EP0135789A2 - Hochspannungstrennschalter, insbesondere Einsäulen-Trennschalter, zum Schalten kommutierender Ströme - Google Patents

Hochspannungstrennschalter, insbesondere Einsäulen-Trennschalter, zum Schalten kommutierender Ströme Download PDF

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EP0135789A2
EP0135789A2 EP84109850A EP84109850A EP0135789A2 EP 0135789 A2 EP0135789 A2 EP 0135789A2 EP 84109850 A EP84109850 A EP 84109850A EP 84109850 A EP84109850 A EP 84109850A EP 0135789 A2 EP0135789 A2 EP 0135789A2
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Wolfgang Dipl.-Ing. Eberhardt
Kurt Freitag
Dietrich Dipl.-Ing. Hoffmann
Erwin Rohde
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/34—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact adapted to engage an overhead transmission line, e.g. for branching
    • H01H31/36—Contact moved by pantograph
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/12—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
    • H01H33/121—Load break switches
    • H01H33/125—Load break switches comprising a separate circuit breaker
    • H01H33/126—Load break switches comprising a separate circuit breaker being operated by the distal end of a sectionalising contact arm

Definitions

  • the invention relates to a high-voltage disconnector according to the features of the preamble of claim 1.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a device on high-voltage disconnectors of the type mentioned at the outset which, when switching commutating currents, reliably avoids burnout marks on the main contacts.
  • the second problem which arises when the isolator is switched on due to the slow ( ⁇ creeping '') switching on of the contacts of the second contact device, can be solved by installing a further contact device arranged parallel to this contact device, which is just before touching of the contacts of the second switching device switches on the circuit and thus relieves of the risk of scorching.
  • This first contact device is designed in such a way that, even with slow movement, it quickly comes from the state of the first contact with the contact load zero to the state of full current carrying capacity with a corresponding contact load.
  • the switching contacts 8a, 8b which can be single or double, are closed against the spring force in the switching device accommodated under a hood 9 before the main contacts 3a, 3b and 4 of the disconnector touch.
  • the spring uses a lever system 11 with an insulated pivot bearing 10 to ensure that the contact brackets follow the moving main contact 3a, 3b of the scissors and thereby the contact separation in the switching device with the subsequent arc extinguishing in the extinguishing tube 12 bring about.
  • FIG. 3 shows a switching device in which the main contacts (not shown) conduct the current when the disconnector is in the switched on position, and the likewise closed contacts of a second contact device 13, 14 and a first contact device 15, 16 are electrically parallel to the main contact contacts .
  • the disconnector When the disconnector is opened after the main contacts mentioned have separated, the current initially shifts to the still closed first contact device with the elastic contact fingers 15 and the movable contact piece 16. After a short stroke, the first contact device also disconnects (FIG. 3a) and the current to be switched off now only flows via the contact pieces 13, 14 of the second contact device, namely via the tear-off pin 13 firmly connected to the contact piece 16 and that in the housing 17th axially movably mounted contact 14.
  • the circuit is closed by the first contact device, after the contact fingers 15 slide over a conical run-up slope 25 made of insulating material in the course of the row switching movement, whereby they receive the pretension required for the required contact load, and finally in contact with the contact path of the contact piece 16 arrive (Fig. 3). Only after this contact has been made does the abrasion pin 13 lying inside the extinguishing tube 23 come into contact with the contact 14, so that no welding can occur here.
  • An electrically high-quality plastic with a low coefficient of friction such as e.g. an acetal resin can be used.
  • a copper alloy with good erosion resistance can be used as the contact surface for the contact piece 16.

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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)

Abstract

Die Anmeldung befaßt sich mit einem Hochspannungstrennschalter mit an den Enden der Scherenarme (2) angeordneten beweglichen Hauptkontaktstücken (3a, 3b), die mit einem an der Hochspannungsleitung (5) befestigten Gegenkontaktstück (4) zusammenwirken. Dem Gegenkontaktstück (4) sind Vorkontaktstücke (6a, 6b) zugeordnet, die beim Einschalten vor und beim Ausschalten nach den Hauptkontaktstücken (3a, 3b, 4) schliessen bzw. öffnen. Um nun mit Sicherheit Beschädigungen an den Hauptkontakten beim Schalten kommutierender Ströme zu vermeiden, sind diesen zwei Kontakteinrichtungen (13, 14, 15, 16) parallelgeschaltet, von denen die erste Kontakteinrichtung (15, 16) bei der Ein- und Ausschaltung kurz vor der zweiten Kontakteinrichtung (13,14) schließt bzw. öffnet und die zweite Kontakteinrichtung (13, 14) bei der Endabschaltung unter Aufladung eines Energiespeichers (19) nach einem vorbestimmten Hub ihr festes Kontaktstück (14) sprunghaft in die Ausschaltstellung zurückführt.

