, daß die Übertragungsglieder bei Schalthandlungen im Bereich von Last- und Leerlaufströmen die Schaltkontakte (3, 18) mittels einer Sperre in der geschlossenen Stellung halten, und daß die Sperre bei Fehlerstromunterbrechungen aufgehoben ist.

14. Schalterkombination nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausschaltspeicher (4) der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer (2) und dem mit dem Mitnehmer (51) zusammenarbeitenden Teil einer Schubstange (47) als Schloß ein Gelenkschloß (42) und als Sperre ein die Schubstange (47) an einer Nase (53) abstützender Schwenkriegel (43) vorgesehen ist; daß nach einer Entsperrung des Gelenkschlosses (42) durch den Überstromauslöser (7) der Hub des beweglichen Schaltkontakts (3) durch einen Anschlag (35) begrenzt ist und durch die Öffnungsbewegung eine die Schubstange (47) freigebende Verdrehung des Schwenkriegels (43) bewirkt ist und daß das Gelenkschloß (42) in der geöffneten Stellung der Schaltkontakte (3, 18) unter der rückstellenden Wirkung der Federn (50, 48) wieder in die Sperrstellung zurückkehrt.

15. Schalterkombination nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehung des Schwenkriegels (43) durch eine vorzugsweise mit einem Langloch (44) versehene Koppelstange (45) gegen die Wirkung einer Rückstellfeder (46) gesteuert ist.

16. Schalterkombination nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelstange (45) an einem schwenkbaren Teil des Gelenkschlosses (42) angelenkt ist.

17. Schalterkombination nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelstange (45) an dem unteren Stangenkopf (55) des Ausschaltspeichers (4) angelenkt ist.

18. Schalterkombination nach einem oder mehreren der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und äußere Isolation der vereinfachten Vakuumschaltkammer (2) der größten Schaltspannung bei der Unterbrechung von Kurzschlußströmen entspricht.

19. Schalterkombination nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) der geöffneten Schaltkontakte (13, 18) der vereinfachten Vakuum-Schaltkammer (2) kleiner ist als bei einer Leistungsschalter-Kammer derselben Nennspannung.

20. Schalterkombination nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenabmessungen des/der Isolators/en (19) einer vereinfachten Vakuum-Schaltkammer (2) kleiner ist/sind als die vergleichbaren Abmessungen einer Leistungsschalter-Kammer derselben Nennspannung.

21. Schalterkombination nach den Patentansprüchen 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß als vereinfachte Vakuum-Schaltkammer (2) einer Schalterkombination für eine Nennspannung von 24 KV eine Leistungsschalter-Kammer für 12 KV eingesetzt ist.

22. Schalterkombination nach einem oder mehreren der Patentansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolator ein scheibenförmiger Isolierkörper (20) Verwendung findet, der an seiner Außenseite mit einem die Schaltkontakte (3, 18) umgebenden Metallschirm (31) und an seiner Innenseite mit einem den beweglichen Schaltkontakt (3) abdichtenden Metallfaltenbalg verbunden ist.

23. Schalterkombination nach einem oder mehreren der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lasttrennschalter (1) ein mit SF6 oder mit einer Mischung von SF6 und Luft arbeitendes Betriebsmittel eingesetzt ist.

24. Schalterkombination nach einem oder mehreren der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Lasttrennschalter (1) als auch die vereinfachte Vakuum-Schaltkammer (2) in einer gekapselten, mit Druckgas gefüllten Lastschaltanlage eingesetzt ist.

25. Schalterkombination nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Steuerkontakt (11a) ein von Hand willkürlich zu betätigender Schließkontakt, z. B. ein Drucktaster (15a) zur Auslösung der Ausschaltfeder (10) des Energiespeichers (5) vorgesehen ist.