EP1672659A2 - Schubtrennschalter - Google Patents
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- EP1672659A2 EP1672659A2 EP05022821A EP05022821A EP1672659A2 EP 1672659 A2 EP1672659 A2 EP 1672659A2 EP 05022821 A EP05022821 A EP 05022821A EP 05022821 A EP05022821 A EP 05022821A EP 1672659 A2 EP1672659 A2 EP 1672659A2
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- EP
- European Patent Office
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- contact
- switch
- push
- blade
- insulator
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H01H31/14—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with bridging contact that is not electrically connected to either line contact in open position of switch
- H01H31/24—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with bridging contact that is not electrically connected to either line contact in open position of switch with rectilinearly-movable bridging contact
Definitions
- the invention relates to a push-disconnect switch with two post insulators and a switched on the support insulators electrically connecting switch blade, which has a contact arrangement for contacting a fixed contact of the first post insulator at its front in the closing movement, and in the region of his turn-in direction rear end on the second post insulator is movably guided in a guide device.
- Such thrust disconnectors are often used in the operated in the medium voltage range power grids of railway systems, in which case they are then usually carried out unipolar. In multi-pole design, however, such slide-type disconnectors are increasingly also used in supply networks of the electricity companies.
- Such a slide disconnector serves to open or close a circuit, in which case it is only actuated when there are no excessive currents and / or there is no significant voltage change between the terminals of each disconnect switch pole.
- Typical rated currents of such slide switch are, for example, 630 A or 2500 A, each with a rated voltage of 12-38.5 kV. Such currents can be performed continuously.
- push-pull disconnectors can withstand significantly higher currents of, for example, 20 kA up to 31.5 kA for current designs over a certain period of time.
- shear switches have a base frame, are arranged on the two support insulators spaced from each other.
- the connection between the contact portions in the head region of the support insulators is via a switch blade, usually a pair of knives, produced.
- the switch blade is mounted longitudinally displaceable in a support insulator, so that it is movable to a fixed contact on the other support insulator to or from this.
- DE 20 64 037 describes a known construction of a push-break switch with a partially insulated sheathed switching pin, which is slidably mounted in a stationary, isolierstoffgekapselten sliding contact and after passing through an isolating distance in a stationary, surrounded by a Isolierstoffhülle mating contact is retracted.
- the mating contact piece as well as the sliding contact piece is obviously provided with contact fingers, which bear resiliently on the contact pin and thus at the same time also provide the electrical contact in addition to a guiding function.
- the second supporting insulator In the area of the rear end of the separating knife pair in the switching-on direction, the second supporting insulator is present, in which the separating knife pair is longitudinally displaceable and, due to the pivoting movement of the crank drive, is also pivotally mounted in a certain frame.
- a guide device is arranged in the second support insulator, which contains two mutually facing sliding guide elements, which are present at the top or bottom of the separating knife pair.
- the sliding guide elements are rounded at the contact points, so that they produce a linear contact with the separating knife pairs and so assume the leadership function in cooperation with the crank drive.
- the sliding guide elements also serve to produce the electrical contact, wherein due to the linear contact higher rated currents than in the above-discussed prior art can be performed with punctiform contact points.
- the invention is therefore the object of developing a generic slide switch so that higher compared with conventional push-breakers higher short-circuit currents can be performed.
- a push-disconnect switch with the features of claim 1.
- This is characterized in particular by the fact that the switch blade carries at its rear end in the switch-on a contact arrangement, the contact elements have in the direction of the second support insulator, the contact arrangement contacted in the on state of the rear side in the switch-on direction fixed contact of the second post insulator and is removed at the turn-off of this.
- the invention thus provides for the first time a functional separation of the guide function on the second post insulator from the production of the electrical contact.
- Another advantage here is that can also be realized with the inventive push-break switch higher switching speeds, which extend the application possibilities in practice.
- the fixed contact of the first post insulator and / or the fixed contact of the second post insulator comprises contact fingers, which in the course of the closing movement into engagement with at least one contact plate of the contact arrangement at the front in the switch-on direction and / or get to the rear of the switch blade in the switch-on direction.
- the contact fingers are fixedly arranged on a support insulator or on both support insulators, so that they are not moved or only at one point with the switch blade. The moving mass can be reduced thereby, which has an advantageous effect on the switching speed as well as the energy consumption.
- contact fingers are present only at one end of the switch blade or a support insulator and at the other contact a conventional Kunststoffibook example, with a linear contact means of rollers, sliders, etc. is applied. Furthermore, contact fingers can also be present once at the stationary contact and at the other contact point on the switchgear.
- Another advantage is when the guide device of the switch blade is designed as a roller guide. Then, a particularly low-friction guidance of the switch blade can be achieved, whereby an even higher switching speed while reducing wear and increased service life can be achieved.