Description

  • "Hochspannungstrennachalter, insbesondere Einsäulen-Trennschalter, zum Schalten kommutierender Ströme"
  • Die Erfindung betrifft einen Hochspannungstrennschalter gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.
  • Aus der DE-OS 28 09 499 ist es bereits bekannt, parallel zu dem Hauptkontakt eines Hochspannungstrenners einen Schaltkontakt anzuordnen, der beim Einschalten vor und beim Ausschalten nach dem Hauptkontakt schließt bzw. öffnet, so daß das Schliessen oder Öffnen des Hauptkontaktes stromlos erfolgt, auch wenn über den Trenner im Augenblick des Schaltens ein gewisser Strom fließt. Dieser Schaltkontakt kann besondere Vorkehrungen haben, um seine Lebensdauer und das Schaltvermögen zu vergrößern.
  • Da Hochspannungstrenner allgemein Bewegungen mit relativ kleinen Geschwindigkeiten ausführen, ist es schwierig bzw. bei gesteigerten Ansprüchen an die Lebensdauer und bei größeren Werten für den zu schaltenden Strom und für die Spannung unmöglich, diese Forderungen mit den bisher bekannten Einrichtungen zu erfüllen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung an Hochspannungstrennschaltern der eingangs erwähnten Art anzugeben, die beim Schalten kommutierender Ströme, Abbrandspuren an den Hauptkontakten mit Sicherheit vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Mit einem Trennschalter nach der Erfindung wird erreicht, daß - unabhängig von der Geschwindigkeit der Hauptkontakte - beim Ausschalten die Kontaktstücke des Kontaktsystems mit vorgegebener Geschwindigkeit trennen, wodurch für die Unterbrechung des Stromes und für den Kontaktabbrand optimale Bedingungen eingestellt werden.
  • Das zweite Problem, das bei der Einschaltung des Trenners durch die langsame (''schleichende'') Einschaltung der Kontakte der zweiten Kontakteinrichtung entsteht, läßt sich durch den Anbau einer weiteren, parallel zu dieser Kontakteinrichtung angeordneten Kontakteinrichtung lösen, die zeitlich kurz vor dem Berühren der Kontakte der zweiten Schalteinrichtung den Stromkreis einschaltet und so von der Gefahr der Verschmorungen entlastet. Diese erste Kontakteinrichtung ist so gestaltet, daß sie, auch bei langsamer Bewegung, schnell vom Zustand der ersten Berührung mit der Kontaktlast Null in den Zustand der vollen Stromtragfähigkeit mit entsprechender Kontaktlast kommt.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
  • Es zeigen
    • Figur 1 einen bekannten Scheren- oder Pantographentrenner,
    • Figur 2 eine bereits vorgeschlagene, den Hauptkontakten parallel zugeordnete Schalteinrichtung mit Vor- und Schaltkontaktstücken und
    • Figur 3 ein Kontaktsystem nach der Erfindung.
  • Bei dem Scheren- oder Pantographentrenner nach den Figuren 1 und 2, der im wesentlichen aus einer Porzellansäule 1 und einer in vertikaler Richtung bewegbaren Schere 2 mit den Hauptkontaktstücken 3a, 3b besteht, sind an dem oberen, am Leiterseil 5 fest montierten Gegenkontakt 4 zwei schwenkbare Kontaktbügel 6a, 6b befestigt, die bei geöffnetem Trenner durch die Kraft einer Feder 7 in einer gespreizten Position in gewissem Abstand von dem Gegenkontakt 4 gehalten werden.
  • Beim Einschalten werden entgegen der Federkraft in der unter einer Haube 9 untergebrachten Schalteinrichtung die Schaltkontakte 8a, 8b, die einfach oder doppelt vorhanden sein können, geschlossen, bevor die Hauptkontakte 3a, 3b und 4 des Trennschalters sich berühren. Beim Ausschalten sorgt die Feder über ein Hebelsystem 11 mit einem isolierten Drehlager 10 dafür, daß die Kontaktbügel dem sich bewegenden Hauptkontakt 3a, 3b der Schere folgen und hierdurch die zeitlich nach der Kantakttrennung der Hauptkontakte liegende Kontakttrennung in der Schalteinrichtung mit der anschließenden Lichtbogenlöschung im Löschrohr 12 herbeiführen.
  • In Figur 3 ist eine Schalteinrichtung dargestellt, bei der die nicht dargestellten Hauptkontakte in der eingeschalteten Stellung des Trenners den Strom führen, und die ebenfalls geschlossenen Kontakte einer zweiten Kontakteinrichtung 13, 14 sowie einer ersten Kontakteinrichtung 15, 16 in elektrischer Hinsicht parallel zu den Hauptkantakten liegen. Beim Öffnen des Trenners, nachdem die erwähnten Hauptkontakte sich getrennt haben, verlager sich der Strom zunächst auf die noch geschlossene erste Kontakteinrichtung mit den elastischen Kontaktfingern 15 und dem beweglichen Kontaktstück 16. Nach einem kurzen Hub trennt die erste Kontakteinrichtung ebenfalls (Fig. 3a) und der auszuschaltende Strom fließt jetzt nur noch über die Kontaktstücke 13, 14 der zweiten Kontakteinrichtung, nämlich über den mit dem Kontaktstück 16 fest verbundenen Abreißstift 13 und den im Gehäuse 17 axial beweglich gelagerten Kontakt 14. Bei weiter fortschreitender Ausschaltbewegung wird wegen der formschlüssigen Verklammerung dieser beiden Kontaktstücke 13 und 14 über den mit dem Kontakt 14 fest verbundenen Federteller 18 die Rückholfeder 19 gespannt, bis beim Überschreiten des Haltevermögens der Verklammerung die Kontaktstücke 13, 14 sich trennen und der Kontakt 14 schnell in seine Ausgangsposition am Anschlag 20 zurückeilt (Fig. 3b). Hierbei entsteht zwischen dem Kontakt 14 und dem AbreiBstift 13 ein Schaltlichtbogen. Dieser Lichtbogen brennt innerhalb eines Löschrohres 23 zwischen Löschbacken 24 aus gasabgebendem Isolierstoff, wodurch der Lichtbogen innerhalb weniger Millisekunden gelöscht und damit der Stromkreis endgültig aufgetrennt wird.
  • Beim Einschalten des Trenners übernimmt das Schließen des Stromkreises die erste Kontakteinrichtung, nachdem im Zuge der Eihschaltbewegung die Kontaktfinger 15 über eine konische Auflaufschräge 25 aus Isolierstoff hinweggleiten, wobei sie die für die erforderliche Kontaktlast nötige Vorspannung erhalten, und schließlich in Berührung mit der Kontaktbahn des Kontaktstückes 16 gelangen (Fig. 3). Erst nach dieser Kontaktgabe kommt der im Inneren des Löschrohres 23 liegende AbreiBstift 13 mit dem Kontakt 14 in Berührung, so daß hierbei keine Verschweißung auftreten kann.
  • Für die Auflaufschräge 25 kann ein elektrisch hochwertiger Kunststoff mit niedrigem Reibungsbeiwert wie z.B. ein Acetalharz verwendet werden. Als Kontaktfläche für das Kontaktstück 16 kann eine Kupferlegierung mit guter Abbrandfestigkeit eingesetzt werden.

