DE102004015386B4

DE102004015386B4 - Mechanische Steuerung für einen Dreistellungsschalter

Info

Publication number: DE102004015386B4
Application number: DE102004015386A
Authority: DE
Inventors: Edgar Dr.Rer.Nat. Dullni; Hans Begge
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2024-03-27
Also published as: DE102004015386A1

Abstract

Mechanische Steuerung für einen Dreistellungsschalter, bei welchem aus der Mittelstellung heraus in eine Drehrichtung die Einschaltung des Trenners und Erders und in die andere Drehrichtung die Ausschaltung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Realisierung der Betätigungsbewegung durch eine über eine Steuerscheibenkontur der Steuerscheibe (J) betätigte Raste erfolgt, und ein Sicheres Stoppen einer Betätigung im Gegenuhrzeigersinn in der Mittelstellung durch dieselbe Raste erfolgt, derart dass eine Raste K, die in eines der Zahnräder (15, 16) eingreift, so steuerbar ist, dass aus der Mittelstellung heraus nur eine Drehung der Kurbel im Uhrzeigersinn für beide Betätigungswellen, also ein Einschalten entweder des Trenners oder Erders erlaubt ist, und ein Drehen im Gegenuhrzeigersinn erst aus Zwischenstellungen oder den Endstellungen heraus möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1,
Das Sachgebiet betrifft Mittelspannungsschaltgeräte, im speziellen einen Dreistellungs-Trennschalter zum Verbinden oder Abtrennen des Leistungsschalters von den Sammelschienen, bzw. zum Erden des Kabelabgangs.
Stand der Technik sind mechanische oder mechanisch-elektrische Antriebe, deren Steuerung durch rein mechanische Elemente oder Endlagen-Hilfsschalter erfolgt. Die den Strom führenden bzw. die Spannung isolierenden Elemente sind rotationssymmetrische Kontaktringe und Schieber, die von einem Motor und nachfolgendem Getriebe betätigt werden. Die Betätigungselemente bestehen aus Spindeln aus Isoliermaterial, die mit einer im Schieber integrierten Mutter zusammenwirken.
Die Absteuerung des Motors erfolgt über eine Steuereinheit. In dieser Steuereinheit werden die mehrfachen Umdrehungen der Spindel über Zahnräder so weit auf eine Steuerscheibe herabgesetzt, dass ca. 180° für die Bewegung Trennerausstellung in Einstellung und ca. 180° für die Bewegung Erderausstellung in Einstellung verbleiben. Diese Steuerscheibe regelt dann die nötigen End- und Mittelstellungen ab, schaltet induktive Sensoren oder Mikroschalter zur Steuerung des Motors und zeigt die Schaltstellung an.
Eine solche Anordnung ist im Normalfall mit Motor ausgestattet und damit fernsteuerbar. Sie hat den Nachteil, dass eine Handschaltung vom Kunden meist nur für den Notbetrieb akzeptiert wird.
Ein wesentlicher Kritikpunkt ist, dass für die Trenn- bzw. Erdschaltung nur eine gemeinsame Welle existiert und entgegen den Empfehlungen der einschlägigen IEC Vorschriften die Einschaltungen einmal im Uhrzeigersinn, das andere mal entgegen Uhrzeigersinn erfolgen und die Ausschaltungen entsprechend.
Aus der EP 0796 501 B1 ist ein Antrieb für einen Dreistellungsschalter für Mittelspannungsanlagen bekannt, bei welchem aus der Mittelstellung heraus in eine Drehrichtung die Einschaltung des Trenners und Erders und in die andere Drehrichtung die Ausschaltung erfolgt. Die Mittelstellung ist jedoch auch nur über eine Getriebstellung definiert.
Aufgabe der Erfindung ist es, den letztgenannten Nachteil zu beheben und den Antrieb als reinen Handantrieb mit optionalem Motoranbau auszulegen. Im besonderen müssen natürlich alle von Dreistellungsschaltern bekannten Verriegelungen der Geräte untereinander und zum Leistungsschalter realisiert werden, die einen gefahrlosen Handantrieb erst ermöglichen.
Die gestellte Aufgabe ist bei einem Dreistellungsschalter der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
So ist Kern der Erfindung, dass aus der Mittelstellung heraus in eine Drehrichtung die Einschaltung des Trenners und Erders und in die andere Drehrichtung die Ausschaltung erfolgt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Realisierung der Betätigungsbewegung durch eine über eine Steuerscheibenkontur betätigte Raste erfolgt.
In weiterer Ausgestaltung ist angegeben, dass ein Sicheres Stoppen einer Betätigung im Gegenuhrzeigersinn in der Mittelstellung durch dieselbe Raste erfolgt.
Weiterhin ist angegeben, dass die Realisierung der genauen Ansteuerung der Mittelstellung durch eine Steuerscheibe mit innerer und äußerer Kontur und dazwischen befindlicher Weiche efolgt.