- the roller guide may have two spaced-apart bearing rollers, which receive the switch blade between them. Then, a reliable guidance of the switch blade is achieved by simple means, wherein further linear guide points are provided so that not only linear movements of the switch blade but also e.g. can be absorbed by a crank drive tilting movements reliably and without increased wear.
- the guide means of the switch blade is designed as a sliding guide, whereby the design effort for a provision of the guide means can be kept low and, for example, can be used substantially on known guide elements.
- a push-disconnector 1 has a base frame 2 on which a first support insulator 3 and a second support insulator 4 are mounted. Furthermore, the diverter switch 1 contains a switch blade 5, which can be moved by means of a drive 6 between an open position (FIG. 1) and a closed position (FIGS. 2 and 3). Here, the switching blade 5 is movably mounted by means of a guide device 7 in the second support insulator 4.
- the first support insulator 3 and the second support insulator 4 are formed substantially identical. They each have an insulator body 31 or 41 as well as a fixed contact 32 or 42 on the head area remote from the base frame 2.
- the fixed contacts 32 and 42 respectively contain on the upper side connecting plates 33 and 43, by means of which lateral contact plates 34 and 44 are connected.
- the two contact plates 34 and 44 of each fixed contact 32 and 42 respectively point to the section chamfers 35 or 45, which are to be pointed out in more detail below, on the switch blade 5 (see FIG facilitate.
- the switching blade 5 has a separating knife pair 51, as can be seen in particular from FIG.
- a first contact arrangement 52 is arranged at the front end of the switch blade 5 which is in the direction of switch-on movement, that is to say the end pointing to the first support insulator 3.
- a second contact arrangement 53 is arranged at the rear end in the direction of switch-on movement, that is to say in the region of the second support insulator 4 on the switch blade 5.
- the first contact arrangement 52 and the second contact arrangement 53 are formed substantially identically and each have a holder 54, which on both sides of the separating knife pair 51st Retraction contacts 55 stops. These each have to the fixed contacts 32 and 42 of the support insulators 3 and 4.
- electrolytic copper As a base material for the current-carrying components such as the terminal plates 33 and 43, the contact plates 34 and 44, the separating blade pair 51 and the contact assemblies 52 and 53, electrolytic copper is used, which is galvanically silvered.
- the drive 6 has a drive shaft 61, which in a manner not shown here can be coupled with a drive motor or, in particular for emergency, with a manually operated hand crank.
- the drive shaft 61 acts in the present embodiment on a four-bar linkage, which has a rocker 62, a coupling 63 and a crank member 64.
- the crank member 64 is rotatably connected to a switching shaft 65 which is mounted in the base frame 2.
- One end of an actuator 66 is also also rotatably connected to the switching shaft 65, so that a rotation of the drive shaft 61 can be transferred directly to the actuator 66.
- the other end of the actuator 66 is pivotally coupled to the switch blade 5 to move it upon actuation of the drive shaft 61 between a closed and an open position of the slide switch 1 back and forth.
- the guide device 7 is arranged in the head region of the second support insulator 4 within the contact arrangement 53, which has two bearing rollers 71 and 72.
- the two bearing rollers 71 and 72 are mounted in the two contact plates 44 and extend transversely to the longitudinal direction or direction of movement of the switch blade 5.
- the bearing rollers 71 and 72 are arranged at such a distance from each other that they take each cutting blade of the separating knife pair 51 between them.
- Each bearing roller 71 or 72 has for this purpose a collar 73, which can be seen in particular in Fig. 3.
- the drive shaft 61 is driven to move the switch blade 5 by means of the actuator 66 from the open position shown in FIG. 1 in the closed position shown in FIGS. 2 and 3.
- the switching blade 5 is guided by the guide means 7 and the actuator 66 stabilized.
- the first contact arrangement 52 engages with the fixed contact 32 on the first support insulator 3, while the second contact arrangement 53 simultaneously comes into engagement with the fixed contact 42 on the second support insulator 4.
- the resiliently biased contact fingers 56 slide over the chamfers 35 and 45 of the contact plates 34 and 44 away and provide a clamping connection between the Einfahrtagen 55 and the contact plates 34 and 44 ago.
- the main flow path of the slide-break switch 1 is closed.
- the drive 6 is designed so that the rocker 62 and the coupling 63 go beyond the dead center of the four-bar linkage and so produce an end position, which prevents inadvertent contact separation. This ensures that the drive mechanism even under exceptional conditions, such. B. a short circuit, no automatic counter-rotating movement and thus interrupts the main flow path. Especially in the event of a short circuit, enormous dynamic forces can occur due to the expanding current loop, which are, however, controlled by the over-center mechanism of the drive 6.