Claims (8)

1. Hochspannungstrennschalter, insbesondere Einsäulen-Trennschalter, zum Schalten kommutierender Ströme, mit an den Enden der Scherenarme angeordneten, beweglichen Hauptkontaktatücken und einem an der Hochspannungsleitung befestigten Gegenkontaktstück, welchem Verkuntaktstücke zugeordnet sind, die beim Einschalten vor den Hauptkontaktatücken schließen und beim Ausschalten nach den Hauptkontaktatücken öffnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkantaktstücke aus einem Kontaktsystem bestehen, welches eine erste Kontakteinrichtung (15, 16) und eine zweite parallel geschaltete Kontakteinrichtung (13, 14) aufweist, deren Kontaktstück (14) bei der Endabschaltung unter Aufladung eines Energiespeichers (19) nach einem vorbestimmten Hub freigegeben wird und in die Ausschaltstellung zurückschnellt.
2. Hochspannungstrennachalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kontakteinrichtung (15, 16) bei der Ausschaltbewegung des Trennschalters kurzzeitig vor der zweiten Kontakteinrichtung (13, 14) öffnet und bei der Einschaltbewegung vor der zweiten Kontakteinrichtung schließt.
3. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahme des festen Kontaktstückes (14) der zweiten Kontakteinrichtung (13, 14) durch eine formschlüssige Verklammerung mit dem beweglichen Kontaktstück (13) erfolgt.
4. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiespeicher für das feste Kontaktstück (14) eine zwischen einem Federsteller (18) und dem Gehäuse (17) der zweiten Kontakteinrichtung angeordneten Feder (19) vorgesehen ist.
5. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontaktstück (13) der zweiten Kontakteinrichtung in einen rohrförmigen unter der Einwirkung eines Lichtbogens gasabgebenden Körper (24) geführt ist.
6. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Kontaktstück (15) der ersten Kontakteinrichtung aus einem oder mehreren elastischen Kontaktfingern besteht, und das bewegliche Kontaktstück (16) eine ebene metallische Kontaktfläche aufweist, der ein konisches Isolierstoffstück (25) vorgelagert ist, über die beim Einschalten die elastischen Kontaktfinger (15) auf die metallische Fläche gleiten.
7. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das konische Isolierstoffstück aus Acetalharz besteht.
B. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen des beweglichen Kontaktstückes (16) der ersten Kontakteinrichtung aus einer Kupferlegierung mit guter Abbrandfestigkeit bestehen.
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