Dabei ist der Dreistellungsschalter so ausgelegt dass die Kontrolle der Bewegung des Vorwahlknebels A durch eine Steuerscheibe H im Zusammenspiel mit einem Teil G erfolgt.
In weiterer Ausgestaltung ist angegeben, dass ein Motorantrieb vorgesehen ist, der derart wirkt, dass die Raste erst bei Vorwahl über den Knebel A wirksam wird.
Vorteilhaft ist die Verwendung in gasisolierten Schaltanlagen.
Eine Übersicht über den Antrieb gibt Zeichnung wieder.
Der Antrieb besitzt zwei Betätigungsöffnungen B und C. In diese kann eine Kurbel gesteckt werden, mit der entweder der Trenner oder der Erder mit ca. 23 Umdrehungen ein- bzw. ausgeschaltet werden können. Die Betätigungswellen greifen über Zahnräder ineinander. Dadurch wird gewährleistet, dass eine Einschaltung des Trenners über C und des Erders über B immer im Uhrzeigersinn erfolgt und eine Ausschaltung im Gegenuhrzeigersinn. Die Hauptbetätigungswelle sitzt hinter Öffnung C. Mit dem Knebel A und der damit verbundenen Scheibe D wird entweder die Betätigungsöffnung C für den Trenner oder B für den Erder vorgewählt. Die andere Öffnung ist dabei jeweils verdeckt und nicht zugänglich. Dabei wird die Welle E verdreht. Die Welle E betätigt einen Schieber F, der die Verriegelung zum Leistungsschalter bewirkt. Gleichzeitig wird das Teil G um den gleichen Winkel verdreht.
Teil G wirkt zusammen mit einer Steuerscheibe H, die auf der bekannten Steuereinheit des Antriebs sitzt und synchron mit ihr läuft. Sie besitzt eine Kontur von ca. 180° Winkellänge für die Bewegung des Trenners von Ausstellung in Einstellung und umgekehrt und weitere ca. 180° für die Bewegung des Erders. Einschnitte am äußeren Umfang der Steuerscheibe H bewirken, dass der Knebel A nur in den definierten Endstellungen und der Mittelstellung aus der Vorwahlstellung in die vertikale Stellung zurückgedreht werden kann. Diese Verriegelung verhindert eine unvollkommene Schalthandlung, bei der der Dreistellungsschalter in nicht erlaubten Zwischenstellungen stehen bleiben würde. Der Leistungsschalter ist in solchen Zwischenstellungen verriegelt.
Hauptpunkt der Erfindung ist das genaue Ansteuern der Mittelstellung und das Verhindern des Überfahrens der Mittelstellung bei irgendwelchen Fehlhandlungen. Dies wird dadurch erreicht, dass eine Raste K, die in eines der Zahnräder eingreift, so gesteuert wird, dass aus der Mittelstellung heraus nur eine Drehung der Kurbel im Uhrzeigersinn für beide Betätigungswellen B und C, also ein Einschalten entweder des Trenners oder Erders erlaubt ist. Ein Drehen im Gegenuhrzeigersinn ist erst aus Zwischenstellungen oder den Endstellungen heraus möglich. Die Steuerung der Raste ist im weiteren so, dass bei einer Drehung im Gegenuhrzeigersinn die Bewegung gerade in der Mittelstellung gestoppt wird, also ein Überfahren nicht möglich ist.
Realisiert wird diese Funktion der Raste durch eine Steuerscheibe J. Diese dreht sich synchron zur Steuerscheibe H. Die Scheibe J besitzt eine äußere Kontur auf einem äußeren Umfang J1 und eine innere Kontur auf einem inneren Umfang J2. Ein Stift auf dem Teil M tastet diese Konturen ab und überträgt eine dadurch bedingte Winkeländerung auf die Raste K. In der Mittelstellung fällt der Stift des Teils M auf die innere Kontur J2 und lässt die Raste blockierend in das Zahnrad einfallen. Es ist jetzt keine Drehung gegen den Uhrzeigersinn möglich. Die Drehkurbel kann nun abgezogen und der Knebel A wieder zurückgestellt werden. Danach sind beide Betätigungsöffnungen B und C wieder frei anwählbar. Geschieht dies, greift die Raste automatisch wieder so in das Zahnrad ein, dass einzig eine Drehung im Uhrzeigersinn möglich ist, also eine Einschaltung. Bei einer Drehung im Uhrzeigersinn wandert der Stift von Teil M auf der inneren Kontur J2 weiter, öffnet eine Weiche L und gerät auf die äußere Kontur J1. Auf dieser äußeren Kontur ist die Raste außer Eingriff. Die Betätigung kann bis zum Ende ausgeführt werden. Es kann auch wieder zurückgeschaltet werden. Die Weiche L verhindern bei der Rückwärtsdrehung, dass die Raste vorzeitig wieder einfällt. Dies erlaubt die Steuerscheibe J erst in der Mittelstellung.
Der Antrieb ist auch für optionalen Motorantrieb geeignet. Die Raste ist bei vertikal stehendem Knebel A außer Eingriff und erlaubt ein freies Verfahren mit Motor. Dieser wird dann über Mikroschalter gesteuert, die durch sich ebenfalls auf der Steuerscheibe H befindliche Bahnen geschaltet werden.