- Fig. 1 shows the push-break switch 1 in the end position with the switch open, in which a required separation distance and thus the dielectric strength of the slide-break switch 1 is ensured.
- the function of the slide switch 1 is recognizable independent of the installation position.
- the contact assemblies 52 and 53 are equipped with other contacts, as the Einfahressore shown in the figures. Examples of this are known to the skilled person to a large extent, such as resiliently biased rollers, balls or the like.
- the Einfahressore are not arranged on the switch blade 5 but on the support insulators 3 and 4 at one or both contact points of the slide switch, in which case corresponding contact plates, etc. are provided on the switch blade 5.
- the fixed contacts on the support insulators 3 and 4 of a slide-break switch 1 need not be identical.
- the contact arrangements 52 and 53 on the switch blade 5 may have different shapes and provide different contacting possibilities.
- the bearing rollers 71 and 72 of the guide means 7 may also have a different shape from the embodiment shown. For example it is possible to dispense with the collar 73 and / or provide additional frets laterally from the switch blade 5.
- a sliding guide serves as a guide device for the switch blade 5.
- the drive 6 is configured in a different shape than a four-bar linkage.
- the drive for the movement of the switch blade 5 can be applied to the switch blade 5 elsewhere and by other means.
Landscapes
- Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Push-Button Switches (AREA)
- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Schubtrennschalter mit zwei Stützisolatoren und einem im eingeschalteten Zustand die Stützisolatoren elektrisch verbindenden Schaltmesser, welches an seinem in der Einschaltbewegung vorderen Ende eine Kontaktanordnung zur Kontaktierung eines feststehenden Kontakts des ersten Stützisolators aufweist, und im Bereich seines in Einschaltrichtung hinteren Endes am zweiten Stützisolator in einer Führungseinrichtung beweglich geführt ist.
- Derartige Schubtrennschalter werden häufig in den im Mittelspannungsbereich betriebenen Energieversorgungsnetzen von Bahnanlagen angewendet, wobei sie dann in der Regel einpolig ausgeführt sind. In mehrpoliger Ausführung kommen solche Schubtrennschalter jedoch zunehmend auch in Versorgungsnetzen der Elektrizitätsunternehmen zum Einsatz.
- Ein solcher Schubtrennschalter dient hierbei zum Öffnen oder Schließen eines Stromkreises, wobei er im Normalfalle nur dann betätigt wird, wenn keine zu hohen Stromstärken anliegen und/oder keine wesentliche Spannungsänderung zwischen den Anschlüssen jedes Trennschalterpoles vorliegt. Übliche Bemessungsströme solcher Schubtrennschalter liegen beispielsweise bei 630 A oder 2500 A bei jeweils einer Bemessungsspannung von 12 - 38,5 kV. Solche Stromstärken können dabei dauernd geführt werden. Unter außergewöhnlichen Bedingungen, wie einem Kurzschluß, können derartige Schubtrennschalter jedoch auch über einen gewissen Zeitraum hinweg deutlich höhere Stromstärken von beispielsweise 20 kA bis hin zu 31,5 kA bei derzeit gängigen Ausführungen standhalten.
- Übliche Bauweisen derartige Schubtrennschalter weisen einen Grundrahmen auf, auf dem zwei Stützisolatoren im Abstand zueinander angeordnet sind. Die Verbindung zwischen den Kontaktabschnitten im Kopfbereich der Stützisolatoren ist dabei über ein Schaltmesser, üblicherweise ein Messerpaar, herstellbar. Das Schaltmesser ist dabei in einem Stützisolator längsverschieblich gelagert, so daß es auf einen feststehenden Kontakt am anderen Stützisolator zu bzw. von diesem weg bewegbar ist.
- Die DE 20 64 037 beschreibt eine bekannte Bauweise eines Schubtrennschalters mit einem teilweise isolierstoffummantelten Schaltstift, welcher in einem ortsfesten, isolierstoffgekapselten Gleitkontaktstück verschieblich angeordnet und nach dem Durchlaufen einer Trennstrecke in ein ortsfestes, von einer Isolierstoffhülle umgebenes Gegenkontaktstück einfahrbar ist. Das Gegenkontaktstück wie auch das Gleitkontaktstück ist dabei offenbar mit Kontaktfingern versehen, welche federelastisch am Schaltstift anliegen und so neben einer Führungsfunktion zugleich auch den elektrischen Kontakt bereitstellen.