Claims

Mechanische Steuerung für einen Dreistellungsschalter, bei welchem aus der Mittelstellung heraus in eine Drehrichtung die Einschaltung des Trenners und Erders und in die andere Drehrichtung die Ausschaltung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Realisierung der Betätigungsbewegung durch eine über eine Steuerscheibenkontur der Steuerscheibe (J) betätigte Raste erfolgt, und ein Sicheres Stoppen einer Betätigung im Gegenuhrzeigersinn in der Mittelstellung durch dieselbe Raste erfolgt, derart dass eine Raste K, die in eines der Zahnräder (15, 16) eingreift, so steuerbar ist, dass aus der Mittelstellung heraus nur eine Drehung der Kurbel im Uhrzeigersinn für beide Betätigungswellen, also ein Einschalten entweder des Trenners oder Erders erlaubt ist, und ein Drehen im Gegenuhrzeigersinn erst aus Zwischenstellungen oder den Endstellungen heraus möglich ist.
Dreistellungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Realisierung der genauen Ansteuerung der Mittelstellung durch eine Steuerscheibe (J) mit innerer und äußerer Kontur und dazwischen befindlicher Weiche erfolgt.
Dreistellungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolle der Bewegung des Vorwahlknebels A durch eine Steuerscheibe H im Zusammenspiel mit einem Teil G erfolgt.
Dreistellungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorantriebs vorgesehen ist, der derart wirkt, dass die Raste erst bei Vorwahl über den Knebel A wirksam wird.
Dreistellungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ist in der gasisolierten Schaltanlage eingebaut ist.