- Eine andere Bauweise eines Schubtrennschalters für Schalt- und Verteileranlagen im Mittelspannungs- oder Hochspannungsleistungsbereich ist in der DE 32 24 743 C2 offenbart. Ein als Schubkontakt dienender Schaltstift ist hier vollumfänglich mittels Rollen, Walzen oder dergleichen in einem Stützisolator gelagert, wobei hiermit zugleich der elektrische Kontakt hergestellt wird. Die Kontaktierung erfolgt hierbei über eine der Anzahl der Kugeln bzw. Rollen entsprechende Mehrzahl an punktförmigen Kontaktstellen zwischen diesen und dem Schaltstift.
- Weitere Schubtrennschalter, welche sich in der Praxis sehr bewährt haben und heute weithin eingesetzt werden, vertreibt die Anmelderin unter der Schaltertypbezeichnung L31/59871 und L31/59872. Bei diesen Schubtrennschaltern wird ein Schaltmesser in Gestalt eines Trennmesserpaars durch einen Kurbelantrieb zum Schließen bzw. Öffnen des Schalters betätigt. Das bei der Einschaltbewegung vordere Ende des Trennmesserpaars weist dabei eine Kontaktanordnung auf, welche im geschlossenen Zustand des Schubtrennschalters einen feststehenden Kontakt am ersten Stützisolator kontaktiert. Im Bereich des in Einschaltrichtung hinteren Endes des Trennmesserpaars liegt der zweite Stützisolator vor, in welchem das Trennmesserpaar längsverschieblich sowie, bedingt durch die Schwenkbewegung des Kurbelantriebs, auch in gewissem Rahmen verschwenkbar gelagert ist. Hierzu ist im zweiten Stützisolator eine Führungseinrichtung angeordnet, welche zwei aufeinander zuweisende Gleitführungselemente enthält, die an der Ober- bzw. Unterseite des Trennmesserpaars vorliegen. Die Gleitführungselemente sind dabei an den Kontaktstellen abgerundet ausgebildet, so daß sie einen linienförmigen Kontakt zum Trennmesserpaars herstellen und so im Zusammenwirken mit dem Kurbelantrieb die Führungsfunktion übernehmen. Hierbei dienen die Gleitführungselemente zugleich jedoch auch der Herstellung des elektrischen Kontakts, wobei bedingt durch den linienförmigen Kontakt höhere Nennströme als im oben diskutierten Stand der Technik mit punktförmigen Kontaktstellen geführt werden können.
- Allerdings unterliegen auch diese aus der Praxis bekannten Schubtrennschalter Grenzen im Hinblick auf die zu führenden Kurzschlußströme. Eine Vergrößerung der Kontaktflächen am zweiten Stützisolator ist dabei jedoch nur bedingt möglich, da hierunter die Gleitführungseigenschaften leiden würden. Insbesondere wäre eine solche konstruktive Änderung mit einer Erhöhung der Reibungswirkung verbunden. Ferner ist eine Abkehr von einer linienförmigen Kontaktierung bei solchen Schaltertypen konstruktiv kaum möglich, da der Hebelmechanismus das Schaltmesser nicht in einer reinen Linearbewegung sondern in einer kombinierten Linear- und Kipp-Bewegung führt. Bei nicht linienförmig mit dem Schaltmesser zusammenwirkenden Führungselementen würde es daher zu einem Verkanten der Anordnung kommen.
- Dennoch wird aufgrund veränderter Einsatzbedingungen zunehmend ein Schubtrennschalter gefordert, welcher eine gegenüber bekannten Bauweisen erhöhte Kurzschlußfestigkeit zeigt.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Schubtrennschalter derart weiterzubilden, daß damit im Vergleich zu herkömmlichen Schubtrennschaltern höhere Kurzschlußstromstärken geführt werden können.
- Diese Aufgabe wird durch einen Schubtrennschalter mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Dieser zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß das Schaltmesser an seinem in Einschaltrichtung hinteren Ende eine Kontaktanordnung trägt, deren Kontaktelemente in Richtung zum zweiten Stützisolator weisen, wobei die Kontaktanordnung im eingeschalteten Zustand von der in Einschaltrichtung hinteren Seite her einen feststehenden Kontakt des zweiten Stützisolators kontaktiert und bei der Ausschaltbewegung von diesem entfernt wird.
- Die Erfindung sieht somit erstmals eine funktionelle Trennung der Führungsfunktion am zweiten Stützisolator von der Herstellung des elektrischen Kontakts vor. Damit wird zwar der im Stand der Technik gewünschte und vorteilhafte Effekt einer Vereinfachung der Bauweise und besonders kompakter Ausgestaltungsweise aufgegeben; durch die erfindungsgemäße vorgenommene völlige Abkehr von diesen üblichen Ansätzen wird dagegen nun jedoch erstmals eine erheblich größere konstruktive Freiheit im Hinblick auf die Ausgestaltung der Kontaktelemente erzielt. Diese läßt sich vorteilhaft dazu nützen, um größere Kontaktflächen bereitzustellen und somit eine höhere Stromtragfähigkeit der Anordnung insgesamt zu schaffen.
- In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, daß sich mit der erfindungsgemäßen Anordnung ohne weiteres auch Bemessungs-Halte-Kurzzeitströme von 40 kA führen lassen, ohne daß es zu einer Zerstörung der Anordnung kommt. Damit erhöht sich der mögliche Einsatzbereich solcher Schubtrennschalter erheblich, was Kundenwünschen entgegen kommt.
- Zugleich wird erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise auch eine größere konstruktive Freiheit im Hinblick auf die Ausgestaltung der Führungseinrichtung am zweiten Stützisolator erzielt, so daß sich auch in dieser Hinsicht eine Optimierung insbesondere im Hinblick auf eine Reduzierung des Reibungswiderstandes sowie eine Erhöhung der Lebensdauer erreichen läßt.
- Von weiterem Vorteil ist es hierbei, daß sich mit dem erfindungsgemäßen Schubtrennschalter zudem höhere Schaltgeschwindigkeiten realisieren lassen, wodurch sich die Einsatzmöglichkeiten in der Praxis erweitern.
- Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schubtrennschalters sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- So ist es entsprechend den Ansprüchen 2 und 3 möglich, daß die Kontaktanordnung am in Einschaltrichtung vorderen Ende des Schaltmessers und/oder die Kontaktanordnung am in Einschaltrichtung hinteren Ende des Schaltmessers Kontaktfinger aufweist, welche im Zuge der Einschaltbewegung mit wenigstens einer Kontaktplatte des feststehenden Kontakts des ersten Stützisolators und/oder mit wenigstens einer Kontaktplatte des feststehenden Kontakts des zweiten Stützisolators in Eingriff gelangen. Derartige Kontaktfinger-Kontaktplatten-Zuordnungen haben sich in der Praxis bei anderen Trennschaltern vielfach mit großem Erfolg bewährt, insbesondere wenn es darum ging, auch hohe Ströme zuverlässig zu übertragen. Im Rahmen der Erfindung kann somit auf bewährte konstruktive Mittel zurückgegriffen werden, um einen Schubtrennschalter besonders hoher Zuverlässigkeit, Robustheit und zugleich mit relativ einfachem konstruktiven Aufbau bereitzustellen.
- Ferner ist es gemäß der Ansprüche 4 und 5 auch möglich, daß der feststehende Kontakt des ersten Stützisolators und/oder der feststehende Kontakt des zweiten Stützisolators Kontaktfinger aufweist, welche im Zuge der Einschaltbewegung in Eingriff mit wenigstens einer Kontaktplatte der Kontaktanordnung am in Einschaltrichtung vorderen Ende und/oder am in Einschaltrichtung hinteren Ende des Schaltmessers gelangen. Bei dieser Ausgestaltungsweise sind die Kontaktfinger fest an einem Stützisolator oder an beiden Stützisolatoren angeordnet, so daß sie nicht oder nur an einer Stelle mit dem Schaltmesser bewegt werden. Die bewegte Masse läßt sich hierdurch reduzieren, was sich vorteilhaft auf die Schaltgeschwindigkeit wie auch den Energieverbrauch hierfür auswirkt.
- Dabei ist es auch möglich, daß derartige Kontaktfinger nur an einem Ende des Schaltmessers oder einem Stützisolator vorliegen und an der anderen Kontaktstelle eine herkömmliche Kontaktierweise beispielsweise mit einem linienförmigen Kontakt mittels Rollen, Gleitstücken, etc. angewandt wird. Ferner können Kontaktfinger auch einmal am feststehenden Kontakt und an der anderen Kontaktstelle am Schaltmesser vorliegen.
- Von weiterem Vorteil ist es, wenn die Führungseinrichtung des Schaltmessers als Rollenführung ausgebildet ist. Dann läßt sich eine besonders reibungsarme Führungsweise des Schaltmessers erzielen, wodurch eine noch höhere Schaltgeschwindigkeit bei zugleich reduziertem Verschleiß und gesteigerter Lebensdauer erreichbar ist.
- Hierbei kann die Rollenführung zwei im Abstand zueinander vorliegende Lagerrollen aufweisen, welche zwischen sich das Schaltmesser aufnehmen. Dann ist eine zuverlässige Führung des Schaltmessers mit einfachen Mitteln erzielbar, wobei weiterhin linienartige Führungsstellen bereitgestellt werden, so daß nicht nur Linearbewegungen des Schaltmessers sondern auch z.B. durch einen Kurbelantrieb bedingte Kippbewegungen zuverlässig und ohne erhöhten Verschleiß aufgenommen werden können.
- Alternativ ist es auch möglich, daß die Führungseinrichtung des Schaltmessers als Gleitführung ausgebildet ist, wodurch sich der konstruktive Aufwand für eine Bereitstellung der Führungseinrichtung gering halten läßt und beispielsweise im wesentlichen auch auf bekannte Führungselemente zurückgegriffen werden kann.
- Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Schubtrennschalters in geöffneter Stellung;
- Fig. 2
- eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Schubtrennschalters in geschlossener Stellung; und
- Fig. 3
- eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Schubtrennschalter in der geschlossenen Stellung.
- Gemäß der Darstellung in den Figuren weist ein Schubtrennschalter 1 einen Grundrahmen 2 auf, auf dem ein erster Stützisolator 3 und ein zweiter Stützisolator 4 montiert sind. Ferner enthält der Schubtrennschalter 1 ein Schaltmesser 5, welches mittels einem Antrieb 6 zwischen einer offenen Stellung (Fig. 1) und einer geschlossenen Stellung (Fig. 2 und 3) bewegbar ist. Hierbei ist das Schaltmesser 5 mittels einer Führungseinrichtung 7 im zweiten Stützisolator 4 beweglich gelagert.
- Der erste Stützisolator 3 und der zweite Stützisolator 4 sind im wesentlichen identisch ausgebildet. Sie weisen jeweils einen Isolatorkörper 31 bzw. 41 sowie an dem vom Grundrahmen 2 entfernten Kopfbereich einen feststehenden Kontakt 32 bzw. 42 auf. Die feststehenden Kontakte 32 bzw. 42 enthalten jeweils auf der Oberseite Anschlußplatten 33 bzw. 43, mittels welchen seitliche Kontaktplatten 34 bzw. 44 verbunden sind. Die beiden Kontaktplatten 34 bzw. 44 jedes feststehenden Kontakts 32 bzw. 42 weisen dabei auf den einem nachfolgend noch im Detail erläuterten Gegenkontakt am Schaltmesser 5 zu weisenden Abschnitt Fasen 35 bzw. 45 auf (vgl. Fig. 3), welche die Herstellung die Verbindung erleichtern.
- Das Schaltmesser 5 weist ein Trennmesserpaar 51 auf, wie insbesondere aus Fig. 3 erkennbar ist. An dem in der Einschaltbewegungsrichtung vorderen Ende des Schaltmessers 5, also dem auf den ersten Stützisolator 3 zuweisenden Ende ist dabei einer erste Kontaktanordnung 52 angeordnet. Eine zweite Kontaktanordnung 53 ist am in Einschaltbewegungsrichtung hinteren Ende, also im Bereich des zweiten Stützisolators 4 am Schaltmesser 5 angeordnet. Die erste Kontaktanordnung 52 und die zweite Kontaktanordnung 53 sind dabei im wesentlichen identisch ausgebildet und weisen jeweils eine Halterung 54 auf, welche beidseits des Trennmesserpaars 51 Einfahrkontakte 55 hält. Diese weisen jeweils auf die feststehenden Kontakte 32 bzw. 42 der Stützisolatoren 3 und 4 zu. An jedem Einfahrkontakt 55 sind dabei zwei aufeinander zuweisende Reihen von Kontaktfingern 56 derart angeordnet, daß sie, wie aus Fig. 3 erkennbar ist, im geschlossenen Zustand des Schubtrennschalters 1 jeweils eine Kontaktplatte 34 bzw. 44 zwischen sich aufnehmen. Zur Herstellung eines zuverlässigen Kontakts sind die Kontaktfinger 56 hierbei jeweils federnd in Richtung zur Kontaktplatte 34 bzw. 44 vorgespannt, so daß diese zwischen den beiden Reihen an Kontaktfingern 56 eingespannt ist.
- Als Grundwerkstoff für die stromführenden Komponenten wie die Anschlußplatten 33 und 43, die Kontaktplatten 34 und 44, das Trennmesserpaar 51 und die Kontaktanordnungen 52 und 53 wird Elektrolyt-Kupfer verwendet, welches galvanisch versilbert ist.
- Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 erkennbar ist, weist der Antrieb 6 eine Antriebswelle 61 auf, welche in hier nicht gezeigter Weise mit einem Antriebsmotor oder, insbesondere für den Notfall, mit einer manuell zu betätigenden Handkurbel koppelbar ist. Die Antriebswelle 61 wirkt in der vorliegenden Ausführungsform auf ein Viergelenkgetriebe ein, welches eine Schwinge 62, eine Koppel 63 sowie ein Kurbelglied 64 aufweist. Das Kurbelglied 64 ist dabei drehfest mit einer Schaltwelle 65 verbunden, welche im Grundrahmen 2 gelagert ist. Ein Ende eines Betätigungsglieds 66 ist ferner ebenfalls drehfest mit der Schaltwelle 65 verbunden, so daß sich eine Drehung der Antriebswelle 61 direkt auf das Betätigungsglied 66 übertragen läßt. Das andere Ende des Betätigungsglieds 66 ist verschwenkbar an das Schaltmesser 5 angekoppelt, um dieses bei Betätigung der Antriebswelle 61 zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stellung des Schubtrennschalters 1 hin und her zu bewegen.
- Zur Führung dieser Bewegung des Schaltmessers 5 ist im Kopfbereich des zweiten Stützisolators 4 innerhalb der Kontaktanordnung 53 die Führungseinrichtung 7 angeordnet, welche zwei Lagerrollen 71 und 72 aufweist. Wie aus den Figuren erkennbar ist, sind die beiden Lagerrollen 71 und 72 in den beiden Kontaktplatten 44 gelagert und erstrecken sich quer zur Längsausrichtung bzw. Bewegungsrichtung des Schaltmessers 5. Die Lagerrollen 71 und 72 sind dabei in einem solchen Abstand zueinander angeordnet, daß sie jedes Trennmesser des Trennmesserpaares 51 zwischen sich aufnehmen. Jede Lagerrolle 71 bzw. 72 weist hierzu einen Bund 73 auf, der insbesondere in Fig. 3 erkennbar ist. Mittels diesem sind die beiden Trennmesser des Trennmesserpaares 51 einerseits auf Abstand zueinander gehalten und andererseits in seitlicher Richtung in Draufsicht gemäß Fig. 3 gesehen geführt, um ein Verkanten zu vermeiden.
- Nachfolgend wird die Funktionsweise des Schubtrennschalters 1 erläutert.
- Zum Schließen des Schubtrennschalters 1 wird die Antriebswelle 61 angesteuert, um das Schaltmesser 5 mittels dem Betätigungsglied 66 von der in Fig. 1 gezeigten Offenstellung in die in den Fig. 2 und 3 gezeigte Schließstellung zu bewegen. Im Zuge dieser Bewegung wird das Schaltmesser 5 durch die Führungseinrichtung 7 geführt sowie das Betätigungsglied 66 stabilisiert. Dabei gelangt die erste Kontaktanordnung 52 in Eingriff mit dem feststehenden Kontakt 32 am ersten Stützisolator 3, während die zweite Kontaktanordnung 53 gleichzeitig in Eingriff mit dem feststehenden Kontakt 42 am zweiten Stützisolator 4 kommt. Die federnd vorgespannten Kontaktfinger 56 gleiten hierbei über die Fasen 35 bzw. 45 der Kontaktplatten 34 bzw. 44 hinweg und stellen eine Klemmverbindung zwischen den Einfahrkontakten 55 und den Kontaktplatten 34 bzw. 44 her. Damit ist die Hauptstrombahn des Schubtrennschalters 1 geschlossen.
- Hierbei ist der Antrieb 6 so ausgelegt, daß die Schwinge 62 bzw. die Koppel 63 über den Totpunkt des Viergelenkgetriebes hinausfahren und so eine Endstellung herstellen, die eine unbeabsichtigte Kontakttrennung verhindert. Hiermit wird erreicht, daß die Antriebsmechanik auch unter außergewöhnlichen Bedingungen, wie z. B. einem Kurzschlußfall, keine selbsttätige Gegendrehbewegung ausführt und die Hauptstrombahn somit unterbricht. Gerade im Kurzschlußfall können aufgrund der sich ausweitenden Stromschleife enorme dynamische Kräfte auftreten, die von der Übertotpunktmechanik des Antriebs 6 jedoch beherrscht werden.
- Zum Öffnen des Schubtrennschalters 1 wird wiederum die Antriebswelle 61 angesteuert, wobei sie hierzu zu einer Drehung in Gegenrichtung veranlaßt wird. Das Betätigungsglied 66 nimmt dann das Schaltmesser 5 derart mit, daß die elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontaktanordnungen 52 und 53 sowie den feststehenden Kontakten 32 und 42 aufgehoben wird. Fig. 1 zeigt den Schubtrennschalter 1 in der Endstellung bei geöffnetem Schalter, in welcher eine erforderliche Trennstrecke und somit die dielektrische Festigkeit des Schubtrennschalters 1 gewährleistet ist.
- Die Funktion des Schubtrennschalters 1 ist dabei erkennbar von der Einbaulage unabhängig.
- Die Erfindung läßt neben der gezeigten Ausführungsform weitere Gestaltungsansätze zu.
- So ist es auch möglich, daß die Kontaktanordnungen 52 und 53 mit anderen Kontakten bestückt sind, als die in den Figuren gezeigten Einfahrkontakte. Beispiele hierfür sind dem Fachmann in großem Umfange geläufig, wie federnd vorgespannte Walzen, Kugeln oder dergleichen.
- Insbesondere ist es auch möglich, daß die Einfahrkontakte an einer oder an beiden Kontaktstellen des Schubtrennschalters 1 nicht am Schaltmesser 5 sondern an den Stützisolatoren 3 bzw. 4 angeordnet sind, wobei dann entsprechend Kontaktplatten etc. am Schaltmesser 5 vorzusehen sind.
- Dementsprechend müssen die feststehenden Kontakte an den Stützisolatoren 3 und 4 eines Schubtrennschalters 1 nicht identisch ausgebildet sein. Auch die Kontaktanordnungen 52 und 53 am Schaltmesser 5 können unterschiedliche Gestalt aufweisen und unterschiedliche Kontaktierungsmöglichkeiten bereitstellen.
- Die Lagerrollen 71 und 72 der Führungseinrichtung 7 können zudem auch eine von der gezeigten Ausführungsform abweichende Gestalt aufweisen. Beispielsweise ist es möglich, auf den Bund 73 zu verzichten und/oder weitere Bünde seitlich vom Schaltmesser 5 vorzusehen.
- Ferner ist es auch möglich, daß anstelle der gezeigten Rollenführung eine Gleitführung als Führungseinrichtung für das Schaltmesser 5 dient.
- Überdies ist es auch möglich, daß der Antrieb 6 in anderer Gestalt als ein Viergelenkgetriebe ausgestaltet ist. Zudem kann der Antrieb für die Bewegung des Schaltmessers 5 auch an anderer Stelle und mit anderen Mitteln auf das Schaltmesser 5 aufgebracht werden.
Claims (8)
- Schubtrennschalter (1) mit zwei Stützisolatoren (3, 4) und einem im eingeschalteten Zustand die Stützisolatoren (3, 4) elektrisch verbindenden Schaltmesser (5), welches an seinem in der Einschaltbewegung vorderen Ende eine Kontaktanordnung (52) zur Kontaktierung eines feststehenden Kontakts (32) des ersten Stützisolators (3) aufweist, und im Bereich seines in Einschaltrichtung hinteren Endes am zweiten Stützisolator (4) in einer Führungseinrichtung (7) beweglich geführt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schaltmesser (5) an seinem in Einschaltrichtung hinteren Ende eine Kontaktanordnung (53) trägt, deren Kontaktelemente in Richtung zum zweiten Stützisolator (4) weisen, wobei die Kontaktanordnung (53) im eingeschalteten Zustand von der in Einschaltrichtung hinteren Seite her einen feststehenden Kontakt (42) des zweiten Stützisolators (4) kontaktiert und bei der Ausschaltbewegung von diesem entfernt wird. - Schubtrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanordnung (53) am in Einschaltrichtung hinteren Ende des Schaltmessers (5) Kontaktfinger (56) aufweist, welche im Zuge der Einschaltbewegung mit wenigstens einer Kontaktplatte (44) des feststehenden Kontakts (42) des zweiten Stützisolators (4) in Eingriff gelangen.
- Schubtrennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanordnung (52) am in Einschaltrichtung vorderen Ende des Schaltmessers (5) Kontaktfinger (56) aufweist, welche im Zuge der Einschaltbewegung mit wenigstens einer Kontaktplatte (34) des feststehenden Kontakts (32) des ersten Stützisolators (3) in Eingriff gelangen.
- Schubtrennschalter nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Kontakt des zweiten Stützisolators Kontaktfinger aufweist, welche im Zuge der Einschaltbewegung in Eingriff mit wenigstens einer Kontaktplatte der Kontaktanordnung am in Einschaltrichtung hinteren Ende des Schaltmessers (5) gelangen.
- Schubtrennschalter nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Kontakt des ersten Stützisolators Kontaktfinger aufweist, welche im Zuge der Einschaltbewegung in Eingriff mit wenigstens einer Kontaktplatte der Kontaktanordnung am in Einschaltrichtung vorderen Ende des Schaltmessers (5) gelangen.
- Schubtrennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (7) des Schaltmessers (5) als Rollenführung ausgebildet ist.
- Schubtrennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenführung zwei im Abstand zueinander vorliegende Lagerrollen (71, 72) aufweist, welche zwischen sich das Schaltmesser (5) aufnehmen.
- Schubtrennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung des Schaltmessers als Gleitführung ausgebildet ist.
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